ŽLÁZY S VNITŘNÍ SEKRECÍ -
Všechny funkce organizmu jsou řízeny a kontrolovány třemi velkými systémy: nervovým humorálním (hormonálním) imunitním
Hormon = určitá látka vylučovaná buňkami nebo tkáněmi do krve a vyvolávající v cílové tkání specifickou chemickou odpověď. Buňky cílových orgánů jsou vybaveny specifickými receptory. Hormony jsou vylučovány žlázami s vnitřní sekrecí (endokrinními žlázami) = anatomicky ohraničené orgány nebo skupiny buněk, které syntetizují chemické sloučeniny – hormony – a vylučují je do krve. Od klasických hormonů je třeba odlišit: 1. Lokální hormony(hormony trávícího traktu) – účinné látky, které působí v bezprostředním okolí svého vzniku. - působí parakrinně (ovlivňují okolí buňky), nebo autokrinně (ovlivňují samy sebe) např. motilin, gastrointestinální peptid. 2. Neurotransmitery – látky vyvolávající v cílové tkáni elektrickou odpověď (uvolňují se v synapsích) 3. Enzymy – katalyzátory působící jako pomocník při reakci přímo v místě svého vzniku (např. adenylátcykláza) Hormony mají 3 hlavní charakteristiky, které neplatí však úplně absolutně: 1. Cílený efekt – hormon působí na cílovou tkáň, platí hlavně u glandotropních hormonů (tj.hormonů řídících jinou endokrinní žlázu – např. hormony adenohypofýzy) 2. Specifičnost účinku – účinek hormonu nelze napodobit žádnou jinou endogenní látkou, je to dáno receptory v cílové tkáni. 3. Vysoká účinnost – k vyvolání efektu jsou třeba pouze velmi malé (pikomolární) koncentrace.
Chemická struktura hormonů a mechanizmus jejich účinku Jednotlivé hormony mohou mít různou chemickou strukturu, která zásadním způsobem ovlivňuje jejich mechanizmus účinku. Proteinové, peptidové a aminokyselinové hormony – jsou produkovány hlavně v hypotalamu, hypofýze, příštítných tělískách, thymu a Lanerhansových ostrůvcích. Aminokyseliny ani jejich vyšší sloučeniny nejsou rozpustné v tucích, tedy ani v buněčné membráně, a proto mají-li aktivovat proteosyntézu v buněčném jádře (předpoklad jejich účinku), musí mít na povrchu cílových buněk receptor.
Navázáním hormonu na receptor v membráně se aktivuje spřažený G-protein, který se posunuje po membráně uvnitř buňky, až dorazí k efektoru (např.iontový kanál, enzym). Steroidní hormony = deriváty cholesterolu - jsou rozpustné v membráně, mohou jí tedy procházet, - mají receptor přímo v cytoplazmě buňky a po navázání na něj je celý komplex transportován do jádra, kde aktivuje děje vedoucí k proteosyntéze Hormony štítné žlázy = jsou chem. strukturou aminokyseliny, ale vazba s jodem jim dává schopnost prostupovat buněčnou membránou, - mají receptor v jádře a proteosyntézu spouštějí přímo Charakter žlázy Peptidogenní žlázy
Žlázy produkující deriváty aminokyselin Steroidní žlázy
Endokrinní žláza
Hormon
hypotalamus Neurohypofýza adenohypofýza
Liberiny, statiny Antidiuretický hormon, oxytocin Somatotropní hormon (STH) Adrenokortikotropní hormon (ACTH) Tyreoideu stimulující hormon (TSH) Folikuly stimulující hormon(FSH) Luteinizační hormon (LH) Prolaktin (PRL) Parathormon kalcitonin
Příštítná tělíska Štítná žláza (parafolikulární buňky) Langerhansovy pankreatu Štítná žláza (folikulární buňky) Dřeň nadledvin Epifýza Kůra nadledvin Varlata Ovaria Placenta
ostrůvky Inzulin glukagon Trijodtyronin (T3) Tyroxin(T4) Adrenalin noradrenalin Melatonin Aldosteron Kortizol Pohlavní hormony Testosteron Progesteron Estrogeny Estrogeny Progesteron
Řízení činnosti endokrinních žláz Základním principem endokrinní regulace je zpětná vazba – znamená vliv produkované látky na produkující systém. Hladina hormonu v krvi nebo změna, kterou vyvolal, mění intenzitu jeho další sekrece Žláza
Ve fyziologii jde nejčastěji o negativní zpětnou vazbu, což znamená, že zvýšená hladina hormonu v krvi nebo velká, hormonem vyvolaná změna sníží další sekreci hormonu. Naopak nedostatek hormonu nebo nedostatečná změna v krvi vyvolají zvýšenou produkci hormonu. Nejjednodušším typem negativní zpětné vazby je jednoduchá zpětná vazba – produkce hormonu je regulována změnou (v chemickém složení krve) vyvolanou hormonem.
žláza hormon
vyvolaná metabolická změna
tkáň Příkladem tohoto typu řízení je glykémie řízená inzulinem a glukagonem (hormony pankreatu) a kalcémie řízená kalcitoninem (parafolikulární buňky štítné žlázy) a parathormonem (příštítná tělíska). Vyšším typem negativní zpětné vazby je složitá zpětná vazba – produkce hormonu je regulována koncentrací hormonu v periferní krvi. Uplatňuje se hlavně u hormonů, které jsou ovlivňovány nadřazenou endokrinní žlázou. žláza hladina hormonu v krvi tkáň Příkladem jsou např. hormony štítné žlázy. Složitá zpětná vazby je součástí nejsložitější zpětné vazby, zvané kompletní zpětná vazba – řídí adenohypofýzu regulačními hormony z hypotalamu a vlivy CNS.
