1. OGÓLNE ZASADY ORGANIZACJI UKŁADU HORMONALNEGO.

Integracja czynności różnych tkanek i narządów oraz utrzymanie stałości środowiska wewnętrznego ustroju ludzkiego , dokonuje się dzięki wpływowi układu neurohormonalnego, dzielonemu zazwyczaj na układ nerwowy wegetatywny oraz hormonalny. Oba te układy , są układami sterującymi funkcjami organizmu , wzajemnie się uzupełniając.

Do przenoszenia informacji wykorzystywane są substancje chemiczne - hormony - spełniające w układzie nerwowym rolę transmitera synaptycznego ( neuroprzekaźnika), a w przypadku układu hormonalnego - podstawowego nośnika informacji .

1.1 DEFINICJA HORMONU

Hormony, w najszerszym tego słowa pojęciu, są to chemiczne nośniki informacji, krążącej pomiędzy komórkami organizmu wielokomórkowego.

Ze względu na budowę chemiczną cząstki wyróżnia się :

• hormony będące pochodnymi tyrozyny ( katecholaminy, hormony tarczycy )

• hormony peptydowe ( peptydy jak gonadoliberyna czy białka jak insulina lub glukagon)

• hormony st eroidowe ( pochodne cholesterolu np. estrogeny ).

1.2 MOLEKULARNE MECHANIZMY DZIAŁANIA HORMONÓW.

Komórki reagujące na dany hormon , określamy mianem komórek docelowych lub wrażliwych. Wrażliwość uwarunkowana jest obecnością na powierzchni lub we wnętrzu tych komórek , wyspecjalizowanych białek zwanych receptorami, które wychwytują i wiążą swoisty hormon.

Powstający aktywny kompleks hormon-receptor , inicjuje szereg reakcji wewnątrzkomórkowych prowadzących do zmiany metabolizmu komórki. Łańcuch zainicjowanych reakcji ma następujące cechy :

• odpowiedź komórek docelowych wpływa na wydzielanie hormonów do krwioobiegu

• komórki docelowe są zdolne do rozpoznania hormonu

• w komórkach istnieją odpowiednie , wewnątrzkomórkowe, sposoby transmisji informacji , zakodowanej w cząstce hormonu

• odpowiedź komórek nie podlega prawu „ wszystko albo nic” i jest odpowiedzią stopniowaną.

13 KONTROLA WYDZIELANIA DOKREWNEGO.

Czynność gruczołów endokrynnych podlega regulacji poprzez mechanizmy , które można podzielić na :

- nerwowe

- metaboliczne

- hormonalne

Regulacja nerwowa.

• związana jest z wpływem układu wegetatywnego na czynność gruczołów endokrynnych. Dotyczyć może uwalniania hormonów z odpowiednich gruczołów wydzielania dokrewnego , np. katecholamin bądź insuliny, pod wpływem pobudzenia odpowiednich struktur układu nerwowego.

Mechanizmy nerwowe odpowiedzialne są także za wytwarzanie i uwalnianie hormonów z zakończeń neuronów , np. wazopresyny lub oksytocyny.

Regulacja metaboliczna

- dotyczy bezpośredniego wpływu substratów lub produktów metabolicznych , na wydzielanie dokrewne. Przykładem może być wpływ glukozy na uwalnianie insuliny bądź jonów wapnia na uwalnianie parathormonu.

Kontrola hormonalna.

• zasadniczym mechanizmem ( Ryc. 2 ) , jest układ samoregulujący, charakterystyczny dla układów

elektronicznych , oparty o układ sprzężeń zwrotnych.

• Najbardziej rozpowszechnione jest : ujemne sprzężenie zwrotne, oparte na założeniu , że sygnał powoduje odpowiedź, ta zaś z kolei zmniejsza wielkość sygnału. Ten rodzaj regulacji spotykany jest w układzie liberyny - hormony tropowe przysadki

• dodatnie sprzężenie zwrotne zachodzi , gdy generator sygnału stymulowany jest przez odpowiedź którą wywołuje. Przykładem , jest regulacja wydzielania oksytocyny w czasie porodu, bądź okołoowulacyjny wyrzut luteotropiny pod wpływem zwiększającego się poziomu estrogenów.

Sprzężenia zwrotne oparte są na pętlach :

• długiej-interakcja pomiędzy hormonami gruczołów obwodowych a przysadką lub podwzgórzem

• krótkiej - przysadka - podwzgórze

• ultrakrótkiej- zwrotny wpływ hormonu na swoją syntezę

Innym przykładem kontroli hormonalnej jest kontrola przez inhibicję.

