Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-1
Kapitola 17 Hormony
Jednobuněčný organismus reaguje na podněty z prostředí jako celek, reaguje celá buňka. Vzhledem ke
krátkým vzdálenostem mohou být případné signály vznikající uvnitř této buňky předávány difúzí chemických
látek. S narůstající složitostí organismů přestaly tyto regulační mechanismy stačit. Mnohobuněčné
organismy se specializovanými tkáněmi a orgány vyžadují dokonalejší systém řízení, integrace a
koordinace. V organismu savců vykonávají tyto funkce nervový a endokrinní systém. Vývojově starším
systémem stimulace a regulace je systém endokrinní, který zprostředkovává přenos informace
prostřednictvím speciálních chemických látek, signálů či „poslů“, zvaných hormony. Odtud i název
hormonální či humorální řízení, tedy ovlivňování cílových tkání speciálními chemickými látkami, hormony
(hormaó [ř] = poháním). Nervové a humorální řízení vzájemně spolupracují. Nervy jsou specializovány na
rychlé vedení, endokrinní systém je specializován na pomalé, chronické vedení signálů. Mezi oběma
soustavami stojí dřeň nadledvin.
Klasická definice říká, že
hormony jsou specifické účinné látky (různého složení), které se tvoří v určitých k tomu specializovaných
žlázách (žlázy s vnitřní sekrecí, endokrinní žlázy, případně žlázy smíšené s vnitřní i zevní sekretorickou
funkcí), vylučují se do krevního oběhu a mají specifický vliv na aktivity cílové tkáně.
Řada látek s vlastnostmi hormonů se však tvoří i v rozptýlených buňkách různých tkání a orgánů (játra,
stěny trávicí trubice, ledviny, centrální nervový systém, tuková tkáň), což klasické definici tak zcela
neodpovídá. Tyto látky se nazývají tkáňové hormony. Jak vidno, hormony bude nutno chápat v poněkud
širším pojetí (i když přístupy jsou různé), např. takto:
Hormony jsou stimulátory a regulátory látkové výměny, růstu a rozmnožování, tělesného a psychického
vývoje a zrání, mechanismů rozmnožování, adaptace a homeostázy organismu.
Možná nejlepší cestou k porozumění bude nazývat látky tohoto typu signálními molekulami.
Nauka o hormonech se jmenuje endokrinologie (endon [ř] = uvnitř; krinó [ř] = odděluji)
K cílovým orgánům a tkáním se hormony/signální molekuly mohou dostávat krví nebo difúzí intersticiem,
případně dalšími cestami, či vůbec necirkulují (viz autokrinní působení). Hormony/signální molekuly tedy
mohou působit v místě svého vzniku, v blízkém okolí, nebo v místě značně vzdáleném.
Základními typy působení hormonů jsou
 Endokrinní - hormon je syntetizován v určitém místě (v endokrinní žláze) a je vylučován do krevního
oběhu; touto cestou se dostává k cíli svého působení (klasická definice hormonů)
 Neuroendokrinní - hormon je syntetizován na nervovém zakončení a je uvolněn do extracelulárního
prostoru; působí na vzdálené buňky
 Neurokrinní - hormon je syntetizován v neuronu a je uvolněn z nervového zakončení; působí na
buňky v blízkém okolí
 Neurotransmise - hormon je syntetizován v neuronu a je uvolněn z nervového zakončení;
překonává synapsi a specificky reaguje s jiným neuronem (mediátory)
 Parakrinní - hormon je syntetizován v endokrinních buňkách a je uvolněn do intersticiálního
prostoru; specificky ovlivňuje buňky v blízkém okolí
 Autokrinní - hormon je syntetizován v endokrinních buňkách a občas je uvolněn do intersticiálního
prostoru; specificky ovlivňuje zdrojovou buňku, takže buňka svým působkem ovlivňuje sama sebe
 Exokrinní - hormon je syntetizován v endokrinních buňkách a je uvolněn do prostoru (lumen) střeva;
ovlivňuje buňky podél střeva, tudíž v různých vzdálenostech od místa svého vzniku
Hormony obecně mají funkci
 regulační: udržují homeostázu, tj. konstantní složení tělních tekutin, čili stálost vnitřního prostředí,
aby organismus mohl dobře růst a fungovat
 morfogenetickou: hrají důležitou roli při růstu a vývoji organismu, tj. v morfogenesi (srovnej dále
např. úlohu pohlavních hormonů při vývoji mužů a žen)
 integrační: každý hormon sice má svůj specifický úkol, ale vzájemně se ve svých účincích doplňují
(srovnej dále např. působení inzulínu a glukagonu); vliv hormonů na organismus je tedy komplexní
Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-2
17.1. Rozdělení hormonů
Princip dělení Hormony (obecně) Příklady hormonů
Chemická povaha
hormonu
Steroidní aldosteron, kortisol, progesteron, estradiol,
testosteron
Odvozené od aminokyselin tyroxin, trijódtyronin, adrenalin, melatonin
Peptidové hormony a proteohormony parathyrin (parathormon), tyrokalcitonin, inzulín,
glukagon, relaxin, erythropoietin, oxytocin,
vasopressin (adiuretin), melanotropin,
somatotropin, lipotropin, kortikotropin,
tyreotropin, folitropin (hormon stimulující
folikuly), lutropin (luteinisační hormon),
laktrotropin (prolaktin), chorionové
gonadotropiny
Původ hormonu Endokrinních žláz Epifýzy (serotonin)
Štítné žlázy a příštítných tělísek (T3, T4,
kalcitonin, PTH)
Pankreatu (inzulín, glukagon)
Nadledvin (kůry a dřeně; mineralokortikoidy,
glukokortikoidy; katecholaminy)
Pohlavních žláz (gonád; estrogeny, androgeny)
Placenty (hCG, progesteron)
Brzlíku (thymu; thymosin, thymopoietin)
Neurosekrečních žláz Hypotalamu (liberiny, statiny)
Neurohypofýzy (adiuretin, oxytocin)
Adenotropní Adenohypofýzy (FSH, TSH, LH, GH, ACTH)
Neendokrinních žláz Tkáňové (gastrin, sekretin)
Buněk různých orgánů Mediátory (působí v místě uvolnění; histamin)
Rychlost účinku
hormonu
Rychle působící (ovlivňují důležité biochemické
procesy již po několika sekundách)
Adrenalin
Pomalu působící (stimulují tvorbu bílkovin v buňce) Thyroxin
Mechanismus účinku S vazbou na intracelulární receptory Steroidy a jódtyroniny
S vazbou na receptory na povrchu buněk Peptidové hormony a katecholaminy
 Druhým poslem je cAMP
 Druhým poslem je cGMP
 Druhým poslem je vápník nebo
fosfatidylinositidy nebo obojí
 Intracelulární posel není znám
Rozpustnost
hormonu
Rozpustné ve vodě Proteohormony
Rozpustné v tucích Steroidy
17.2. Způsob účinku hormonů
Hormon je chemická látka, má tedy chemický účinek. Pochází z buňky, která ho produkuje a cílovým
orgánem jsou podřízené žlázy s vnitřní sekrecí nebo neendokrinní (někdy i endokrinní – viz autokrinní
působení hormonů) tkáně. Jejich cílové buňky jsou vybaveny vysoce specifickými vazebnými místy,
receptory, pro daný hormon. Jimi si cílová buňka „vyhledává“ mezi mnoha hormony přítomnými zároveň
v krvi svůj určitý signál.
Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-3
17.2.1. Receptory
17.2.1.1. Receptory pro proteinové a peptidové hormony a katecholaminy
jsou umístěny z vnější strany buněčné membrány; jsou to peptidové
řetězce o relativní molekulové hmotnosti kolem 50 000, které
vícekrát klikatě pronikají buněčnou membránou (viz v kapitole 19
obr. 19-10 a 19-11 na str. 19-14 ); naváže-li se na receptor hormon
(tzv. první posel), uvolní se na vnitřní straně membrány intracelulární
přenašeč, tzv. druhý posel (second messenger), který v buňce
předává signál dále.
17.2.1.2. Receptorové proteiny uvnitř buněk
(cytoplazmatické receptory) – na ty se vážou steroidní hormony a
jódtyroniny, které mohou samy vstoupit do nitra buňky. Po vytvoření
komplexu hormon-receptor dojde k syntéze konkrétní bílkoviny.
17.2.2. Dva hlavní způsoby účinku hormonů
17.2.2.1. Princip druhého přenašeče
Hormon nebo neurotransmiter (tzv. první přenašeč, first messenger, látka, která přináší buňce informaci od
jiné buňky) se naváže na receptor v buněčné membráně a tím v cílové buňce indukuje tvorbu tzv. druhého
přenašeče (second messenger), tj. látky, která dále informaci (nitrobuněčně) přenáší (informací je např.
povel k syntéze nějakého enzymu). Obvyklý mechanismus tvorby druhého přenašeče je takový, že dojde ke
změně konformace molekuly receptoru, což vede k alosterické aktivaci příslušného enzymu (na druhé
straně membrány), který katalyzuje tvorbu „druhého přenašeče“, látky aktivující buněčné enzymové
systémy, případně ovlivňující transportní systémy v membráně.
Prostřednictvím druhého posla působí peptidové hormony a katecholaminy.
Příklad: Po vazbě hormonu na receptor dojde k alosterické aktivací adenylátcyklázy (enzymu na vnitřní straně membrány), která
katalyzuje přeměnu ATP na cyklický AMP (cAMP), což je tzv. druhý přenašeč. Cyklický AMP aktivuje buněčné enzymové systémy.
Má pouze krátkodobý účinek, protože je rychle odbouráván.
vazba aktivace
hormon receptor  [hormon-receptor]  změna konformace receptoru adenylátcykláza
aktivace
buněčné enzymové systémy cAMP ATP
Transmembránový receptor:
E= vnější mezibuněčný prostor
P = cytoplazmatická membrána
I = vnitrobuněčný prostor
Zdroj: Wikipedie
Adenylát
cykláza
aktivní
cAMP
ATP
Fosfodiesteráza
AMP
Proteinkináza
neaktivní
Proteinkináza
aktivní
Fosforyláza – B
(aktivní)
Fosforyláza – A
(neaktivní)
Hormon
Buněčná membrána
substrát produkt
Receptor
Adenylátcykláza
neaktivní
Princip druhého přenašeče – schéma (volně podle MUDr P. Kocny)
Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-4
Mechanismy aktivace jsou poměrně složité a v tomto textu nejsou probírány. Kromě cAMP existují i další
látky s funkcí „druhých poslů“. Jsou to např. cGMP (cyklický guanosinmonofosfát), inozitoltrifosfát,
diacylglycerol nebo Ca
2+
a zejména protein G. S tvorbou či uvolněním těchto látek jsou pochopitelně spojeny
aktivace jiných enzymů či enzymových soustav než je adenylátcykláza, princip fungování však zůstává
stejný.
17.2.2.2. Kontrola genové aktivity
čili indukce tvorby enzymů či jiných bílkovin v buňce. Hormon přestoupí přes membránu, vstoupí do buňky,
naváže se na cytoplazmatický receptor a vytvoří se komplex hormon-receptor. Tento komplex se váže na
molekulu represoru (nízkomolekulární látku blokující činnost genu), dojde k odblokování tvorby mRNA a
k syntéze určitého enzymu či jiné bílkoviny (viz obecná biochemie – syntéza bílkovin).
Takto působí steroidní hormony a jódtyroniny (tj. látky, které mohou přejít přes buněčnou membránu).
Třetím způsobem účinku hormonů je změna množství substrátu, který je k dispozici pro enzymové reakce.
Takto působí např. inzulín na intracelulární nabídku glukózy (srovnej str. 17-17).
17.3. Řízení produkce hormonů
Řízení produkce hormonů je povětšinou hierarchické. Nervové signály přicházející z CNS jsou v hypotalamu
přeměňovány na hormonální signály: ve speciálních nervových buňkách hypotalamu, neuroendokrinních
buňkách, vznikají hormony hypotalamu, liberiny a statiny. Ty jsou vydávány do krve a systémem cév mezi
hypotalamem a hypofýzou dopraveny do hypofýzy. Zde se působením těchto regulačních hormonů tvoří
hormony adenohypofýzy, tj. glandotropní hormony, které ovlivňují periferní endokrinní žlázy, ze kterých je
následně uvolňován konečný hormon. Konečný hormon ovlivňuje cílovou tkáň (cílové buňky).
Hladina hormonu v krevním oběhu je v hypotalamu srovnávána s nastavenou regulační hodnotou a obecně
tlumí činnost příslušné žlázy (negativní zpětná vazba). Kromě podnětů z CNS a z vnitřního prostředí
(zpětnovazební mechanismy), je hypotalamus ovlivňován i podněty ze zevního prostředí a to v kladném i
záporném smyslu.
Signální molekula (např.. steroidní hormon)
Buněčná membrána
Intracelulární
receptor
Vazbou signální molekuly na receptor
dojde ke konformační změně receptoru a
tím k jeho aktivaci
Aktivovaný komplex receptoru
se signální molekulou
prochází jadernou membránou
Vazbou aktivovaného komplexu na
regulační oblast příslušného genu
dojde k aktivaci transkripce
Syntetizovaný protein (např. enzym)
mRNA
Transkripce
DNA
Princip kontroly genové aktivity
Děj schematicky
znázorněný na obrázku
může probíhat i
opačně, komplex
receptor-signální
molekula může naopak
genovou aktivitu
inhibovat.
Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-5
17.4. Faktory ovlivňující hladinu hormonů v plazmě
1. Produkce (zvýšená či snížená): zánět, tumor, trauma
2. Skladování (narušeno): např. hormony štítné žlázy
3. Transport (narušen): nedostatek transportní bílkoviny (např. albuminu)
4. Inaktivace (zpomalení): jaterní nedostatečnost, porucha vylučování (ledviny)
5. Protilátky: proti hormonům, což vede ke snížení účinnosti hormonu (např. inzulínu)
6. Antagonisté hormonů: důsledkem je snížení účinnosti (inzulín, glukagon aj.)
7. Receptory (porucha): snížení účinnosti či neúčinnost příslušného hormonu
8. Konverze (porucha): hormon nepřechází v účinnější formu (např. tyroxin  trijódtyronin)
17.5. Metody stanovení hormonů
Metody stanovení hormonů jsou různorodé a využívají moderní laboratorní techniky i instrumentaci.
V některých případech se provádí biologický pokus, kdy se sleduje účinek hormonu (ze vzorku biologického
materiálu) na živou tkáň či živočicha. Další variantou je aplikace regulačního hormonu (člověku) a sledování
odezvy příslušné žlázy, tj. schopnosti produkce odpovídajícího hormonu po stimulaci (tzv. funkční testy).
Příkladem může být aplikace tyroliberinu (TRH) a následné sledování změn v koncentraci tyrotropinu (TSH)
v krvi. Pro pracoviště klinické biochemie jsou vzhledem k jejich možnostem nejpřístupnější metody
imunochemické, tzn. ligandové techniky. Existující imunochemické analyzátory umožňují stanovit celou řadu
hormonů, portfolia jednotlivých výrobců se ovšem liší.
Denní a noční změny sekrece různých hormonů (cirkadiánní rytmy; vnitřní hodiny)
Psychicko-emoční vlivy
„Nastavení“ správné hodnotyRegulační hodnota
VNĚJŠÍ PROSTŘEDÍ
+
Podněty
z vnitřního
prostředí
LIBERIN STATIN
Regulační dráha
(negativní
zpětná vazba)
GLANDOTROPNÍ HORMON
+
-
Čtení a regulace
Periferně obíhající hormon
VYŠŠÍ MOZKOVÁ CENTRA
HYPOTALAMUS
HYPOFÝZA
ŽLÁZA S VNITŘNÍ
SEKRECÍ
CÍLOVÁ TKÁŇ
HORMON
Obecné schéma řízení hormonů
Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-6
V preanalytické fázi je v mnoha případech potřeba vzorek pro stanovení hormonů stabilizovat. Často se tak
děje použitím speciálních odběrových nádobek, např. s přídavkem aprotininu, což je inhibitor proteáz, který
zabraňuje předčasné degradaci některých analytů. Preanalytická fáze je vždy důkladně popsána
v příbalových letácích reagenčních souprav jednotlivých výrobců a je záhodno, v zájmu relevantních
výsledků, zásady tam popsané dodržovat.
17.6. Jednotlivé hormony
17.6.1. Hormony hypotalamu
Jak bylo řečeno přeměňuje hypotalamus nervový signál na výdej hormonu (z hypotalamu nebo z hypofýzy),
čili na signál chemický, je tedy jakousi neurohormonální „přepojovací stanicí“. Na základě nervového signálu
produkuje
 neurosekreční peptidy (liberiny a statiny) a
 hormony neurohypofýzy (antidiuretický hormon a oxytocin).
17.6.1.1. Neurosekreční peptidy
jsou hormony regulující činnost adenohypofýzy, je jich dosud známo celkem osm a dělí se na
 liberiny (releasing hormones = RH, releasing factors
*)
= RF)
 statiny ([release]
**)
inhibiting hormones = [R]IH, resp. factors = [R]IF)
*)
Látky typu liberinů a statinů splňují definici hormonů, jsou však ze setrvačnosti ještě často nazývány „faktory“. Nejsou druhově
specifické
**)
Někdy se tyto látky nazývají pouze inhibiting hormones (factors), tj. inhibující hormony či faktory (místo „uvolnění inhibující
hormony“) – hranatá závorka má tuto skutečnost vyjádřit
Liberiny ovlivňují adenohypofýzu ve smyslu kladném, zvýšení produkce glandotropního hormonu.
Statiny ve smyslu opačném, čili snížení produkce tropního hormonu.
Jedná se o sekundární výdej (glandotropního) hormonu na nervový podnět.
Hormony hypotalamu
Zkrácený název Jiný název Zkratky
kortikoliberin kortikotropin-RH CRH, CRF
gonadoliberin
*)
RH pro FSH a LH (ICSH) Gn-RH, FSH/LH-RH
melanoliberin melanotropin-RH MRF, MRH
melanostatin melanotropin-IH MIF, MIH
prolaktostatin
**)
prolaktin-IH PIF, PIH
somatoliberin RH pro somatotropní hormon SRF, SRH, GH-RH
somatostatin
***)
IH pro somatotropní hormon SIH, GH-IH
tyroliberin RH pro tyreotropní hormon TRF, TRH
*)
dříve se rozlišovaly samostatné releasing hormones foliberin (FSH-RH) a luliberin (LH-RH), jedná se však o identickou látku
**)
není neuropeptid, ale derivát tyrosinu (viz str. 17-40)
***)
tvoří se i v pankreatu a dalších orgánech trávicího ústrojí (viz str. 17-29)
ADH OCYTOCIN
HYPOTALAMUS
ADENOHYPOFÝZA NEUROHYPOFÝZA
ADH OX YTOCINLIBERINY a STATINY
Působení liberinů a statinů krevní cestou na adenohypofýzu (modře a červeně)
a přechod ADH a oxytocinu nervovou cestou do neurohypofýzy (šedozeleně)
Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-7
ADH a oxytocin
Tvoří se v hypotalamu (neurokrinní činnost), axoplazmaticky (nervem) jsou transportovány do
neurohypofýzy a odtud jsou působením nervových signálů uvolňovány. V tomto případě se jedná o primární
výdej hormonu na nervový podnět. Oba neurohypofyzární hormony působí přímo na cílové buňky.
Poznámka: Látky uvolňované na ostatních nervových zakončeních, jako jsou acetylcholin, noradrenalin apod., se nazývají
mediátory či neurotransmitery; uvolňují se na krátkou vzdálenost – do synaptické štěrbiny nebo do sousední svalové buňky
(srovnej s tabulkou Rozdělení hormonů)
17.6.2. Hormony hypofýzy
17.6.2.1. Hormony neurohypofýzy
Hormony neurohypofýzy jsou nonapeptidy, lišící se ve dvou aminokyselinách: oxytocin (ocytocin) a
adiuretin (vasopressin). Tvoří se v hypotalamu, nervovou cestou se dostávají do zadního laloku
hypofýzy (neurohypofýzy), zde se skladují ve vazbě na specifické bílkoviny neurofysin I a neurofysin II a
v případě potřeby přecházejí do krve a do cílové tkáně.
Oxytocin
Vyvolává stahy dělohy, je důležitý během porodu (i
sexuálního aktu obou pohlaví), podporuje laktaci. Zdá
se, že oxytocin má celou řadu dalších účinků v mnoha
orgánech. Ovlivňuje učení, paměť, sociální a rodičovské
chování, odpovědi na stres, vytváření partnerských
vztahů, ovlivňuje i vznik a léčbu zhoubných nádorů.
Paradoxně může ovlivňovat protichůdně stejnou
fyziologickou funkci. Je to jeden z prvních hormonů, tzn.
vývojově nejstarších, vyskytuje se (v obměněné podobě,
tj. jako derivát) např. u žížal a pijavic.