Nadřazená centra CNS nervové vlivy hypotalamus regulační hormony (faktory) adenohypofýza tropní hormony Periferní žlázy hormony periferních žláz Tkáně (efektor) Schéma komplexní (složené) zpětné vazby.
Ve fyziologii se uplatňuje i pozitivní zpětná vazba – zvýšená sekrece hormonů zvětší vyvolané změny, a tím se dále zvětšují změny vyvolané hormonem. Tento systém však vede k nerovnováze – není možné do nekonečna zvyšovat sekreci a účinky hormonu. Pozitivní zpětná vazba – vede ke kvalitativní změně řízeného systému a je časově omezená.
Poruchy funkce endokrinních žláz 2 základní kategorie poruch, podle množství uvolněného hormonu: -
snížená produkce hormonu (hypofunkce žlázy): může být způsobena různou příčinou, např., vrozený defekt, změny v prokrvení, záněty a poruchy vývoje žláz, poruchy enzymu odpovědného za syntézu hormonu.
-
zvýšená produkce hormonu (hyperfunkce žláz): je většinou následkem zvýšené stimulace z nadřazené žlázy, hyperplazie nebo nádoru produkujícího hormon
Rozdělení podle místa vzniku: -
primární (periferní) – při postižení periferní žlázy sekundární (centrální) – při postižení nadřazené žlázy
Tkáňové poruchy bývají nejčastěji způsobeny nepřítomností receptorů v cílové tkáni. Žláza Hypotlamus Adenohypofýza Periferní žláza Tkáň
Porucha Centrální Periferní Tkáňová
(terciární) Sekundární Primární
Klasické endokrinní žlázy Hypotalamus - je sběrným centrem informací - soustřeďují se v něm informace ze systému nervového, humorálního i imunitního o vnitřním prostředí organizmu, ale i o okolí, emocích a stresu tyto informace excitují či inhibují různé části hypotalamu, a tím ovlivňují sekreci nejdůležitějších hormonů - přímo ovlivňuje sekreci podvěsku mozkového (hypofýzy). Hypofýza – dělí se na 2 části: - přední lalok (adenohypofýza) - zadní lalok (neurohypofýza)
každá z nich je řízena jiným způsobem
Faktory mající vliv na adenohypofýzu V hypotalamu jsou produkovány a z něj jsou uvolňovány 2 druhy faktorů: - faktory inhibiční – statiny - faktory uvolňující – liberiny Tyto faktory (hormony) vznikají ve speciálních neuronech, odkud jsou speciálními vlákny (neurosekrecí) transportovány do eminentia mediana hypothalami, kde se uvolňují do krve a s ní se portálním oběhem přenášejí do předního laloku hypofýzy. (portální oběh = v systému jsou 2 kapilární pleteně uložené sériově za sebou – ledviny, trávící systém) Hormony související s neurohypofýzou Hormony: vazopresin (antidiuretický hormon) oxytocin Hormony uvolňované ze zadního laloku hypofýzy vznikají v paraventrikulárním a supraoptickém jádře hypotalamu. Jsou pak přímo nervovými vlákny transportovány do neurohypofýzy a odtud jsou exocytózou uvolňovány do oběhu.
Hormon (faktor) TRH CRH GHRH GHIH GnRH
PIF
Název Thyreotropin-releasing hormone
Funkce Stimuluje výdej hormonu stimulujícího štítnou žlázu (TSH) Corticotropin-releasing Zvyšuje sekreci hormone adrenokortikotropního hormonu Growth hormone releasing Zvyšuje sekreci růstového hormone hormonu Growth hormone inhibitory Snižuje sekreci růstového hormone (somatostatin) hormonu Gonadotropine-releasing Podporuje sekreci hormone gonadotropních hormonů (lutinizačního a folikuly stimulujícího – LH a FSH) Prolactin inhibitory factor Snižuje sekreci prolaktinu (dopamin)
Hypofýza (podvěsek mozkový) = žláza o průměru 1 cm, hmotnosti 0,5 gramu a je složena z několika druhů buněk. - uložena v tureckém sedle na bázi lební - anatomicky i funkčně je rozdělena na 2 části: adenohypofýza : neurohypofýza : mezi nimi je pars intermedia, která není u člověka klinicky významná. Adenohypofýza - vzniká ontogeneticky vychlípením faryngeálního epiteliálního výběžku a je složena z několika druhů buněk: : eozinofilní buňky - vznik somatotropního hormonu a prolaktinu : bazofilní buňky - vznik ostatního hormonů : neutrofiní buňky – zřejmě se podle potřeby přeměňují na eozinofilní nebo bazofilní - hormony adenohypofýzy jsou většinou glandotropní – ovlivňující činnost jiných endokrinních žláz Hormon Růstový hormon (STH-somatotropní hormon)
Cílová tkáň Játra, tuková tkáň
Prolaktin
Mléčná žláza
Adrenokortikotropní hormon (ACTH) Tyreotropní hormon (TSH) Folikuly stimulující hormon
Kůra nadledvin Štítná žláza Pohlavní žlázy
Funkce Růst, dělení buněk, proteoanabolizmus, lipolýza, metabolizmus cukrů Produkce mléka, blokáda ovariálního cyklu během laktace Řízení sekrece glukokortikoidů Řízení sekrece hormonů štítné žlázy Růst folikulů ve vaječnících,