W przypadku hormonów nie wytwarzających swoistych substancji obecnych we krwi ( np. prolaktyna, hormon wzrostu), koniecznym było wykształcenie specjalnych czynników hamujących ich wydzielanie, tzw inhibin (statyn) . Dopiero zahamowanie uwalniania statyn , pod wpływem innych czynników np. nerwowych , prowadzi do wzrostu uwalniania hormonów.

2. FIZJOLOGIA PODWZGÓRZA.

Centrum koordynującym funkcją układu neurohormonalnego jest podwzgórze. W obrębie podwzgórza syntetyzowane są trzy grupy hormonów.

Pierwszą z nich stanowi grupa hormonów hipofizotropowych, regulujących funkcję przysadki. Należą do nich :

• liberyny - czynniki stymulujące uwalnianie hormonów przysadkowych

TRH - tyreoliberyna- pobudza uwalnianie i syntezę TSH, a także rozrost komórek tyreotropowych przysadki, stymuluje w sposób niespecyficzny uwalnianie prolaktyny, działa antydepresyjnie

Gn-RH- gonadoliberyna-hormon uwalniający gonadotropiny , o większym jednak powinowactwie do LH

MRH - melanoliberyna

GHRH- somatoliberyna

CRH - kortykoliberyna

- statyny - czynniki hamujące uwalnianie hormonów tropowych przysadki

SMS - somatostatyna( hamuje również uwalnianie prolaktyny, rozpowszechniona również poza podwzgórzem, np. w trzustce, przewodzie pokarmowym, komórkach C tarczycy)

PRIH - prolaktostatyna ( jak się wydaje funkcję tą wypełnia dopamina)

MIH - mel anostatyna

Zarówno liberyny jak i statyny występują w niesłychanie małych ilościach i fakt, że mogą sprawnie regulować funkcję przysadki mózgowej, związany jest z istnieniem krążenia wrotnego łączącego obie struktury.

Molekularny mechanizm działania hormonów podwzgórzowych, wymaga aktywacji przemian fosfatydyloinozytolu oraz układu cyklazy adenylowej.

3. FIZJOLOGIA PRZYSADKI.

Przysadka mózgowa , aż do czasu udowodnienia nadrzędnej roli podwzgórza , uważana była za strukturę kierującą poczynaniami układu hormonalnego. Ten niewielki, filogenetycznie stary narząd , podejmuje funkcję hormonalną od 9 tygodnia życia płodowego , rozpoczynając syntezę hormonu wzrostu.

Morfologicznie wyróżniamy :

• płat przedni

• część pośrednią

• płat tylny

Każda z wymienionych części spełnia nieco inną funkcję , pozostając narządem , którego głównym zadaniem jest synteza i uwalnianie hormonów.

3.1. HORMONY PŁATA PRZEDNIEGO.

Płat przedni przysadki - jest miejscem syntezy i uwalniania następujących hormonów tropowych:

- tyreotropiny - TSH

- somatotropiny- GH

- kortykotropiny - ACTH

- lutropiny - LH

• folitropiny - FSH

• prolaktyny - PRL

3.1.1 TYREOTROPINA.

Jest glikoproteiną wydzielaną przez komórki tyreotropowe, wykazującą różnicę gatunkową.

Składa się z dwóch podjednostek - alfa i beta. Podjednostka alfa , jest podobna do podjednostek występujących w LH i FSH, zaś podjednostka beta , związana jest ze swoistością gatunkową.

Działanie -

jest fizjologicznym regulatorem czynności gruczołu tarczowego. Pod jej wpływem w obrębie tarczycy obserwuje się :

• zmiany morfologiczne gruczołu tarczowego , polegające na powiększeniu komórek, nasileniu unaczynienia

• zwiększeniu wchłaniania jodu

• nasileniu syntezy białek - między innymi tyreoglobuliny

• nasileniu jodowania tyreoglobuliny

Wynikiem działania TSH jest wzrost syntezy hormonów tarczycy oraz nasilenie ich uwalniania.

Regulacja wydzielania TSH -

jest ( Ryc. 3 ) związana z:

• ujemnym sprzężeniem zwrotnym z tyroksyną i trójjodotyroniną

• a także, tonicznym uwalnianiem tyreoliberyny. Mechanizm hamowania uwalniania tyreoliberyny ma być związany z redukcją receptorów dla TRH w obrębie przysadki.