Pro zvídavé studenty: Oxytocin se označuje také jako „hormon věrnosti, lásky a důvěry“. Vyšší hladina oxytocinu je spojována
s vyšší úrovní spokojenosti v partnerském vztahu. Prérijní hraboš americký žije v celoživotních monogamních svazcích, o potomky
pečují společně samičky i samci. Samečci prérijních hrabošů mají v určitých oblastech mozku více receptorů pro oxytocin, než např.
američtí hraboši z hor, kteří žiji promiskuitním životem. Toho se ovšem dopouští i sameček prérijní, pokud se mu receptory pro
oxytocin zablokují.
Poruchy: z nadbytku či nedostatku nejsou známy; hormon nemá diagnostický význam.
Adiuretin (ADH)
Tento hormon je také znám pod názvy vasopresin (arginine vasopressin,
AVP) a argipresin. Ovlivňuje resorpci vody v distálních tubulech a sběrných
kanálcích ledvin, konstrikcí cév zvyšuje krevní tlak. Existují důkazy, že hraje
důležitou roli i v sociálním chování, sexuální motivaci a stálosti svazku,
odpovědích matky na stres.
Adiuretin se používá ve funkčním testu (DDAVP test) na koncentrační schopnost ledviny:
Pacientovi se podají do každé nosní dírky 2 kapky 1-deamino-8-D-arginin-vasopressinu
(DDAVP; desmopresin), což je syntetický analog ADH. Potom se ve čtyřech hodinových
intervalech sbírá moč, ve vzorcích se změří osmolalita . Test ukazuje schopnost distálního
tubulu a sběrného kanálku reagovat na ADH produkcí koncentrované moči. Má-li ledvina
dobrou koncentrační schopnost, musí osmolalita v kterémkoliv vzorku přesáhnout limitní
mez [mmol/kg], jejíž hodnoty jsou tabelovány a jsou závislé na věku (kojenci mají nižší
koncentrační schopnost, fyziologicky se koncentrační schopnost ledviny snižuje se stárnutím
organismu). Porucha koncentrační schopnosti ledvin patří k prvým známkám renálního
onemocnění.
Poruchy z nadbytku či z nedostatku ADH:
 Přebytek hormonu: retence vody (při poruchách mozku, po neurochirurgických výkonech, po úrazech)
 Nedostatek hormonu: diabetes insipidus – žíznivka: tvoří se až 40 l moči/den, ledvina nemá schopnost
koncentrovat moč; příčinou je poškození produkčního centra v hypotalamu nebo porucha neurohypofýzy
(nádor, degenerace, úrazy, toxický vliv etanolu, chladu aj.) K vyplavení hormonu dochází na popud
osmoreceptorů při objemových či osmolárních změnách.
Poznámka: Pro některé hormony, vitamíny a léky se používá jako měrná jednotka tzv. mezinárodní jednotka (IU, UI, IE, U),
založená na naměřeném biologickém působení nebo účinku (nezaměňovat s mezinárodní jednotkou používanou u
enzymů!). Blíže k tématu např. na adresách: http://en.wikipedia.org/wiki/International_unit nebo
http://cs.wikipedia.org/wiki/Mezin%C3%A1rodn%C3%AD jednotka.
Dr. Ing. Milan Zaoral, DrSc.
objevitel desmopresinu
(1972)
Oxytocin
Cys
Cys Aspn
S
S
Tyr
Phe
Gln
Pro
Arg
Gly
Cys
Cys Aspn
S
S
Tyr
Phe
Gln
Pro
Lys
Gly
Cys
Cys Aspn
S
S
Tyr
Ileu
Gln
Pro
Arg
Gly
Arginin vasopresin Lysin vasopresin
Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-8
Basofilní buňky
Acidofilní buňky
Metody stanovení oxytocinu a adiuretinu:
1. Biologický test
 oxytocin: na krysí děloze nebo mléčné žláze morčete
 adiuretin: vylučování moči u narkotizované krysy s blokádou hypofýzy
2. Vazebné testy (ELISA, RIA; ADH také CLIA)
Referenční interval hodnot (vazebnými testy; orientačně):
 adiuretin: 2,0 pmol/l
 oxytocin: 1,5 pmol/l
17.6.2.2. Hormony adenohypofýzy
Adenohypofýza představuje řídící centrum pro řadu endokrinních žláz. Produkuje glandotropní hormony,
které stimulují produkci vlastních hormonů štítné žlázy, kůry nadledvin a pohlavních žláz. Navíc zde vznikají
růstový hormon a prolaktin, které působí přímo na periferní tkáně.
Glykoproteiny: FSH, LH, TSH, MSH, ACTH (glandotropní hormony)
Polypeptid: STH, PRL
Protože se, kromě somatotropinu a prolaktinu, jedná o glandotropní hormony, mají poruchy hypofýzy
podobné klinické příznaky, jako odpovídající poruchy podřízených endokrinních žláz. Jako první je třeba
prověřit osu hypotalamus-hypofýza-endokrinní žláza.
Glykoproteiny vznikají v bazofilních buňkách adenohypofýzy a mají podobné složení: molekulu složenou ze
dvou podjednotek, kdy -podjednotka je společná pro FSH, LH, TSH a také pro placentární hCG (HCG; str.
17-41)) a placentární laktogen (hPL, HPL). Jednotlivé hormony se odlišují -podjednotkou.
Růstový hormon (STH) a prolaktin (PRL) jsou produkovány acidofilními buňkami adenohypofýzy a mají od
předchozích hormonů složení odlišné.
Gonadotropiny (FSH, LH)
Primáti mají dva hypofyzární gonadotropiny
1. Folitropin, folikulotropin, FSH
2. Lutropin, luteinizační hormon, LH
Charakteristika: gonadortropiny jsou glykoproteiny s obsahem asi 16% sacharidů
Řízení produkce (viz): gonadoliberin (Gn-RH, dříve FSH-RH/LH-RH), dekapeptid s účinkem foliberinu i
luliberinu; uvolňování Gn-RH má pulzní charakter (2 – 4 hodinový rytmus u mužů, u žen zhruba každou 1,5
hodinu před ovulací a potom každé 3 – 4 hodiny; rychlejší rytmus či kontinuální výdej zapříčiní neplodnost)
Negativní zpětná vazba: estrogeny (estradiol [E2]), progesteron a androgeny [testosteron]
Účinky gonadotropinů
Muži Ženy
FSH V Sertoliho buňkách v semenotvorných kanálcích stimuluje
tvorbu vazebného proteinu pro androgeny (androgen-binding
protein, ABP) a hormonu zvaného inhibin, který působí
negativní zpětnou vazbou na hypotalamus a hypofýzu
Působí na zrání folikulů ve
vaječníku
LH V Leydigových intersticiálních buňkách varlat podněcuje
tvorbu testosteronu (odtud dřívější název hormonu ICSH =
Interstitial Cell Stimulating Hormone - hormon stimulující
intersticiální buňky
Stimuluje tvorbu estrogenu a
uvolnění folikulů ve vaječníku
FSH + LH - Řídí menstruační cyklus (viz)
Poruchy v oblasti hypofyzárních gonadotropinů: Oba hormony mají význam pro řízení menstruačního cyklu,
pro spermiogenezi a produkci pohlavních hormonů. Jejich stanovení pomáhá odlišit primární gonadální
dysfunkci od dysfunkce sekundární při poškození hypofýzy.
Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-9
Předčasná sekrece má za následek pohlavní zralost již před 10. rokem věku
Příčina: nádory vaječníků či varlat (vzácně), porucha v ose hypotalamus-hypofýza
Snížená sekrece má za následek opožděný nástup puberty (po 15. roku života).
Příčina: při organických onemocněních hypofýzy bývá schopnost produkce FSH a LH narušena jako první.
Metody stanovení gonadotropinů FSH a LH
V současné době se používají metody RIA, ELISA a ostatní metody na bázi vazebných testů s různými
formami indikace. Existuje řada komerčních souprav pro stanovení těchto hormonů na různých
analyzátorech různých firem (AxSym, Architect, Elecsys, Immulite, Access, Centaur aj.).
Referenční interval hodnot
Pro stanovení metodou MEIA s fluorescenční indikací na analyzátoru AxSym firmy ABBOTT:
FSH LH Jednotky
Muži 2,0 – 17,4 0,9 – 10,6 IU/l
Ženy 3,6 – 16,0 1,1 – 11,1 IU/l
Adrenokortikotropin (kortikotropin, ACTH)
Řízení produkce (viz): kortikoliberin (kortikotropin-RH, CRH, CRF)
Charakteristika: ACTH je syntetizován v buňkách adenohypofýzy ve formě prekurzoru proopiomelanokortinu
(POMC). Ten je před vlastní sekrecí hormonů proteolyticky štěpen na několika místech a vznikají z něho
ACTH, -lipotropin (-LPH) a několik peptidů nazvaných dohromady melanotropin (MSH; melanocyte
stimulating hormones; jiný název intermedin). Štěpením -lipotropinu vznikají tzv. endorfiny, které působí
tlumivě na CNS, významně se uplatňují při stresu (spolu s ACTH, který stimuluje sekreci kortizolu v kůře
nadledvin). MSH způsobuje vznik pigmentací při nadprodukci ACTH.
Účinky ACTH: stimuluje produkci steroidních hormonů v kůře nadledvin (kortizol a aldosteron), dále
stimuluje intracelulární lipázy (lipolýza tukové tkáně)
Poruchy:
 : Nadprodukce ACTH vede k hyperplazii kůry nadledvin a tím ke zvýšení hladiny glukokortikoidů (kortizol,
kortizon) v séru; klinický obraz je stejný jako při nadprodukci hormonů nadledvin
Příčina nadprodukce: Porucha funkce hypofýzy či ektopická tvorba v buňkách maligních nádorů – ACTH
patří k hormonům, které bývají často secernovány tímto typem buněk
[ektopická tvorba hormonu = tvorba mimo vlastní žlázu, např. v nádoru]
 : Snížení hladiny ACTH: následkem je izolovaná snížená produkce glukokortikoidů hypofyzárně
podmíněná; hypokortikolizmus.
Snížení hladiny glukokortikoidů v séru může nastat také jako následek atrofie kůry nadledvin.
Příčina nedostatečné produkce: tumor hypofýzy, její poškození infekcí nebo infarktem
CLIP = Corticotropin-Like Intermediate Peptide
Proopiomelanokortin
(POMC)
Adrenokortikotropin
(ACTH)
-litropin
-LPH)
- MSH
-endorfin-litropin-MSHCLIP -MSH
Schéma štěpení POMC na fragmenty
Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-10
Metody stanovení
1. Bioassays (biologická stanovení) – většina metod je založena na působení ACTH na buňky kůry nadledvin –
zvláště na stimulaci produkce steroidních hormonů nebo na depleci (pokles, spotřebu) kyseliny askorbové –
ze speciálně připravených zvířat. Obecně jsou to metody komplikované a drahé, pro rutinní praxi nevhodné
2. Receptor assays (receptorová stanovení) – metody využívají rozpuštěné vazebné proteiny získané
z normálních a rakovinných buněk kůry nadledvin. V těchto metodách se měří pouze biologicky aktivní ACTH,
a to i v poměrně nízkých koncentracích (10 ng/l). Vzhledem ke komplikovanosti přípravy a labilitě receptorů
mají i tyto postupy svá omezení pro běžné rutinní použití
3. Vazebné testy – se specifickými protilátkami proti ACTH, jsou známější a užívanější než předchozí
dvě metody. Existuje řada komerčních souprav. Pro možnost srovnání výsledků získaných na
různých pracovištích a různými metodami, kalibrují výrobci své diagnostické soupravy na
mezinárodní standardy založené na přečištěném lidském ACTH připravovaném ve vědeckých
ústavech, nebo na syntetickém ACTH.
Referenční interval hodnot
Hladina kortikotropinu v plazmě kolísá s denní dobou, nejvyšších hodnot dosahuje v 6 hodin ráno, minima
dosahuje v 18 hodin večer (asi 2,5 x menší hodnoty jako v 6 ráno)
MAX  MIN
Hodnoty s použitím mezinárodního standardu pro dospělé jedince:
5 – 60 ng/l (1,1 – 13,3 pmol/l)
Tyreotropin (thyreotropin, thyrotropin, tyrotropin, TSH)
Řízení produkce (viz): tyreoliberin (TRF, TRH)
Charakteristika: Malý glykoprotein s relativní molekulovou hmotností 26 000, složený ze dvou
polypeptidových řetězců (a podjednotky).
Účinky: Stimuluje štítnou žlázu k produkci hormonů T3 a T4
Inhibice sekrece: sekreci TSH inhibují volné frakce hormonů štítné žlázy FT3 a FT4 – snížení funkce štítné
žlázy vede ke zvýšení hladiny TSH v plazmě;
zvýšení funkce štítné žlázy vede ke snížení
hladiny TSH (negativní zpětná vazba). Vztah
mezi koncentrací FT4 a produkcí TSH je
logaritmicko-lineární, tzn., že malé změny
v koncentraci FT4 vedou k dramatické změně v koncentraci TSH. Např. pokles FT4 na polovinu způsobuje
vzestup koncentrace TSH 160x (zesílení čili amplifikace signálu). Z těchto důvodů má stanovení TSH
v diagnostice poruch štítné žlázy klíčovou úlohu. Nastavení poměru TSH/FT4 je přitom individuální a dané
geneticky (velká variabilita mezi jedinci).
Změny v koncentraci TSH jsou způsobeny onemocněním štítné žlázy a/nebo non-tyreoidálními příčinami.
1. Onemocnění štítné žlázy
Hodnocení při stanovení TSH metodou 3. generace
- normální nález: lze vyloučit poruchu funkce štítné žlázy
- hodnota < 0,1 mU/l: hypertyreóza (většinou jsou současně jsou zvýšeny FT4 a FT3)
- hodnota zvýšena, často nad 20 mU/l: hypotyreóza (koncentrace FT4 je obvykle snížená)
- hodnota TSH patologická ( zvýšená nebo snížená) a koncentrace tyreoidálních hormonů v normě:
subklinická hypertyreóza (je-li hodnota TSH snížena) nebo subklinická hypotyreóza (je-li hodnota
TSH zvýšena)
- hodnota zvýšena, současně jsou zvýšeny hodnoty FT4 a FT3: sekundární porucha funkce štítné
žlázy způsobená onemocněním hypofýzy – adenomem produkujícím TSH
- hodnota snížená, současně sníženy hodnoty FT4 a FT3: insuficience adenohypofýzy s poruchou
sekrece TSH
Funkce štítné žlázy Hladina TSH
 
 
Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-11
Hodnota TSH
metodou 3. generace
Hodnoty FT4 a FT3 Hodnocení
normální nález nestanovuje se lze vyloučit poruchu funkce štítné žlázy
 <0,1 mU/l většinou současně FT4 a FT3 hypertyreóza
 často nad 20 mU/l koncentrace FT4 je obvykle  hypotyreóza
 v normě subklinická hypotyreóza
 v normě subklinická hypertyreóza
 současně FT4 a FT3
sekundární porucha funkce štítné žlázy
způsobená onemocněním hypofýzy –
adenomem produkujícím TSH
 současně FT4 a FT3
insuficience adenohypofýzy s poruchou
sekrece TSH
Jiná forma této tabulky je uvedena na str. 17-16 u výkladu hormonů štítné žlázy.
2. Změny koncentrace TSH z non-tyreoidálních příčin
 : následek závažných akutních či chronických onemocnění fyzických či psychických
 : přechodné zvýšení hladiny bývá při rekonvalescenci
Metody stanovení TSH:
Vazebné testy na principech radio- i enzymoimunostanovení, s různými detekčními systémy - enzymovými,
fluorescenčními, chemiluminiscenčními, elektrochemiluminiscenční atd.
Soupravy pro stanovení TSH se vyskytují v široké paletě nabídek od různých firem a s různou citlivostí
stanovení, pro různé analyzátory i pro stanovení metodou ELISA. Existují vysoce citlivé (ultrasensitivní, tj.
metody 3. generace) soupravy pro stanovení TSH v koncentracích pod 0,1 mU/l.
Příklady souprav: TSH a ultrasensitivní TSH pro AxSym (ABBOTT), Immulite (DCP), Centaur (Bayer) a mnohé jiné
Referenční interval hodnot:
Např. pro stanovení TSH na analyzátoru AxSym metodou MEIA s fluorescenční detekcí je referenční
interval hodnot 0,5 – 5,0 mU/l, pro analyzátor Architect (obojí firma Abbott Laboratories)
s chemiluminiscenční detekcí je referenční interval hodnot 0,35 – 4,94 mIU/l.
Prolaktin (laktotropní hormon, mammotropin, PRL)
Dřívější název hormonu luteotropní hormon (např. u hlodavců má luteotropní/luteinizační účinky)
Řízení produkce (viz): prolaktostatin (prolaktin-IH, PIH, PIF, PRIH),což je dopamin (vzorec viz na str.17-43),
který inhibuje syntézu i produkci prolaktinu a GnRH associated peptide (GAP) = s GnRH sdružený peptid,
což je peptid o 56 AK, který silně inhibuje uvolnění prolaktinu
Charakteristika: polypeptid ze 198 aminokyselin, složením molekuly je blízký růstovému hormonu u savců
nemá luteotropní účinek, proto se u člověka nepočítá ke gonadotropinům
Účinky: stimuluje produkci a ejekci mléka, má význam i pro gonadální funkci
Poruchy z nadbytku PRL:
 : Hyperprolaktinémie patří k častým příčinám neplodnosti a poruch menstruačního cyklu
Příčina nadbytku prolaktinu: Fyziologicky v těhotenství a při laktaci, patologicky
o nádor hypofýzy
o užívání léků blokujících dopaminové receptory či způsobující depleci (úbytek, spotřebu)
dopaminu (fenothiaziny, tricyklická antidepresiva, reserpin aj.)
Metody stanovení: imunostanovení (vazebné testy na řadě analyzátorů)
Referenční interval hodnot:
Analyzátor Architect System, CMIA, Chemiluminescent Microparticle Immunoassay:
Zdraví jedinci: 0,35 – 4,94 mIU/l
Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-12
Somatotropin (STH)
v anglosaské literatuře GH = growth hormone (růstový hormon)
Řízení produkce (viz): somatoliberin (SRF, SRH, GH-RH) a somatostatin (SIH, GH-IH)
Charakteristika: 1 řetězec, 190 aminokyselin, druhově specifický hormon (zvířecí hormon nelze užít k terapii
u lidí). Působí částečně jako cílový hormon. Mnoho jeho účinků je zprostředkováno systémem IGF, což jsou
inzulínu podobné růstové faktory (IGF; insulin-like growth factors), známé také jako somatomediny. Jsou to
polypeptidy s molekulovou hmotností cca 7 500 kDa. Tvoří se především v játrech působením
somatotropinu (pozitivní zpětná vazba). Účinek je zprostředkován vazebnými proteiny pro IGF (IGFBP;
insulin-like growth factor binding proteins).
IGF1 (somatomedin C) i IGF2 (somatomedin A) řídí růst, metabolismus, přežívání a diferenciaci buněk, a to
IGF1 v postnatálním vývoji a IGF2 v prenatálním vývoji.
Poznámka: „chybějící“ somatomedin B se tvoří z N-konce (buněčného adhesního) proteinu vitronectinu, nachází se v séru a jeho
funkce je neznámá.
Biologický poločas: 25 min, u kojenců poloviční
Účinky STH: zvyšování tvorby kostí (viz somatomedin), kladně ovlivňuje biosyntézu bílkovin (anabolické
účinky), rovněž tak lipolýzu v tukových tkáních (stimulace zvýšení hladiny glukosy v krvi – působí jako
antagonista inzulínu, který naopak hladinu glukosy v krvi snižuje); zasahuje do metabolismu minerálů (Ca
2+
,
Mg
2+
,PO4
2,
Na
+
, K
+
, Cl
).
Stimuluje mléčné žlázy, laktogenese (podobně jako PRL).
Změny v koncentraci STH a jejich následky
 Zvýšené hodnoty: v růstovém věku – hypofyzární obří růst (gigantismus)
v dospělosti – akromegalie
Příčina: eozinofilní adenomy, zřídka hyperplasie hypofýzy
 Snížené hodnoty: hypofyzární trpaslictví (nanismus)
Příčina: nádory, porodní traumata, malformace, dědičná hypoplasie hypofýzy, poruchy funkce hypotalamu
Metody stanovení
Stanovení se provádí v séru a v moči metodami biologickými, prostřednictvím receptorů a testy na bázi
imunochemie.
1. Biostanovení (bioassays) jsou založena na analýze různých metabolických změn spojených s
růstovým účinkem hormonu, které se sledují na laboratorních krysách nebo tkáňových kulturách
2. Stanovení receptorů (receptor assays) a z něho odvozené stanovení STH je vyhrazeno spíše pro
vědecké účely
3. Imunostanovení má v laboratorní praxi nejširší použití. Principem je kompetitivní RIA
s monoklonálními i polyklonálními králičími či morčecími protilátkami proti STH. Existuje několik
komerčních setů.