Luteinizační hormon
Pohlavní žlázy
spermiogeneze Řízení sekrece pohlavních hormonů, ovulace
Růstový hormon (somatotropní hormon – STH, growth hormone – GH) - velmi významný hormon bílkovinné povahy, který nepůsobí přes další endokrinní žlázu - sekrece se zvyšuje hlavně ve spánku - sekrece během dne kolísá v závislosti na aktivitě mozkové kůry, stresu, hladině některých hormonů v krvi, ale také na glykémii atd. - sekrece je řízena z hypotalamu uvolňujícím a inhibujícím hormonem (GHRH a somatostatenem) - působí přímo na tukové buňky a stimuluje je k odbourávání triglyceridů - má účinek na játra a jiné tkáně, kde podporuje vznik somatomedinů – ty teprve zprostředkují růst téměř všech tkání v těle. STH má tyto účinky: - štěpí tuky (zdroj energie pro anabolizmus – přímý lipolytický účinek), - podporuje růst pojivové tkáně, růst kostí a chrupavek, - podporuje růst svalové hmoty (proteoanabolický účinek), - snižuje zpracovávání glukózy (způsobuje, že zdrojem energie jsou volné mastné kyseliny, glukóza zůstává v krvi a zvyšuje se glykémie), - zadržuje ionty Na+, K+, Cl-, Mg2+, PO43-. Poruchy sekrece STH Zvýšená sekrece - nejčastěji způsobeno adenomem hypofýzy (nezhoubným nádorem ze žlázové tkáně) - projevuje se rozdílným klinický obrazem podle toho, zda ke zvýšení sekrece došlo před uzavřením růstových chrupavek, či po něm (v dětství, nebo v dospělosti) - gigantizmus – zvýšená sekrece před uzavřením růstových chrupavek - projevuje se nadměrným vzrůstem a je provázen poruchami z nedostatku ostatních hormonů hypofýzy a někdy i sníženým IQ až do pásma debility - akromegalie – zvýšená sekrece po uzavření růstových chrupavek (v dospělosti) : rostou pouze akrální (okrajové) partie : zvětšení brady, nosu, nadočnicových oblouků, rukou, nohou a jazyka, ale také vnitřních orgánů : zhrubne hlas a projevují se těžké metabolické poruchy (diabetes mellitus) -
Snížená sekrece rovněž odlišný klinický stav, podle toho, zda k němu došlo v dětství či v dospělosti hypofyzární namizmus – snížení sekrece STH v dětství panhypopituitarizmus – snížení sekrece STH v dospělosti : často spojeno s poklesem sekrece všech hormonů adenohypofýzy : projevuje se nedostatečností nadledvin (klesá odolnost k zátěži), poklesem činnosti štítné žlázy, sníženou
funkcí pohlavních orgánů a chybějící adaptační reakcí na chlad a nedostatek živin. Prolaktin (PRL) - během těhotenství připravuje mléčnou žlázu ke kojení, - odpovídá za tvorbu mléka po porodu a blokádou ovulace za přerušení menstruačního cyklu během kojení, - má pravděpodobně i metabolické účinky, - počítá se ke stresovým hormonům, protože se jeho hladina při stresu významně zvyšuje - je secernován nejen adenohypofýzou, ale i různými jinými tkáněmi, dokonce i aktivovanými lymfocyty Adrenokotikotropní hormon (ACTH) - působí na kůru nadledvin a zvyšuje sekreci glukokortikoidů - je secernován v podobě velké molekuly proopiomelanokortinu („big mama“), která se štěpí a kromě ACTH vzniká několik menších hormonů: : Lipotropiny mají slabé lipolytické účinky, jejich hlavní význam spočívá v tom, že se mohou přeměnit na β– endorfiny. : β– endorfiny a met-enkefaliny jsou opioidní peptidy, které zmírňují bolest a mají euforizující účinky. : Melanocyty stimulující hormon (MSH) pomáháý regenerovat sítnicové barvivo rodopsin a v závislosti na slunečním záření ovlivňuje pigmentaci pokožky. U člověka mají malý klinický význam. U nižších živočichů jde o významný hormon. Tyreoideu stimulující hormon (TSH) - řídí tvorbu a sekreci hormonů štítné žlázy. Folikuly stimulující hormon (FSH) - způsobuje růst folikulů ve vaječnících před ovulací. Luteinizační hormon (LH) - u obou pohlaví stimuluje sekreci pohlavních hormonů, - u mužů se váže na receptory Leydigových buněk a stimuluje sekreci testosteronu, - u žen stimuluje ovaria k sekreci estrogenů, - ve folikulární fázi menstruačního cyklu se náhle výrazně zvýší hladina LH a vyvolá ovulaci. Neurohypofýza - vzniká jako výběžek hypotalamu - neurokrinií jsou do ní transportovány a v ní skladovány dva peptidové hormony velmi podobného složení : vazopresin (antidiuretický hormon – ADH) a oxytocin. Vazopresin (antidiuretický hormon – ADH) - zvyšuje propustnost sběracího kanálku a distálního tubulu v ledvinách pro vodu, zvyšuje její zpětnou resorpci, a tím snižuje diurézu (množství vylučované vody močí – proto ADH). - Stimuluje činnost Na+ – K+ – pumpy .
