Látkové regulace Hormonální řízení Obecná chemorecepční schopnost buněk Komunikace ve společenství buněk, rozeznání poškozené nebo cizí buňky Signály: diferencuj, proliferuj, syntetizuj, zemři… Porozumění = klíč k podstatě Mezibuněčná komunikace a signálová transdukce Obecná chemorecepční schopnost buněk Komunikace ve společenství buněk, rozeznání poškozené nebo cizí buňky Signály: diferencuj, proliferuj, syntetizuj, zemři… Porozumění = klíč k podstatě Chemické signály přijímá buňka od svého vzniku… Embryonální diferenciace …po svou smrt Apoptóza Hormony a endokrinní sekrece Typ řízení vhodný pro relativně pomalé, centrální řízení velkých buněčných populací. Závislý na výkonném cirkulačním systému. Existují dva typy endokrinních systémů. A) Neuroendokrinní systém sestává z neuronů, které jsou specializovány pro syntézu, uskladnění a sekreci velkých množství neurohormonů do krve. Terminály axonů pak často vytváří specializované neurohemální orgány, odkud se hormony vylévají do krve nebo jsou tu uskladněny a na nervový stimul uvolněny. Hormony a endokrinní sekrece Existují dva typy endokrinních systémů. B) Klasický endokrinní systém sestává z ne-neurálních buněk (často epiteliálních), které vypouštějí hormony do krve. Tyto žlázy nemají vlastní dopravní cesty nebo kanálky – využívají toho, že cirkulace tělesných tekutin zanese jejich sekrety k cílovým orgánům. Klasické endokrinní buňky jsou přítomny jen u vyšších bezobratlých a u obratlovců Klasické endokrinní řízení převládá u vyšších bezobratlých a obratlovců – závisí totiž na výkonné a spolehlivé cirkulaci. Hormony a endokrinní sekrece Endokrinní sekrece řídí: růst a vývoj, energetický metabolizmus, látkovou homeostázu, trávení, funkci gonád, oběh, barvoměnu, chování, diapauzu... ▪ Eikosanoidy – (prostaglandiny) ▪ Plyny – (NO, CO) ▪ Puriny – ATP, cAMP ▪ Aminy – od tyrozinu (adrenalin, par. histamin) ▪ Peptidy a proteiny – mnoho hormonů neurohormony ▪ Steroidy – hormony a feromony ▪ Retinoidy – od vit A Chemická struktura komunikačních látek Exokrinní a endokrinní sekrece Exokrinní: Feromony, pot, ale i látky v moči nebo trávicí trubici. Spolupráce nervového a hormonálního řízení. Dělba práce. Kaskády od NS po cílový orgán Extracelulární kaskáda Spolupráce nervového a hormonálního řízení. Kaskády od NS po cílový orgán Extracelulární kaskáda Zesílení a zpětnovazebná kontrola Záleží na rozpustnosti ligandu ve vodním prostředí. Na vysílací straně: - Lipofilní (steroidy) nemůže být skladován – syntéza podle potřeby, doprava na krátké vzdálenosti difuzí, na dlouhé vzdálenosti potřebné nosiče - Hydrofilní (proteiny, AK) často upravovány, skladovány ve vesikulech a exocytózou vylévány Intracelulární kaskáda: Dvě základní cesty předání signálu Lipofilní ligand Hydrofilní ligand Vstup a účinek nepolárního a polárního hormonu Záleží na rozpustnosti ligandu i na přijímací straně: Např. Tyroxin Např. Adrenalin Intracelulární kaskáda: Základní cesty předání signálu Doplňující informace např. na: http://www.physiome .cz/atlas/bunka/01/ Zesílení na příkladu regulace Glc Zesílení animace Působení hormonů ve fylogenezi a hmyz jako model Ve vývoji hmyzu a tvorbě nové kutikuly se uplatňují zejména JH, PTTH, Ek. Mozek hraje centrální roli. sir Vincent B. Wigglesworth Dnes: látkové signály na tkáňových kulturách Spolupráce nervového a hormonálního řízení. Spolupráce nervového a hormonálního řízení. Kaskády od NS po cílový orgán Nervové ústředí hormonálních os je u bezobratlých i obratlovců. Proč? Mozek má nejcennější informace o vnějším, ale i vnitřním prostředí. Jak mozek hormonálně komunikuje s buňkami. Obratlovci: Hypotalamo-hypofyzární komplex: Centrální propojení nervového a hormonálního řízení Obratlovci: Hypotalamo-hypofyzární komplex: Centrální propojení nervového a hormonálního řízení Hypotalamo-hypofyzární komplex: pozice v lidském mozku Testes Testes Testes Testes Testes Testes Oxytocin – stahy hladké svaloviny Mozek jako řídící místo: Psychické