• wpływem somatostatyny hamującej uwalnianie TSH.

3.1.2. KORTYKOTROPINA - ACTH.

Działanie

- wzrost przepływu krwi w nadnerczach

- wzrost komórek kory nadnerczy

• nasiloną syntezę białek

• nasilenie przemiany cholesterolu

• ochronnie na krążący we krwi kortyzol.

Regulacja wydzielania ACTH.

Pozostaje pod kontrolą kortykoliberyny , związanej sprzężeniem zwrotnym ujemnym z kortyzolem ( Ryc. 4 ).

Do innych czynników pobudzających uwalnianie ACTH należą - ból, urazy, strach, intensywne wysiłki, zimno, hipoglikemia.

Obserwuje się wahania dobowe poziomu ACTH , co związane jest z rytmem okołodobowym - szczyt w godzinach rannych.

3.1.3. SOMATOTROPINA.

Ludzki hormon wzrostu jest białkiem o pojedynczym łańcuchu, złożonym ze 191 aminokwasów.

Działanie.

Ludzki hormon wzrostu jest związkiem o bardzo szerokim zakresie działania. Przede wszystkim stymuluje procesy wzrostu. Jego działanie biologiczne możemy opisać jako działanie bezpośrednie lub pośrednie.

Działanie bezpośrednie dotyczy :

• gospodarki węglowodanowej - hamowanie transportu glukozy, wzrostu poziomu glukozy we krwi , co związane jest ze zmniejszeniem komórkowej utylizacji monocukrów i nasileniem glukoneogenezy

• gospodarki lipidowej - poprzez nasilenie lipolizy

• gospodarkę białkową - wzrost transportu przezbłonowego aminokwasów, nasilenie syntezy białek

• nasila procesy różnicowania fibroblastów

• nasila produkcję IGF

Działanie pośrednie dotyczy :

• stymulacji wzrostu organizmu i wpływów endokrynnych , poprzez działanie na czynniki wzrostu ,

pochodzące między innymi z wątroby.

Regulacja wydzielania ludzkiego hormonu wzrostu.

Wydzielanie GH , pozostaje pod kontrolą ( Ryc. 5 ) pochodzących z podwzgórza - somatoliberyny i somatostatyny. Czynnikami stymulującymi uwalnianie z kolei GHRH są - stres, wysiłek fizyczny oraz sen .

Pozostałe czynniki wpływające na uwalnianie GH możemy podzielić na:

- metaboliczne - glukoza i aminokwasy stymulują a wolne kwasy tłuszczowe hamują wydzielanie GH

• hormonalne- estrogeny, hormony tarczycy stymulują a glukokortykosteroidy hamują uwalnianie GH.

3.1.4 GONADOTROPINY ( LUTROPINA I FOLITROPINA )

Glikoproteiny zbudowane z podjednostki alfa i podjednostki beta. Podjednostka alfa jest wspólna , specyficzne są natomiast podjednostki beta .Limitowana jest synteza podjednostek beta.

Znane są trzy wzory wydzielania gonadotropin:

- podstawowy - czyli toniczny

- pulsacyjny - czyli epizodyczny

- cykliczny

Wydzielanie podstawowe - regulowane tonicznymi wpływami ze strony podwzgórza oraz hamującym, zwrotnym działaniem sterydów płciowych; dominuje u mężczyzn, stanowi jeden z kontrolnych mechanizmów u kobiet.

Pulsacyjne - rytmiczne, określona częstotliwość i amplituda. Regulowane czynnikami wewnątrzkomórkowymi, które mogą być zależne lub nie od hormonów płciowych. Jest charakterystyczne dla dojrzałych organizmów. Nie występuje po menopauzie. U kobiet rytm pulsów wynosi 60-120 min. /jeden puls/.

Cykliczne - charakterystyczne dla kobiet, jest efektem dodatniego sprzężenia zwrotnego z estrogenami.

Estradiol nasila przysadkową odpowiedź na GnRH , wyzwalając w środku cyklu synchroniczne uwalnianie LH i FSH. Ośrodek regulujący ten cykl nazywany jest generatorem pulsów.

Działanie biologiczne gonadotropin.

Folitropina głównie wpływa na funkcję rozrodczą - proces dojrzewania komórek płciowych oraz syntezę gonadalnej inhibiny , zaś lutropina na funkcję hormonalną gonad.

Regulacja wydzielania.

Wydzielanie gonadotropin stymuluje gonadoliberyna. Hamowanie wydzielania gonadotropin związane jest z działaniem steroidów gonadalnych - estrogenów i testosteronu oraz inhibiny.