Referenční intervaly hodnot STH (při použití kompetitivní RIA metody)
Původ hormonu g/l
Pupečníková krev 8 – 41
Novorozenci – 1 den 5 – 23
Novorozenci - 1 týden 5 – 27
Děti - 1-12 měsíců 2 – 10
Dospělí < 6
Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-13
17.6.3. Hormon epifýzy
Melatonin
Charakteristika: látka jednoduchého složení, vzniká ze serotoninu
Řízení produkce: hypotalamem (suprachiazmatickým jádrem, spojeným se sítnicí)
Je produkován v noci („noční signál“, „upíří hormon“) a uplatňuje se při řízení „biologických hodin“ člověka,
zodpovědných za udržování cirkadiánních rytmů. Navíc je to silný antioxidant, schopný odstraňovat četné
volné radikály. Metabolitem serotoninu je kyselina hydroxyindolcotová, která je tumorovým markerem
karcinoidních tumorů, produkujících zvýšené množství serotoninu (kap. 19, str. 19-2). Stanovuje se v moči.
Metody stanovení melatoninu:
1. Biologický pokus na kůži žab (klinický význam nemá).
2. RIA
Referenční interval hodnot (EDTA plazma): Věk (roky) ng/l
10 – 20 31,3 – 175,4
21 - 65 11,0 – 135,4
≥ 66 11,0 – 34,4
N
H
O
NH
CH3
O
OH
N
H
OH
NH2
Funkce hypotalamu a hypofýzy - přehled
serotonin
(5-hydroxytryptamin)
melatonin
(N-acetyl-5-metoxytryptamin)
N-acetylace, O-metylace
ADH
OXYTOCIN
OXYTOCIN
HYPOTALAMUS
ADENOHYPOFÝZA NEUROHYPOFÝZA
TRH GnRH CRH MRH MIH GhRH GhIH PIH
TSH FSH LH ACTH MSH STH PRL
děloha
ledvina
játra
(viz text)
štítná
žláza
varlata
vaječníky
kůra
nadledviny kůže
mléčná
žláza
hormony
štítné
žlázy
pohlavní
hormony
steroidní
hormony
somatomediny
Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-14
17.6.4. Hormony štítné žlázy a příštítných tělísek
Hormony štítné žlázy jsou tyroxin (tetrajódtyronin, T4), trijódtyronin (T3), reverzní trijódtyronin (rT3), tzv. Cbuňky
štítné žlázy produkují kalcitonin. Prekursorem tyroninů je aminokyselina
tyrosin, ze které vzniká tyronin a z něho jódované produkty, vlastní hormony.
Tyroxin (tetrajódtyronin, T4), trijódtyronin (T3), reverzní trijódtyronin (rT3)
Charakteristika: štítná žláza produkuje tři hormony, tetra- a trijódtyronin a reverzní trijódtyronin, což jsou, jak
již bylo uvedeno, deriváty aminokyseliny tyroninu, odvozené od tyrosinu
Tyronin a jeho jodace
šipkami jsou naznačena místa vazby jódu, tečkovanými šipkami místa, ze kterých se uvolní atom jódu při přeměně T4 na T3, resp. rT3
O
OH
NH2
O
OH
I (chybí u T3; poloha 5´)
I (chybí u rT3; poloha 5)
II
Trijódtyronin vzniká z tyroxinu dejodací v poloze 5´, reverzní trijódtyronin vzniká z tyroxinu dejodací v poloze 5.
Řízení sekrece: tyroliberin ovlivňuje tvorbu TSH, tyrotropin kontroluje každý krok syntézy vlastních
hormonů; FT4 a FT3 negativní zpětnou vazbou ovlivňují jak hypotalamus, tak adenohypofýzu.
Syntéza hormonů (pro zvídavé studenty): Buňky štítné žlázy jsou uspořádány do váčků (folikulů), lumen (vnitřní
prostor) těchto váčků je vyplněn bílkovinnou hmotou (koloidem). Epitel štítné žlázy „vychytává“ jodidové anionty,
které přejdou aktivně přes buněčnou membránu, přemění se (oxidací peroxidem za přispění specifické peroxidázy) na
molekulu jódu a jodují tyrozinové zbytky tyreoglobulinu
*)
v koloidu štítné žlázy. Vzniká mono- a dijódtyrozin (MIT a
DIT). Jeden z těchto zbytků je přenesen na druhý (přenos MIT nebo DIT) a vznikne na bílkovině stále ještě navázaná
kostra budoucího hormonu, jódovaný tyroninový zbytek. Ten je v další fázi proteázou, čili enzymem štěpícím
bílkoviny, odštěpen od tyreoglobulinu a přechází do krve, kde se váže na transportní bílkovinu. Část hormonu zůstává
ve volné formě. Do krve se tak dostávají T4, T3 a rT3. Reverzní trijódtyronin je neúčinný, podobně jako další degradační
produkty vzniklé dejodací a deaminací tyreoidálních hormonů.
Tyroxin je v podstatě prohormon, jehož obsah v plazmě vázaný na bílkovinu, tvoří pool pro tvorbu vlastního účinného
hormonu, trijódtyroninu. Ten vzniká dejodací v poloze 5´, a to z asi 20% ve štítné žláze a z 80% v játrech, ledvinách,
svalech a jiných periferních tkáních. Trijódtyronin, je asi 4 – 5x účinnější než tyroxin. Spotřeba jódu na tvorbu
hormonu je asi 1,2molu (150g) za den.
*)
tyreoglobulin, rmh 660000, tvorba v endoplasmatickém retikulu folikulárních buněk, v Golgiho aparátu se navážou sacharidy a
dochází k "balení" bílkoviny do granul, které jsou exocytózou odevzdávány do koloidu; zde (na zevní straně membrány?) probíhá
jodace
Transport hormonů štítné žlázy v krvi: z 99,95% jsou hormony vázány na bílkoviny
- specifický globulin vázající tyroxin (TBG, thyroxin binding globulin), trijódtyronin váže slaběji;
koncentrace TBG se mění vlivem hormonů (též antikoncepce!) a chorobných stavů, ale i při
těhotenství. Některé léky mohou hormony z TBG vytěsnit. TBG váže zhruba 60 – 70% cirkulujících
hormonů
- nespecifický transthyretin (prealbumin), váže asi 30% hormonů
- nespecifický albumin, váže malý zbytek
Biologicky aktivní jsou však pouze volné formy hormonů, nazývané volný T4 a volný T3 a značené FT4 a FT3.
O
NH2
OH
OH
O
NH2
O
OH
OH
O
NH2
O
OH
OHI
I
I
I
Isthmus – pruh tkáně spojující
levý a pravý lalok štítné žlázy
Tyronin TyroxinTyrosin
Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-15
Účinky jsou velmi pestré, cílové orgány se dají těžko definovat; cílem pro T3, který je podstatně účinnější
než T4, je DNA jádra:
- T3 obecně zvyšuje spotřebu kyslíku a energetickou přeměnu
- zvyšuje počet mitochondrií a krist
- stimuluje růst a zrání
- stimulace syntézy RNA a proteosyntézy, stimulace mitochondriálního metabolismu (indukce genové
aktivity); důsledkem je
 zvýšení produkce tepla rozpojením oxidačních fosforylací
 ovlivnění intermediárního metabolismu cukrů, tuků a bílkovin, zvýšení glykémie.
Metody stanovení:
Hormony štítné žlázy se stanovují metodami RIA i ELISA, dále existuje řada komerčně vyráběných
vazebných (ligandových) testů, určených pro různé typy analyzátorů.
Referenční interval hodnot (pro dospělé jedince, MEIA, fluorescenční detekce, AxSym):
T3 1,16 - 31,0 nmol/l (90% z periferie, 10% ze štítné žlázy)
T4 52,0 – 154 nmol/l
FT3 3,28 – 8,20 pmol/l
FT4 9,10 – 23,8 pmol/l
Strategie diagnostiky poruch štítné žlázy (tyreopatií):
1. Klíčový význam má stanovení TSH (viz tam); platí to za předpokladu, že je neporušena osa
hypotalamus-hypofýza-štítná žláza
*)
a je tedy zachována funkce zpětné vazby
2. Stanovení celkové koncentrace hormonů T3 a T4 má význam tehdy, je-li vyloučena změněná
koncentrace vazebných bílkovin, zvláště TBG
**)
, což platí zvláště pro T4 (je více vázán než T3);
vyšší hodnoty celkového T4 se nacházejí u těhotných žen a u žen užívající kontraceptiva
s obsahem estrogenů (díky vyšší koncentraci TBG), naopak nižší hodnoty se nacházejí u
nemocných s těžkou hypoalbuminémií.
Dále má toto stanovení význam při sledování léčby tyreopatií
*)
K poznání stavu funkčního stavu adenohypofýzy pomůže např. stanovení tyreotropinu po stimulaci tyreoliberinem (tzv. TRH-test).
Stav štítné žlázy se zjišťuje např. izotopovými technikami na odděleních nukleární medicíny (vychytávání jódu)
**)
Metody stanovení TBG:
1. Nepřímé stanovení – vazebná kapacita pro T4 – izotopové metody
2. Přímé stanovení koncentrace bílkoviny imunochemickými technikami (vazebné testy – např.analyzátor Immulite firmy DPC)
Základním testem je stanovení TSH (podrobnosti viz Tyreotropin).
Schéma řízení syntézy a sekrece hormonů štítné žlázy
Hypotalamus
Adenohypofýza
Periferní tkáně
(dejodace – cca 80%)
TSH
TRH
Štítná žláza
FT4 T4 T3 FT3
negativní zpětná vazba
Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-16
TSH nízký  TSH normální TSH vysoký 
FT4
vysoký 
Hypertyreóza
(zvýšená funkce štítné žlázy)
Hypofyzární adenom
produkující TSH
Hypofyzární adenom
produkující TSH
FT4
normální
Subklinická hypertyreóza
T3 - tyreotoxikóza
Normální funkce štítné žlázy Subklinická hypotyreóza
FT4
nízký 
Hypopituitarismus
(snížená funkce hypofýzy)
Hypopituitarismus Hypotyreóza
(snížená funkce štítné žlázy)
Další laboratorní testy u onemocnění štítné žlázy: u některých chorob se stanovují autoprotilátky
 proti tyreoglobulinu (aTG),
 proti tyreoidální peroxidáze (aTPO, nazývají se též antimikrosomální protilátky),
 protilátky pro TSH receptoru (TRAb, TRAK) aj.;
 u určitého typu karcinomu štítné žlázy stoupá v séru hladina kalcitoninu.
Klinické poznámky:
Nemoci štítné žlázy se řadí k nejčastějším postižením endokrinního systému. Jak vyplynulo z předchozího
textu, štítná žláza může vykazovat sníženou nebo zvýšenou funkci, tzn. zvýšeně nebo sníženě produkovat
T3 a T4. V některých případech se porucha nemusí ještě manifestovat klinicky, ale z laboratorních nálezů je
patrné, že se o poruchu již jedná. Hovoříme o tzv. subklinické poruše.
 Hyperfunkce štítné žlázy
Tvorba nadměrného množství T3/T4 bez ohledu na TSH. Hypertyreózou (tyreotoxikózou) se označuje stav,
při kterém dochází ke zvýšené tvorbě tyreoideálních hormonů a současně jsou přítomny projevy reakce
organismu na tuto skutečnost. Má mnoho příčin, většinou se ale jedná o autoimunitní onemocnění,
Basedowovu chorobu, v USA známou jako Gravesova choroba. Biochemicky se jedná o vazbu
imunoglobulinu stimulujícího tyroideu (TSI) na receptory pro TSH, které stimuluje, což vede k difusnímu
zvětšení štítné žlázy a nadměrné, nekontrolované produkci T3/T4. Tvorba TSI není pod zpětnovazebnou
kontrolou. Porucha se odrazí ve funkci celého organismu, mezi typické nálezy patří urychlení srdeční
frekvence, nervozita, nespavost, ztráta na váze při zvýšené chuti k jídlu, slabost, nadměrné pocení, citlivost
na horko, červená, vlhká kůže. Stav s normální hladinou FT4 a izolovaně zvýšenou hladinou FT3 (vzácné
stavy) se nazývá T3 – tyreotoxikóza. Dalšími příčinami mohou být adenom štítné žlázy (produkuje hormony
štítné žlázy bez ohledu na regulační mechanismy), multinodulární hyperfunkční struma (polynodózní toxická
struma), případně i zánět štítné žlázy (virového původu i jiných etiologií).
 Hypofunkce štítné žlázy, hypopituarismus
Výsledkem jsou snížené hodnoty T3/T4. Příčina hypofunkce štítné žlázy může být genetická, tj. vrozená,
anebo získaná poškozením štítné žlázy, většinou nedostatkem jódu potřebného k tvorbě hormonů štítné
žlázy v těhotenství a v prvních měsících života. Česká republika patří mezi země s nedostatkem jódu
v půdě a tím i v potravě. Za kriterium deficitu jódu se považuje jodurie (80% jódu přijatého v potravě se
vyloučí močí). Ve vzorku ranní moče by měla být koncentrace jódu >100 g/l, hodnota <50 g/l znamená
závažný nedostatek a pod 20 g/l hrozí porucha vývoje dítěte (kretenismus).
Při hypotyreóze je snížen bazální metabolismus a další funkce, závislé na hormonech štítné žlázy. Hlavními
symptomy jsou: zpomalení srdeční frekvence, diastolická hypertenze, pomalost, spavost, zácpa, citlivost na
chlad, suchá kůže a vlasy, nezdravě zažloutlý vzhled. Důsledky snížené funkce štítné žlázy závisí na věku,
ve kterém hypotyreóza vznikla. V raném dětství může vede k opožďování tělesného a duševního vývoje
(mentální retardaci), v pozdním dětství k omezení růstu. Příčinou nedostatku tyreoidálních hormonů může
být i porucha na ose hypotalamus - hypofýza – štítná žláza, tzn. onemocnění hypofýzy nebo hypotalamu.
Struma
Strumou (voletem) se nazývá každé zvětšení štítné žlázy. Většinou se jedná o snahu kompenzovat sníženou produkci hormonů
štítné žlázy. Logickým důsledkem jsou zvýšené hodnoty TSH. Příčinami vzniku strumy mohou být nedostatek jódu, nadbytek jodidu
(při selhání autoregulačního mechanismu, viz syntéza hormonů na str. 17-14) a vzácné dědičné metabolické poruchy v syntéze
tyreoidálních hormonů, kterými mohou být: defekt transportu jodidů, defekt jodace, defekt kondenzace, defekt dejodázy, tvorba
abnormálních jodovaných proteinů. Částečné deficity těchto funkcí mohou u dospělých zapříčinit vznik prosté strumy, těžké
deficity vedou k hypotyreóze.
Laboratorní nálezy TSH a FT4 u poruch štítné žlázy
Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-17
Poruchy ve funkci štítné žlázy vedou, vzhledem ke vlivu hormonů štítné žlázy na intermediární
metabolismus, k větším či menším změnám i v jiných laboratorních parametrech:
 hypertyreóza: bývá porušená glukózová tolerance, sklon k hyperglykémii, hypocholesterolémie, někdy
hyperkalcémie, zvýšená hladina ALP (z odbourávání kostní tkáně)
 hypotyreóza: typická bývá hypercholesterolémie s převahou LDL cholesterolu (T3 zvyšuje vazbu LDL
částic na jaterní buňky, při jeho nedostatku tedy zůstávají částice LDL v krevním oběhu)
Kalcitonin (tyreokalcitonin, CT)
Charakteristika: polypeptid složený z 32 aminokyselin, molekulová hmotnost monomeru je 3 418, je
syntetizován v tzv. parafolikulárních buňkách neboli C-buňkách štítné žlázy; nacházejí se na vnitřní straně
od bazální membrány mezi buňkami folikulárními buď jednotlivě, nebo v malých skupinkách (po 2-3
buňkách). Kalcitonin je v krvi transportován ve vazbě na protein, většinou cirkuluje ve větších formách o
molekulové hmotnosti až 60 000; existuje i syntetický kalcitonin, kalcitoniny zvířecích druhů jsou u člověka
méně účinné než lidský hormon.
Prekursorem kalcitoninu je prokalcitonin (PCT), polypeptid, který může sloužit jako citlivý indikátor bakteriální infekce (kapitola 16,
str. 10-16 a 10-17). PCT detekovatelný v plazmě během bakteriální infekce je produkován zejména jaterními buňkami, nikoliv Cbuňkami
štítné žlázy.
Řízení sekrece: podle hladiny Ca
2+
v krvi: hyperkalcémie ( Ca
2+
) zvyšuje sekreci hormonu, naopak při
hladině Ca
2+
< 2 mmol/l není žádný CT v krvi prokazatelný; stimulační účinek mají i glukagon a gastrin
(str.17-39), důsledkem je ochrana před zvýšeným vylučováním právě resorbovaného Ca
2+
.
Kalcitonin snižuje zvýšenou hladinu Ca
2+
(prostřednictvím cAMP): působí na kosti a ledviny; zabraňuje
odvápnění kostí, podporuje (alespoň přechodně) ukládání Ca
2+
v kostech a snižuje tak (zvýšenou)
koncentraci Ca
2+
v krvi; úloha receptorů pro kalcitonin v ledvinách je nejasná.
Vysvětlivky:
vylučování hormonu
působení, ovlivnění
odsun Ca2+
z krve
vyloučení do moči
Hormonální řízení koncentrace Ca
2+
v krvi prostřednictvím kalcitoninu
C-BUŇKY
ŠTÍTNÉ
ŽLÁZY
KOST
(podpora
ukládání
kalcia v
kostech)
STŘEVO
(omezení
resorpce Ca2
+
ze střeva)
 Ca2+
LEDVINA
Ca2+
KREV
kalcitonin
zvýšené
vylučování
kalcia do moči
Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-18
Poruchy:
 Nadprodukce – projeví se necharakteristickou nádorovou symptomatikou. Příčinou jsou nádory Cbuněk.
Tyto nádory často produkují též kortikotropin, serotonin a prostaglandiny.
Metody stanovení kalcitoninu:
1. Funkční test – po intravenózním podání Ca
2+
(zátěž) se sleduje doba návratu k původní hladině
kalcia. Norma je 2,5 hodiny. Uvádějí se i hodnoty kalcitoninu po stimulaci pentagastrinem, případně kalciem
a pentagastrinem; lze se setkat s pojmem tzv. testování po provokaci.
2. Biologický test na kryse – sleduje se snížení Ca
2+
v krvi
3. Afinitní či gelová chromatografie, HPLC
4. Vazebné testy – existují různé testy RIA
Referenční interval hodnot
Interval hodnot je závislý na metodě, měl by být vždy určen pro používanou metodu. Uvedené hodnoty byly
získány ultrasenzitivní RIA metodou a v podstatě odpovídají hodnotám získaným afinitní chromatografií
Muži:  25 ng/l
Ženy:  20 ng/l
Někteří autoři uvádějí pro zdravého člověka jako normu hodnotu pod 10 ng/l.
Parathormon (paratyrin, parathyroid hormone, PTH)
Charakteristika: peptid složený z 84 aminokyselin,
molekulová hmotnost 9 425, biologická aktivita spočívá v první
třetině sekvence aminokyselin (syntetický PTH má řetězec 1 –
34 AK, tj. 1. až 34. aminokyselinu přirozeného řetězce), druhá
třetina molekuly je odpovědná za imunologické vlastnosti; tvoří
se v buňkách příštítných tělísek, malých, kulovitých útvarů,
uložených v blízkosti štítné žlázy; neskladuje se, jeho obměna
ve žláze proběhne 3 – 15 x za hodinu; poločas hormonu (v
plazmě) je < 10 min (především metabolismus jater a ledvin)
Syntéza
Pre-pro PTH proPTH PTH
(115 AK) (90 AK) (84 AK)
Řízení syntézy: hladinou Ca
2+
v plazmě; hypokalcémie vede k vyšší syntéze a výdeji PTH, hyperkalcémie
syntézu a výdej PTH potlačuje.
Parathormon zvyšuje sníženou hladinu Ca
2+
(prostřednictvím cAMP):
 stimuluje tvorbu D-hormonu, tj. kalcitriolu, v ledvinách (viz kapitola 13, Vitamíny, str. 13-5) a ten
způsobuje vzrůst resorpce Ca
2+
ze střeva (cílovým orgánem D-hormonu je střevo)
 mobilizuje vápník z kostí (aktivace osteoklastů  vzrůst koncentrace Ca
2+
v krvi, antagonista
kalcitoninu)
 inhibuje resorpci fosfátů v tubulech a podporuje resorpci Ca
2+
v ledvinách (metabolismus vápníku
souvisí s metabolismem fosfátů; pokles fosfátů vede ke vzrůstu hladiny Ca
2+
, tedy hyperkalcémii)
Poruchy
 Nadprodukce (hyperparatyreoidismus)
Primární – příčinou je adenom, hyperplasie příštítných tělísek, karcinom – důsledky:
- demineralizace kostí až odbourávání kostní matrice (v moči se objevují hydroxyprolin a
hydroxyprolinové peptidy)
- vzrůst Ca
2+
v krvi
- stoupá vylučování fosfátů v moči, což vede k jejich poklesu v séru ( uvolňování Ca
2+
z kostí)
- zvyšuje se vylučování cAMP močí
Sekundární – příčinou jsou orgánová onemocnění mimo paratyroideiu
- těžká střevní malabsorpce
- chronická onemocnění ledvin
- demineralizace skeletu aj.