-
Zvyšuje napětí cévní stěny (vazokonstrikce), tím zvyšuje krevní tlak – proto vazopresin (tento účinek je však u lidí zanedbatelný)
Sekrece ADH je řízena koncentrací tekutiny v organizmu, kterou průběžně sledují osmoreceptory v hypotalamu. Při nedostatku H2O (zvýšené osmolalitě) v organizmu se vyloučí ADH, který zabezpečí zvýšení zpětné resorpce vody v ledvinách. Poruchy sekrece antidiuretického hormonu Snížená sekrece ADH – diabetes insipidus (úplavice močová, žiznivka) - klinicky častější syndrom, - ohrožení dehydratací, - rozvoj psychické poruchy z toho, že pacient musí podřizovat denní režim pití a močení Zvýšená sekrece ADH – Schwartzův-Bartleův syndrom - méně častý syndrom, - projevuje se retencí vody, diluční hyponatrémií, slabostí a únavou Oxytocin - vyvolává kontrakce dělohy na konci gravidity, - po porodu způsobuje ejekci mléka (kontrakcí myoepitelových buněk vývodů), - pravděpodobně má vliv na vývoj mateřského chování u všech savců včetně člověka, - u mužů usnadňuje ejakulaci Sekrece oxytocinu je řízena přímo podrážděním příslušné hladké svaloviny stahem, jde o pozitivní zpětnou vazbu. Antidiuretický hormon (vazopresin) i oxytocin ovlivňují také činnost mozku (neuromodulační účinky). Oxytocin snižuje výbavnost paměťové stopy. Antidiuretický hormon zvyšuje výbavnost paměťové stopy (zlepšuje paměť) Štítná žláza (glandula thyroidea) - je umístěna na přední straně krku podél hrtanu a trachey, - tvoří ji 2 laloky spojené můstkem (isthmem), - produkuje 2 hormony (T4 – tyroxin a T3 – trijodtyronin), jejichž sekrece je řízena jednak nabídkou jodu a jednak řídícími hormony z hypotalamu a hypofýzy, - její buňky vytvářejí folikuly, které jsou vyplněny jimi produkovaným koloidem (zásobní forma hormonu – hormon je vázán na bílkovinu tyreoglobulin); velikost buněk i folikulů se mění podle funkčního stavu žlázy, - pro její činnost je nezbytný jod, který je součástí hormonů štítné žlázy (T4,T3) Tyroxin a trijodtyronin - zvyšují bazální metabolizmus, tím zvyšují spotřebu kyslíku a vznik zbytkového tepla ve tkáních (ovlivňují teplotu organizmu), - stimulují proteosyntézu a růst,
-
stimulují metabolizmus cukrů (využívají cukry jako zdroj energie pro zvýšený metabolizmus), zvyšují mobilizaci a oxidaci tuků (další zdroj energie), mají vliv na oběhový systém (zvyšují frekvenci a velikost minutového objemu – zajišťují tak přísun kyslíku na krytí zvýšených metabolických potřeb), mají vliv na nervový systém, a to i intrauterinně (ovlivňují diferenciaci nervové tkáně, ovlivňují rychlost vedení vzruchu).
T3 je z obou hormonů ten účinnější. Poruchy sekrece hormonů štítné žlázy - většinou se projeví vznikem strumy (volete) – může vzniknout při hypofunkci (je velká měkká a chladná), nebo při hyperfunkci (je malá, tvrdá a horká ze zvýšeného prokrvení). - Hypertyreóza (hyperfunkce štítné žlázy, např.Basedowova-Gravesova choroba): : projevuje se nesnášenlivostí tepla, pocením, úbytkem hmotnosti, průjmy, nervozitou, jemným třesem, svalovou slabostí, vzestupem srdeční frekvence (tachykardií) a exoftalmem (u primárních hyperfunkcí), : u mladých nemocných jsou hlavní příznaky nervové, : u starších nemocných jsou především příznaky srdeční (fibrilace síní!), : vedoucími symptomy je Basedowova trias: struma, tachykardie a u 30% pacientů exoftalmus (vystouplé oční bulby) - Hypotyreóza: : projevuje se odlišným klinickým obrazem v dětství a v dospělosti, : v raném dětství (0,5 roku života) vede nedostatek hormonů štítné žlázy ke kretenizmu – projevuje se nevratnými poruchami růstu a intelektu, - příčinou může být nedostatek jodu v potravě nebo nedostatek hormonů štítné žlázy během těhotenství matky. Nedostatek hormonů štítné žlázy vzniklý v dospělosti je většinou způsoben autoimunitními záněty (např. Hashimotova tyreoiditis). Projevuje se slabostí a spavostí, nesnášenlivostí chladu, sníženým metabolizmem, otylostí, zácpou, bradykardií, zpomalenými reflexy i myšlením (otupělostí), suchou kůží a myxedémem (zmnožení mukopolysacharidů v podkoží). Změny na kůži připomínají pomerančovou kůru. Kalcitropní hormony: kalcitonin, parathormon, vitamin D a metabolizmus vápníku Metabolizmus vápníku (kalcia), a tím i metabolizmus kostní tkáně, je řízen 3 různými hormony: - hormon parafolikulárních buněk štítné žlázy – kalcitonin, - hormon příštítných tělísek – parathormon, - vitamín D – nově řazen mezi hormony, protože se teprve v těle mění na aktivní metabolit. Kalcitonin - vzniká v parafolikulárních buňkách štítné žlázy, - snižuje hladinu vápníku v krvi (kalcémii),
-
jeho hlavní úkol je ochrana kostní tkáně matky během těhotenství
Kalcitonin snižuje kalcémii těmito způsoby: - inhibuje kostní resorpci, naopak podporuje ukládání vápníku do kostí, - snižuje zpětné vstřebávání Ca2+ v ledvinových tubulech, - tlumí vliv parathormonu na kostní tkáň. Sekrece kalcitoninu je řízena jednoduchou negativní zpětnou vazbou podle kalcémie, může být stimulována glukagonem i estrogeny (důkazem je zvýšení sekrece v těhotenství a osteoporóza v menopauze). Parathormon - polypeptid o 84 aminokyselinách, - je nejdůležitější regulátor kalcémie, - je tvořen ve 4 příštítných tělískách (glandula parahyroidea), která jsou uložena na zadní straně štítné žlázy, - hlavním úkolem je rychlé zvýšení hladiny vápníku v krvi a její udržování. -
Účinky parathormonu: zvyšuje resorpci kalcia z kostí, zvyšuje zpětné vstřebávání kalcia v ledvinách, snižuje vstřebávání fosfátů v ledvinách, v ledvině působí na přeměnu neaktivního metabolitu vitamínu D na aktivní. Sekrece parathormonu je řízena jednoduchou negativní zpětnou vazbou podle hladiny kalcia v krvi.