vlivy se spojují s mechanickými podněty. Po analýze neurálních signálů následuje hormonální odpověď. I při porodu, ovlivňuje chování. Testes Antidiuretický hormon (ADH) – Vasopresin Mozek (hypotalamus) monitoruje složení tělních tekutin a řídí sodíkovou homeostázu. V místě detekce není krevně mozková bariéra – může být sledováno složení krve. Sekrece ADH řídí zejména diurézu v ledvinách Testes Hormonální regulace Glc Inzulinová signalizace Vysílací strana – B buňky pankreatu ATP signál - Depolarizace otevírá Ca kanál Ca spustí exocytózu vezikul s inzulinem Inzulinová signalizace Přijímací strana: Intenzívně zkoumané bludiště Glc pasivní transportér se zabuduje do membrány Tyrozin kinázový receptor – např. pro inzulín Tyrozin kinázový receptor – např. pro inzulín Příklad několikanásobné kontroly: 1- smyčka 1. řádu (bez n.s.) 2- smyčka 2. řádu (bez n.s.) 3- smyčka 1. řádu - nervová Inzulinová signalizace celkové řízení Diabetes mellitus typ I Diabetes mellitus typ II Testes Koolman, Color Atlas of Biochemistry, 2nd edition © 2005 Thieme Funkce vápníku Hormonální regulace Ca2+ v krvi Hormonální regulace Ca2+ v krvi Hormonální regulace Ca2+ v krvi Vysílací strana: Nadbytek vápníku (hyperkalcémie): Receptor pro extracelulární vápník intracelulárně spustí: - růst Ca intracelulárně a exocytózu kalcitoninu ze štítné žlázy - pokles cAMP – tlumí exocytózu PTH z příštitných tělísek Dřeň nadledvin je modifikovaná část sympatického nervového systému Testes Dřeň nadledvin je modifikovaná část sympatického nervového systému Testes Hormony kůry nadledvin Hormonální reakce na stres Testes Hormony snižující diurézu při nedostatku vody: ADH (Vasopressin) – vkládá aquaporiny do membrány sběrného kanálku Aldosteron – řídí syntézu a vložení transportérů Na+ do membrány tubulu Hospodaření solemi a vodou Hospodaření solemi a vodou Rozlišení nedostatku vody a nadbytku solí. ADH – propustnost sběrného kanálku Aldosteron – zpětná resorbce Na+ ANP – atriový natriuretický p. Při nadměrném napětí ze svaloviny předsíní, při velkém objemu a tlaku. Podporuje diurézu. Renin-Angiotenzinový sst. Poloha juxtaglomerulárního aparátu vhodná pro kontrolu složení moči i odesílání endokrinních signálů. Renin aktivuje angiotenzin. Ten má řadu účinků zvyšujících příjem a retenci vody. Nízký TK – sekrece Reninu Vysoký TK – inhibice sekrece Reninu Kompenzace hypovolemického šoku Souhra hormonálních a neurálních regulací Periferní odpor se vazokonstrikcí zvýší a tím zvedne centrální tlak. Zvýší se výkon srdce. Klesá diuréza, zadržuje se voda a zvedá se objem krve. Ledviny Erytropoetin D-hormon Renin Kůra nadledvin Aldosteron Testes Tyroxin – účinky Tyroxin konvertován na 3 I tyronin Stimulace proteosyntézy, zrání a růstu, zvyšování bazálního metabolizmu i spotřeba kyslíku a produkce tepla. U obojživelníků urychlují metamorfózu Účinek Testes Hormonální regulace zrání samičích pohlavních buněk Hormonální regulace samičích pohlavních buněk Hormonální regulace zrání samičích pohlavních buněk Souhra adenohypofýzy a folikulů připravuje dělohu na přijetí vajíčka Zrání folikulu FSH – vývoj a růst folikulu FSH a LH – dozrání a ovulace Hormonální regulace samičích pohlavních buněk – zpětné vazby Zda folikul zanikne nebo ne, rozhoduje poměr FSH/LH ve folikulu Před ovulací pozitivní, po ovulaci negativní zpětná vazba => Zánik Corpus luteum Hormonální regulace samičích pohlavních buněk – zpětné vazby Před ovulací pozitivní, po ovulaci negativní zpětná vazba => Zánik Corpus luteum HCG z placenty udrží ŽT a tím zastaví cyklus Hormonální regulace testikulární sekrece I muži mají FSH a LH. K řízení spermatogeneze a sekrece testosteronu Produkce testosteronu Výživa spermií Hormonální regulace vzniku samčích pohlavních buněk Hormonální regulace gastrointestinální spolupráce Gastrin Enterogastron - GIP Sekretin Pankreozymin cholecystokinin Hepatokinin Vilikinin Leptin Propojení hormonálního řízení a imunitního sst. Od mozku k leukocytům a zpět.