U kobiet obserwujemy fenomen sprzężenia zwrotnego dodatniego pomiędzy estrogenami a gonadotropinami , głównie LH.

3.1.5. PROLAKTYNA.

Działanie prolaktyny.

Działanie prolaktyny , które zazwyczaj kojarzyło się z karmieniem , okazuje się daleko szersze. PRL wpływa bowiem na :

-gruczoł sutkowy - zwiększa masę sutka, inicjuje i podtrzymuje laktację

-jajniki - nadmiar powoduje niepłodność

-hamuje uwalnianie gonadoliberyny

-wątrobę , nerki, jądra , trzustkę - działania nie wyjaśnione

Mechanizm działania prolaktyny u mężczyzn jest dość niejasny. Pod jej wpływem następuje wzrost magazynowania cholesterolu i pobudzania wytwarzania androgenów jądrowych, zwiększanie aktywności

B - glukoronidazy, co potwierdza sugestię o pobudzającym wpływie prolaktyny na biosyntezę sterydów jądrowych.

Regulacja wydzielania.

Nie potwierdzono do dnia dzisiejszego specyficznych, peptydowych hormonów podwzgórzowych, wpływających na wydzielanie prolaktyny.

Mechanizm regulacyjny , jak się wydaje , oparty jest na tonicznym, hamującym wpływie dopaminy ( Ryc. 6 ), wiążącej się z receptorami D-2 laktotropów przysadki.

Poza tym :

• hamująco na wydzielanie prolaktyny wpływają : GABA , GAP , prolaktyna,

• pobudzjąco - drażnienie mechanoreceptorów brodawki sutkowej, beta - endorfina, TRH ,VIP , serotonina , neurotensyna , angiotensyna II .

Pamiętaj - regulacja wydzielania prolaktyny , to przykład odruchu nerwowego hamujacego.

3.2 HORMONY CZĘŚCI POŚREDNIEJ PRZYSADKI.

W obrębie części pośredniej przysadki , wydzielane są , pochodzące z dużej cząstki prohormonu, preproopiomelanokortyny( POMC) :

- hormony alfa - i beta- melanotropowe,

• peptyd kortykotropowo podobny części pośredniej przysadki ( CLIP)

• gamma - lipotropina ( LPH)

• beta endorfiny

• met-enkefalina

Najwięcej wiadomo o działaniu hormonów melanotropowych. U ludzi powodują one nasilenie syntezy melaniny i ciemnienie skóry.

Drugą grupą hormonów budzących coraz większe zainteresowanie , są endorfiny i enkefaliny , należące do dużej grupy endogennych opioidów. Ich działanie jest niesłychanie szerokie i obejmuje między innymi :

- uśmierzający wpływ na percepcję bólu

- utrzymanie psychicznej homeostazy organizmu

- nasilają odpowiedź komórek immunokompetentnych

- pobudzają wydzielanie prolaktyny , hormonu wzrostu,

• hamują wydzielanie gonadotropin i tyreotropiny, wazopresyny oraz oksytocyny

3.3 HORMONY TYLNEGO PŁATA PRZYSADKI.

W obrębie tylnego płata przysadki nie stwierdzono obecności komórek syntetyzujących substancje hormonalnie czynne i w zasadzie , funkcja tej struktury ograniczona jest do uwalniania hormonów syntetyzowanych w podwzgórzu . Są to oksytocyna i wazopresyna, które drogą transportu aksonalnego docierają do tylnego płata, skąd są uwalnianie do krwi.

3.3.1 WAZOPRESYNA = ADH ( HORMON ANTYDIURETYCZNY)

Wazopresyna jest peptydem zbudowanym z 9 aminokwasów. Prohormon wazopresyny syntetyzowany jest w neuronach jąder nadwzrokowego i przykomorowego.

Wazopresyna , swą nazwę zawdzięczająca kurczącemu działaniu na naczynia , jest jednak przede wszystkim, czynnikiem regulującym gospodarkę wodną, stąd bardziej prawidłowym określeniem jest - hormon antydiuretyczny (ADH).

Działanie.

Głównym punktem uchwytu działania wazopresyny jest nerka, gdzie wiąże się z receptorami V2 , obecnymi w cewkach krętych dalszych i zbiorczych, zwiększając wchłanianie zwrotne wody, co prowadzi do obniżenia osmolalności surowicy.

Znacznie mniejsze znaczenie ma działanie na mięśnie gładkie ( receptory V 1).

