ENDOKRINNÍ SYSTÉM ŽLÁZY S VNITŘNÍ SEKRECÍ = Vítám Vás na komentované přednášce k tématu endokrinního systému. Tento termín znáte spíše od základní školy, z hodin biologie člověka – pod názvem žlázy s vnitřní sekrecí. HORMONY •Základ slova: „Hormaó“ znamená „budit k činnosti“ • •Jedná se o působky žláz s vnitřní sekrecí • •Delší definice: jsou to látky, které jsou produkovány buňkami či tkáněmi endokrinního systému, jimi vylučovány do krve a krevní cestou putující do cílové tkáně, kde vyvolávají specifickou odpověď Tyto žlázy produkují speciální látky, které dostali pojmenování hormony. Dnes je přesně známa chemická struktura jednotlivých hormonů, je známo jejich působení, jaké jsou interakce s jinými látkami v těle, jakým způsobem pronikají do buněk -…to vše je dnes jasné až na molekulární úroveň….z tohoto pohledu můžeme obdivovat nápad prvních výzkumníků v této oblasti, kteří nazvali látky, které tenkráte zkoumali právě slovem „hormony“…se základem slova“ hormao“-což znamená „budit někoho k činnosti“….a pokud si vzpomínáte na první přednášky z minulého semestru, kdy jsme si povídali o tom, že hormony jsou prvními posly informace a nastartují kaskádu druhých poslů…tak klobouk dolů za to pojmenování. Na snímku máte 2 možné definice hormonů:krátká – hormony jsou působky žláz s vnitřní sekrecí nebo tu delší. obr_36 Na snímku je přehled žláz, které vylučují hormony. Navíc je zde jen thymus-neboli brzlík, který patří do imunitního systému – nicméně musíme si uvědomit, že i v imunitním systému jsou produkovány látky, podobné hormonům, které regulují funkce imunitního systému a interakce jeho jednotlivých buněk apod. (mají různá pojmenování- cytokininy, leukininy, interkininy) .. Sagitální řez mozkem ve střední čáře Hypotalamus Stopka spojující hypotalamus s hypofýzou K.Javorka a kol.: Lekárska fyziológia, Osveta 2001 Anatomická poznámka – uvědomit si vzájemné vztahy struktur produkujících základní hormony – hypotalamus a hypofýza + nezapomeneme ani na epifýzu. obr_41 R.Rokyta a kol.: Fyziologie; Praha 2000 Eminentia mediana arterie arterie Tento snímek ukazuje dvě za sebou zapojená kapilární řečiště v adenohypofýze (tento typ zapojení se označuje jako tzv. portální systém – podobné spojení dvou řečišť je i v játrech, také se označuje jako portální oběh; POZOR nespojujte tento pojem s vena portae =(vrátnicová žíla v játrech). V hypotalamu je spousta nakupenin neuronů, v těle jejich buněk se syntetizují neurohormony, transportují se do nervových zakončení a z nich se exocytózou uvolňují do krve. Axony tzv. velkých neuronů (magnocelulárních), které produkují oxytocin a ADH(vazopresin) pak končí (mluvíme o axonálním proudění) v zadním laloku hypofýzy (=neurohypofýza). Axony, které transportují neurohormony pro adenohypofýzu končí na spodině mozku v eminentia mediana. Zde se dostávají do kapilár hypotalamo-hypofyzárního portálního oběhu, kterým se tak dostanou do předního laloku hypofýzy. Tímto způsobem nedochází k ředění hormonů v systémovém řečišti. HYPOTALAMUS •TRH – thyreotropin releasing hormone •CRH – corticotropin releasing hormone •GHRH – growth hormone releasing hormone •GHIH – growth hormone inhibitory hormone •GnRH – gonadotropin releasing hormon •PRF (PAF) – prolactin releasing factor (=prolaktin aktivační faktor) •PIH (PIF) – prolacting inhibitory hormone (=dopamin, =prolaktin inhibiční faktor) Toto je přehled hormonů, které se vylučují v hypotalamu. Říká se jim „uvolňovací“ hormony, protože na základě jejich působení se uvolňují hormony z jiných částí endokrinního systému – adenohypofýzy a neurohypofýzy. V literatuře se v současnosti používá dvojí názvosloví – z anglického releasing nebo se používají pojmy liberin (uvolňující se hormon se stimulační funkcí) a statin (s funkcí tlumící). TRH – thyreotropin releasing hormone = thyreoliberin CRH – corticotropin releasing hormone = kortikoliberin GHRH – growth hormone releasing hormone =somatoliberin GHIH – growth hormone inhibitory hormone = somatostatin GnRH – gonadotropin releasing hormon = gonadoliberin PRF (PAF) – prolactin releasing factor = prolaktin aktivační faktor PIH (PIF) – prolactin inhibiting hormone (dopamin) = prolaktin