Poruchy sekrece parathormonu Hypoparatyreóza = snížená sekrece parathormonu - projevuje se sníženou hladinou kalcia v plazmě, a v důsledku toho zvýšenou nervosvalovou dráždivostí – stejný obraz má pseudohypoparatyreóza – stav necitlivosti cílových tkání na parathormon (hladina parathormonu je normální či zvýšená). Hyperparatyreóza = zvýšená sekrece parathormonu, - projevuje se zvýšenou hladinou kalcia v plazmě,snižováním množství kalcia ve tkáních (vystupňování resorpce kostí vede k častým zlomeninám a osteoporóze) a zvýšeným vylučováním kalcia do moči (tvorba vápenatých kaménků) – Recklinghausenova choroba.
Vitamín D3 (kalcitriol) - vzniká v kůži ze 7-dehydrocholesterolu vlivem slunečních UV paprsků (cholekalciferol), - je získáván z potravy jako v tucích rozpustný vitamín ergokalciferol (rybí tuk, ryby),
-
v játrech se metabolizuje na málo aktivní 25-OH-kalciferol a ten je za přítomnosti parathormonu v ledvinách metabolizován na velmi aktivní 1,25-dihydrosykalciferol (kalcitriol).
Kalcitriol - zvyšuje hladinu kalcia v krvi, - posiluje a doplňuje účinky parathormonu, proto je při nedostatku kalcia parathormonem v ledvinách aktivován. Účinky vitamínu D: - zvyšuje resorpci vápníku ve střevě, - zvyšuje ukládání kalcia do novotvořených kostí a usnadňuje vstřebávání vápníku z kostí odbourávaných. Metabolizmus vápníku (kalcia) - do těla se dostává potravou (mléko, mléčné výrobky, mák atd.), - v žaludku se vlivem HCl redukuje na dvojmocnou formu, která je jediná schopná vstřebávání, - vstřebává se v duodenu a jejunu v přítomnosti tuků, - vstřebávání vápníku významně ovlivňuje mléčný cukr laktóza, proto se vápník z mléka vstřebává nejsnadněji, - vylučování vápníku probíhá především ledvinami, do potu a v trávícím traktu, - 99% vápníku je v kostech a v zubech, 1% v extracelulární tekutině, - denní potřeba: 800 – 1 000mg, - většina obyvatel ČR trpí jeho chronickým nedostkem, -
Vápník je pro život zcela nezbytný: působí jako druhý posel v cytozolu buněk (zprostředkovává účinky hormonů, které mají receptory na membráně buňky), aktivuje některé enzymy, je nezbytnou součástí kaskády srážení krve (koagulační kaskády), umožňuje svalový stah, upravuje nervovou vzrušivost, je nezbytnou stavební složkou zubní a kostní tkáně, je velmi významný pro normální činnost srdce.
Regulace hladiny kalcia a jeho množství ve tkáních je většinou svázána s regulací fosfátů a je zajišťována parathormonem, kalcitriolem a kalcitoninem. Podpůrný význam mají tyroxin (zvyšuje odbourávání kostí a vylučování kalcia ledvinami) a kortizol (snižuje vstřebávání Ca2+ střevem a snižuje metabolizmus vitamínu D v játrech). Kalcémie Kost Ledviny
Parathormon ↑ ↑resorpci kosti ↑zpětné vstřebávání,
kalcitriol ↑ udržuje transport Ca2+ a fosfátů -
Kalcitonin ↑ ↓resorpci kosti, podporuje ukládání Ca2+ a fosfátů ↓zpětné vstřebávání
Střevo Vzájemné interakce
(↓vylučování Ca2+, ↑vylučování fosfátů) ↑zpětné vstřebávání Ca2+ a fosfátů stimuluje tvorbu kalcitriolu
snižuje účinek parathormonu na kost
Hormony slinivky břišní (pankreatu) Pankreas (slinivka břišní) - žláza s endokrinní a exokrinní sekrecí, - stavbou připomíná slinnou žlázu, - její vnitřněsekretorickou částí jsou Langerhansovy ostrůvky umístěné difuzně ve tkáni žlázy – jsou tvořeny :buňkami A, které produkují glukagon, :buňkami B syntetizujícími inzulín, : buňkami D, v nichž vzniká somatostatin a gastrin. Inzulín a glukagon regulují hladinu glykémie tak, aby se udržovala ve fyziologickém rozmezí 3,5 – 5,5 mmol/l. Inzulín - hormon bílkovinné povahy, tvořený dvěma polypeptidovými řetězci spojenými disulfidickými můstky, - jeho aktivní metabolit obsahuje zinek (Zn), - hlavní funkce inzulínu je snížit glykémii a zvýšit utilizaci glukózy. 1. Inzulín snižuje glykémii těmito mechanizmy: a) zvyšuje utilizaci glukózy (zvýšením prostupnosti membrán pro glukózu a zvýšením aktivity těch enzymů v buňce, které odpovídají za zpracování glukózy), b) zvyšuje tvorbu glykogenu, c) zvyšuje tvorbu tuků z glukózy (lipogeneze). 2. Snižuje metabolizmus tuků a bílkovin (šetří bílkoviny). 3. Pomáhá transportu K+ do buněk, tím snižuje kalémii a má pozitivní vliv na stabilizaci membrány buněk. Sekrece inzulínu je řízena jednoduchou zpětnou vazbou: zvýšená hladina glukózy v plazmě (glykémie) zvyšuje sekreci inzulínu. Kromě toho sekreci inzulínu zvyšuje stimulace vagu (neurogenní stimulace) gastrin, sekretin a somatotropní hormon. Zvýšená sekrece inzulínu se projevu snížením glykémie (hypoglykémií) a podle její výše těmito příznaky: - zvýšený příjem potravy (při dlouhodobé lehké hypoglykémii vzniká postupně se vyvíjející obezita),