W obrębie OUN spełnia rolę nueromodulatora , wpływając na procesy zapamiętywania i zachowań seksualnych.

Regulacja wydzielania.

Wydzielanie wazopresyny hamują , na zasadzie sprzężenia zwrotnego ujemnego ( Ryc. 7 ), osmoreceptory podwzgórza, wrażliwe na zmiany osmolalności surowicy.

Innymi czynnikami wpływającymi na uwalnianie wazopresyny są :

- spadek objętości krwi o ok. 10 %

- obniżenie parcjalnego ciśnienia tętniczego tlenu oraz wzrost ciśnienia dwutlenku węgla

- hormony - angiotensyna II, kortyzol, steroidy płciowe,

- czynniki emocjonalne - ból, bodźce psychiczne,

• temperatura otoczenia.

3.3.2 OKSYTOCYNA.

Syntetyzowana także w obrębie jąder nadwzrokowego i przykomorowego

Działanie .

Zasadniczym efektem działania oksytocyny jest kurczący wpływ na :

- błonę mięśniową macicy , co ma istotne znaczenie w mechanice porodu

- komórki mioepit elialne kanalików wyprowadzających w sutku , co umożliwia prawidłową laktację

Powoduje także :

- wydalanie sodu

- wpływa długość cyklu miesiączkowego

• neuromodulację , odpowiadając za zacieranie śladów pamięci

• pochodząca z komórek ziarnistych oksytocyna wpływa na wydzielanie estogenów i progesteronu

Rola u kobiet nieciężarnych i u mężczyzn jest niejasna i związana z orgazmem, skurczem pęcherzyków i kanalików nasiennych.

Regulacja wydzielania.

Regulacja wydzielania oksytocyny związana jest z odruchem nerwowym , o typie odruchu pobudzającego ( Ryc. 8 ) :

- mechanoreceptory znajdujące się w brodawce sutka oraz pochwie , są wrażliwe na rozciąganie

• impulsy przewodzone są do OUN , gdzie następuje stymulacja uwalniania oksytocyny

• 
  inne czynniki wpływające na wydzielanie oksytocyny to: agoniści alfa-adrenergiczni i estrogeny - pobudzają, a agoniści beta-adrenergiczni, opioidy, progesteron - hamują uwalnianie oksytocyny.

4. FIZJOLOGIA SZYSZYNKI.

Szyszynka jest częścią nadwzgórza. Określana jest jako narząd fotoneuroendokrynny , co jest związane z faktem ,że jej czynność wydzielnicza potęguje się warunkach ciemności, impulsy przewodzone są na drodze nerwowej , a odpowiedzią na pobudzenie jest czynność wydzielnicza.

Szyszynka wydziela dwie grupy substancji hormonalnie czynnych :

- indole szyszynkowe , z najbardziej znaną melatoniną

- oraz peptydy szyszynkowe -np. 8 - arginino-wazotocyna

Do niedawna , opinie na temat działania hormonów szyszynkowych , były bardzo skąpe i ograniczały się do hipotezy, że w związku z ich działaniem opóźniającym dojrzewanie , stanowią czynnik o antagonistycznym działaniu do hormonów tropowych przysadki. Dzisiaj wiemy, że działanie melatoniny jest daleko szersze :

• wpływa na procesy dojrzewania płciowego , może być czynnikiem towarzyszącym niektórym typom niepłodności, może być stosowana jako środek antykoncepcyjny

• wpływa na przebieg, rytm i jakość snu

• ułatwia adaptację do nowej strefy czasowej

• potencjalizuje działanie układu immunologicznego

• jest antyutleniaczem

Nade wszystko jednak , szyszynka uważana może być za strażnika stanu równowagi naszego organizmu. Nie działa bezpośrednio na wybrane narządy , lecz wpływa na poziom innych hormonów -jej wysoki poziom ogranicza wydzielanie innych hormonów, malejący pobudza.

5. FIZJOLOGIA GRUCZOŁU TARCZOWEGO.

Istotnym dla prawidłowego poznania fizjologii gruczołu tarczowego jest poznanie metabolizmu jodu.

5.1.METABOLIZM JODU

Jod pozyskiwany może być poprzez:

• układ pokarmowy

• skórę

• układ oddechowy

Praktyczne jednak znaczenie ma układ pokarmowy. .