inhibiční faktor…dnes už se nepoužívá ani toto označení, prostě má stejné složení jako DOPAMIN Přední lalok hypofýzy - adenohypofýza •TSH – thyreostimulační hormon •ACTH – adrenokortikotropní hormon •STH – růstový (somatotropní) hormon •FSH – folikuly stimulující hormon •LH – luteinizační hormon •PRL - prolaktin Přední lalok hypofýzy – adenohypofýza – přehled hormonů: TSH – thyreostimulační hormon (jinak: thyreotropin) ACTH – adrenokortikotropní hormon ( (somatotropin) FSH – folikuly stimulující hormon LH – luteinizační hormon PRL – prolaktin Zadní lalok hypofýzy - neurohypofýza •ADH – antidiuretický hormon (vazopresin) • •Oxytocin • Zadní lalok hypofýzy – neurohypofýza: přehled hormonů – jsou jen dva ADH – antidiuretický hormon (vazopresin) Oxytocin TYPY SEKRECE 1.dle vzdálenosti cílové tkáně od místa vzniku hormonu: a)Endokrinní (endokrinie) – „klasická cesta“ vylučování hormonu do krve, krevní cestou dorazí do místa určení (do cílové tkáně) • b)Parakrinní (parakrinie) – buňka vylučující hormon ovlivňuje jím pouze svoje okolí • c)Autokrinní (autokrinie) – buňka vylučující hormon ovlivňuje pouze zpětně sama sebe • •a) = „klasické“ hormony b)+c) =„lokální“ hormony Typy sekrece hormonů by se daly rozdělit dle vzdálenosti cílové tkáně od místa vzniku hormonu na sekreci: Endokrinní (endokrinie) – „klasická cesta“ vylučování hormonu do krve, krevní cestou dorazí do místa určení (do cílové tkáně). Parakrinní (parakrinie) – buňka vylučující hormon ovlivňuje jím pouze svoje okolí. Autokrinní (autokrinie) – buňka vylučující hormon ovlivňuje pouze zpětně sama sebe. Tyto pojmy a jejich definice si, prosím, zapamatujte. Endokrinní cestou se vylučují klasické hormony (např.hormony štítné žlázy), parakrinie a autokrinie – příklady hormonů z gastrointestinálního traktu (viz přednáška) Nepleťme si pojmy! •Neurotransmitery – látky vyvolávající • v cílové tkáni elektrickou odpověď • (typické pro nervový systém, uvolňují se • v synapsích) • •Enzymy – katalyzátory působící jako pomocník při reakci přímo v místě vzniku Pozor na tyto pojmy, nenahrazují pojem hormon TYPY SEKRECE 2. dle časového hlediska uvolňování hormonu: •Stálá sekrece – hormony štítné žlázy •Pulzní sekrece – GnRH (gonadoliberin) •Sekrece dodržující cirkadiální rytmus (přibližně 24hodinový) – hormony z kůry nadledvin •Sekrece s měsíčním kolísáním – ženské pohlavní hormony •Sekrece „on dimand“ (dle potřeby) – např. inzulin: regulující hladinu glukózy v krvi Jiný pohled by upřednostňoval časové hledisko: Stálá sekrece – sekrece udržující stálou hladinu hormonu, příkladem jsou hormony štítné žlázy Pulzní sekrece – GnRH (gonadoliberin) Sekrece dodržující cirkadiální rytmus (přibližně 24hodinový) – hormony z kůry nadledvin Sekrece s měsíčním kolísáním – ženské pohlavní hormony Sekrece „on demande“ (dle potřeby) – např. inzulin: regulující hladinu glukózy v krvi. Hlavní charakteristiky hormonů •Cílený efekt – hormon působí na cílovou tkáň • •Specifický účinek – účinek hormonu nelze napodobit žádnou jinou endogenní látkou • •Vysoká účinnost – k vyvolání efektu jsou třeba velmi malé (pikomolární) koncentrace Snímek popisuje hlavní charakteristiky hormonů – jejich vlastnosti.: Chemická struktura hormonů •Aminokyselinové hormony - adrenalin, noradrenalin •Peptidové hormony (peptidy = krátké řetězce aminokyselin –3,4,8,10 C) - oxytocin •Glykoproteiny (proteiny+glycidy) - hormony předního laloku hypofýzy •Steroidy (odvozené od cholesterolu) - hormony kůry nadledvin, pohlavní hormony Nechceme po vás nějaké chemické vzorce, ale jen toto základní rozdělení hormonů do 4 skupin podle jejich chemické struktury. Je to důležitá informace, protože….viz další snímek •Chemická struktura hormonů je velmi důležitá, protože na ní závisí mechanismus účinku Na jejich chemické struktuře závisí mechanismus účinku hormonů, jakým způsobem se dostávají přes membránu buněk/do buňky a nastartují kaskádu dalších reakcí Mechanismus účinku •Receptory - na povrchu buněk •Receptory v cytoplazmě •Receptory v jádře • •Hormon – jako první posel informace, po navázání na receptor dochází k aktivaci tzv. „druhých poslů“ Důležité je si uvědomit, že na chemické struktuře