New User Special Price Expires in

Let's log you in.

Sign in with Facebook


Don't have a StudySoup account? Create one here!


Create a StudySoup account

Be part of our community, it's free to join!

Sign up with Facebook


Create your account
By creating an account you agree to StudySoup's terms and conditions and privacy policy

Already have a StudySoup account? Login here

biology 1020 week 7

by: Veta Wilkins

biology 1020 week 7 Biol 1020 R53

Veta Wilkins
University of Memphis
GPA 3.5

Preview These Notes for FREE

Get a free preview of these Notes, just enter your email below.

Unlock Preview
Unlock Preview

Preview these materials now for free

Why put in your email? Get access to more of this material and other relevant free materials for your school

View Preview

About this Document

cover the endocrine control
biology 1020
Class Notes
25 ?




Popular in biology 1020

Popular in Biology

This 34 page Class Notes was uploaded by Veta Wilkins on Saturday October 8, 2016. The Class Notes belongs to Biol 1020 R53 at University of Memphis taught by in Fall 2016. Since its upload, it has received 9 views. For similar materials see biology 1020 in Biology at University of Memphis.

Similar to Biol 1020 R53 at University of Memphis

Popular in Biology


Reviews for biology 1020 week 7


Report this Material


What is Karma?


Karma is the currency of StudySoup.

You can buy or earn more Karma at anytime and redeem it for class notes, study guides, flashcards, and more!