-
příznaky vyvolané vlivem na CNS (glukóza je jediným zdrojem energie pro mozek): zmatenost, slabost, ospalost, závratě, bezvědomí, někdy i psychiatrické příznaky, příznaky dané celkovým metabolickým rozvratem a snahou organizmu o kompenzaci: třes, pocení, bledost (vliv aktivace parasympatiku),
Neléčená těžká hypoglykémie vede k bezvědomí a smrti. Snížená sekrece inzulínu se projevuje souborem příznaků pojmenovaných úplavice cukrová (dabetes mnellitus) - jde o poruchu metabolizmu cukrů s laboratorním nálezem hyperglykémii (zvýšené hladiny glukózy v plazmě), - příčinou může být nedostatečná produkce inzulínu nebo necitlivost tkání na inzulín, - Obecné příznaky: zvýšená hladina glukózy v krvi, případně vylučování glukózy močí (glykosurie) vedou k polyurii a polydipsii, snížená utilizace glukózy, jenž vede k poruše metabolizmu tuků a k poruše metabolizmu bílkovin. Glukagon - tvoří se v buňkách pankreatu, - jeho hlavní funkcí je zvyšování glykémie: : zvyšuje glykémii zvýšením glykogenolýzy v játrech (ne ve svalech), : zvyšuje glukoneogenezi (tvorbu glukózy z glycerolu a aminokyselin), : zvyšuje sekreci inzulínu. - jeho sekrece je řízena jednoduchou zpětnou vazbou, glukagon se vyplaví při snížení hladiny glukózy v krvi, - sekrece se zvyšuje i při fyzické zátěži organizmu. Řízení metabolizmu cukrů - jako zdroj energie mají zajištěno několikanásobné řízení své hladiny, - podílejí se na něm kromě inzulínu a glukagonu také glukokortikoidy, hormony štítné žlázy, katecholaminy a růstový hormon, - inzulín je jediný hormon, který glykémii snižuje. Základním vyšetřením poruch glycidového metabolizmu je: - vyšetření glykémie nalačno, - vyšetření ranní moče na glukózu. OGTT (Oral Glucose Tolerance Test) – glykemická křivka - slouží k posouzení poruch s hraničními laboratorními nálezy, - podává se 1g glukózy na 1kg hmotnosti vyšetřovaného, rozpuštěný v 0,5 l tekutiny -
Z naměřených hodnot glykémie (nalačno a 4x po půl hodině) se hodnotí: výchozí hladina glykémie (normálně 3,5-5,5mmol/l), doba, kdy křivka dostoupila vrcholu (normálně za 30 minut, u diabetika nejdříve za 45 minut, zda hodnota přestoupila ledvinový práh (za normálních okolností nepřestoupí),
-
kdy se křivka vrátila k původní hodnotě (u zdravého člověka do 2 hodin), u zdravého člověka může po překonané hyperglykémii nastoupit hypoglykémie (post hyperglykemická hypoglykémie) způsobená zvýšenou hladinou inzulínu, který se nestačil rozložit.
Pankreatický somatostatin - chemické složení tohoto hormonu je stejné jako složení somatostatinu secernovaného hypotalamem, - jeho hladinu zvyšuje hyperglykémie, aminoacidémie, zvýšená hladina mastných kyselin a navíc i některé z gastrointestinálních hormonů, - jeho hlavním úkolem je (parakrinně): : blokovat sekreci inzulínu i glukagonu, : zpomalit motilitu žaludku, duodena a žlučníku, : snížit sekreci a resorpci v trávícím traktu. Nadledviny – dřeň a kůra Nadledviny - párové vnitřně sektorické žlázy, - uloženy nad horním pólem ledvin, - každá ze žláz je rozdělena na 2 funkčně samostatné žlázy : dřeň nadledvin : kůra nadledvin Dřeň nadledvin - jsou zde syntetizovány katecholaminy (deriváty aminokyseliny ryrozinu): adrenalin a noradrenalin (v menším, avšak v dostačujícím množství jsou produkovány v sympatický gangliích a mozku). Řízení sekrece adrenalinu a noradrenalinu - je ovlivňována paragangliovými vlákny sympatiku, která dřeň inervují - sekreci posiluje mnoho podnětů – v podstatě jakákoliv zátěž (stres): cvičení, hypoglykémie, trauma, - počítají se mezi stresové hormony (hladina se při poplachové reakci zvyšuje). Účinky adrenalinu - jsou zprostředkovány receptory, které jsou umístěny na povrchu buněk receptorů je více typů, a tak má adrenalin více účinků. Adrenalin působí: - na myokard – pozitivně inotropně, chronotropně, dromotropně a bathmotropně, - na koronární arterie – vazodilatačně, - na cirkulaci – dilatují se cévy kosterních svalů a mozku, zvyšuje se srdeční výdej a stoupá systolický tlak, větší dávka vyvolá vazokonstrikci v kožní a útrobní oblasti, - na bronchy – bronchodilatace, - na metabolizmus – aktivuje glykogenolýzu, zvyšuje utilizaci kyseliny mléčné, - snižuje sekreci a motilitu trávícího traktu. Adrenalin je hlavní hormon stresové poplachové reakce.