Podczas procesu absorbcji i trawienia pokarmu , organiczne związki jodu i jod w postaci utlenionej , jest redukowany i do krwi przechodzi w postaci jodków. Rozprowadzany z krwią trafić może do :

- tarczycy - metabolizm tarczycowy jodu

• lub do tkanek takich jak : ślinianki, gruczoł sutkowy, śluzówka żołądka, skóra, łożysko czy ciało rzęskowe - mówimy wówczas o pozatarczycowym metabolizmie jodu. Niektórzy autorzy sugerują istnienie cyklu :

- krew - śluzówka żołądka- jelito - krew, dzięki czemu dochodziło by do zwiększenia stężenia jodu.

Metabolizm tarczycowy .

Jod wychwytywany jest przez tarczycę dzięki aktywności pompy jodkowej , aktywnemu mechanizmowi pokonującemu :

• gradient stężeń

• gradient elektryczny.

Stężenie jodu w tarczycy przewyższa stężenie w surowicy o 50 - 100 razy.

Gromadzenie jodu w tarczycy regulowane jest przez :

• TSH

• proces autoregulacji zależny od nadmiaru lub niedoboru jodu w diecie

• stężenie jodu w gruczole tarczowym.

Przemiany jodu w tarczycy -

- jodki przechodząc do gruczołu tarczowego zostają utlenione a następnie aktywowane i w postaci podjodków wykorzystywane są w procesach jodowania reszt tyrozynowych

- reakcje jodowania - jodowanie pozycji 3 powoduje powstanie 3 - monojodotyrozyny - MIT, podstawienie zaś drugiej cząstki jodu - 3,5 dwujodotyrozyny - DIT

• reakcje sprzęgania są następnym etapem powstawania hormonów tarczycy - połączenie monojodotyrozyny i dwujodotyrozyny daje w efekcie trójjodotyroninę, zaś dwóch cząstek dwujodotyrozyny - czterojodotyroninę zwaną tyroksyną.

Uwalnianie hormonów tarczycy następuje :

• na drodze pinocytozy

• reszty tyrozylowe ulegają odjodowaniu - pozyskany jod ulega aktywacji i wykorzystywany jest powtórnie w procesach jodowania innych reszt, tyrozynowych - jest to tzw mała pompa jodkowa

• reszty tyroninowe - zostają uwolnione do krążenia gdzie łączą się z nośnikami białkowymi.

Rolę nośników spełniają białka wiążące się w sposób odwracalny z hormonami tarczycy. Należą do nich :

- nośnik z frakcji globulinowej - TBG ( specyficzny)

- nośnik z frakcji prealbuminowej - TBPA ( specyficzny)

- albuminy ( nośnik niespecyficzny )

Hormony związane z białkami są związkami nieaktywnymi , i o sile biologicznego działania decyduje frakcja wolnych hormonów tarczycy , w której zdecydowanie przeważa trójjodotyronina.

Degradacja hormonów tarczycy.

Hormony tarczycy, tak jak inne hormony ulegają procesowi degradacji, chroniący ustrój przed ich nadmierną aktywnością .Proces degradacji hormonów tarczycy zachodzi na drodze :

- dejodacji

- estryfikacji - sprzęganie z glukuronianami i siarczanami

- degradacji reszt alaninowych

• rozrywania wiązań eterowych.

Powstające metabolity oraz jod ulegają usuwaniu wraz z :

- moczem

- kałem

- wydychanym powietrzem.

5.2. DZIAŁANIE HORMONÓW TARCZYCY

Działanie metaboliczne -

• gospodarka węglowodanowa - hormony tarczycy : nasilają wchłanianie cukrów z jelit, rozpad glikogenu, stymulują utylizację glukozy

• gospodarka lipidowa - nasilają hydrolizę triacylogliceroli, stymulują syntezę i wychwytywanie wątrobowe cholesterolu

• gospodarka białkowa - w małych dawkach wzmagają syntezę białek , w dużych dawkach działają katabolicznie

• gospodarka wodno - elektrolitowa - stymulują eliminację wody z ustroju

Efektem metabolicznego działania hormonów tarczycy jest zwiększone zużycie tlenu i substratów energetycznych, można więc powiedzieć , że spełniają one rolę głównego katalizatora reakcji utleniania i regulatora metabolizmu ustroju.

Regulacja czynności gruczołu tarczowego.

Głównym mechanizmem odpowiedzialnym za regulację czynności gruczołu tarczowego jest oś podwzgórze - przysadka - gruczoł tarczowy, działająca na zasadzie ujemnego sprzężenia zwrotnego.