 Nedostatečná produkce (hypoparthyreoidismus)
Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-19
Příčinou je odstranění, zmenšení nebo poškození příštítných tělísek – důsledky:
- hypokalcémie a hypofosfátémie (chybí působení hormonu na kosti a ledviny)
- nadbytečná tvorba kostí, zahuštění kostí, kostnatění (kalcifikace) měkkých částí
- zvýšená neuromuskulární dráždivost
souvisí s metabolismem fosfátů; pokles fosfátů vede ke vzrůstu hladiny Ca
2+
, tedy hyperkalcémii)
Metody stanovení parathormonu
Při cirkulaci je intaktní hormon velmi rychle z oběhu odstraňován (viz výš poločas), navíc je štěpen na části
(fragmenty), které jsou biologicky neúčinné, ale imunochemicky reagují. Udává se, že z celkového množství
imunoreaktivního PTH je pouze 5 – 25% intaktního hormonu. Z toho vyplývá i obtížnost stanovení PTH a
jeho fragmentů.
Vazebné testy, nekompetitivní, sendvičové, na pevné fázi, RIA, CLIA, měřící fragmenty, měřící intaktní
hormon.
Hladina hormonu i neaktivních fragmentů kolísá podle fyziologických i patologických podmínek organismu.
Hladina intaktního hormonu je závislá i na cirkadiánních rytmech, v noci je vylučování hormonu vyšší. Lepší
přehled o skutečné koncentraci hormonu poskytne jeho opakované stanovení a srovnání výsledků.
Referenční interval hodnot
Pro intaktní hormon u dospělých osob stanovený sendvičovým vazebným testem, je přibližný referenční interval
10 – 55 ng/l.
PŘÍŠTÍTNÉ
ŽLÁZY
KOST
(aktivace
osteoklastů)
STŘEVO
(resorpce Ca2+
)
 Ca2+
LEDVINA
Ca2+
KREV
PTH
D-hormon
vylučování fosfátů do
moči (a brzdění jejich
resorpce v ledvině)
resorpce
Ca2+
v ledvině a
jeho
zadržování
v organis
mu
Vysvětlivky:
vylučování hormonu
působení, ovlivnění
přísun Ca2+
do krve
vyloučení do moči
PTH parathormon
Hormonální řízení koncentrace Ca2+
v krvi prostřednictvím PTH
Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-20
17.6.5. Hormony slinivky břišní
Inzulín – produkovaný -buňkami (B-buňky) Langerhansových ostrůvků
Glukagon – produkovaný -buňkami (A-buňky) Langerhansových ostrůvků
Somatostatin - produkovaný -buňkami (D-buňky) Langerhansových ostrůvků
Inzulín
Charakteristika:
Peptid tvořený 51 aminokyselinami, molekulová hmotnost 5 733; tvoří oligomerní agregáty o 2, 6 či 8
molekulách, v závislosti na pH, teplotě a koncentraci Zn; způsob účinku je nejasný; na membráně je
receptor ze 4 podjednotek (2 + 2), inzulín nevniká do buněk, ale působí prostřednictvím druhého
přenašeče, jehož povaha je nejasná, pravděpodobně se jedná o několik přenašečů (cyklické nukleotidy –
cAMP apod., H
+
, Ca
2+
, fosfolipidy aj.); velmi pravděpodobně se jedná o komplexnější jev zahrnující i jiné
prostředky přenosu, jako je fosforylace proteinů prostřednictvím kináz atd.
Množství inzulínu se vyjadřuje v mezinárodních jednotkách, a platí přibližné vztahy:
1 mg inzulínu  25 U; 1 U = 40g = 7 nmolů inzulínu
Syntéza inzulínu:
Ribozomy endopl. ret. Golgiho aparát (-granule)
specifická proteáza
preproinzulin proinzulin inzulín
(117 AK) - 30 AK (84 AK) - C-peptid (51 AK)
Struktura:
C řetězec C, 33 AK (C-peptid, connecting peptide)
A řetězec A, 21 AK
B řetězec B, 30 AK
- 30 AK
Na schematickém obrázku je znázorněn preproinzulin, čárkovanou šipkou je naznačeno odštěpení 30 aminokyselin a vznik
proinzulinu, ze kterého se odštěpní peptid C (C-peptid) a zbudou spojené části A a B, což je inzulín. V molekule jsou naznačeny
intramolekulární vazby (disulfidové můstky – čárkovaně, na barevném obrázku hnědě)
Obrázek vlevo ještě zřetelněji naznačuje
štěpení proinzulínu: nejprve dvě
konvertázy prohormonu PC2 a PC3 štěpí
molekulu na místech označených
červenými šipkami a potom
karboxypeptidáza H odstraní po dvou
bazických aminokyselinách (č. 31, 32 a
64, 65), jak naznačují modré šipky.
Obrázek je převzat z práce kolektivu autorů
v jehož čele stál doc. MUDr Oliver Rácz z Košic,
otištěné ve firemním časopise firmy Roche Labor
Actuell č.2/2006: C-peptid – marker inzulínovej
rezistencie a fyziologicky významný hormón?
Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-21
Sekrece hormonu:
1. fáze: glukosa vyvolá silnou sekreci inzulínu,
která je maximální po 1 – 2 minutách a pak
rychle klesá; ionty Ca
2+
zvyšují sekreci z granulí
(zásobní forma)
2. fáze: mírný protrahovaný vzestup sekrece
(nový inzulín)
Řízení sekrece:
Hladina v krvi není určována syntézou hormonu, ale
jeho sekrecí. Nejdůležitějším regulátorem je hladina
glukózy v extracelulárních tekutinách a obrat glukózy
v -buňkách.
Pro zvídavé studenty:
Sekreci inzulínu ovlivňují také tzv. inkretiny, což jsou hormony secernované střevními buňkami po prandiálním (=
stimulovaný jídlem) podnětu. Sekrece inzulínu pro udržení stejné hladiny glykémie je nižší při perorálním (ústy)
podání glukózy, než při aplikaci stejného množství glukózy intravenózně. Inkretiny tedy zasahují v prospěch nižší
spotřeby inzulínu. Terapie založená na využití inkretinů vychází zejména z GLP1, což je glukagon-like peptid
(glukagonu podobný peptid), odpovědný za více než 60% inkretinového efektu. Biologický poločas inkretinů je velmi
krátký.
Regulační okruh:
 snížení hladiny glukózy   snížení sekrece inzulínu
 zvýšení hladiny glukózy   zvýšení sekrece inzulínu
Celý tento okruh je podstatně složitější, účastní se v něm další hormony (glukagon, adrenalin, kortisol),
některé metabolity a aminokyseliny (srovnej schéma na str.17-33).
Antagonisté inzulínu jsou
- glukagon
- adrenalin
- kortisol
Inzulín se z 50 – 60% zachytává v játrech, C-peptid játry vychytáván není. Poločas inzulínu je 5 – 10´.
Účinky:
Inzulín je ústřední regulační hormon veškerého intermediárního metabolismu, kde zasahuje na četných
místech: reguluje metabolismus sacharidů, spolupůsobí při řízení metabolismu tuků (tlumí lipolýzu) a
proteinů. Jeho úplný nedostatek po delší dobu je s životem neslučitelný.
Klinické poznámky
 Nedostatek inzulínu
Porucha produkce a sekrece inzulínu je základním rysem patogenese při nejčastějším endokrinním
onemocnění – při diabetes mellitus (viz dál). Nedostatek inzulínu může být absolutní (nedostatečná
sekrece) nebo relativní.
Příčiny relativního nedostatku inzulínu:
1. abnormální produkty sekrece buněk  (abnormální inzulín, neúplná přeměna proinzulinu na inzulín)
2. obíhající antagonisté inzulínu (zvýšená koncentrace protiinzulínových hormonů, protilátky proti
endogennímu inzulínu, protilátky proti inzulínovým receptorům)
3. porucha v cílovém orgánu (receptorová porucha, postreceptorová porucha)
 Hyperinzulínismus
- Umělý, příčinou je předávkování inzulínu nebo orálních antidiabetik
- Relativní - slabší odpověď receptorů inzulínu na inzulín (inzulínová resistence), výsledkem je
relativní hyperglykémie následovaná nadměrnou sekrecí inzulínu v pankreatu
- Způsobený nádory (inzulínomy), produkujícími inzulín, adenomy či karcinomybuněk
- Způsobený zvýšenou citlivostí -buněk k fyziologickým stimulacím sekrece
Obraz – hlavním symptomem je hypoglykémie.
mU/l
Dvoufázové vylučování inzulínu
10´ 40´ čas
Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-22
Metody stanovení inzulínu:
Nejčastěji se stanovení inzulínu provádí imunochemicky, proto se někdy užívá označení IRI (imunoreaktivní
inzulín). Stanovení inzulínu ligandovými technikami je možné na mnoha imunochemických analyzátorech.
Stanovení C-peptidu:
C-peptid není vychytáván játry. Hladina C-petidu v periferní krvi je mírou endogenní sekrece inzulínu,
protože v injekčně podaném inzulínu C-peptid není. Při poklesu glomerulární filtrace je však molekula Cpeptidu
v krvi zadržována. Stanovuje se imunochemicky (např. na různých imunochemických
analyzátorech, ale i jinými technikami – ELISA apod.).
Diabetes mellitus
Diabetes mellitus je skupina metabolických chorob, charakteristická hyperglykémií, jejíž příčinou je defekt
produkce nebo účinků inzulínu, nebo obojí. Akutní a především chronická hyperglykémie je spojena s
dysfunkcí a selháním řady orgánů, zvláště očí, ledvin, nervového systému, krevních cév a psychiky. Deficit
inzulínu (absolutní či relativní) vede k abnormalitám v metabolismu tuků, cukrů i bílkovin. Hyperglykémie
může vést ke glykosurii. Odpadá útlum lipolýzy, tzn., že se uvolňuje velké množství mastných kyselin,
vznikají ve velké míře ketolátky což vede k metabolické acidóze (tzv. ketóza); volné mastné kyseliny se
ukládají ve formě triacylglycerolů v játrech (steatóza jater).
Pro zvídavé studenty: Zmínky o diabetu pocházejí již z dávné historie. Např.
v egyptském „Egerově papyru“ z roku 1554 př.n.l. je zmínka o nadměrné tvorbě
moči v důsledku diabetes. V pátém století př.n.l. popsal cukrovku dospělých (DM2)
indický lékař Sušruta a nazýval ji madhumeda, což znamená medová moč, neboť
měla sladkou příchuť (diagnostická metoda je zřejmá) a přitahovala mravence a
mouchy. Jméno diabetes dal této chorobě řecký lékař Aretaeus (žil pravděpodobně
v 1. stolení n.l. za vlády císaře Nera nebo Vespasiána) podle řeckého diabainó, což
znamená protékat něčím, nebo také sifon (voda u nemocných protéká tělem jako
odpadovým sifonem). Další „ochutnávač moče“, doktor Thomas Willis přidal ke
jménu choroby přídavné jméno mellitus, což znamená sladký nebo medový. Při
troše nadsázky můžeme název choroby přeložit „moč z odpadového sifonu, která
chutná jako med“.
Střední přežívání pacienta po stanovení diagnózy je u DM 1. typu asi 36 roků,
průměrný věk úmrtí je přibližně 49 let. Diabetici 1. i 2. typu umírají na komplikace způsobené cukrovkou .
Děti diabetiček trpí častěji vrozenými vývojovými vadami.
Příčiny diabetu
 nedostatek inzulínu (typ 1)
 snížení počtu funkčních receptorů pro inzulín (typ 2)
 pokles afinity inzulínových receptorů (např. při acidóze nebo nadměrné nabídce glukokortikoidů)
 převaha hyperglykemizujících hormonů (glukagon, STH)
Nová klasifikace DM:
 Diabetes mellitus 1. typu
 Diabetes mellitus 2. typu
 Gestační diabetes
 Sekundární diabetes
Většinu případů onemocnění DM patří buď k DM1 nebo k DM2.
Diabetes mellitus 1. typu (DM1)
V souvislosti s tímto typem diabetu se někdy hovoří o dětském diabetu, resp. diabetu dětí, protože se
vyskytuje zejména u mladých lidí; pomalu se rozvíjející DM 1. typu v dospělosti bývá označován LADA
(latent autoimmune diabetes of adults, latentní autoimunitní diabetes dospělých).
Příčina: defekt tvorby inzulínu vyvolaný postupnou destrukcí -buněk Langerhansových ostrůvků, jehož
původcem je autoimunní proces, vyprovokovaný snad virovým onemocněním či chemickou modifikací
těchto buněk u jedinců s diabetickou predispozicí; svou roli hrají i volné radikály, resp. reaktivní formy
kyslíku; existuje i určitá vazba na HLA genotypy; nemocní mají sklon k rozvoji ketoacidózy.
Pro zvídavé studenty: Lidem s diabetem 1. typu pomáhá software, který propojuje měření krevního cukru s automatickým
dodáváním inzulinu a glukagonu. Výzkumníci z Bostonu připravili program pro mobilní telefon iPhone, který umožňuje propojené
měření cukru i dodávání hormonů do organismu. Mobil bezdrátově přijímá data z monitoru implantovaného v pacientově těle,
který měří hladinu glukózy. Software dále vezme v úvahu pacientovu hmotnost (z níž v podstatě vyplývá objem krve v těle).
Thomas Willis
1621 – 1675
Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-23
Podle toho, jaké závěry z toho vyvodí, vyšle pokyn jedné ze dvou pump rovněž implantovaných v pacientově těle – buď inzulinové,
nebo naopak pumpě dodávající do těla glukagon pro zvýšení hladiny cukru.
Zdroj: New England Journal of Medicine, doi: 10.1056/NEJMoa1314474
Diabetes mellitus 2. typu (DM2)
Do této skupiny patří 90% diabetiků, postižení bývají obvykle starší lidé, často obézní; tato forma choroby je
daleko více dědičně závislá než předchozí (familiární výskyt).
Příčina: relativní nedostatek inzulínu např. u obézních lidí, snížená odpověď -buněk pankreatu na
hyperglykémii
Gestační diabetes mellitus (GDM)
Diabetes, který se projevil v průběhu gravidity; může vážně ohrozit plod. Je definován jako jakýkoli stupeň
intolerance sacharidů vznikající poprvé v průběhu gravidity. Může mít závažné krátkodobé i dlouhodobé
následky pro matku i dítě.
Sekundární diabetes
Do této skupiny se řadí diabetes doprovázející definovaná onemocnění genetická, endokrinní, zánětlivá,
vyvolaný podáváním léků apod.
Hraniční glukóza nalačno
Porucha je charakterizována jako bazální glykémie mezi 5,6 - 7,0 mmol/l (IFG = Impaired Fast Glukose)
Poznámka: označení fP-glukosa značí „ glukosa stanovená z plazmy pacienta, který nejedl určitou dobu, lačnil“ – viz „Stanovení
diagnózy z hodnoty glykémie (FPG)“; f = fast = nalačno.
Laboratorní diagnostika diabetu a sledování stavu diabetu mellitu
Cíle, kterých chce na základě laboratorních
výsledků laboratorní diagnostika dosáhnout
Hlavní prostředky
Určit diagnózu diabetu
Stanovení glykémie z plazmy na lačno (FPG
= Fasting Plasma Glukose)
Orální glukózový toleranční test
Vyhledat osoby se zvýšeným rizikem diabetu Stanovení FPG
Sledovat průběh léčby diabetu Stanovení hodnoty glykovaného hemoglobinu
Sledovat stav diabetiků Sledování glykémie osobními glukometry
Včasně detekovat diabetickou nefropatii
Stanovení koncentrace albuminu v moči
(mikroalbuminurie)
Stanovení diagnózy z hodnoty glykémie (FPG)
Odebírá se žilní krev po minimálně 8 hodinovém lačnění,
s vyloučením fyzické námahy a kouření, pacient sedí.
Používají se (komerční, barvou uzávěru identifikovatelné)
odběrové nádobky s antiglykolytickou směsí fluoridu
sodného a EDTA (2,5 mg NaF/1 ml krve), případně ještě
s citrátem sodným (pH 5,7). Krev je nutno dopravit do
laboratoře okamžitě. Plazmu je třeba od krevních
elementů oddělit do 60 minut.
Novinkou v odběrových nádobkách je Vacuette
®
Glucomedics, která
obsahuje směs sodné soli EDTA, fluoridu sodného, kyseliny citronové a
citrátu sodného. Nádobka je dvouplášťová (výrobce Greiner Bio-One ji
nazývá „sendvičovou“), vnitřní plášť je polypropylenový (PP) a
zabraňuje odpařování aditiva, vnější plášť je polyetyléntereftalátový
(PET), důležitý pro udržení vakua. U této odběrové nádobky výrobce
garantuje 100% obsah glukózy po dobu 48 hodin, bez počátečního
poklesu o cca 5% v prvních asi 5 hodinách jak je obvyklé u běžných
nádobek s antiglykolytickou směsí.
molekuly
vody molekuly
vzduchu
Vacuette
®
Glucomedics
Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-24
Výsledky stanovení hodnoty glykémie (FPG) se hodnotí takto:
FPG Hodnocení
<5,6 mmol/l vyloučení DM
5,6 mmol/l až 6,9 mmol/l zvýšená FPG (IFG, prediabetes)
≥7,0 mmol/l (opakovaně) DM
Glukózový orální toleranční test (oGTT):
Je-li hodnota glykémie mezi 5,6 - 7,0 mmol/l provádí se pro upřesnění diagnózy jako doplňující vyšetření
tzv. orální glukózový toleranční test (GTT). Testem se hodnotí, jak organismus umí udržet glykémii po
standardní dávce glukózy (75 g). Tento test se používá k diagnóze gestačního DM. Používá se také
v některých jiných případech (např. u jedinců se zvýšeným rizikem DM aj.)
Provedení testu:
Stanoví se koncentrace plazmatické glukózy po 2 hodinách po zátěži 75 g glukózy. Pacient během testu
nejí, nepije, nekouří, nevykonává žádnou fyzicky náročnou činnost.
Hodnocení oGTT:
Koncentrace glukózy po 2 hodinách Hodnocení
<7,8 mmol/l vyloučení DM
7,8 mmol/l až < 11 mmol/l porušená glukózová tolerance (IGT)
≥11,1 mmol/l (opakovaně) DM
IGT = Impaired Glukose Toleration (impaired = zhoršený, snížený, poškozený, porušený, narušený)
Gestační diabetes mellitus je laboratorně diagnostikován tehdy, je-li FPG ≥ 5,6 mmol/l a/nebo (tj. stačí
splnění jednoho kritéria) koncentrace plazmatické glukózy po 2 hodinách v oGTT ≥ 7,7 mmol/l. Jiné zdroje
uvádějí hodnoty FPG ≥ 5,3 mmol/l (platné pro USA) a oGTT ≥ 7,8 mmol/l (ve 120. minutě).
Pro zvídavé studenty: Celosvětově existuje nejednotnost v názorech na zátěžové diagnostické testy u tohoto typu
diabetu. Vesměs se používají zátěžové testy (oGTT) s různými hodnotami glukózy: 50g (O´Sullivanův test), 75 g (ČR),
100 g (běžné v USA), případně se používá tzv. MMTT (Velká Británie), tj. toleranční test se smíšenou stravou (Mixed
Meal Tolerance Test) o energetickém obsahu 400 kcal. Tento test je pacientkami lépe snášen než zátěžové testy
s glukózou.
Schéma doporučeného
algoritmu pro
laboratorní screening
DM u dospělých
Podrobnosti dále v textu.
Převzato z materiálu
Laboratorní diagnostika a
sledování stavu diabetu
mellitu (doporučení ČSKB na
www.cskb.cz).
Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-25
Sledování stavu DM
Krátkodobá kompenzace diabetu (okamžitý stav DM)
Glykémie stanovovaná glukometry
Koncentrace glukózy v kapilární krvi, stanovená pomocí osobního glukometru je nástrojem sledování stavu
všech diabetiků závislých na insulinu (diabetes 1. typu) a některých vybraných skupin diabetiků 2. typu.
Používá se ke sledování stavu diabetika v režimu POCT nebo jeho sebesledování, tj. v domácím použití.
Jednorázová glykémie
Určuje momentální hladinu glukózy v krvi. Provádí se v akutních stavech (očekává se hyper- nebo
hypoglykémie), na výsledek se reaguje adekvátní terapií. Často se toto vyšetření provádí přímo u lůžka
(bed-side diagnostics) nebo si ho provádí diabetik sám (self-monitoring), obojí pomocí glukometrů
(objektivní hodnocení diagnostických proužků či jiný princip).