Date Created: 10/08/16
Chapter 34; Section: 1 Hormones in the Balance  Huge numbers of man­made compounds are used to make computers and  other electronic gadgets.  Synthetic chemicals enter our bodies when we ingest them, inhale them, or  absorb them across our skin. o some synthetic chemicals threaten animal and human health o  For example, years after we started using them, we realized that DDT (a pesticide) and PCBs (used in electronic products, caulking, and  solvents) are  Endocrine disruptors are molecules that interfere with the function of the  endocrine system.  o DDT was banned in 1972 and PCBs in 1979  both chemicals were in wide use for years and are highly stable, so they still persist in the environment.  Other endocrine disruptors remain in use. Atrazine, an herbicide, is among  them o This chemical has been widely used for more than forty years. o  In the United States, 76 million pounds of atrazine are sprayed each  year, mostly to kill weeds in cornfields. o  Each year, some runs off from fields and contaminates water.  Living in atrazine­contaminated water can disrupt endocrine function in  aquatic animals and diminish their reproductive capacity o Exposing genetically male frog tadpoles to atrazine alters their sexual  development. o As adults, the altered frogs have a lower than normal level of the male sex hormone testosterone, smaller testes, and a reduced sperm count. o Atrazine even causes some males to develop ovaries in addition to  testes, or in place of them   Atrazine affects freshwater fish too o Exposing fish embryos to atrazine levels comparable to those in  runoff from atrazine­treated fields doubles the proportion that develop into females. o female minnows who breed in atrazine­contaminated water produce  fewer eggs than those that breed in pure fresh water.  Atrazine is usually applied to fields in spring, so peak atrazine runoff often  occurs when fish and frogs are mating and when their young are developing. o  All vertebrates have similar hormone­secreting glands and endocrine  systems.    chemicals that adversely affect one are likely to affect others in a similar manner.  In 2013, Syngenta, the company that makes atrazine, began paying out a  $105 million settlement to community water suppliers across the United  States.  o The payments are meant to reimburse these communities for costs  incurred when they had to filter atrazine out of their drinking water  supply.  o  Runoff of atrazine from agricultural fields in these communities had  resulted in water with an atrazine level above that considered safe by  regulatory agencies. Section 34:2 The Vertebrate Endocrine System  Animal cells communicate with one another by way of a variety of short­ range and long­rage chemical signals. Mechanisms of Intercellular Signaling  Cells of an animal body constantly signal on another. o Gap junctions allow signaling substances to move directly between  the cytoplasm of the adjacent cells.  Other cell­to­cell communication involves signaling molecules  that are secreted into interstitial fluid (the fluid between cells  The molecules exert effects only when they bind and  respond to a specific signaling molecules is a “target” of  that molecule.  Secreted signaling molecules exert their effect by a three­step process. o The molecules bind to a target cell’s receptor, the receptor transduces  the signal (changes it into a form that affects target cell behavior), and the target cell responds:         Signal reception  Signal Transduction  Cellular Response  Some secreted signaling molecules diffuse a short distance through  interstitial fluid and bind to nearby cells. o For example, most neurons secrete neurotransmitter into the synaptic  cleft that separates them from their target­ a postsynaptic cell.  Many types of cells produce and secrete local signaling molecules, which  reach nearby targets by diffusion and so act over a limited distance. o Prostaglandins are an examples of a local signaling molecule  when released by injured cells, they activate nearby pain  receptors.  Animal hormones are long­range communication molecules that travel in  blood. o Hormones are secreted by gland cells. o Secreted hormones diffuse through by seeping through openings in  the walls of these blood vessels.  Compared to neurotransmitter or local signaling molecules,  hormones last longer, travel farther, and exert their effects on a  greater number of cells. Discovery of Hormones  Hormones were first discovered in the early 1900s by physiologists  William Bayliss and Ernest Starling. o they were studying how the secretion of pancreatic jucies is  regulated. o They knew that mixes with acid in the stomach and that when  this acidic mix reaches the small intestine, it stimulates the  pancreas to secrete a bicarbonate buffer.  They did not know how the message that triggered  bicardonate secretion reached the pancreas, the scientists  did an experiment.  They surgically altered a laboratory animal, cutting all nerves had been cut, the animal’s small  intestine responded to the presence of acid by  secreting bicardonate.   This result indicated that  communication between the intestine  and the pancreas does not involve  nerves.  Starling and Bayliss hypothesized that the small intestine produces a  signal that travels in the blood. o To test this idea, they exposed small intestinal cells to acid, then made an extract of those cells. o Injecting this extract into the bloodstream of another animal  caused its pancreas to secrete bicardonate.  The result confirmed the hypothesis: exposure to acid  causes the small intestine to release a chemical signal  into the blood.  This bloodbone substance triggers the pancreas to secrete bicarbonate into the gut.  Signaling substances discovered by Starling and Bayliss is now called  secretin o Indentify its mode of action supported a hypothesis that is dated back centuries: blood carries internal secretion that influence  the activities of the body’s organs.  Starling coined the term “hormone” (the Greek hormone means to set  in motion), which we now use to describe glandular hormones and  their sources.  Endocrine glands and other structures that secrete hormones are  referred to collectively as the vertebrate endocrine system. o Many internal organs such as the small intestine and heart have  cells that produce and release hormones as well.  Conversely, some of the major endocrine glands also have functions  unrelated to hormone secretion. o For example, the pancreas secretes hormones into the blood, but also secretes digestive enzymes into the small intestine. o The gondas (ovaries and testes) produce sex hormones and also  make gametes.  