Uwalniana przez podwzgórze tyreotroliberyna stymuluje uwalnianie przysadkowej tyreoytropiny odpowiedzialnej z kolei za procesy syntezy i uwalniania hormonów tarczycy. Powstająca trójjodotyronina hamuje zwrotnie uwalnianie TRH.

Na czynność komórek tyreotropowych wpływa także układ nerwowy ( limbiczny) pobudzany przez temperaturę otoczenia oraz bodźce natury psychicznej.

6. FIZJOLOGIA TRZUSTKI.

Trzustka jest gruczołem spełniającym podwójną funkcję : gruczołu trawiennego oraz endokrynnego .

Czynność wewnątrzwydzielniczą spełniają komórki wysp Langerhansa. W obrębie tej struktury wyróżniamy komórki:

• A - produkujące glukagon

• B -produkujące insulinę

• D -produkujące somatostatynę

• PP - polipeptyd trzustkowy

Najbardziej znanym hormonem trzustki jest insulina.

6.1. INSULINA.

Działanie insuliny.

Wpływ na gospodarkę węglowodanową :

- nasila aktywny transport monocukrów do wnętrza komórek insulinozależnych , związany z obecnością nośników glukozy - GLUT ( komórki mięśniowe, tłuszczowe, wątroba) , ( nie wpływa na transport glukozy do komórek OUN erytrocytów, nabłonka jelit, cewek nerkowych )

- nasila komórkowe procesy utylizacji glukozy - glikolizę, cykl pentozomomofosforanowy, fosforylację glukozy

- aktywuje wytwarzanie acetylo - CoA i cykl kwasów trójkarboksylowych

- hamuje powstawanie glukozy w procesach glukoneogenezy i glikogenolizy

• aktywuje syntezę glikogenu

Wpływ na gospodarkę lipidową:

- nasila estryfikację i reestryfikację kwasów tłuszczowych

• uaktywnia syntezę kwasów tłuszczowych

• aktywuje lipazę lipoproteinową

• hamuje aktywność lipazy triacyloglicerolowej

Wpływ na gospodarkę białkową .

Insulina jest hormonem anabolicznym, nasilającym syntezę a hamującym rozpad białka na drodze :

- aktywacji transportu przezbłonowego aminokwasów

• nasilania syntezy białek

• hamowania procesu glukoneogenezy

Wpływ na gospodarkę mineralną.

• insulina aktywuje dokomórkowy transport fosforanów i potasu.

Regulacja wydzielania insuliny.

Regulacja syntezy i wydzielania insuliny jest prosem złożonym , wieloczynnikowym.

Wyróżniamy następujące czynniki :

A. metaboliczne :

- poziom glukozy we krwi - najsilniejszy fizjologiczny czynnik regulujący wydzielanie insulin, związany z istnieniem na powierzchi komórek beta glukoreceptorów

- poziom aminokwasów niezbędnych

- produkty glikolizy

2. hormonalne :

- insulina - ujemne sprzężenie zwrotne

• somatostatyna - hamuje wydzielanie

• glukagon - pobudza uwalnianie insuliny

• katecholaminy - działające na receptory alfa hamują, beta 2 pobudzają uwalnianie insuliny( w warunkach fizjologicznych przewaga receptorów alfa )

- hormony jelitowe - sekretyna , cholecystokinina, gastryna, glukozależny insulinotropowy peptyd ( tworzące oś jelitowo - trzustkową , gdyż będąc sygnałem spożycia pokarmu stymulują wydzielanie insuliny , zapobiegając nadmiernej hiperglikemii poposiłkowej : tłumaczy to także , dlaczego glukoza podana doustnie silniej stymuluje sekrecję insuliny niż podana dożylnie )

C. nerwowe:

- układ adrenergiczny - poprzez receptory alfa i beta 2

- układ cholinergiczny - poprzez receptory muskarynowe aktywuje wydzielanie insuliny.

6.2 GLUKAGON.

Glukagon jest hormonem trzustkowym , syntetyzowanym w obrębie komórek alfa wysp Langerhansa. Jest to pojedynczy polipeptyd, wykazujący różnice gatunkowe.