Glykemický profil
Opakované vyšetření glykémie několikrát denně nalačno a po jídle, případně ve 2 hod v noci
 glykemický profil malý – 5 odběrů denně
 glykemický profil velký – 9 odběrů denně.
Většinou se nejedná o akutní vyšetření, krev se odebírá do konzervačního činidla (chelaton 3 a NaF) a
vzorky je možno zpracovat najednou; vyšetření slouží lékaři k terapii (dávkování a typ inzulínu – s krátkou,
střední nebo dlouhou dobou účinku.
Glykosurie
Má význam pro určení denních ztrát glukózy močí. Spolu se vzorkem je laboratoři dodána i hodnota diurézy
za čas (obvykle za 24 hod).
Stanovení glykosurie nepatří mezi základní nástroje diagnózy DM ani sledování jeho stavu. Může sloužit
jako velmi nedokonalá náhražka odhadu glykémie, ale pouze výjimečně u pacientů, kteří nejsou schopni či
ochotni pracovat s osobními glukometry. Současné hodnocení významu tohoto stanovení je nízké.
Dlouhodobá kompenzace diabetu (stav diabetu v uplynulém období)
Pomocí glykovaných proteinů lze zjistit průměrnou glykémii za určité období a posoudit účinnost léčby i
dietologickou kázeň pacienta za období uplynulé od poslední návštěvy diabetologa (pacienti mívají tendenci
porušovat zásady diety a dodržovat je pouze bezprostředně před návštěvou lékaře).Tyto proteiny nejsou
vhodné pro diagnostiku diabetes mellitus, ale jsou vhodné ke sledování (monitorování) hladiny glukosy za
delší období u osob s diabetem. Glykované proteiny (glykovaný protein, fruktozamin, fruktozaminový test,
glykovaný albumin) vznikají procesem zvaným glykace, dřívější název byl neenzymová glykosylace
(podrobný popis glykace je v kapitole 7, na str. 7-5). Glykací vzniká i glykovaný hemoglobin.
Fruktozamín je název zavedený pro plasmatické proteinové ketoaminy, které se tvoří glykací aminoskupin
plazmatických i jiných proteinů. Tyto proteiny (např. sérový albumin) mají podstatně rychlejší obrat než glykovaný
hemoglobin, mohou tedy odrážet hladinu krevní glukosy za poslední 2 - 3 týdny. Stanovení fruktozamínu je rovněž
užitečné u některých hematologických onemocnění, kdy délka přežívání erytrocytů je zkrácena a nelze proto použít
stanovení glykovaného hemoglobinu (viz dál).
Metody stanovení fruktozamínu:
Fotometrická metoda s nitrotetrazoliovou modří (nitrotetrazolium blue, NTB) v uhličitanovém pufru, při 540 nm.
Referenční interval hodnot: touto metodou je 1,4 – 1,9 mmol/l
V současné době se toto stanovení již nedoporučuje a mělo by být nahrazeno stanovením glykovaného hemoglobinu.
Glykovaný hemoglobin (glykohemoglobin).
Hemoglobin dospělého člověka je tvořen z 97% hemoglobinem A, z 2,5% hemoglobinem A2 a z 0,5%
hemoglobinem F. Rovněž podléhá glykaci: z HbA vznikají tři deriváty označované jako HbA1A, HbA1B a
HbA1C, které se souhrnně nazývají hemoglobin A1, případně rychlé hemoglobiny (protože při elfo putují
značně rychleji než HbA), glykohemoglobiny nebo glykované hemoglobiny.
Vlastním stabilním ketoaminem je frakce HbA1C:
Hb dospělého člověka = HbA (97%) + HbA2 (2,5%) + HbF (0,5%)
Glykovaný HbA = HbA1 (HbA + hexóza = HbA1)
HbA = HbA1 = HbA1A + HbA1B + HbA1C
(100% (..........20% ..........) (80%)
Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-26
Hemoglobin A1C se tvoří kondenzací glukosy s N-terminálním valinem každého beta-řetězce hemoglobinu
A. Je to hlavní frakce, představující přibližně 80% hemoglobinu A1.
Schéma tvorby HbA1C
rychle (vratný proces) pomalu (nevratný proces)
Hb A pre-Hb A1C Hb A1C
Hladina glykovaného hemoglobinu v krvi závisí
na délce života erytrocytů (průměr 120 dní) a na
koncentraci krevní glukózy. Množství Hb A1 (nebo
Hb A1C) tak představuje hodnoty průměrné
glykémie za posledních 6 - 8 týdnů a je
dodatkovým kriteriem kontroly glykémie.
Glykovaný Hb by se měl rutinně kontrolovat každé
3 - 4 měsíce. V některých případech (gravidita) je
užitečná častější kontrola (2-4 týdny).
Podíl látkové koncentrace HbA1c na celkovém
hemoglobinu krve je považován za rutinní a
nejvíce efektivní nástroj sledování průběhu DM.
Představuje nejlepší způsob kontroly koncentrací
glukózy u diabetiků, neboť je považován za její vážený dlouhodobý průměr (viz obrázek).
Metody stanovení glykovaného hemoglobinu
1. Separace založená na rozdílech v náboji (iontově výměnná chromatografie, elektroforéza,
elektrofokuzace)
2. Chemická analýza (fotometrie, spektrofotometrie)
3. Separace založená na strukturálních rozdílnostech (afinitní chromatografie, imunostanovení)
V laboratorní praxi se používají stanovení glykovaného hemoglobinu
1. Imunochemická, se specifickou protilátkou
(např. na analyzátoru IMx firmy Abbott, kde se stanovoval HbA1 a výpočtem se získávala hodnota HbA1C;
diagnostická souprava firmy Olympus aj.)
2. Katexová chromatografie
Stanovení na základě rozdílných nábojů (např. automat DS5 firmy Drew [Anglie], který
pracuje na principu katexové chromatografie v kombinaci s gradientovou elucí a fotometrií a
stanovuje HbA1C, dále HPLC automat D-10 firmy Bio-Rad aj.)
3. Elektroforéza
Stejný princip jak ad 2.
4. Boronátová afinitní chromatografie
Odděluje glykované hemoglobiny od neglykovaných kondenzací na pevné fázi dihydroxyboronátu s cis-dioly
přítomnými v cukerné složce glykovaných hemoglobinů (automat PDQ firmy Primus Corporation, USA;
automat fy Bio-Rad in2it™ A1C analyzer pro POCT)
Referenční interval (dospělí, negravidní): 20 – 42 HbA1c mmol/mol
Kompenzovaný diabetes (dospělí, negravidní): 43 – 53 HbA1c mmol/mol
Výsledky by měly být udávány v celých číslech.
high = vysoký, normal = normální, low = nízký; weeks = týdny
Dihydroxyboronát
B
OH OH
Analyzátor in2it™ A1C
Testovací cartridge
pro analyzátor in2it™ A1C
Analyzátor D-10
Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-27
Hodnocení kompenzace diabetu na základě stanovení HbA1C s novými jednotkami
00 1100 2200 3300 4400 5500 6600 7700 8800 9900
mmmmooll//mmooll
.
Hodnoty glykovaného hemoglobinu se původně vyjadřovaly v procentech celkového hemoglobinu a podle způsobu kalibrace byl
měněn i referenční interval. Hodnoty uvedené na schématu jsou platné od 1.1.2012 a při kalibraci podle IFCC.
Od 1. ledna 2012 se připouští vyjadřování výsledků měření glykovaného hemoglobinu jen v jednotkách
mmol glykovaného hemoglobinu HbA1c na mol celkového hemoglobinu (mmol/mol).
Stanovení koncentrace HbA1C v krvi je považováno za rutinní a nejvíce efektivní nástroj sledování průběhu
diabetu mellitu. Naměřenou hodnotu je možno použít v rámci screeningu poruch glukózové homeostázy,
zejména ve vztahu k prediabetu.
Interference:
Při stanovení metodou ionexové HPLC neintererují HbF<15%, HbC a heterozygotní HbS. S touto metodou
mohou interferovat varianty HbE, HbD, Hb Fukuoka, Hb Philadelphia a Hb Raleigh. V těchto případech se
doporučuje použít boronátovou afinitní metodu (např. přístroj in2it™ A1C).
Poznámky pro zvídavé studenty::
V červnu 2004 se sešly diabetologické společnosti ADA (americká), EASD (evropská) a IDF (mezinárodní) na společném
zasedání, na kterém akceptovaly kalibraci podle IFCC a usnesly se, že v blízké budoucnosti (horizont 2 – 4 let) bude
glykovaný hemoglobin používán nejen k dlouhodobému sledování kompenzace diabetu, ale i k jeho diagnostikování
(což bylo v rozporu s dosavadním pojímáním tohoto vyšetření). Prozatímní návrhy na název tohoto vyšetření: průměr
stanovení sérové glukózy, velikost rizika diabetu, mmol HbA1c/mol Hb.
Poslední doporučení IFCC se týkají změny názvu a jednotky stanovení HbA1c:
 název DOF hemoglobin, zkráceně deoxyfruktosyl hemoglobin, protože vlastní komponentou je N-(1deoxyfructos-1-yl)
hemoglobin beta chain (řetězec), systémem je hemoglobin; tento název se doporučuje
používat pouze pro referenční měření, pro rutinní
měření zůstává zachován název HbA1c, resp. HbA1c
 druh veličiny látkový podíl, jednotka mmol/mol
 pojetí HbA1c jako vyjádření průměrné hodnoty
glykémie za dobu několika měsíců nebylo
akceptováno.
Výsledky by měly být udávány v celých číslech.
Převod výsledků v % na jednotky mmol/mol: číselné hodnoty v %
se převedou na hodnoty v mmol/mol vynásobením deseti.
Např. dřívějších 4,8% je podle nového doporučení 48 mmol/mol.
Nedávné výzkumy v oblasti diabetu mellitu ukázaly, že vlivem
glykace dochází ke změnám v oční čočce, které vedou k její zvýšené
fluorescenci v UV záření. Fluorescenci čočky lze objektivně změřit
přístrojem vyvinutým v USA (viz obrázek). Uvádí se, že tímto
způsobem je možno zjistit diabetes až sedm let před vznikem komplikací. Jak se zdá, je na obzoru velmi jednoduchá, neinvazivní
metoda diagnostiky diabetu.
Zdroj: http://doktorvlach.cz/2014/10/17/diabetes-zjisteny-z-oka/
Referenční
interval
Zvýšené
riziko
diabetu
Diabetes
Uspokojivá
léčba
Nutnost
změny
léčby
Nediabetici
mmol/mol 20 – 42 42 – 47 ≥ 47 < 53 > 64 < 42
RReeffeerreennččnníí iinntteerrvvaall
UUssppookkoojjiivváá llééččbbaa NNuuttnnoosstt zzmměěnnyy llééččbbyy
ZZvvýýššeennéé rriizziikkoo ddiiaabbeettuu
Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-28
Předstupněm k umělé slinivce je systém MiniMed 640G, který se skládá z několika částí – inzulinové pumpy,
glukometru a systému kontinuálního monitoringu glukózy (SmartGuardGM), zodpovědného za předvídání
poklesu glukózy v krvi a zastavení dodávky inzulínu i za jeho opětovné podání při dostatečném vzestupu
krevního cukru.
„Inovativní technologie systému MiniMed 640G dokáže napodobit produkci inzulínu, jako je tomu u zdravé
slinivky. Na základě údajů naměřených speciálním senzorem umí funkce SmartGuard detekovat rychlost
poklesu hladiny glukózy a automaticky zastavit výdej inzulínu s ještě dostatečným předstihem, než dojde k
hypoglykemii. Jakmile se hladina glukózy zase dostatečně zvýší, SmartGuard automaticky obnoví také výdej
inzulínu,“ vysvětluje prof. MUDr. Alexandra Jirkovská, CSc., zástupkyně přednosty Kliniky diabetologie Centra
diabetologie IKEM.
Zdroj: http://www.doktorvlach.cz/2015/05/15/nova-inzulinova-pumpa-vcas-predpovida-pokles-hladiny-
cukru/
Další stanovení při DM:
1. Stanovení proinzulínu se považuje za ukazatel inzulínorezistence
2. Stanovení autoprotilátek (souvisejících s diabetem 1. typu)
 proti cytoplazmě ostrůvkových buněk (zkratka: ICA)
 proti dekarboxyláze kyseliny glutamové (zkratka: GADA)
 proti inzulínu (IAA)
 protilátky spojené s inzulinomem-2 (zkratka: IA-2A)
Tyto protilátky jsou průvodním jevem destruktivní činnosti imunitního systému poškozující -buňky
pankreatu, nejsou příčinou diabetu, vyskytují se u 95% diabetiků 1. typu. Lze je zjistit v krvi měsíce až léta
před rozvojem DM1. Tato vyšetření se provádějí u lidí s vysokým rizikem vzniku diabetu (familiární výskyt) a
pro odlišení autoimunitního diabetu 1. typu od diabetu vzniklého z jiných příčin.
A1C
A1B
A1A
afinitní chromatografie
%GlHb
(stanovuje celkový
glykovaný hemoglobin)
ionexová
chromatografie
%HbA1c
(stanovuje frakci
HbA1C z celkového
glykovaného
hemoglobinu A)
ionexová chromatografie,
elektroforéza
%HbA1
(stanovuje celkový glykovaný
hemoglobin A, tj. HbA1)
Glykovaný HB
HbA1
Frakce glykovaného hemoglobinu a metody jejich stanovení
Inzulínová pumpa
MiniMed®
640G
s funkcí SmartGuard®
Pumpa je bezdrátově
spojena se senzoem,
který kontinuálně
monitoruje hladinu
glukózy (CGM) 24 hodin
denně.
Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-29
Albumin v moči („mikroalbuminurie“)
Vzhledem k velikosti své molekuly se albumin dostává do primární moči i za fyziologického stavu. Většina
profiltrovaného množství je však selektivně resorbována buňkami proximálního tubulu, při tom resorpční
kapacita je i za fyziologických podmínek téměř saturována. Do definitivní moči se dostane maximálně 30 mg
albuminu/l, vzhledem k uvedeným skutečnostem však již malé zvýšení nabídky albuminu vede k přetížení
resorpčního děje a ke zvýšenému vylučování albuminu močí. Tomuto jevu se říká, poněkud nesprávně,
mikroalbuminurie. Nesprávně proto, že se nejedná o vylučování mikroalbuminu močí, ale o vylučování
„mikromnožství“, čili vylučování malých množství albuminu močí. Správný název je albumin v moči. Zvýšená
nabídka albuminu může být způsobena např. zvýšenou glomerulární filtrací, která bývá pozorována
v počátečních fázích diabetu (diabetická nefropatie). Mikroalbuminurie u diabetika je považována za prvý
signál hrozícího poškození ledvin. Při včasném záchytu zvýšených hodnot albuminu v moči lze u diabetika
oddálit vznik mikroangiopatie včetně glomerulosklerózy. Stanovení koncentrace albuminu v moči slouží jako
nástroj včasné detekce diabetické nefropatie.Totéž platí i pro hypertoniky.
Schéma mikroalbuminurie
pozitivní test na albumin pozitivní test na albumin
kyselinou sulfosalicylovou diagnostickým proužkem
0 fyziologická 20 30 50 100 mg albuminu/l
albuminurie
mikroalbuminurie: imunochemické stanovení
Doporučené hodnocení bere v úvahu, kromě kvantitativního stanovení U-kreatininu v časovaném sběru
moči i podíl U-albumin/U-kreatinin, tzv. ACR (srovnej také Kreatinin v moči, kapitola 8, str. 8-7).
Ukázka výstupních chromatogramů z HPLC automatu D-10 fy Bio-Rad
Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-30
Vzorek
Referenční hodnoty Mikroalbuminurie Proteinurie
Poměr albuminu a kreatininu v g/mol kreatininu (ACR)
Náhodný
vzorek
Muž <2,5 2,5 až 30 >30
Žena <3,5 3,5 až 30 >30
Časovaný vzorek
(sběr za 4 hodiny)
Albumin g/min (vylučování albuminu ledvinami)
<20 20 až 200 >200
Sběr moči (24 hodin)
Albumin mg/24 hod (vylučování albuminu ledvinami)
<30 30 až 300 >300
V případě pozitivního nálezu (výsledek měření je vyšší než rozhodovací mez), je možno diagnózu provést až po 3 opakovaných
měřeních.
Další možné využití stanovení koncentrace albuminu v moči vyplývá ze skutečnosti, že u akutního
poškození ledvin (AKI) se albumin zvýšeně syntetizuje v renálních tubulech (rychlá indukce genu), takže ho
lez považovat za stresem aktivovaný protein. Proto se zvažuje i jeho využití jako biomarkeru AKI (viz
kapitola 16, Biomarkery, str. 16-20).
Metody stanovení albuminu v moči
Mikroalbuminurii nelze zjistit kyselinou sulfosalicylovou nebo diagnostickým proužkem, protože jejich
citlivost je až od 30-50 mg albuminu/l, resp. cca 100 mg celkové bílkoviny/l. Běžně užívanou metodou je
turbidimetrie se specifickou protilátkou proti lidskému albuminu, v prostředí PEG (protilátky firem DAKO,
ORION aj.) Současné doporučení (IFCC) k formě vydávání výsledků je poměr
mg albuminu/mmol kreatininu, přičemž vzorkem je první ranní moč.
Na trhu existují i specializované analyzátory pro stanovení albuminu v moči.
Např. firma Cheirón dodává analyzátor HemoCue
UrineAlbumin 201 pro stanovení albuminu v kapce moči.
Analyzátor používá speciální kyvety, které obsahují
reagencie v suché formě. Další možností jsou
diagnostické proužky, kde lze vyýsledky odečítat buď
subjektivně, nebo pomocí přístroje. Na obrázku jsou
proužky (stripy) ALMIKRO Plus od firmy QUICK SEAL
International s.r.o.
Glukagon
Charakteristika: polypeptid složený z 29 aminokyselin; produkovaný, jak bylo zmíněno, -buňkami (Abuňky)
Langerhansových ostrůvků
Tvorba:
proglukagon intermediární peptid glukagon
18 000 4 500 - C-koncový peptid
Sekrece:
Je vyvolána hypoglykémií, poklesem koncentrace aminokyselin a mastných kyselin v krvi (regulační okruh);
dále zde působí katecholaminy (str. 17-42), pankreozymin a gastrin (hormony zažívacího traktu; viz kap. 6,
str. 6-5, resp. str. 6-3).
Inaktivace probíhá v játrech a ledvinách
Účinky (prostřednictvím cAMP): Cílovými orgány jsou játra a tuková tkáň, kde hormon podporuje
glykogenolýzu (v játrech, ne ve svalu), glukoneogenezi z laktátu, aminokyselin (z odbourání bílkovin) a
z glycerolu a vzrůst lipolýzy (uvolnění glycerolu).Stavy z nadbytku i nedostatku hormonu jsou mimořádně
vzácné.
Metody stanovení glukagonu: Stanovení biologicky aktivního glukagonu se provádí imunochemicky po
předchozí extrakci glukagonu etanolem.
Referenční interval hodnot: 100 – 650 ng/l
HemoCue UrineAlbumin 201
Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-31
Somatostatin (SIH)
Somatostatin, tvořený -buňkami pankreatu, parakrinně tlumí uvolňování inzulínu a glukagonu (snižuje tak
využití živin vstřebaných z trávicího ústrojí), tlumí motilitu a sekreci v trávicím ústrojí. Hraje snad úlohu
"antiobézního" hormonu (tj. hormonu "proti otylosti").
Srovnej též s tabulkou a textem na straně 17-6.
METABOLICKÝ SYNDROM
Definice metabolického syndromu vydaná Mezinárodní diabetologickou federací v dubnu 2005 (International Diabetes Federation –
IDF):
Zdroj: Medical Tribune, Scéna medicíny, MedScape hovoří se Sirem Georgem Albertim, MA, Dphil, BMBCh, Nová definice
metabolického syndromu, 4, 10(1), 6. června 2005
Základním charakteristickým rysem metabolického syndromu je centrální obezita, která je pro Evropu a
USA definována hodnotami ≥ 94 cm u mužů a ≥ 80 cm u žen a musí být přítomna vždy.
K diagnóze metabolického syndromu je pak nutná přítomnost alespoň dvou z následujících poruch:
 zvýšená koncentrace triacylglycerolů (≥ 1,7 mmol/l)
 snížená koncentrace HDL-C (≤ 1,0 mmol/l u mužů; ≤ 1,3 mmol/l u žen)
 krevní tlak (≥ 130/85 torr)
 hyperglykémie nalačno (≥ 5,6 mmol/l) nebo diagnostikovaný diabetes nebo zhoršená
glukózová tolerance
Tyto osoby mají zvýšené riziko především diabetu a kardiovaskulárních chorob.
Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-32
potrava
glukóza
glukóza-6-P
pyruvát
oxalacetát
dýchací řetězec
glykogen
cyklus kyseliny
citrónové
(Krebsův cyklus)
acetyl-CoA mastné
kyseliny
tuky
kyselina
glukonová
pentózy
laktát
aminokyseliny
bílkoviny
H2O + Energie
C02
CO2
Inzulin v tukové tkáni podporuje tvorbu tuků
STH podporuje štěpení tuků na mastné kyseliny
STH brzdí oxidaci glukózy
Inzulin, tyroxin a adrenalin ji podporují
Adrenalin, glukagon a kortisol podporují štěpení
proteinů na aminokyseliny
Inzulín a STH podporují syntézu proteinů
z aminokyselin
Adrenalin a glukagon podporují štěpení
glykogenu
Insulin podporuje
ukládání glukózy
laktátová acidóza
AKUTNÍ – do 30 minut
Po 30 minutách intenzivní práce
se získává energie štěpením tuků
(nikoliv glykogenu a glukózy)
(GIT)
(Osmoticky dráždí trávicí trubici)
(glykolýza)
)
(přímá oxidace glukózy)
Známky poruchy jater:
↑hodnota glukózy – vázne tvorba glykogenu
↓hodnota glukózy na lačno – není glykogen
k udržení hladiny glukózy
CO2
GLUKONEOGNEZE:
zlaktátu,aminokyselin,(odbouráníbílkovin)aglycerolu(lipolýza)–účinekglukagonu
Principy metabolismu a regulace hladiny glukózy
Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-33
17.6.6. Hormony nadledvin a pohlavních žláz
Hormony nadledvin a pohlavních žláz jsou steroidní látky, jejichž prekurzorem je cholesterol (viz). Základem
molekuly je sedmnáctiuhlíková struktura – steran, přesněji
cyklopentanoperhydrofenantren. Jednotlivé hormony se liší
funkčními skupinami. Tkáně produkující steroidy mohou
vytvářet větší počet steroidů, nejsou omezeny na tvorbu
pouze jednoho typu. Speciální enzymová výbava způsobuje,
že se „typické hormony“ tvoří a secernují (vylučují)
v největším množství. Tyto hormony se prakticky neskladují,
syntetizovaný hormon je ihned vyplaven. Estrogeny se od
ostatních steroidních hormonů liší aromatickým prvním
kruhem (viz šipky u vzorců).
Existují i syntetické steroidní hormony, užívající se jako
léčiva s účinky mineralokortikoidními, glukokortikoidními a
protizánětlivými (antiflogistika).
N A D L E D V I N A
K ů r a D ř e ň
Glukokortikoidy Mineralokortikoidy Pohlavní hormony Katecholaminy
Kortizol Aldosteron Androgeny (19) Dopamin
Kortizon Kortikosteron Estrogeny(18) Noradrenalin
11-deoxykortizol 11-deoxykortikosteron Gestageny (21) Adrenalin
Poznámka: čísla v závorkách (a dále u vzorců výrazy 21C, 19C a 18C ) vyjadřují počet atomů uhlíku v molekule
21C KORTIZOL 21C ALDOSTERON
11,17,21-trihydroxy-4-pregnen-3,20-dion 11,21-dihydroxy-3,20-dioxo-4-pregnen-18-al
19C TESTOSTERON 18C 17-ESTRADIOL
17-hydroxy-4-androsten-3-on 1,3,5(10)-astratrien-3,17-diol
18C ESTRON 21C PROGESTERON
3-hydroxy-1,3,5(10)-estratrien-17-on 4-pregnen-3,20-dion
OH
CH3
O
OH
CH3
OH
O
CH3
O
OH
O
OH
O
O
CH3
CH3
OH
OH
CH3
OH
CH3
CH3
O
O
CH3
CH3
O
CH3
aromatický
kruh
aromatický
kruh
Cyklopentanoperhydrofenantren
Steran
Rostlinný sterol 5-cholestan-3-ol. Jsou na něm ukázány
principy značení kruhů a číslování uhlíků u steroidů.
Kruhy A, B, C, D bez substituentů představují steran.
Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-34
C27 prekurzor
pregnenolon
C27 prekurzor
CHOLESTEROL
C21 ženský pohlavní
hormon
progesteron
C21 meziprodukt
17-OH-pregnenolon
C21 meziprodukt
17-OH-progesteron
C19
17-oxosteroid
dehydroepiandrosteron
(DHEA)
C21 mineralokortikoid
11-
deoxykortikosteron
C21 glukokortikoid
11-deoxykortizol
(kortexolon)
C19 17-oxosteroid
androsteron
ostatní
17-oxosteroidy
C21 mineralokortikoid
kortikosteron
C21 mineralokortikoid
aldosteron
C21 glukokortikoid
kortizol
C18 ženský pohlavní
hormon
estron
C19 mužský pohlavní
hormon
testosteron
C21 glukokortikoid
kortizon
C18 ženský pohlavní
hormon
estradiol
C19 mužský pohlavní
hormon
dihydrotestosteron
Vysvětlivky:
zelené písmo – mineralokortikoidy (kůra nadledvin)
fialové písmo – glukokortikoidy (kůra nadledvin)
modré písmo – mužské pohlavní hormony (varlata)
červené písmo – ženské pohlavní hormony (vaječníky)
tmavě modré písmo – 17-oxosteroidy (prekursory androgenů; konečná fáze v kůře nadledviny)
metabolická cesta vede přes meziprodukty
(čísla ve schématu označují počet uhlíků u jednotlivých sloučenin)
Biosyntéza steroidních hormonů
Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-35
Regulace sekrece steroidních hormonů:
S výjimkou aldosteronu, kde „vstupuje do hry“ ještě angiotnezin II, se jedná o typickou regulaci systémem
hypotalamus-hypofýza. Sekrece závisí na syntéze. Rychlost biosyntézy ovlivňují hormony hypofýzy,
produkce steroidních hormonů je závislá na hypofýze. Opačně, poruchy v oblasti hypofyzárních hormonů se
projevují prostřednictvím podřízených steroidních hormonů.
Vysvětlivky:
stimulace tvorby, silou čáry je vyjádřena síla stimulace
negativní zpětná vazba
uvolnění (sekrece) hormonu
Způsob účinku: Indukce tvorby enzymů a jiných proteinů.
Inaktivace steroidních hormonů: S výjimkou estrogenů se steroidní hormony odbourávají v játrech,
produkty degradace se konjugují s kyselinou glukuronovou či sírovou a vylučují se močí.
Principy metod stanovení steroidních hormonů:
1. chromatografie na tenké vrstvě
2. plynová chromatografie
3. HPLC
4. spektrofluorimetrie
5. ligandové techniky
mineralokortikoidy
aldosteron
zona glomerulosa
glukokortikoidy
kortizol
zona fasciculata
anabolické
a pohlavní hormony
zona reticularis
poplachové hormony
adrenalin
noradrenalin
CRH
ACTH
CRH
kortizol
transkortin
angiotenzin II
stresor
K
Ů
R
A
D
Ř
E
Ň
Hypotalamus
Kortikoliberin/kortikotropin-RH
Hypofýza
Kortikkotropin
Schéma tvorby hormonů v kůře a dřeni nadledvin a řízení jejich sekrece
Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-36
Hormony kůry nadledvin
Hormony kůry nadledvin
Glukokortikoidy Mineralokortikoidy
Kortizol Aldosteron
Kortizon Kortikosteron
11-deoxykortizol 11-deoxykortikosteron
17.6.6.1. Glukokortikoidy
Glukokortikoidy mají značně rozmanité účinky, mimo jiné:
 ovlivňují metabolismus sacharidů a aminokyselin
 ovlivňují srdce a krevní oběh (zesilují srdeční stah a působí periferní vazokonstrikci)
 v žaludku stimulují produkci žaludeční šťávy
 v ledvinách zpomalují vylučování vody a udržují normální glomerulární filtraci, ve velkých dávkách
působí podobně jako aldosteron
 v mozku ve velkých dávkách způsobují změnu psychiky a EEG
 ve vyšších dávkách působí protizánětlivě a protialergicky
Kortizol
Řízení syntézy a sekrece: ACTH (adrenokortikotropní hormon,
kortikotropin)
Transport:
- transkortin (speciální vazebný protein)
- albumin
Účinky:
Působí hyperglykemii, kladně ovlivňuje ukládání glykogenu,
stimuluje glukoneogenesi z aminokyselin (antagonista inzulínu),
podporuje štěpení proteinů, působí na játra (syntéza enzymů), v tukové tkáni vyvolává lipolýzu, v trávicím
traktu snižuje využití glukózy, podílí se na distribuci vody ve tkáních a buňkách a na jejím vylučování
ledvinami, má protizánětlivý účinek, snižuje tvorbu protilátek, podílí se na metabolismu kostí.
Poruchy
Zvýšené i snížené množství kortizolu vede k psychickým změnám se zvýšením hladiny je spjat tzv.
Cushingův [čti: kašingův] syndrom (podrobnosti např. zde), kdy příčinou jsou tumory či adenomy kůry
nadledvin aj. Denní množství kolísá, maximum je mezi 8. a 9. hodinou, minimum je o půlnoci.
17.6.6.2. Mineralokortikoidy
Hlavní úkol: řízení transportu Na
+
, K
+
v ledvinách, žlučníku, střevu, potních a slinných žlázách aj.
Aldosteron
Regulace syntézy a sekrece: systémem renin-angiotensin (základní
úlohu má uvolňování angiotensinu II – viz dál), hladinou Na
+
, K
+
a
polohou těla; syntézu podporuje ACTH.
Účinky:
V ledvině zvyšuje resorpci Na
+
a exkreci K
+
, Mg
2+
, NH4
+
, H
+
.
Sekundárně se zadržuje voda  zvětšení objemu ECT.
Poruchy
Při nadprodukci hormonu dochází ke ztrátám „kyselých“ iontů,
vzniká alkalosa, dochází k poškození ledvinových tubulů,
polyurii, přesunům vody a iontů ve svalových buňkách.
 Hyperaldosteronismus může mít příčinu v samotné kůře nadledvin (primární) nebo v regulačním systému
(sekundární). Tato porucha vede zejména k hypertenzi.
 Hypoaldosteronismus je způsoben všeobecnou nedostatečností kůry nadledvin. Průvodním jevem je
ztráta solí, jež vede k hyponatremii a hyperkalemii.
OH
CH3
O
OH
CH3
OH
O
21C KORTIZOL
11,17,21-trihydroxy-4-pregnen-3,20-dion
CH3
O
OH
O
OH
O
21C ALDOSTERON
11,21-dihydroxy-3,20-dioxo-4-pregnen-18-al
Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-37
Renin
Enzym renin se tvoří v buňkách
juxtaglomerulárního aparátu, jako reakce na
pokles tlaku ve vas afferens ledviny a na
snížení koncentrace Na
+
, které registrují
chemoreceptory v ledvinných macula densa
(shluk buněk v oblasti stěny distálního
stočeného kanálku v ledvinách).
Juxtaglomerulární aparát
je endokrinní systém ledviny, strukturně
nehomogenní a morfologicky nesouvislý
komplex buněk, který řídí průtok krve
glomerulem, filtrační tlak a tím i glomerulární
filtraci.
Tvoří ho:
- buňky macula densa distálního
ledvinového tubulu
- těsně přiléhající části aferentní a
eferentní arterioly téhož nefronu
- oblast extraglomerulárního mesangia,
která obsahuje dva typy buněk
 agranulární
 granulární mesangiální (jsou
součástí stěny arteriol)
Buňky macula densa rozpoznávají změny objemu tekutin a tuto informaci předávají dalším specializovaným buňkám,
tzv. buňkám juxtaglomerulárním, což jsou hladké svalové buňky aferentních a eferentních arteriol. Produkují enzym
renin, který se z nich dostává do krve. Renin odštěpuje z angiotensinogenu vytvořeného v játrech, dekapeptid,
angiotenzin I. V plicích vytvořený (ale přítomný i v buňkách endotelu a epiteliálních buňkách ledvin) konvertující enzym
(ACE) odštěpuje z angiotenzinu I dvě aminokyseliny a vzniká vysoce aktivní oktapeptid angiotenzin II. Angiotenzin II se
odbourává v játrech a v ledvinách. Angiotenzin III, metabolit angiotenzinu II, má stejné účinky jako angiotenzin II, v krvi
se však vyskytuje ve 4x menším množství.
Zdroj:
renin ACE
angiotenzinogen angiotenzin I angiotenzin II III
(10 AK) - 2 AK (8 AK)
ACE = EC 3.4.15.1. dipeptidyl karboxypeptidáza I, konvertující enzym, angiotenzin konvertující enzym a řada dalších synonym; tzv.
„inhibitory ACE“ brzdí přeměnu angiontenzinu I na angiotenzin II (III) a využívají se jako léky na snížení krevního tlaku.
Angiotenzin II a jeho účinky:
Angiotenzin II je nejsilnější vazokonstrikční látkou v organismu, působí přímo na arterioly; v CNS stimuluje
oběhové „centrum“, což zesiluje jeho vazokonstrikční účinek přímo na arterioly; vytváří „pocit žízně“ a
stimuluje vznik „chuti na slané“; vazokonstrikčním působením v ledvinách ovlivňuje renální průtok krve;
v kůře nadledvin přímo stimuluje uvolňování aldosteronu. Aldosteron zvýší resorpci sodíkových kationtů
v distálním tubulu ledviny, tím se zadržuje i voda, což s působením angiotenzinu vede ke zvýšení krevního
tlaku a zlepšení průtoku (perfuze) ledvinami. Současně aldosteron podpoří vylučování draselných kationtů.
Zvýšené hodnoty aldosteronu v krvi (hyperaldosteronismus) je možno sledovat stanovením poměru
U-Na
+
/U-K
+
; se vzrůstající koncentrací hormonu se poměr snižuje.
Stanovení reninové aktivity v plazmě je indikováno při zkoumání primárního aldosteronismu (tj. u
adenomu/karcinomu nadledvin a hyperplazie kůry nadledvin) a sekundárního aldosteronismu
(renovaskulární choroba, deplece solí, kardiální selhání s ascitem, těhotenství aj.). Stanovuje se poměr
koncentrace sérového aldosteronu ke koncentraci reninu.
Metody stanovení reninu, angiotenzinu, kortizolu a aldosteronu:
Renin RIA
Angiotenzin II RIA
Kortizol imunoanalýza
Aldosteron kapalinová chromatografie s tandemovou hmotností spektrometrií (LC-MS/MS )
játra ledviny plíce
Juxtaglomerulární aparát – zdroj reninu
LEDVINA
Inhibitory ACE
pokles tlaku ve vas afferens
Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-38
Referenční intervaly hodnot:
Kortizol, RIA, muži i ženy, přibližně:
100 – 500 nmol/l (odběr mezi 7. – 9. hodinou)
80 – 480 nmol/l (odběr mezi 16. – 18. hodinou)
Aldosteron: RIA, muži i ženy, přibližně:
0,03 – 0,4 nmol/l (v klidu); 0,1 – 0,9 (po zátěži)
17.6.7. Pohlavní hormony
Pohlavní hormony jsou androgeny, estrogeny a gestageny.
17.6.7.1. Androgeny
Testosteron
Charakteristika:
Mužský pohlavní hormon testosteron je produkován
v Leydigových buňkách varlat, v cílové tkáni se
mění na vlastní účinnou formu, kterou je 5dihydrotestosteron
(5-DHT).
Regulace produkce:
Hypotalamus: gonadoliberin (Gn-RH), sekrece má pulsní charakter (2 – 4 hodinový rytmus)
Hypofýza: lutropin (LH) a folitropin (FSH); LH stimuluje tvorbu testosteronu v Leydigových intersticiálních
buňkách varlat, FSH podněcuje tvorbu vazebného proteinu (BP) pro androgeny v Sertoliho podpůrných
buňkách varlat. Testosteron inhibuje uvolňování LH (negativní
zpětná vazba), inhibin brzdí uvolňování FSH.
Pro zvídavé studenty: Inhibin (inhibin-A, inhibin-B) je dimerní protein patřící
do tzv. superrodiny TGF-proteinů (TGF = Transforming Growth Factor
beta). U mužů je vylučován Sertoliho buňkami, u žen folikulárními
(granulózními) buňkami, které jsou jednou z částí vaječníkového folikulu.
Inhibuje produkci FSH. Inhibin-A se nachází ve zvýšených hodnotách
v krevním séru těhotných žen, jejichž plod má Downův syndrom. Patří tedy
mezi maternální screeningové testy na Downův syndrom ve druhém
trimestru těhotenství.
Transport: Testosteron se částečně vylučuje do plazmy, kde
se nachází ve vazbě se specifickým proteinem (BP).
Účinky:
- stimulace pohlavní diferenciace (periferní účinky - změny
v pubertě, anabolický účin)
- stimulace pohlavního pudu u muže (i agresivity)
- normální produkce je důležitá pro nerušený průběh
spermatogeneze
- stimuluje činnost prostaty a semenných váčků
Odbourání: v játrech redukcí na 17-oxosteroidy, které se vylučují močí ve vazbě s kyselinou glukuronovou
či sírovou
Pohlavní hormony
Androgeny Estrogeny Gestageny
Testosteron Estron (E1)
Progesteron
Dihydrotestosteron
Estradiol(E2)
Estriol (E3)
Regulační okruh u androgenů
O
CH3
CH3
OH
19C TESTOSTERON
17hydroxy-4-androsten-3-on
Hypotalamus
Adenohypofýza
LH
Gn-RH
FSH
Leydig.b. Sertoli.b.
Testos
teron
Inhi
bin
Folik.b.u žen
O
CH3
CH3
OH
19C DIHYDROTESTOSTERON
17hydroxy-5-androstan-3-on
Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-39
Poruchy
 : Nadprodukce hormonu je vzácná, příčinou bývají nádory Leydigových buněk, u dospělých se neprojeví,
u chlapců se projeví jako pseudopubertas praecox (předčasná puberta)
 : Snížená produkce hormonu se objevuje u hypogonadismu.
Metody stanovení testosteronu:
Vazebné testy, LC-MS/MS (kapalinová chromatografie s tandemovou hmotnostní spektrometrií)
Referenční interval hodnot
Muži: 10 – 42 nmol/l; Ženy: 0,7 – 5 nmol/l
Pro zvídavé studenty: Na metabolické cestě k pohlavním hormonům se vyskytuje zajímavá látka, dehydroepiandrosteron (DHEA), u
níž se má za prokázané, že je hormonem mládí. Pozitivně ovlivňuje svalovou sílu, paměť, působí proti řadě chorob, včetně chorob
kardiovaskulárních, byl nalezen i protirakovinný účinek (vyšší dávky u žen naopak mohou vyvolat rakovinu prsu, jedná se o
steroidní hormon). U starších mužů se podává jako legální, leč poměrně drahý doplněk stravy, na omlazení organismu.
17.6.7.2. Estrogeny a gestageny (progestiny)
Progesteron
[pro = pro (lat); gestatio = nesení, stav těhotenství (lat)]
Charakteristika: Důležitý meziprodukt biogenese steroidů kůry nadledvin
a androgenů. Tvoří se a vylučuje se v corpus luteum, ve folikulech, v kůře
nadledvin a v těhotenství je produkován také placentou.
Transport: ve vazbě na specifický protein
Účinky:
- uplatňuje se v regulaci menstruačního cyklu; je vylučován v druhé
polovině cyklu, tzv. sekreční fázi, kdy pod jeho vlivem dochází k přetváření děložní sliznice a
negativně zpětnou vazbou působí na hypotalamus, tj. inhibuje tvorbu gonádoliberinu (přestávají
dozrávat folikuly); tak plní svou hlavní úlohu, kterou je příprava pohlavního ústrojí ženy na přijetí a
zrání oplozeného vajíčka a udržení těhotenství
- má vliv na regulaci tělesné teploty (při sekreci vzrůst o 0,4 až 0,6 °C)
Inaktivace a vylučování: v játrech, vylučuje se močí ve vazbě na kyselinu glukuronovou (jedná se o dva
metabolity souhrnně zvané pregnandiol)
Metody stanovení progesteronu:
Imunoanalýza (např. automaty AxSym, Immulite aj.)
Pro zvídavé studenty
Ukázka postupu při stanovení progesteronu tenkovrstvou chromatografií:
1. hydrolýza HCL + HCHO (formaldehyd), zahřívání
2. extrakce do organického rozpouštědla
3. promytí extraktu NaOH
4. odpar
5. rozpuštění v chloroformu
6. chromatografie na sypané vrstvě Al2O3, spolu se standardními vzorky o vzrůstající koncentraci
7. vyvíjení v systému benzen-etanol (42:2), 20´
8. detekce koncentrovanou kyselinou sírovou a zahřátím na 70 °C po dobu 10´
9. vyhodnocení (vytvoří se žluté skvrny, které se porovnají se standardy)
Referenční interval hodnot
Závisí na fázi menstruačního cyklu, jestli je žena ve fertilním věku nebo po menopauze (hodnoty shodné
s muži), na použité metodě. Řádově se pohybuje do desítek nmol/l
Poznámka: jak již bylo zmíněno, v moči lze stanovit (RIA) pregnandiol, což je metabolit progesteronu; referenční interval hodnot u
dospělých je do 8,9mol/l
Estrogeny
[estrogeny – odvozeno od toho, že tyto látky vyvolávají u zvířat říji neboli estrus]
Hlavním estrogenem je estradiol (E2), nicméně hormonální účinek mají i estron (E1) a estriol (E3), a to
v poměru E2 : E1 : E3 = 10 : 5 : 1
O
CH3
CH3
O
CH3
21C PROGESTERON
4-pregnen-3,20-dion
Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-40
Estradiol
Tvoří se ve vaječnících, kůře nadledvin a intersticiálních Leydigových
buňkách varlat
Regulace produkce: folitropin a lutropin v závislosti na menstruačním cyklu
(viz schéma průběhu menstruačního cyklu na str. 17-42).