The discovery of hormones and subsequent studies of endocrine  function have had important medical implications. o They have allowed treatment of endocrine disorders, such as  diabetes, as well as the invention of hormonal methods of  contraception. Neuroendocrine Interactions  Both neurons and endocrine cells develop from an embryo’s ectodermal  layer. o Portions of the endocrine system are so closely linked that scientists  sometimes refer to them collectively as the neuroendocrine system.  Both endocrine glands and neurons receive signals from the hypothalamus, a command center in the forebrain. o Most organs respond both to hormones and to signals from the  nervous system.  Hormones influence brain development, both before and after birth. o Hormones can also affect nervous processes such as sleep­wake  cycles, emotion, mood, and memory. o Conversely, the nervous system regulates hormone secretion.  For example, in a stressful situation, sympathetic nervous  stimulation triggers an increase in the secretion of some  hormones, and a decrease in the secretion of other hormones. How do cells of an animal body communicate with one another? 1. In all animals, cells release molecules that influence other cells. Each type of signal acts on all target cells that have receptors for it. Hormones are  intercellular signaling molecules that travel in the bloodstream. 2. Collectively, hormone­secreting glands and cells make up an endocrine  system 3. Integrated interactions between the nervous system and nearly all endocrine  glands coordinate many different functions for the body as a whole. Section 34:3 The Nature of Hormone Action  For a hormone to have an effect, it must bind to receptors on or inside a  target cell. Categories of Hormones  There are two major categories of hormones, those derived from amino acids and those derived from cholesterol. o Amino acid­derived hormones include amine hormones (modified  amino acids), peptide hormones (short chains of amino acids), and  protein hormones (longer chains of amino acids).  All are typically polar, so they dissolve easily in blood, which is mostly water.  Like, other polar molecules, protein and peptide hormones  cannot diffuse across a lipid bilayer. These hormones always  bind to receptors at the plasma membrane of a target cell.  When amino acids­derived hormone binds to a receptor in the plasma  membrane, a second messenger transmits the signal into the cell. o A second messenger is a molecule that forms inside a cell in response  to an external signal, and it triggers a change in cellular activities.  Formation of the second messenger sets in motion a chain of  events that bring about the target cell’s response.  In many cases, the cascade of reactions that result from second messenger  formation culminates in activation of an enzyme already present in the  cytoplasm. o Consider glucagon, a protein hormone that is secreted by your  pancreas and targets cells in your liver. o The liver contains the body’s store of glycogen. o Binding of glucagon to its receptor in the plasma membrane of a liver  cell sets in motion a chain of reactions o The end result of this chain in activation of an enzyme that breaks  down glycogen, releasing glucose.  Glucagon helps regulate the concentration of glucose in your  blood.  Endocrine cells are themselves the targets of some hormones. o In this case, second messenger formation affects the target cell’s  secretion of a different hormone. o Inhibiting hormones discourage hormone secretion by their target  endocrine cells. o Releasing hormones encourage hormone secretion by their target  endocrine cells.  For example, the pituitary gland in your brain produces a  releasing hormone that targets cells of the thyroid gland in your  neck.  Binding of the releasing hormone to its receptors triggers events that result in exocytosis of vesicles filled with thyroid hormone  Effects of second messenger formation sometimes extend into the nucleus,  bringing about changes in gene expression. o Protein and peptide hormones cannot enter a nucleus and interact  directly with molecules that affect gene expression  A steroid hormone typically binds to its receptor inside the cell, forming a  hormone­receptor complex. o This complex functions in the nucleus, where it binds to a promoter in the target cell’s DNA.  The promoter is a region where RNA polymerase binds.  Depending on the hormone, the receptor, and the cell,  binding of the complex to a promoter can increase or  decrease the rate of transcription of a nearby gene or set  of genes.  Once secreted into the blood, hormones remain active for a limited period. o Some are taken into and broken down in the kidney or the liver. o Others are taken into the cell they affect and broken down there.  The amount of time it takes to clear a hormone from the blood  varies. o Hormones derived from amino acids are typically cleared from the  blood more quickly than steroid hormones. Receptor Function and Diversity  A cell can only respond to a hormone for which it has appropriate and  functional receptors. o All hormone receptors are proteins o Mutation that result in missing or defective receptors, or alter their  rate of production, also affect the response to a hormone—even if the  hormone is present in normal levels.  Ex. Typical male genitals will not form in an XY embryo  without testosterone, which is a steroid hormone.  o XY individuals who have total androgen insensitivity syndrome make  and secrete testosterone, but carry a mutation that affects their  testosterone receptors.  Without functional receptors, it as if testosterone is not present,  As a result, testes form during embryonic development  but do not descend into the scrotum, and the genitals  appear female at birth.  Such individuals are often raised as females.  Their condition becomes apparent at puberty when,  lacking a uterus, they do not begin to menstruate.   Variations in receptor structure also affect responses to hormones. o Different tissues have receptor proteins that respond in different ways  to binding the same hormone.  Ex. ADH (antidiuretic hormone) acts on kidney cells and  affects urine formation.  ADH is sometimes referred to as vasopressin, because it  also binds to receptors in the wall of blood vessels and  causes the vessels to narrow.  In many mammals, ADH helps maintain blood pressure.  ADH also binds to brain cells and affects sexual and social  behavior.  This enormous diversity of responses to a single hormone in an outcome of variations in the structure of ADH  receptors.  In each kind of cell, a different kind of receptor summons up a different cellular response. How do hormones exert their effects on target cells? 1. Hormones exert their effects by binding to protein receptors, either inside a  cell or at the plasma membrane. 