Účinky noradrenalinu Převažují stimulující, tj. vazokonstrikční účinky: - na myokard – hlavně pozitivně inotropní účinek, ostatní jsou slabší, - na koronární arterie – působí vazodilatečně, - na cirkulaci – vazokonstrikce ve svalech i v CNS, zvyšuje krevní tlak systolický i diastolický, - na metabolizmus – aktivuje katabolizmus lipidů. Poruchy sekrece Následky snížení tvorby adrenalinu a noradrenalinu nejsou známy ani po odstranění ledvin. Zvýšení tvorby adrenalinu - většinou způsobeno hormonálně aktivním nádorem nadledvin feochromocytomem: vysoký krevní tlak, zrychlená srdeční akce, bledost, návaly potu, bolesti hlavy, nervozita, třes a slabost, : přítomnost kyseliny vanilmandlové v moči. Srovnání účinku adrenalinu a noradrenalinu Účinek na Srdce
Cévy
Tlak krve Metabolizmus
Adrenalin posiluje všechny vlastnosti srdečního svalu (inotropii, chronotropii, dromotropii, bathmotropii) vazodilatace ve svalech a v CNS vazokonstrikce v kůži a v útrobách (GIT, ledviny) vazodilatace koronárních cév zvyšuje systolický tlak stimuluje metabolizmus cukrů
Noradrenalin posiluje hlavně inotropii
povšechná vazokonstrikce vazodilatace koronárních tepen
zvyšuje diastolický tlak stimuluje metabolizmus tuků
Kůra nadledvin - produkuje 30 steroidních hormonů, které vznikají z cholesterolu, jde o tzv.: : mineralokortikoidy (aldosteron) : glukokortikoidy (kortizol) : pohlavní hormony ( dehydroepiandrosteron, androgeny, méně estrogeny a progesteron) - histologicky lze v kůře rozdělit: : zona glomerulosa – produkuje aldosteron, : zona fasciculata a zona reticularis – tvoří se zde glukokortikoidy a pohlavní hormony (především androgeny). Dehydroepiandrosteron (DHEA) - po cholesterolu v plazmě nejvíce zastoupená látka steroidního původu,
-
přibývá důkazů o jeho účincích na imunitní děje, působení proti rakovině a arterioskleróze, prokázány i neuromodulační účinky.
Mineralokortikoidy – aldosteron - pro život zcela nezbytný hormon, - při jeho nepřítomnosti pacient zemře během několika dní, začne selhávat srdce pro nedostatečný objem cirkulující krve a vyvine se šok – to vše způsobí nedostatek sodíku a nadbytek draslíku v krvi. Účinky aldosteronu - spolu s ostatními mineralokortikoidy řídí metabolizmus minerálů a má i slabé glukokortikoidní účinky: : zadržuje v těle sodík (Na+) a s ním i vodu, : zvyšuje vylučování draslíku (K+) do moči v distálním tubulu a sběrném kanálku ledvin, : zvyšuje krevní tlak zvýšením objemu extracelulární (a hlavně intravazální) tekutiny. Sekrece aldosteronu je řízena především koncentrací draslíku a sodíku v extracelulární tekutině. Druhý mechanizmus řízení je stimulací systému renin – angiotenzin. Glukokortikoidy – kortizol - hormon, jehož nedostatek nevede bezprostředně ke smrti, ale při jeho nepřítomnosti není organizmus schopen reagovat na jakýkoli stres, - má několik účinků, nejdůležitější jsou účinky metabolické, jejichž cílem je udržení normální hladiny glukózy v krvi. Kortizol: - stimuluje glukogenezi z glycerolu (k tomu aktivuje lipolýzu a do krve se vyplavují mastné kyseliny, ale i cholesterol) a aminokyselin (zvyšuje katabolizmus bílkovin, což může při delším trvání sekrece způsobit svalovou slabost), snižuje využití glukózy ve svalech, - má mírné mineralokortikoidní účinky, které jsou však za patologických okolností (při vysokém objemu sekrece) významné, - působí protizánětlivě (stabilizuje lyzozomové membrány, snižuje permeabilitu kapilár a snižuje migraci a fagocytózu neutrofilních granulocytů), - účastní se na intrauterinním vyzrávání plic a tvorbě surfaktantu, - má antialergický a imunosupresivní účinek, - nežádoucí účinky – působí osteoporózu v kostech (snížením resorpce vápníku), ztenčuje kůži (vznikají strie – pajizévky), zvyšuje krevní tlak působením na cévy a stimuluje žaludeční sekreci kyseliny chlorovodíkové (vznik „stresových žaludeční vředů“), způsobuje steroidní diabetes (má diabetogenní účinek). Sekrece kortizolu je řízena negativní zpětnou vazbou adrenokortikotropním hormonem (ACTH) z adenohypofýzy a je také stimulována stresem.
-
Poruchy sekrece mineralokortikoidů a glukokortikoidů Snížená sekrece (Adisonova choroba) je způsobena současným nedostatkem aldosteronu a kortizolu,
-
klinické projevy: ztráty sodíku, ztráty tekutin, pokles krevního tlaku a vzestup hladiny draslíku, primární onemocnění (onemocnění nadledvin)- vlivem zpětné vazby se zvyšuje produkce ACTH a MSH, takže klinický obraz je doplněn pigmentacemi kůže, sekundární onemocnění (chybí ACTH při zdravé nadledvině) pigmentace nejsou.