Účinky:
Estrogeny způsobují charakteristické rozdělení podkožní tukové tkáně a
tím vývoj sekundárních ženských pohlavních znaků, působí na děložní
sliznici v proliferační fázi menstruačního cyklu, spolu s progesteronem
vyvolávají sekreční fázi menstruačního cyklu, retence NaCl a vody,
zastavuje růst kostí do délky, povzbuzuje činnost osteoblastů, sexuální chování žen.
Inaktivace: v játrech, konjugace s kyselinou sírovou a kyselinou glukuronovou, část se vylučuje močí, část
žlučí; hlavní odpadní formou je estriol
Poruchy v produkci ovariálních hormonů způsobují poruchy v menstruačním cyklu.
Metoda stanovení: kapalinová chromatografie s tandemovou hmotnostní spektrometrií (LC-MS/MS)
Referenční interval hodnot:
Muži: 36 – 220 mol/l (plazma)
Ženy: podle fáze menstruačního cyklu
Estriol
Tvorba:
- placenta
- játra plodu (z cholesterolu v kůře nadledvin přes placentu – viz
kapitola Plodová voda, fetoplacentární jednotka)
- jako odpadní produkt estradiolu v játrech
Vzniká větší měrou v těhotenství, jeho stanovení se užívá k posouzení
stavu placenty a stavu plodu.
Metody stanovení: imunostanovení
Starší metoda: fluorimetrie při 546/571 nm (s hydrochinonem,
kyselinou sírovou, p-nitrofenolem v chloroformu, za varu)
Choriogonádotropin (hCG, HCG)
Placentární proteohormon (glykoprotein) podobný hormonům hypofýzy, ale není s nimi totožný. Stanovení
se využívá k průkazu těhotenství, přičemž jedno stanovení nestačí. zpět
Metody stanovení hCG:
1. Imunostanovení (rutinní praxe, analyzátory)
2. Chromatografické techniky (plynová / GC, kapalinová / LC, tenkovrstvá / TLC)
3. Fluorimetrie
Principy komerčních testů na domácí stanovení těhotenství:
 inhibice aglutinace senzibilizovaných beraních krvinek – v přítomností HCG nedojde k aglutinaci
(původní testy)
 imunochemický princip s využitím specifických protilátek
Referenční interval hodnot: 0 – 10 U/l (IMx, MEIA)
Přehled hormonů produkovaných placentou:
- estradiol
- estriol
- progesteron
- lidský choriogonádotropin (HCG, hCG)
- choriový somatomammotropin (HCS, hCS, tj. placentární laktogen)
- proopiomelanokortin (POMC)
OH
CH3
OH
18C ESTRADIOL
17-1,3,5(10)-astratrien-3,17-diol
OH
OH
OH
18C ESTRIOL
(16α,17β)-estra-1,3,5(10)-triene-3,16,17-triol
Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-41
Menstruační cyklus
Menstruační cyklus je příprava ženského organismu
na otěhotnění: pod vlivem hormonů uzrává
gonáda (oocyt = lidské vajíčko) a hormonální
působení připravuje děložní sliznici na jeho
přijetí po oplodnění. Pokud se tak nestane,
připravená sliznice atrofuje, odloupne se a
spolu s vajíčkem odchází v podobě krvácení.
Následuje nová příprava na těhotenství.
Typický menstruační cyklus trvá asi 28 dní,
i když jeho délka může mezi jednotlivými
ženami kolísat. Dohodou se počítá první den
krvácení jako den první, i když tato fáze
vlastně náleží do předchozího
menstruačního cyklu.
1. - 5. den: menstruace
Pokles hladiny progesteronu v těle spouští
začátek menstruace - oddělení vrchních
vrstev buněk sliznice. Během této doby
hormony hypofýzy (gonadotropiny) vznikající
na podněty gonadoliberinů z hypotalamu,
povzbuzují zrání vajíčka ve vaječníku. Ten
produkuje rostoucí množství estrogenu.
6. - 11. den: proliferační fáze, folikulární fáze
u vaječníku
[proles = potomek (lat); ferre = nést (lat);
proliferatio = novotvoření tkáně, bujení
Menstruační krvácení obvykle končí 5.
dnem. Vlivem LH a FSH dozraje v jednom
vaječníku vaječná buňka (oocyt).
V některých případech dozrají i dvě i více
vajíček, což může později vést k narození
dvojčat, trojčat, čtyřčat či dokonce paterčat.
LH podporuje v dozrávajícím folikulu (Graaf)
tvorbu estrogenů. Estrogeny podporují
během dozrávání oocytů výstavbu děložní sliznice, která se od spodních vrstev obnovuje rychlým buněčným dělením a
připravují ji na uložení zárodku.
Mezi 9. a 13. dnem dosáhne hladina estrogenu svého vrcholu. Je to začátek plodného období. Hladina gonádotropinů,
které způsobují zrání vajíčka, dosahuje svého vrcholu 13. dne a 14. dne se dostavuje ovulace.
12. (-14.) den: ovulace (ovum = vejce [lat])
Při vlastní ovulaci dochází k puknutí folikulu, který se vyklenuje na povrchu vaječníku a dojde k vyplavení vajíčka, které
je zachyceno břišním ústím vejcovodu. Ve vejcovodu ev. dojde k oplodnění. Vajíčko je následně, pohybem řasinek ve
vejcovodu, transportováno směrem do dělohy. V této fázi je děložní čípek otevřen, takže spermie mohou proniknout do
dělohy. Vzhledem k časově omezené oplozovací schopnosti spermií a k omezeným možnostem oplodnění vaječné
buňky je schopnost početí u ženy omezena jen na dva dny pohlavního cyklu. Po ovulaci se bazální teplota (ráno
měřená) zvýší o 0,2 až 0,5 °C, čehož lze využít ke stanovení ovulace. Pokud k ovulaci během menstruačního cyklu
nedojde (anovulační cykly), nedojde k uvolnění vajíčka a žena nemůže otěhotnět.
15. - 28. den: sekreční fáze, luteální fáze u vaječníku
15. - 16. den lze pozorovat hustý želatinózní hlen z hrdla děložního, který produkují žlázy děložní sliznice a má
v případě oplodnění vajíčka sloužit k jeho výživě. Není-li vajíčko po ovulaci oplodněno, hladina estrogenu výrazně
klesá. Z folikulu, z kterého se vajíčko uvolnilo, zbyla blanka s výstelkou buněk, do kterých se ukládá žluté barvivo
(lutein). Folikul se mění ve žlázu, zvanou corpus luteum (žluté tělísko), která vylučuje progesteron. 24. - 28. den aktivita
žlutého tělíska klesá tak, jak tato žlázka zaniká a hladina progesteronu se snižuje, tím se snižuje i jeho negativní zpětná
vazba na hypotalamus. Na vaječníku zůstane po žlutém tělísku drobná jizvička, která časem zbělá (corpus albicans).
Některé ženy začnou pociťovat premenstruační příznaky, jako citlivost prsů a změny nálady - zvláště podrážděnost
a depresi. Může se objevit i mírný otok, způsobený zadržováním tekutin. V děložní sliznici dochází ke stále silnějším
poruchám prokrvování horních vrstev, které jsou nakonec odplavovány (menstruace). Začátek menstruace může být
signalizován poklesem teploty o 0,5 °C .Je-li vajíčko oplodněno, zvětší se rychle probíhajícím dělením a během 3 – 4
dnů dospěje do dělohy. Hladina progesteronu v krvi silně stoupne a jeho produkci zajišťuje žluté tělísko ještě do 3.
měsíce těhotenství. Progesteron omezí v hypotalamu výdej gonádoliberinu, tím se zabrání dalšímu dozrávání folikulů.
Několik dnů potom, co se zárodek dostane do dělohy, uchytí se v její sliznici a za stálého buněčného dělení zde dochází
ke vzniku embrya (embryon = zárodek [řec]), vytvářejí se zárodečné listy a různé tkáně a orgány. Po početí je zárodek
po několik dnů vyživován sekrety vaječníku a děložní sliznice, později vzniká mezi embryem a děložní sliznicí plodový
koláč (placenta). Zásobovacím vedením z placenty k plodu je pupeční šňůra.
http://cs.wikipedia.org/wiki/Soubor:MenstrualCycle_cs.svg
Schéma průběhu menstruačního cyklu
Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-42
Kalcitriol (D-hormon, 1,25-dihydroxycholekalciferol)
Kalcitriol se mnohými autory považuje za další steroidní hormon. Tvoří se
v ledvinách (regulace parathyrinem), ve sliznici tenkého střeva stimuluje
syntézu specifického proteinu, nutného pro vazbu a absorpci vápníku,
podporuje resorpci Ca
2+
ze střeva, má vliv na mineralizaci kostí, při
předávkování dochází k odvápnění. Další podrobnosti ke kalcitriolu jsou
uvedeny v kapitole 13, Vitamíny.
Metody stanovení: vazebné testy (např. metodou CMIA na analyzátoru Architect fy
Abbott Laboratories, viz. kapitola Vitamíny aj.).
17.6.8. Hormony dřeně nadledvin (katecholaminy)
Katecholaminy jsou poměrně jednoduché látky odvozené od aminokyseliny tyrosinu.
DOPA = dihydroxyfenylalanin
dopamin = PIH (viz str 17-6 a str 17-46)
Tyrosin je v první fázi syntézy obohacen o alkoholickou skupinu, takže tvoří strukturu typickou pro katechol
(viz vzorec), odtud název celé skupiny těchto látek: V dalších fázích syntézy dochází k úpravě postranního
řetězce. Na schématu na předchozí straně je znázorněno, kde končí v konkrétních buňkách či v konkrétní
tkáni přeměna tyrosinu na konečný produkt.
Například adrenalin se tvoří (závěrečnou metylací pomocí methioninu) pouze v dřeni nadledvin. Návrat na str. 17-31
Poruchy menstruačního cyklu
Krvácení Odborné označení
Poruchy nástupu a ukončení
menstruačních cyklů
předčasný začátek
opožděný začátek
předčasná menopauza
opožděná menopauza
menstruatio praecox
menstruatio tarda
před 9. rokem věku
po 14. roku věku
před 40. rokem věku
po 52. roku věku
Poruchy cyklu při zachovalém
rytmu krvácení
anovulační
silné
slabé
mezi menstruacemi
před menstruací
po menstruaci
hypermenorea
hypomenorea
intermenstruační
premenstruační
postmenstruační
Poruchy rytmu krvácení častější
méně časté
polymenorea
oligomenorea
cyklus < 23 dnů
cyklus > 36 dnů
Dysfunkční krvácení nepravidelné,
protrahované
metrorrhagia
Stav bez menstruačního
krvácení
žádné amenorea
Bolestivé syndromy
provázející menstruaci
bolesti při
bolesti před
bolesti mezi
dysmenorea
premenstruační
syndrom
intermenstruační bolest
Dopaminergní neurony
Noradrenergní neurony
Dřeň nadledvin
syntéza
syntéza
syntéza
O
NH2
OH
OH
OH
O
NH2
OH
OH
OH
NH2
OH
OH
OH
NH2
OH
CH3
OH
OH
NH
OH
tyrosin DOPA dopamin noradrenalin adrenalin
1 2 3 4
OH
OH
Katechol
1 = tyrozin hydroyláza
2 = DOPA dekarboxyláza
3 = dopamin--hydroxyláza
4 = fenyletanolamin-N-metyltransferáza
CH2
OH
CH3
CH3
OH
CH3
CH3
OH
1,25-dihydroxycholekalciferol
Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-43
Dihydroxyfenylalanin (DOPA, L-DOPA)
Dyhydroxyfenylalanin ( L-3,4-dihydroxyfenylalanin), se vyskytuje v živočišné i rostlinné říši. Je prekursorem
dopaminu, noradrenalinu a adrenalinu, používá se při léčbě Parkinsonovy choroby a dopamin-responzivní
dystonie (DRD, Segawova nemoc).
Dystonie – mimovolní kontrakce delšího trvání na jednotlivých svalech nebo svalových skupinách, často působící abnormální
pohyby nebo abnormální postavení různých částí těla. Bývá i projevem některých vzácnějších vrozených poruch metabolismu
(gangliosidózy aj.).
Dystonine, jeden z dyskinetických symptomů. Dyskinetickým projevem se rozumí mimovolní pohyby, které obvykle vznikají
poruchami v extrapyramidovém systému mozku.
DOPA může, na rozdíl od dopaminu, procházet hematoencefalickou bariérou do centrálního nervového
systému, kde se přeměňuje (DOPA dekarboxylázou se spoluúčastí vitamínu B6) na dopamin (vlastní
léčebné agens), čímž se zvyšuje jeho koncentrace a účinnost léčby Parkinsonovy choroby a dopaminresponzivní
dystonie. Předávkování může vést k vedlejším účinkům, jako jsou hypertenze, srdeční arytmie,
poruchy dýchání aj.
Dopamin
Dopamin je důležitou látkou v mnoha ohledech. V mozku funguje jako neurotransmiter, tj. přenašeč
nervových vzruchů mezi nervovými buňkami. V mozku existuje několik odlišných dopaminových systémů,
z nichž jeden hraje vedoucí roli v chování orientovaném na odměnu. Každý typ odměny vede ke zvýšení
hladiny dopaminu v mozku a různé drogy, včetně kokainu, amfetaminu a metamfetaminu, zesilují účinky
dopaminu. Jiné dopaminové systémy se zúčastňují řízení motoriky a sekrece několika důležitých hormonů.
S dysfunkcí dopaminového systému je spojeno několik vážných chorob nervového systému, jako jsou
schizofrenie, Parkinsonova choroba a některé další.
Parkinsonova choroba je degenerativní onemocnění, při kterém dochází, ve střední oblasti mozku zvané substantia nigra (viz) , ke
ztrátě neuronů produkujících dopamin. Výsledkem je dyskinetický projev, deprese aj.
Mimo centrální nervový systém dopamin inhibuje sekreci noradrenalinu a působí jako vazodilatátor.
V mnoha tkáních dochází k lokální syntéze dopaminu a jeho parakrinnímu působení: v ledvinách zvyšuje
exkreci sodných iontů a moči, redukuje motilitu zažívacího ústrojí, chrání střevní sliznici, redukuje produkci
inzulínu ve slinivce, v imunitním systému redukuje aktivitu lymfocytů.
Dopamin se vylučuje také v hypotalamu a působí jako neurokrinní inhibitor na hypofýzu, kde negativně
ovlivňuje sekreci prolaktinu. Nazývá se proto také prolaktostatin, prolaktin-inhibující hormon (PIH) nebo
prolaktin inhibující faktor (PIF; viz úvodní část této kapitoly).
Mnoho léčiv buď pozměňuje metabolické cesty, kterými tělo vytváří dopamin, nebo dopamin přímo využívá.
K léčbě se používá i samotný dopamin. Některá léčiva naopak účinky dopaminu potlačují.
Odbourání dopaminu: Normální cesta je odbourání oxidací za katalýzy enzymem monoaminoxidázou
(MAO), často však dochází k autooxidaci dopaminu a tvorbě chinonů a volných radikálů. Tento proces může
přispívat ke ztrátě buněk u Parkinsonovy choroby.
Noradrenalin (norepinefrin)
Rovněž noradrenalin (název noradrenalin je odvozen z latiny, norepinefrin z řečtiny, obojí odkazuje na zdroj)
zastává roli jak neurotransmiteru, tak i hormonu. Jako hormon je zejména zodpovědný za ostražitost a
koncentraci. Jako stresový hormon ovlivňuje amygdalu, která řídí pozornost a reakce a spolu s adrenalinem
tvoří základ reakce „bojuj nebo uteč“. Přímo tedy ovlivňuje srdeční tep, uvolňuje glukózu z energetických
zásob, zvyšuje průtok krve kosterním svalstvem, zvyšuje okysličení mozku aj. Oblasti, na které noradrenalin
působí, ze označují jako noradrenergní. Je syntetizován v oblasti mozkového kmene zvané lokus coeruleus,
v postgangliových neuronech sympatiku a v dřeni nadledvin, která může být považována za jakési
postgangliové nervové buňky, ačkoliv zde dochází k uvolňování noradrenalinu do krve.
Adrenalin (epinefrin)
Adrenalin (epinefrin) je klasický hormon přenášený krví, je to hormon poplachové reakce.
Účinky: Účinky jsou mnohotvárné, na určité cílové orgány působí kvantitativně i kvalitativně různě, což je
způsobeno tím, že působí přes dva typy receptorů -  a (tzv.
adrenoreceptory, které se dělí podle citlivosti k adrenalinu, noradrenalinu a
exogennímu izoproterenolu
*)
). Účinky jsou závislé na dávce hormonu a především
na poměru receptoru a  v cílovém orgánu.
*)
Isoprenalin – isoproterenol, isopropylarterenol, aminoderivát benzylalkoholu užívaný ve formě
hydrochloridu; betasympatomimetikum s účinky podobnými adrenalinu.
OH
OH
NH
OH
CH3
CH3
Isopretenol
Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-44
Adrenalin – působí zhruba stejně na i  receptory
Noradrenalin – působí převážně přes receptory
Realizace působení hormonu:
 - 2. posel - ITF (inositoltrifosfát), který působí spolu s Ca
2+
a GMP (guanosinmonofosfát)
prostřednictvím Gi – proteinu, který inhibuje adenylátcyklázu a také prostřednictvím cAMP
 2. posel – cAMP
Pro zvídavé studenty: Receptory spojené s G-proteiny tvoří největší rodinu buněčných povrchových receptorů. Tyto receptory mají
jednotou strukturu, tvořenou jedním polypeptidovým řetězcem sedmkrát prostupujícím lipidovou dvouvrstvou. Vazba ligandu
(např. hormonu) na receptor způsobí konformační změnu receptoru a umožní mu interagovat s tzv. G-proteinem, který je situován
na cytosolové straně buněčné membrány. G-protein je složen ze tří podjednotek (), které jsou zmíněnou interakcí aktivovány
a poněkud komplikovaným způsobem předávají dále v buňce signál přinášený ligandem (podrobnosti v molekulární biologii).
Farmakoterapie:
 specifická stimulace receptorůa (sympatikomimetikaaadrenergikastimulují sympatickou část
vegetativního nervového systému, čímž dojde ke zvýšení krevního tlaku, zrychlení pulzu, rozšíření dýchacích
cest a všeobecnému zvýšení výkonu a spotřeby energie)
 selektivní blokáda receptorů a blokátory a jsouantihypertenziva, snižují krevní tlak)
Příklad působení adrenalinu: konstrikce arteriol kůže a střev, dilatace arteriol kosterních svalů, stimulace
srdeční činnosti, vzrůst krevního tlaku, vzrůst glykogenolýzy v játrech a v kosterních svalech, vzrůst lipolýzy
v tukové tkáni
Odbourávání katecholaminů:
Produktem odbourávání katecholaminů jsou stabilní 3-metoxymetabolity adrenalinu a
noradrenalinu metanefrin a normetanefrin (souhrnný název metanefriny), které mají
své diagnostické uplatnění (viz dál). Tyto metabolity jsou dále metabolizovány na
konjugované metanefriny. Dalšími produkty odbourání jsou kyselina vanilmandlová
(KVM), homovanilová (KHV) aj. Metabolity se vylučují močí. Kyselina vanilmandlová
je mírou obratu katecholaminů.
Metody stanovení katecholaminů:
V séru resp. v plazmě se stanovují hormony a metanefriny, v moči kyselina
vanilmandlová
 HPLC s elektrochemickou detekcí (HPLC-EC). Vzorek je podroben HPLC
proceduře po předchozí separaci hormonu či metabolitu. Příprava vzorku
obvykle obsahuje některou chromatografickou techniku, případně srážení,
hydrolýzu apod. Některé postupy umožňují stanovit i několik hormonů vedle
sebe (např. současné stanovení adrenalinu, noradrenalinu a dopaminu
HPLC technikou s amperometrickou detekcí, po předchozí katexové
separaci analytů).
 HPLC-EC je postupně nahrazováno LC-MS/MS, tj. kapalinovou chromatografií s tandemovou
hmotnostní spektrometrií, která je jednodušší v tom smyslu, že nepotřebuje předchozí úpravu
vzorku a šetří tak laboratorní práci a čas.