2. Peptide and protein hormones cannot enter cells; they bind to a receptor at  the plasma membrane. Often they trigger formation of a second messenger,  a molecule that relays a signal into the cell. 3. Steroid hormones can enter a cell and they often act in the nucleus, where  they alter the expression of specific genes. 4. Variations in receptor structure among cells types allow the same hormone  to have different effects on different cells. Section 34:4 The Hypothalamus and Pituitary Gland  The hypothalamus and pituitary gland deep inside the brain interact to  control glands throughout the body.  The hypothalamus function as the main center for control of the internal  environment. o It lies deep inside the forebrain and connects, structurally and  functionally, with the pituitary gland. o In humans, the pea­sized pituitary has two lobes. o The pituitary’s posterior lobe release hormones synthesized by  neurosecretory cells in the hypothalamus o A neurosecretory cell is a specialized type of neuron that responds to  an action potential by releasing a hormone into the blood.  The anterior lobe of the pituitary synthesizes its own hormones  but releases them in response to hormones produced in the  hypothalamus. Pituitary  Secretions Abbre Main  Main  Lobe v. Target Effects Posterior Antidiuretic  ADH Kidney Induces  hormone  s water  Nervous  (vasopressin) conservatio tissue  n as  (extension  required to  of  maintain  hypothalam extracellul us) ar fluid  volume  and solute  concentrati ons Oxytocin OT Mamm Induces  ary  milk  glands movement  into  secretory  ducts Uterus Induces  uterine  contraction during  childbirth Anterior Adrenocorticotr ACT Adrenal stimulates  opic hormone H glands release of  Glandular  cortisol, an tissue,  adrenal  mostly steroid  hormone Thyroid­ TSH Thyroid Simulates  stimulating  gland release of  hormone thyroid  hormones Follicle­ FSH Ovaries In females, stimulating  , testes stimulates  hormone estrogen  secretion,  egg  mutation;  in males,  helps  stimulate  sperm  formation Luteinizing  LH Ovaries In females, hormone , testes stimulates  progestero ne  secretion,  ovulation,  corpus  luteum  formation;  in males,  stimulates  testosteron e secretion, sperm  release prolactin PRL Mamm Stimulates  ary  and  glands sustains  milk  production Growth  GH Most  Promotes  hormone  cells growth in  (somatotropin) young:  induces  protein  synthesis,  cell  divisions;  role in  glucose,  protein  metabolis m in adults Posterior Pituitary Function  Antidiuretic hormone (ADH) and oxytocin (OT) are produced in the cell  bodies of secretory neurons of the hypothalamus o These peptide hormones are transported through axons to axon  terminals inside the posterior pituitary, where they are stored.  Arrival of an action potential at the axon terminals causes the  terminals to release the stored hormones, which diffuses into  capillaries (small blood vessels) inside the posterior pituitary.  From here, blood distributes the hormone throughout the  body, where it exerts it effect on target cells.  Antidiuretic hormone targets kidney cells and reduces urine  output.  Oxytocin targets cells of smooth muscle in the uterus (womb)  and mammary glands.  It causes uterine contractions during childbirth and  moves milk into milk ducts when a woman nurses a  child. Anterior Pituitary Function  The anterior pituitary makes peptide hormones whose secretion is regulated  by the hypothalamus. o Most hypothalamic hormones that target cells of the anterior pituitary  are releasing hormones, which encourage secretion of hormones. o The hypothalamus also makes inhibiting hormones that slow secretion of anterior pituitary hormones.  Four hormones produced by the anterior pituitary target other endocrine  glands. o Adrenocorticotropic hormone (ACTH) stimulates target other  endocrine glands. o Thyroid­stimulating hormone (TSH) causes the thyroid gland to  secrete thyroid membrane. o Follicle­stimulating (FSH) and luteinizing hormone (LH) affect sex  hormones secretion and production of gametes by gonads (a male’s  teste or female’s ovaries)  The anterior pituitary also produces two additional hormones. o The first prolactin (PRL) target cells in the breast’s mammary gland,  which are exocrine glands.  Prolactin contributes to breast development at puberty and  governs milk production after a woman gives birth.  The second, growth hormone (GH) targets cell throughout the  body.  It affects metabolism, causing a decrease in fat storage  and an increase in synthesis of muscle proteins.  It also encourages production of new bone and cartilage. How do the hypothalamus and pituitary gland interact? 1. Some secretory neurons of the hypothalamus make hormones (ADH, OT)  that move through axons into posterior pituitary, which releases them. 2. Other hypothalamic neurons produce releases and inhibitors that are carried  by the blood into the anterior pituitary. These hormones regulate the  secretion of anterior pituitary hormones (ACTH, TSH, LH, FSH, PRL, and  GH) 34:5 Growth Hormone Function and Disorders  Disturbances of growth hormones production of function can accelerate or  retard growth.  Growth hormone (GH) secreted by the anterior pituitary affects target cells  throughout the body. o Among other effects, GH encourages production of cartilage and bone and increases muscles mass.  Normally, GH production surges during teenage years, causing a growth  spurt, then declines with age.  Oversecretion of growth hormone during childhood leads to pituitary  gigantism. o A person affected by this disorder has a normal body form, but is  unusually tall.  When excessive growth hormone secretion continues into or  begins during adulthood, the result is acromegaly  With this disorder, continued deposition of new bone and cartilage enlarges and eventually deforms the hand, feet,  and face.  Skin thickens, and the lips and tongue increase in size.  Internal organs are also affected; the heart may become  enlarged. o The most common cause of gigantism and  acromegaly is a pituitary tumor.  If, during childhood, a person’s body produces too little GG, or  makes GH receptors that do not respond properly, the result is a type of dwarfism.  Affected individuals are unusually small but normally  proportioned. (other types of dwarfism that do not involve  problems with GH function are more common. Individuals  affected by these conditions end up with disproportionally short limbs.)  Laron syndrome, a rare type of inherited dwarfish, result from a defective growth hormone receptor.  A long­term study of 99 effected individuals in Equador  suggests that impaired GH function lowers the risk for  cancer and diabetes.  These fortunate effects most likely arise as a result of  decreased growth factor production. o In the absence of promoting from GH, the liver  does not produce insulin­like growth factor 1.  