Zvýšení sekrece glukokortikoidů, hyperkortizolizmus (Cushingova nemoc) - primární (autonomní zvýšení sekrece nadledviny), - sekundární (nadprodukce ACTH) = Cushingův syndrom: klinické projevy: obezita, měsícovitý obličej, tenké končetiny, chabé svaly, tenká kůže se striemi (pajizévkami), zhoršené hojení ran; hyperglykémie, osteoporóza, poruchy iontového metabolizmu (zadržováním sodíku) a z toho plynoucí vzestup tlaku krve. Zvýšení sekrece aldosteronu, hyperaldosteronizmus (Connův syndrom) - vede k zadržování sodíku a vody, což zvyšuje krevní tlak (vzniká hypertenze), - ztráty velkého množství draslíku a vznik alkalózy, - celkový metabolický rozvrat se projevuje povšechnou slabostí. Zvýšení sekrece androgenů kůry nadledvin – adrenogenitální syndrom (Fröhlichův syndrom) Při vrozeném defektu tvorby kortizolu se zvyšuje sekrece adrenokortikotropního hormonu a adenohypofýzy. Protože sekrece kortizolu je nemožná, zvyšuje se sekrece pohlavních hormonů vznikajících v kůře nadledvin a dochází k virilizaci plodu ženského pohlaví (vzniká pseudohermafroditismus femininus externus: plod má sice ženský genotyp (genetickou výbavu) , ale mužský fenotyp (vzhled), uplodu mužského pohlaví vzniká předčasná puberta – pubertas praecox.
Další důležité hormony Melatonin - tvoří se převážně v noci v šišince (epifýze) z aminokyseliny tryptofanu a do krve je vydáván v pulzech, - donedávna téměř neznámý, v poslední době se stává „zázračným lékem“: : informuje o vnitřním čase biologických hodin, nastavuje a synchronizuje biologické hodiny: začíná se využívat při letech přes časová pásma na východ, : zlepšuje kvalitu spánku, : podporuje imunitní systém (potvrzeno zatím jen u zvířat), : působí jako antioxidační činidlo proti volným radikálům (scavenger), : zpomaluje stárnutí, : je účinný proti rakovině (příznivé působení melatoninu u savců proti nádorům závislým na hormonech). -
Leptin protein tvořený „ob“ genem v tukové tkáni, uvolňuje se do krve a účinkuje jako periferní signál, který reguluje zásoby tělesného tuku zpětnou vazbou přes hypotalamus,
-
jestliže se leptin netvoří, nebo jsou poškozeny jeho receptory v hypotalamu, může to vést k extrémní obezitě, vyhlášen molekulou roku 1997.
Atriální natriuretický faktor - tvoří se v myokardu síní při natažení svalových buněk, - způsobuje zvýšené vylučování sodíku (Na+) v ledvinách, tím se zvýší ztráty vody a sníží se objem extracelulární tekutiny. Přehled nejdůležitějších hormonálně regulovaných funkcí Regulovaná funkce Metaboli Cukry zmus živin
Tuky Bílkoviny
Metaboli zmus vody a iontů
Voda
Hormon inzulín glukagon kortizol adrenalin STH T4, T3 noradrenalin kortizol T4,T3 androgeny STH růstové faktory inzulín fyziologické množství T4,T3 kortizol zvýšené množství T4,T3 ADH aldosteron ANF
Vápník
parathormon kalcitriol kalcitonin estrogeny kortizol
Sodík Draslík Fosfáty
aldosteron kortizol ANF aldosteron inzulín parathormon
Funkce ↓Hladinu glukózy, utilizaci glukózy ↑ glykémii ↑ glykémii ↑ glykémii ↑ glykémii ↑ glykémii ↑ hladinu lipidů ↑ hladinu lipidů ↑ hladinu lipidů ↑ proteosyntézu ↑ proteosyntézu ↑ proteosyntézu ↑ proteosyntézu ↑ proteosyntézu ↓ proteosyntézu ↓ proteosyntézu ↑ množství vody v organizmu sekundárně ↑ množství vody v organizmu sekundárně ↓ množství vody v organizmu ↑ kalcémii ↑ kalcémii ↓ kalcémii blokují PTH indukovanou resorpce kostí ↑ hladina odvápňuje kosti jako vedlejší účinek ↑ natrémii ↑ natrémii ↓ natrémii ↓ kalémii ↓ kalémii ↓ fosfatémii
Reprodukční funkce
estrogeny
progesteron testosteron oxytocin Stresová reakce
prolaktin adrenalin kortizol STH prolaktin
Růst
STH T3, T4 pohlavní hormony (estrogeny, testosteron) inzulín glukokortikoidy
rozvoj sekundárních pohlavních znaků, , odpovídají za proliferační fázi menstruačního cyklu menstruační cyklus, udržuje těhotenství, stimuluje růst mléčné žlázy rozvoj sekundárních pohlavních znaků, spermiogeneze kontrakce dělohy při porodu, ejekce mléka růst mléčné žlázy, tvorba mléka poplachová reakce zvyšuje glykémii, katabolizmus proteinů katabolizmus tuků (zdroj energie) aktivuje metabolizmus (?), při dlouhodobém stresu blokuje funkce gonád proteoanabolizmus, růst kostí nezbytné faktory pro růst a vývoj proteoanabolické účinky, odpovídají za sekulární zrychlení růstu v pubertě stimuluje vstup aminokyselin do buněk, a tím podporuje růst nezbytné pro růst kostí