Stanovení plazmatických metanefrinů: screeningový test u předpokládané diagnózy
feochromocytomů, nádorů dřeně nadledvin produkujících velká množství
katecholaminů. Metanefriny se vylučují do krve spolu s hormony což vede k nárůstu
jejich hladiny. Pro identifikaci feochromocytomu je stanovení metanefrinů citlivějším a
specifičtějším testem než stanovení katecholaminů. Metoda stanovení je totožná
s metodou pro stanovení katecholaminů.
Klinické poznámky
 Stavy z nedostatku katecholaminů jsou vzácné, hypofunkce dřeně nadledvin se neprojeví, neurony stačí
hormony syntetizovat
 Nadbytek je způsoben hyperfunkcí z nádorů (feochromocytomy a paragangliomy):hypertenze, zvýšený
metabolismus, záchvatové bolesti hlavy, tachykardie, pocení
Referenční interval hodnot pro kyselinu vanilmandlovou (KVM) v moči
11,4 – 30,0 nmol/l
metanefrin
normetanefrin
O
OH
OH
NH2
CH3
O
OH
OH
NH
CH3
CH3
O
OH
CH3 OH
O
OH
kyselina vanilmandlová
O
OH
CH3
O
OH
kyselina homovanilová
Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-45
17.6.9. Tkáňové hormony
Tkáňovými hormony se nazývají různorodé látky hormonální povahy, produkované v různých buňkách mimo
endokrinní žlázy. Patří sem např. oxid dusnatý, ale i peptidy o desítkách aminokyselin, dále dopamin a
noradrenalin a další látky. Jejich funkce je rovněž různorodá. Lze rozlišovat (viz str. 17-3) tkáňové hormony
tvořené neendokrinní tkání (např. gastrin), a mediátory, působící v místě vzniku (např. histamin).
Klinicky se nestanovují. Některé se používají při funkčních zkouškách GIT (dříve histamin, nyní
pentagastrin, což je syntetický analog gastrinu, sekretin, pankreozymin).
Léčebné uplatnění mají např. dopamin, erytropoetin, oxid dusnatý.
Výčet některých tkáňových hormonů
Zdroj: Jaroslav Racek et al., Klinická biochemie, Galén, 1999, Univerzita Karlova v Praze, nakladatelství Karolinum, 1999; upraveno
Hormon Místo vzniku Hlavní funkce
Angiotenzin Proteolýzou v krevním oběhu z
angiotenzinogenu
Vazokonstrikce, sekrece aldosteronu
Bradykinin Proteolýzou z bradykininogenu Vazodilatace
Endorfiny CNS, -lipotrofin (součást POMC) Tlumí v CNS reakci na bolest
Noradrenalin Adrenergní nervová vlákna Neurotransmiter
Dopamin CNS Neurotransmiter, inhibice sekrece
prolaktinu
Kyselinaaminomáselná (GABA) CNS Neurotransmiter (inhibiční spoje)
Serotonin Argentofinní buňky střeva Kontrakce svalstva cév a GIT
Histamin Žírné buňky Mediátor alergické reakce
Natriuretické peptidy (ANP, BNP,
CNP)
Svalovina srdečních síní, CNS,
endotel
Zvýšení exkrece Na
+
ledvinami
Prostaglandiny (PG)
prostacyklin (PGI2)
tromboxan (TXA2)
Různé buňky
Endoteliální buňky
Trombocyty
Ovlivnění hladkého svalstva cév,
dělohy aj.
Vazodilatace, snížení agregace
trombocytů
Opačný účinek než prostacyklin
Gastrin Sliznice pylorické části žaludku Sekrece žaludeční šťávy
Sekretin Sliznice duodena Sekrece pankreatické šťávy
Pankreozymin
(= cholecystokinin)
Sliznice duodena Sekrece pankreatické šťávy,
kontrakce žlučníku
Leptin Adipocyty Regulace tělesné hmotnosti
Oxid dusnatý (NO) Endotel a řada dalších buněk Vazodilatace, imunitní funkce,
neurotransmiter aj.
Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-46
Cytokiny
(cyto-,ř., buňka; –kinos,ř., pohyb)
Cytokiny jsou signální molekuly využívané při mezibuněčné komunikaci. Pomocí cytokinů se buňky ovlivňují
na větší vzdálenosti. Působí zejména v imunitním systému, kde ovlivňují růst, diferenciaci a chování buněk.
Jsou to malé molekuly bílkovinné povahy (proteiny, peptidy, glykoproteiny) produkované četnými buňkami
imunitního systému a gliovými buňkami nervového systému.
Prakticky každá jaderná buňka produkuje IL-1, IL-6 a TNF-. Zejména tato skutečnost, rozsáhlá distribuce
buněčných zdrojů cytokinů, je odlišuje od (klasických) hormonů, které jsou vylučovány endokrinními
žlázami. V podstatě nic nebrání tomu, abychom je zařadili mezi tkáňové hormony. Působí autokrinně,
parakrinně i endokrinně.
Často spolupracuje několik cytokinů současně (cytokinová síť). Cytokiny jsou ve svých účincích pleiotropní
(působí na několik různých druhů buněk) a mnohdy mohou být jednotlivé cytokiny nahrazeny jinými
(redundance).
Účinkování cytokinů je zprostředkováno odpovídajícími specifickými receptory, které tvoří rodiny a
superrodiny (např. superrodina imunoglobulinů, rodina hematopoietického růstového faktoru, rodina
interferonu, rodina tumory nekrotizujících faktorů atd.). Receptory cytokinů se obvykle skládají ze dvou,
někdy ze tří podjednotek. Jedna podjednotka obstarává spojení s cytokinem, druhá se signalizačními
intracelulárními molekulami. Skutečnost, že tato, signalizační podjednotka bývá sdílena několika
cytokinovými receptory, je sdružuje do zmiňovaných „rodin“. Vlastní účinky jednotlivých cytokinů jsou
ovlivňovány jeho extracelulárním množstvím, přítomností a množstvím receptoru na povrchu buňky a
signálech, aktivovaných vazbou na receptor a směřujících do buňky. Cytokiny regulují (prostřednictvím
kaskád či intracelulární signalizace navazujících na vazbu cytokinu na receptor) některé geny (ve smyslu
aktivity i inaktivity) a jejich transkripční faktory (aktivátory či represory genové aktivity). Výsledkem je
produkce dalších cytokinů, vzrůst počtu povrchových receptorů pro další molekuly nebo potlačení vlastních
účinků (inhibice zpětnou vazbou).
Názvosloví cytokinů se postupně vyvíjelo, některé formy byly opuštěny, jiné nastoleny, některé názvy
přetrvávají z původních představ. Zhruba od roku 2008 se cytokiny řadí mezi imunomodulační agens.
Rozeznává se několik skupin cytokinů, kde názvy jsou poplatné spíš historickému vývoji, než strukturním
a funkčním vztahům:
 Interleukiny (IL-1 až IL-?: denně se objevují nově objevené interleukiny, u kterých se pokračuje
v postupném číslování za pomlčkou; v době psaní textu byl poslední látkou tohoto typu IL-37).
Interleukiny se podílejí na regulaci imuntních dějů. Název této skupiny pochází od prvotní
domněnky, že jsou to látky produkované (pouze) leukocty.
 Chemokiny (IL-8 a další molekuly s chemotaktickou aktivitou)
 Interferony (IFN-, IFN- a IFN-; regulátory imunity, složky antivirových obranných mechanismů)
 Transformující růstové faktory (TGF-, TGF-)
 Faktory stimulující kolonie (CSF: G-CSF stimulují v kostní dřeni diferenciaci granulocytů, M-CSF
stimulují diferenciaci monocytů a GM-CSF oba typy myeloidních buněk)
 Faktory nekrotizující nádory (TNF = TNF-; kachektin; lymfotoxin = LT = TNF-; tyto látky působí
regulačně a cytotoxicky)
 Jiné růstové faktory (SCF – růstový faktor kmenových buněk; EPO – erytropoietin; FGF – růstový
faktor fibroblastů;, NGF – nervový růstový faktor; LIF – faktor inhibující leukemii; aj.).
Existuje i klasifikace podle struktury, kde členové každé skupiny vykazují určitou podobnost v pořadí
aminokyselin i v celkové prostorové struktuře molekul. Takže se rozeznávají strukturní skupiny
 Hemopoietiny
 Interferony a rodina IL-10
 Skupina IL-1
 Skupina IL-12
 Skupina TNF
 Skupina TGF-
 Chemokiny
 Ostatní (mají struktury odlišné od struktur jiných cytokinů)
Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-47
Rovněž existuje klasifikace cytokinů podle funkce. Rozlišují se cytokiny
 prozánětlivé (podporující zánětlivou reakci)
 protizánětlivé (s převážně inhibičním účinkem na zánětlivé reakce)
 s aktivitou růstových faktorů
 uplatňující se v humorální protilátkové imunitě
 uplatňující se v buněčně zprostředkované imunitě
 s antivirovým účinkem.
Pro podrobnosti je třeba nahlédnout do učebnic imunologie.
Působní cytokinů je spojováno s mnoha chorobnými stavy – od většiny depresí, přes Alzheimerovu
chorobu, po rakovinu. Hladiny v plazmě mohou být zvýšeny nebo změněny. Zvýšená sekrece cytokinů
může spustit nebezpečný syndrom známý jako cytokinová smršť (cytokine storm, hypercytokinemie potenciálně
fatální imunitní reakce, která sestává z pozitivního feedback-loopu, tj. zpětné smyčky, mezi
cytokiny a imunitními buňkami, což vede ke značnému zvýšení hladin různých cytokinů).
Plazmatické hladiny různých cytokinů mohou poskytnou informaci o přítomnosti nebo i prediktivní hodnotu
zánětlivých procesů včetně autoimunitních onemocnění jakým je revmatoidní artritida, rovněž jako o
imunomodulatorních efektech potravin a léků (drog, drugs). Navíc, zvýšené hladiny IL-7, důležitého cytokinu
účastnícího se homeostáze T-buněk, byly detekovány v plazmě pacientů infikovaných HIV.
V současné době mají cytokiny (jejich stanovení) jasný význam v infekčním lékařství, nefrologii, kardiologii,
pneumologii a dalších oborech, nezastupitelné jsou v transplantologii (včasné zachycení zvýšené sekrece
některých cytokinů může zabránit vážné komplikaci, tzv. multiorgánovému selhání (multi-organ failure,
MOF). Význam cytokinů do budoucna poroste, a to i z hlediska jejich využití v léčbě.
Terapeutické využití cytokinů
Je možné díky poznání jejich biologických funkcí a také díky možnosti získat je v dostatečném množství
pomocí metod genového inženýrství. Produkty získané těmito metodami se označují rHu-, tj. rekombinantní,
humánní, např. rHu-IL-2. Praktické využití mají zejména růstové faktory (CSF, colony stimulating factor,
faktor stimulující kolonie), IL-2 a interferony.
Příklady
Zkratka Terapeutické použití Stav
IL-2 Karcinom ledvin, melanom
IL-4 autoimunita klinické zkoušky
IL-6 nedostatek trombocytů klinické zkoušky
IL-8 onkologie klinické zkoušky
IL-10 autoimunita klinické zkoušky
IL-12 onkologie klinické zkoušky
IL-16 AIDS klinické zkoušky
INF-
melanom, karcinom ledvin, leukemie z vlasatých buněk,
hepatitida B a jiné chronické virózy
INF- roztroušená skleróza
Vysvětlivky zkratek
Zkratka Původ zkratky Český název
TGF Transforming Growth Factors Transformující růstové faktory
CSF Colony Stimulating Factors Faktory stimulující kolonie
TNF Tumor Necrosis Factors Faktory nekrotizující nádory
SCF Stem Cell Factor Růstový faktor kmenových buněk
FGF Fibroblasts Growth Factor Růstový faktor fibroblastů
NGF Neural Growth Factor Nervový růstový faktor
LIF Leukemia Inhibiting Factor Faktor inhibující leukemii
Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-48
17.7. Přehled („klasických“) hormonů – shrnutí
Podle S .SIlbernagl, A. Despopoulos, Atlas fyziologie člověka, Grada Avicenum, Praha 1993
Gn-Rh
FSH
LH
Testes
Folikuly ve
vaječníku
Corpus
luteum
Testosteron
Estrogeny / Gestageny
PIH
(dopamin)
PRL
TRH TSH
SIH
STH
MRH
MIH
SRH
MSH
CRH ACTH
Štítná
žláza
(folikulární
buňky)
Játra
Kůra
nadledvin
Tyroxin (T4)
Trijodtyronin (T3)
IGF1, IGF2 (somatomediny)
Kortikosteroidy
Hypotalamus Adenohypofýza Periferní tkáň Konečný hormon
(liberiny, statiny) (glandotropní hormony) produkující hormon
Neurohypofýza
Axonání transport - ADH
Axonální transport - Oxytocin
y
peptidy
glykoproteiny
deriváty tyrozinu
steroidy
Dřeň
nadledvin
Ledviny
Pankreas
D-buňky
A-buňky
B-buňky
Příštítná
tělíska
Štítná žláza
(C-buňky)
Adrenalin
Noradrenalin
Erytropoetin
D-hormon
Somatostatin (SIH)
Glukagon
Inzulín
Parathormon
Kalcitonin
Vysvětlivky
liberin (podněcuje sekreci)
statin (tlumí sekreci)
glandotropní hormon (působí na)
secernujeparakrinní působení
Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-49
17.8. Kontrolní otázky a pokyny
1. Jaký je rozdíl mezi endokrinním a nervovým systémem řízení organismu?
2. Jak zní „klasická“ definice hormonů?
3. Do jaké skupiny molekul řadíme hormony? Které další látky např. do této skupiny patří?
4. Zopakujte si základní typy působení hormonů a uvědomte si rozdíly.
5. Jaké jsou obecné funkce hormonů? U jednotlivých hormonů vysvětlete důsledky pro organismus
z jejich nad- i podprodukce.
6. Jak můžeme dělit hormony do skupin? Nebo jenom do jedné? Nebo je více hledisek – principů
dělení?
7. Jaké jsou obecně možnosti stanovení hormonů? Vysvětlete u jednotlivých hormonů jak s stanovují.
8. Co je to receptor?
9. Jak konkrétně hormon působí? Vysvětlete minimálně dva způsoby účinku hormonů. Chápete rozdíl
mezi nimi?
10. Zkuste zpaměti nakreslit schéma řízení produkce hormonů a zkontrolujte ho s učebním textem.
Vysvětlete schéma. Platí pro všechny hormony?
11. Co je to hypotalamus? Které látky s hormonálním účinkem produkuje? Kolik jich je a jak se jmenují?
12. Co je to hypofýza, adenohypofýza a neurohypofýza?
13. Jak je to s hormony neurohypofýzy? Co jsou skutečně zač?
14. A co hormony adenohypofýzy? Jsou něčím specifické? Jsou si některé něčím podobné? Pokud
ano, čím? Jaký mají obecný název a proč?
15. Co víte o hormonech štítné žlázy?
16. Co jsou to C-buňky štítné žlázy a co jsou to příštítná tělíska? Jak fungují parathormon a kalcitonin?
Který hormon se ještě uplatňuje v metabolismu kalcia?
17. Co víte o hormonech slinivky břišní? Pochopili jste příčiny diabetes mellitus (DM)? Vyjmenujte je!
18. Co všechno víte o laboratorní diagnostice DM? Co víte o sledování DM? Jakou roli v této oblasti
hraje glykovaný hemoglobin a co to vlastně je? Jaká je doporučená metoda jeho stanovení?
V jakých jednotkách se vyjadřuje? Proč jsme se v této oblasti zmiňovali o stanovení albuminu
v moči?
19. Které žlázy či tkáně produkují steroidní hormony? Co je prekurzorem těchto hormonů? Jak se dělí a
jaké mají funkce? Je lidský choriogonádotropin steroidním hormonem?
20. Jak je to s regulací produkce steroidních hormonů? Co je to systém renin-angiotenzin?
21. Prostudujte si nádhernou hormonální souhru v menstruačním cyklu.
22. Co jsou to katecholaminy a jaké mají funkce? Co jsou to alfa a beta receptory?
23. Co rozumíme tkáňovými hormony? Které důležité umíte vyjmenovat? Jakou mají funkci?
24. Co jsou to cytokiny? K čemu je buňky využívají?
25. Pokuste se cytokiny rozdělit podle několika hledisek. Mají nějaký význam v medicíně?
Užitečná adresa – Funkce buněk a lidského těla, multimediální skripta, kapitola XI. Regulační mechanismy
1: Endokrinní regulace, podkapitola 1. Funkční morfologie endokrinního sysému:
http://fblt.cz/skripta/xi-regulacni-mechanismy-1-endokrinni-regulace/1-funkcni-morfologie-endokrinniho-systemu/
Klinická biochemie Kapitola 17. Hormony
Pavel Nezbeda 17-50
OBSAH:
Kapitola 17 Hormony ................................................................................................................................... 17-1
17.1. Rozdělení hormonů ....................................................................................................................... 17-2
17.2. Způsob účinku hormonů................................................................................................................. 17-2
17.2.1. Receptory................................................................................................................................ 17-3
17.2.1.1. Receptory pro proteinové a peptidové hormony a katecholaminy .................................. 17-3
17.2.1.2. Receptorové proteiny uvnitř buněk.................................................................................. 17-3
17.2.2. Dva hlavní způsoby účinku hormonů...................................................................................... 17-3
17.2.2.1. Princip druhého přenašeče.............................................................................................. 17-3
17.2.2.2. Kontrola genové aktivity .................................................................................................. 17-4
17.3. Řízení produkce hormonů.............................................................................................................. 17-4
17.4. Faktory ovlivňující hladinu hormonů v plazmě ............................................................................... 17-5
17.5. Metody stanovení hormonů............................................................................................................ 17-5
17.6. Jednotlivé hormony ........................................................................................................................ 17-6
17.6.1. Hormony hypotalamu.............................................................................................................. 17-6
17.6.1.1. Neurosekreční peptidy..................................................................................................... 17-6
ADH a oxytocin........................................................................................................................... 17-7
17.6.2. Hormony hypofýzy .................................................................................................................. 17-7
17.6.2.1. Hormony neurohypofýzy.................................................................................................. 17-7
Adiuretin (ADH) .......................................................................................................................... 17-7
17.6.2.2. Hormony adenohypofýzy................................................................................................. 17-8
Gonadotropiny (FSH, LH)........................................................................................................... 17-8
Adrenokortikotropin (kortikotropin, ACTH) ................................................................................. 17-9
Tyreotropin (thyreotropin, thyrotropin, tyrotropin, TSH) ........................................................... 17-10
Prolaktin (laktotropní hormon, mammotropin, PRL)................................................................. 17-11
Somatotropin (STH) ................................................................................................................. 17-12
17.6.3. Hormon epifýzy ..................................................................................................................... 17-13
Melatonin.................................................................................................................................. 17-13
17.6.4. Hormony štítné žlázy a příštítných tělísek ..........................................................................17-144
Tyroxin (tetrajódtyronin, T4), trijódtyronin (T3), reverzní trijódtyronin (rT3)....................... 17-144
Kalcitonin (tyreokalcitonin, CT) ............................................................................................ 17-17
Parathormon (paratyrin, parathyroid hormone, PTH) .......................................................... 17-18
17.6.5. Hormony slinivky břišní ......................................................................................................... 17-20
Inzulín................................................................................................................................... 17-20
Diabetes mellitus ...................................................................................................................... 17-22
Glukagon.............................................................................................................................. 17-30
Somatostatin (SIH)............................................................................................................... 17-31
Metabolický syndrom................................................................................................................ 17-31
17.6.6. Hormony nadledvin a pohlavních žláz .................................................................................. 17-33
Hormony kůry nadledvin............................................................................................................... 17-36
17.6.6.1. Glukokortikoidy .............................................................................................................. 17-36
Kortizol ................................................................................................................................. 17-36
17.6.6.2. Mineralokortikoidy.......................................................................................................... 17-36
Aldosteron ............................................................................................................................ 17-36
17.6.7. Pohlavní hormony ................................................................................................................. 17-38
17.6.7.1. Androgeny ..................................................................................................................... 17-38
Testosteron .......................................................................................................................... 17-38
17.6.7.2. Estrogeny a gestageny (progestiny).............................................................................. 17-39
Progesteron.......................................................................................................................... 17-39
Estradiol ............................................................................................................................... 17-40
Estriol ................................................................................................................................... 17-40
Choriogonádotropin (hCG, HCG)......................................................................................... 17-40
Menstruační cyklus................................................................................................................... 17-41
Kalcitriol (D-hormon, 1,25-dihydroxycholekalciferol) ........................................................... 17-42
17.6.8. Hormony dřeně nadledvin (katecholaminy) .......................................................................... 17-42
17.6.9. Tkáňové hormony ................................................................................................................. 17-45
Cytokiny ........................................................................................................................................ 17-46
17.7. Přehled („klasických“) hormonů – shrnutí ................................................................................... 17-48
17.8. Kontrolní otázky a pokyny ............................................................................................................ 17-49