This protein stimulates division of cells­ including cancer cells­and has been  implicated in development of diabetes.  Human growth hormone is now produced through genetic  engineering  Injections of recombinant human growth hormone  (RHGH) can increase the growth rate of children who  have a naturally controversial.  Some people object to treating short stature a defect to be cured.  Injections of rhGH are also used to treat adults who have low GH level as a  result of pituitary or hypothalamus tumors or injury. o Injection restore a normal level of GH, and can help affected  individuals maintain a healthy bone and muscle mass. o Injections of rhGH have also been touted as a way to slow normal  aging or boost athletic performance.  Such uses are not approved by regulatory agencies and can  have negatives side effects, including increased risk of high  blood pressure and diabetes. What are the effects of too much or too little growth hormone? 1. Excessive growth hormone causes faster­than­normal bone growth. When  the excess occurs during childhood, the result is gigantism. In adults, the  result is acromegaly. 2. A deficiency of GH or malfunction of GH receptors can cause dwarfism. 34:6 Sources and Effects of Other Vertebrate Hormones  A cell in a vertebrate is a target for a diverse array of hormones from  endocrine glands and secretory cells  Vertebrates have hormone­secreting cells in many internal organs. o Cells of the small intestine release secretin, a hormone that acts on the pancreas. o Other gut hormones affect appetite and digestion.  In addition, adipose (fat) tissue makes leptin, a hormone that  suppresses appetite. o When the oxygen level in blood falls, kidneys secrete erythropoietin, a hormone that stimulates maturation and production of  oxygentransporting red blood cells.   Even the heart makes hormone, atrial natriuretic peptide, which  stimulates the kidneys to excrete water and salt.  Most cells have receptors for more than one hormone  The response called up by one hormone mat oppose or  reinforce that of another. o Ex. A skeletal muscle fibber has receptors for a  variety of hormones, including glucagon, insulin,  cortisol, epinephrine, estrogen, testosterone,  growth hormone, somatostatin, and thyroid  hormone.  Blood levels of all these hormones affect a muscle Source Ex. Of Secretion Main Target Primary Actions Thyroid Thyroid  Most cells Regulates  membrane metabolism, has  roles in growth,  development Calcitonin Bone Lowers calcium  level in blood Parathyroids Parathroid  Bone, Kidney Elevates calcium  hormone level in blood Pancreatic Insulin Liver, muscle,  Promotes cell  adipose tissue uptake of glucose, lowers glucose  level in blood glucagon liver Promotes  glycogen  breakdown, raises  glucose level in  blood Somatostatin Insulin­secreting  Inhibits secretion  cells of insulin,  glucagon, and  some gut  hormones Adrenal Cortex Glucocorticoids  Most cells Promote  (including  breakdown of  cortisol) glycogen, fats,  and proteins as  energy sources;  thus help raise  blood level of  glucose Mineralocorticoid Kidney Promote sodium  s reabsorption  (including  (sodium  aldosterone) conservation);  help control the  body’s salt­water  balance Adrenal medulla Eponephrine  Liver, muscle,  Raises blood level (adrenaline) adipose tissue of sugar, fatty  acids, increase  heart rate and  force of  contraction Norepinephrine Smooth muscle of  Promotes  blood vessels constriction or  dilation of certain  blood vessels;  thus affects  distribution of  blood volume to  different body  regions Gonads Testes (in males) Androgens general Required in sperm (including  formation;  testosterone) development of  genitals;  maintenance of  sexual traits;  growth,  development Testes ( in  Estrogens general Required for egg  females) maturation and  release;  preparation of  uterine lining for  pregnancy and its  maintenance in  pregnancy;  genitals  development;  maintenance of  sexual traits;  growth,  development progesterone Uterus, breasts Prepares,  maintains uterine  lining for  pregnancy;  stimulates  development of  breast tissues Pineal Gland  melatonin brain Influences daily  biorhythms,  seasonal sexual  activity thymus Thymulin T lymphocytes  Essential for  maturation of T  lymphocytes (T  Cells) What Are the Sources and Effects of Vertebrate Hormones?  Endocrine glands and endocrine cells secrete hormones. Cells in other  organs, such as the gut, kidneys, and heart also secrete hormones.  Most cells have receptors for multiple hormones, and the effect of one can  be enhanced or opposed by another. Section 34.7 Thyroid and Parathyroid Glands  The thyroid regulates metabolic rate, and the adjacent parathyroids regulate  calcium levels. Feedback Control of Thyroid Function  The human thyroid gland lies at the base of the neck, attached to the trachea, or windpipe. o It secretes two iodine­containing amines (triiodothyronine and  thyroxine) referred as thyroid hormones.  Thyroid hormones increase the metabolic activity of cells  throughout the body  The anterior pituitary gland and hypothalamus regulate thyroid hormone  secretion by negative feedback loop. o A low blood concentration of thyroid hormone causes the  hypothalamus to secrete thyroid­releasing hormone (TRH) 1 o This releasing hormone causes the ante2ior pituitary to secrete  thyroid­stimulating hormone(TSH) o TSH in turn stimulates the secretion of thyroid hormone. 3 o When the blood level of thyroid hormone rises, secretion of TRH and  4 TSH declines  The thyroid gland also secretes calcitonin. o In many animals, this hormone plays an important role in calcium  homeostasis. o In humans, calcitonin secretion primarily by the parathyroids.  Human adults normally produce little calcitonin  Calcitonin supplements are sometimes used as a  treatment for osteoporosis. Thyroid Disorders  A deficiency in thyroid hormone, a condition called hypothyroidism, results  in a reduced metabolic rate. o Symptoms include fatigue, depression, increased sensitivity to cold,  and weight gain. o Affected people often have thyroid enlargement, or goiter  Thyroid hormone synthesis requires iodine, so adequate iodine intake is  essential for health and normal development.  A woman’s iodine requirement increases during pregnancy and not meeting  that requirement raises the risk of miscarriage and of infant mortality. o Can result in cretinism­mental retardation, stunted growth, and  deafmutism­ in her child.  In the U.S, use of iodized salt has greatly reduced the incidence of dietary  hypothyroidism, so inadequate levels of thyroid hormone most often result  from immune disorder. o In some people, the body’s white blood cells mistakenly attack the  thyroid and destroy its hormone producing tissue.  The result is a type of hypothyroidism known as hashimoto’s  disease.  