hormonů závisí mechanismus účinku, který se odvíjí od uložení receptorů pro navázání hormonu a spuštění kaskády reakcí včetně aktivace tzv. druhých poslů končící popisovaným účinkem hormonu. (receptory jsou uloženy porůznu – na membráně buněk, nebo v cytoplazmě, na jaderné membráně, mitochondriální membráně…. Receptory pro proteinové hormony jsou uloženy na povrchu buněk, pro steroidní hormony pak v cytoplazmě, v jádře nebo na mitochondrii. R.Rokyta a kol.: Fyziologie; Praha 2000 Snímek ukazuje uložení receptorů dle jejich chemické struktury, jak pronikají přes membránu. Receptory pro proteinové hormony jsou uloženy na povrchu buněk, pro steroidní hormony pak v cytoplazmě, v jádře nebo na mitochondrii. Systém druhých poslů •Cyklický adenozinmonofosfát - cAMP •Cyklický guanozinmonofosfát – cGMP •Inozitoltrifosfát - IP3 •diacylglycerol - DAG •Ca 2+ ionty Systém druhých poslů – jen pro připomenutí z přednášek na začátku semestru – jedná se o cyklický adenozinmonofosfát – cAMP, cyklický guanozinmonofosfát – cGMP, inozitoltrifosfát - IP[3 , ]diacylglycerol – DAG a Ca ^2+ ionty. Regulace činnosti endokrinních žláz •Řízení a regulace v lidském organismu jsou nezbytné pro udržení homeostázy •Máme dva specializované řídící systémy: nervový a humorální •Rozdíl v pojmech: řízení a regulace je dán termínem zpětná vazba Zpětná vazba •Termín přejatý z techniky a znamená: • Produkt nějaké činnosti ovlivňuje tuto činnost tak, aby byl (ten produkt) stálý • •V endokrinním systému to znamená: hladina hormonu v krvi nebo změna, kterou vyvolal, mění intenzitu jeho další sekrece Pro tuto regulaci je důležitý pojem zpětná vazba, který zajišťuje rozdíl mezi pojmy řízení a regulace. Jedná se o termín přejatý z techniky a znamená: „Produkt nějaké činnosti ovlivňuje tuto činnost tak, aby byl (ten produkt) stálý“. V endokrinním systému to znamená: hladina hormonu v krvi nebo změna, kterou vyvolal, mění intenzitu jeho další sekrece. Většina biologických vztahů je regulována tzv.negativní zpětnou vazbou: zvýšené množství produktu nad danou hranici vede k utlumení činnosti anebo snížené množství produktu vede k povzbuzení činnosti. •většina biologických vztahů je regulována tzv.negativní zpětnou vazbou: • • zvýšené množství produktu nad danou hranici vede k utlumení činnosti •anebo • snížené množství produktu vede k povzbuzení činnosti • Pojem negativní může vyvolávat dojem něčeho špatného, ale je to právě naopak. Negativní zpětná vazba je tou nejdůležitější vazbou pro fyziologické regulace. Její hlavním úkolem je udržet různé parametry našeho organismu ve fyziologickém rozmezí (regulace hladiny glukózy: v krvi je detekována vyšší hladina glukózy, dojde k vyplavení inzulinu, ten umožní vstup glukózy z krve do buněk, tím se hladina glukózy v krvi sníží; naopak - když se sníží pod určitou hladinu, zase to systém zaregistruje a vyplaví se glukagon, který uvolní glukózu ze zásob a hladina glukózy se tak dostane do“fyziologických hodnot“. •existuje i pozitivní zpětná vazba: • • Produkt ovlivňuje činnost pouze pozitivně • (ve smyslu zvyšování hladiny hormonu a tím • i vystupňování jeho účinku) •Pozor: tato cesta vede k nestálosti systému • až k jeho destrukci • • Je podkladem vzniku nemocí • • Výjimka: porod Existuje i pozitivní zpětná vazba: Produkt ovlivňuje činnost pouze pozitivně (ve smyslu buď zvyšování hladiny hormonu a tím i vystupňování jeho účinku; nebo vystupňování snižování účinku). Tato cesta ale vede k nestálosti systému až k jeho destrukci a je podkladem vzniku nemocí. Fyziologickou výjimkou je porod. obr_32 Jednoduchá negativní zpětná vazba – produkce hormonu je regulována změnou (např. v chemickém složení krve) vyvolanou hormonem Schémata jednotlivých typů zpětných vazeb obr_31 Složitá negativní zpětná vazba - produkce hormonu je regulována koncentrací hormonu v periferní krvi. Uplatňuje se u hormonů, které jsou ovlivňovány nadřazenou endokrinní žlázou obr_33 Komplexní zpětná vazba R.Rokyta a kol.: Fyziologie; Praha 2000 Komplexní zpětná vazba ukazuje provázanost - hierarchii jednotlivých míst, ze kterých jsou jednotlivé typy hormonů vyplavovány…nejlepší příklad je kaskáda hormonů štítné žlázy.