Thyroid tumors can also impair thyroid hormone porductioin  Nondietary hypothyroidism is treated by the administration of  synthetic thyroid hormone.  An excess of thyroid hormone also has negative health consequences. o In graves’ disease, protein (anitbodies) made by white blood cells  mimic the effect of thyroid­stimulating hormone.  As a result, the thyroid produces an excess of thyroid  hormone.  Affected people have goiter, as well as anxiety, insomnia, heat intolerance, weight loss, tremors  Protruding eyes are another symptom. o Drugs, surgery, or radiation can be used to reduce  thyroid hormone output. Thyroid Disruptors  Some pollutants impair thyroid function o A sodium­iodide transport protein normally pumps iodide ions into  thyroid cells. o The transporter binds a chemical pollutant called perchlorate much  more strongly than it binds iodide ions. o When perchlorate is present, fewer iodide ions enter thyroid cells, and thyroid hormone production declines.  Perchlorate seeps into the ground from facilities that  manufacture, test, or dispose of military rockets, fireworks, or  other explosives.   Most municipal water treatment plants do not remove  perchlorate from water, so perchlorate contamination of a  source of public drinking water usually forces closure of that  water source.  Perchlorate pollution also harms animals. o In frogs, a surge in thyroid hormone triggers metamorphosis from a  tadpole (the larval form) to an adult. o If a tadpole’s thyroid tissue is removed, it will keep on growing, but  will never undergo metamorphosis.  Exposure to perchlorate­polluted water can similarly delay prevent frog  metamorphosis. The Parathyroid Glands  Four parathyroid glands, each about the size of a grain of rice, are located on the thyroids posterior surface. o The glands release parathyroid hormone (PTH) in response to a  decline in the level of calcium in blood.   PTH targets bone cells and kidney cells. o In bones is induces specialized cells to secrete bone­digesting  enzymes. o Calcium and other minerals released from the bone enter the blood. o In kidneys PTH stimulates tubule cells to reabsorb more calcium.  It also stimulates secretion of enzymes that transform vitamin D to calcitriol, a steroid hormone that encourages cells in the  intestinal lignin to absorb calcium.  Vitamin D deficiency is the most common cause of the nutritional disorder  known as rickets. o Without vitamin D, a child does not absorb known calcium from food, so formation of new bone slows. o At the same time, The lower­than­normal calcium concentration in the blood triggers PTH secretion o When the concentration of PTH rises, the child’s body responds by  breaking down existing bones.  Bowed legs and deformities in pelvic bones are common  symptoms of rickets  Tumors and other conditions that result in excessive PTH secretion also  weaken bone. o In addition, they increase the risk of kidney stones, because excess  calcium ends up in the blood and urine  o Disorders that reduce PTH output result in a lowered level of calcium  in the blood.  Resulting seizures and unrelenting muscle contraction can be  deadly. What are the functions of the thyroid and parathyroid glands?  The thyroid gland secrets and iodine­containing hormone that regulates  metabolic rate and is essential to normal development  The parathyroid glands are the main regulators of blood calcium level in  human adults. 34:8 Pancreatic Hormones  Two pancreatic hormones with opposing effects work together to regulate  the level of glucose in the blood. Regulation of Blood Sugar  The pancreas, which lies behind the stomach in the abdominal cavity, has  both exocrine and endocrine functions.  The bulk of this organ consists of exocrine cells that secrete digestive  enzymes into the small intestine.  Scattered among these cells are pancreatic islets, which are clusters of  endocrine cells.  Above the location of the pancreas. Right how cells that secrete insulin and  glucagon work antagonistically to adjust the level of glucose in the blood. 1.  After a meal, glucose enters blood faster than cells can take it up, so  blood glucose increases 2. The increase stops pancreatic cells from secreting glucagon, 3. Stimulates other pancreatic cells to secrete insulin 4. In response to insulin, adipose and muscle cells take up and store  glucose; cells in the liver and muscle make more glycogen 5. As a result, the blood glucose declines to its normal level. 6. Between meals, blood glucose declines as cells take it to and use it for metabolism 7. The decrease encourages glucagon secretion 8. Slows insulin secretion 9. In the liver, glucagon causes cells to break glycogen down into  glucose, which enters the blood. 10.As a result, blood glucose increase to the normal level  Beta cells, the most abundant cells in pancreatic islets, secrete insulin­ a  peptide hormone that causes its target cells to take up and store glucose o After a meal, a rise in the concentration of glucose in the blood  stimulate beta cells to release insulin. o Insulin’s main targets are liver, fat, and skeletal muscle cells.  In muscle and adipose cells especially, insulin trigger glucose  uptake. o In all target cells, it encourages synthesis of fats and proteins and  inhibits their breakdown.  These cellular responses to insulin lower the level of glucose in  the blood.  Pancreatic islets also contain alpha cells. o These endocrine cells secrete the peptide hormone glucagon when the  blood concentration of glucose falls.  The glucagon binds to its receptors on liver cells, which  respond by activating enzymes that break glycogen into glucose subunits,  This response to glucagon raises the level of glucose in  blood, by working in opposition, glucagon and insulin  maintain the bloods glucose level within a range that  keeps cells throughout the body functioning property. Diabetes  Diabetes mellitus is a common metabolic disorder. o Its name can be loosely translated as “passing honeysweet water”  Diabetics have sweet urine because their liver, fat, and muscle cells do not  take up and store glucose as they should.  The resulting high blood sugar, or hyperglycemia, disrupts normal  metabolism. o Cells that do not take up glucose, have to break down proteins and fats to fuel ATP production, and breakdown of these substances yields  harmful waste products.  At the same time high blood sugar causes some cells to overdoes on glucose  and produce other complications associated with diabetes. Some complications of Diabetes  Eyes­ changes in lens shape and vision; damage to blood vessels in retina,  blindness  Skin­ increased susceptibility to bacterial and fungal infection’; patches of  discoloration’ thickening of skin on the back of hands  Digestive system­ gum disease’ delayed stomach emptying that causes  heartburn, nausea, vomiting  Kidneys­ increased risk of kidney disease and failure  Circulatory system­ increased risk of heart attack, stroke, high blood  pressure, and atherosclerosis  Hands and feet­ impaired sensations of pain; formation of calluses, foot  ulcers; tissue death that may require amputation Type 1 Diabetes  There are two main types of diabetes mellitus. o Type 1 develops after white blood cells mistakenly identify insulin­ secreting beta cells as foreign and destroy them.  Symptoms usually appear during childhood and adolescence;  this metabolic disorder is known as juvenile­onset diabetes.  All affected individuals require injections of insulin and must  monitor their blood sugar concentration carefully.   New devices called insulin pumps dispense a continuous supply of insulin  Type 1 diabetes account for only 5­10% of all reported cases, but it is most  dangerous in the short term.  In the absence of a steady supply of glucose, the cells of an affected person  use fats and proteins as energy sources. o Tow outcomes are weight loss and ketone accumulation in the blood  and urine.  Ketones are normal acidic products of fat breakdown, but too  many can alter the acidity and solute levels of body fluids.’  This condition, called ketosis, can interfere with normal brain  function, and extreme cases may lead to coma or death. Type 2 diabetes  With type 2 diabetes, the more common form of the disorder, insulin levels  are normal or even high. o Target cells have an impaired response to the hormone, and blood  sugar levels remain elevated. o Symptoms typically start to develop in middle age when insulin  production declines  Diet, exercise, and oral medications can control most cases of type 2  diabetes. o If glucose levels are not lowered, pancreatic beta cells receive  continual stimulation. o Eventually they may falter, and so will insulin production. o When that happens, a type 2 diabetic may require insulin injections  Worldwide, rate of type 2 diabetes are soaring. o By one estimate, more than 150million people are now affected.  Western diets and sedentary lifestyles are contributing factors. o The prevention of diabetes and its complications is acknowledged as  one of the most pressing public health priorities around the world. How do pancreatic hormones maintain the level of glucose in the blood?  Insulin helps cells take up and store more glucose; it lowers the blood level  of glucose  Glucagon triggers breakdown of glycogen; it raises blood glucose  Diabetes is a metabolic disorder in which the body does not make insulin or  the body does not respond to it. As a result, cells don’t take up sugar as they  should, causing complications throughout the body. 34:9 The Adrenal Glands  An adrenal gland has two functional zones: its outer cortex secretes steroid  hormones. Its inner medulla releases molecules that function as  neurotransmitters.  Vertebrates have two adrenal glands, one above each kidney (ad­ means  near, and renal refers to the kidney) o Each adrenal gland is the size of a big grape. o Its outer layer is the adrenal o=cortex and its inner portion it the  adrenal medulla.   The two regions controlled by different mechanisms, and  secrete different substances. The Adrenal Cortex  The adrenal cortex releases steroid hormones  One of these, aldosterone, control’s sodium and water reabsorption by  kidneys. o The adrenal cortex also produces and secretes small amounts of sex  hormones  Cortisol, a hormone that affects metabolism and immune response.  A negative feedback loop regulates the cortisol level in blood. o When the cortisol level decreases, the hypothalamus increases its  secretion of CRH (corticotropin­releasing hormone) 1 o CRH stimulates the anterior pituitary to secrete ACTH  2 (adrenocorticotropic hormone) o Which in turn causes the adrenal cortex to release cortisol 3 o The blood level of cortisol rises, the rise is detected by the  hypothalamus and it stops secreting CRH, the an4erior pituitary stops  secreting ACTH and cortisol secretion slows  Cortisol helps ensure that adequate glucose is available to the brain by  inducing liver cells to break down their store of glycogen, and suppressing  uptake of glucose by most cells, o Cortisol also induces adipose cells to degrade fats, and skeletal  muscles to degrade proteins. o The breakdown products of these reactions­fatty acids and amino  acids­function as energy sources.  With injury, illness, or anxiety, the nervous system overrides the negative  feedback loop regulating blood cortisol, and the cortisol level in the blood  soars. o In the short term, this response helps get enough glucose to the brain  when food intake is likely to be low o A heightened cortisol level also suppresses inflammatory responses,  thus lessening inflammation­related pain. The Adrenal Medulla   The adrenal medulla contains specialized neurons of the sympathetic  division. o Like other sympathetic neurons, those in the adrenal medulla release  norepinephrine and epinephrine.  The norepinephrine and epinephrine enter blood and function as hormones, rather than acting as neurotransmitter as a synapse. o Epinephrine and norepinephrine release into the blood have the same  effect on a target organ as direct stimulation by a sympathetic nerve.  Remember that sympathetic stimulation plays a role in the fight­flight  response. o Epinephrine and norepinephrine dilate the pupils, increase breathing  rate, and make the heart beat faster. o They prepare the body to deal with an exciting or dangerous situation. Stress, Elevated Cortisol, and Health  When an animal is frightened or under physical stress, the nervous system  triggers increased secretion of cortisol, epinephrine, and norepinephrine. o As these hormones fine their targets, they divert resources from  longer­term tasks and help the body deal with the immediate threat. o This stress response is highly adaptive for short periods of time, as  when an animal is fleeing from a predator.  What happens when stress is ongoing? o For more than twenty years, neurobiologist Robert Sapolsky and his  Kenyan colleagues have been studying how olive baboons (papio  Anubis) interact­ specifically how a baboon’s social position  influences its hormone levels and health.  Olive baboons live in large troops with a clearly defined  dominance hierarchy. o Individuals on top of the hierarchy get first access to food, grooming,  and sexual partners  Those at the bottom of the hierarchy must continually  relinquish resources to a higher­ranking baboon or face attack.  Not surprisingly, the low­ranking baboons tend to have  chronically high cortisol levels.  Physiological responses to chronic stress interfere with growth, the immune  system, sexual function, and cardiovascular function o Chronically high cortisol lev


Buy Material

Are you sure you want to buy this material for

25 Karma

Buy Material

BOOM! Enjoy Your Free Notes!

We've added these Notes to your profile, click here to view them now.


You're already Subscribed!

Looks like you've already subscribed to StudySoup, you won't need to purchase another subscription to get this material. To access this material simply click 'View Full Document'

Why people love StudySoup

Bentley McCaw University of Florida

"I was shooting for a perfect 4.0 GPA this semester. Having StudySoup as a study aid was critical to helping me achieve my goal...and I nailed it!"

Jennifer McGill UCSF Med School

"Selling my MCAT study guides and notes has been a great source of side revenue while I'm in school. Some months I'm making over $500! Plus, it makes me happy knowing that I'm helping future med students with their MCAT."

Jim McGreen Ohio University

"Knowing I can count on the Elite Notetaker in my class allows me to focus on what the professor is saying instead of just scribbling notes the whole time and falling behind."

Parker Thompson 500 Startups

"It's a great way for students to improve their educational experience and it seemed like a product that everybody wants, so all the people participating are winning."

Become an Elite Notetaker and start selling your notes online!

Refund Policy


All subscriptions to StudySoup are paid in full at the time of subscribing. To change your credit card information or to cancel your subscription, go to "Edit Settings". All credit card information will be available there. If you should decide to cancel your subscription, it will continue to be valid until the next payment period, as all payments for the current period were made in advance. For special circumstances, please email


StudySoup has more than 1 million course-specific study resources to help students study smarter. If you’re having trouble finding what you’re looking for, our customer support team can help you find what you need! Feel free to contact them here:

Recurring Subscriptions: If you have canceled your recurring subscription on the day of renewal and have not downloaded any documents, you may request a refund by submitting an email to

Satisfaction Guarantee: If you’re not satisfied with your subscription, you can contact us for further help. Contact must be made within 3 business days of your subscription purchase and your refund request will be subject for review.

Please Note: Refunds can never be provided more than 30 days after the initial purchase date regardless of your activity on the site.