Działanie glukagonu charakteryzujemy jako działanie :

1. metaboliczne, stymulujące uwalnia endogennych substratów energetycznych w okresach międzyposiłkowych lub głodzenia - „hormon głodowy „ :

1.wpływ na gospodarkę węglowodanową - prowadzące do hiperglikemi poprzez ;

• nasilanie glikogenolizy

• nasilanie glukoneogenezy

• hamowanie syntezy glikogenu

2.wpływ na gospodarkę lipidową - nasilanie lipolizy wewnątrzkomórkowej poprzez aktywację lipazy triacyloglicerolowej

3. wpływ na gospodarkę białkową - nasilenie procesów glukoneogenezy

2. niemetaboliczne -

• nasilanie sekrecji insuliny, kalcytoniny, katecholamin, hormonu wzrostu

• układ krążenia - dodatni efekt chrono-, ino- i batmotropowy

• układ moczowy - nasilenie diurezy i salurezy

• układ pokarmowy- hamowanie motoryki.

Regulacja wydzielania glukagonu.

Podobnie jak w przypadku insuliny jest to złożony, wieloczynnikowy mechanizm, na który składają się :

A czynniki metaboliczne -

- aminokwasy cukrotwórcze ( pobudzają )

- glukoza i wolne kwasy tłuszczowe, ciała ketonowe ( hamują )

2. czynniki hormonalne -

• pobudzające wydzielanie - cholecystokinina, katecholaminy, glukokortykoidy, hormon wzrostu

• hamują - insulina ,somatostatyna , sekretyna

3. czynniki nerwowe -

• stymulujący efekt pobudzenia receptorów beta i muskarynowych

• hamujący efekt pobudzenia receptorów alfa.

7.3 SOMATOSTATYNA.

Somatostatyna syntetyzowana jest w obrębie trzustki , w populacji komórek D.

Działanie trzustkowej somatostatyny -

• wpływ somatostatyny na sekrecję hormonów - jest zazwyczaj hamujący i dotyczy insuliny i glukagonu ( w sposób parakrynny ), gastryny, motyliny, GIP,

• w obrębie układu pokarmowego - zwalnia motorykę żołądka i pęcherzyka żółciowego, zmniejsza sekrecję kwasu solnego i enzymów trzustkowych, hamuje wchłanianie glukozy i triacylogliceroli.

Regulacja wydzielania somatostatyny -

• wzrost sekrecji somatostatyny obserwujemy w okresie poposiłkowym : ważnym stymulatorem jej sekrecji jest także stopień kwaśności treści dwunastniczej.

6.4 POLIPEPTYD TRZUSTKOWY.

Polipeptyd trzustkowy ( PP ), wytwarzany jest w komórkach F wysp trzustki. Działanie PP związane jest z magazynowaniem enzymów trawiennych i żółci, jednak trudno o nim powiedzieć ,że jest dokładnie poznane.

Regulacja wydzielania -

• czynniki metaboliczne - białka w znacznie mniejszym stopniu lipidy i węglowodany

• czynniki nerwowe - pobudzenie receptorów muskarynowych

• czynniki hormonalne -cholecystokinina.

7. FIZJOLOGIA RDZENIA NADNERCZY.

W obrębie rdzenia nadnerczy wydzielane są:

• katecholaminy ( adrenalina, noradrenalina i dopamina , powstające z tyrozyny)

• oraz peptydy opiatowe - metenkefalina i leuenkefalina.

7.1 KATECHOLAMINY.

80% wydzielanych w rdzeniu nadnerczy człowieka katecholamin to adrenalina, 20 % - naradrenalina.

Działanie katecholamin.

Wykazują one działanie:

• metaboliczne- glikogenolityczne i lipolityczne, regulują stosunek pomiędzy zewnątrz- i wewnątrzkomórkowym stężeniem jonów potasu, wpływają na wydzielanie insuliny i glukagonu

• niemetaboliczne -różne dla adrenaliny i noradrenaliny

adrenalina - zwiększa ciśnienie skurczowe krwi, obniża rozkurczowe, powoduje tachykardię ,zmniejsza perystaltykę jelit, rozszerza drzewo oskrzelowe

noradrenalina - podnosi skurczowe i rozkurczowe ciśnienie krwi, powoduje bradykardię, słabiej zwalnia perystaltykę jelit

Stwierdzane różnice spowodowane są występowaniem w różnych narządach , różnych podklas receptorów adrenergicznych i różnym do nich powinowactwem adrenaliny i noradrenaliny.

Regulacja wydzielania katecholamin.

Główny mechanizm kontrolujący wydzielanie katecholamin opiera się na pobudzeniu układu współczulnego w stanach stresu - stąd określenie „ działanie układu współczulno- nadnerczowego w stanach zagrożenia „

Pozostałe czynniki to między innymi - hipoglikemia, angiotensyna II, prostaglandyny, serotonina, ACTH, glikokortykoidy, pionizacja ciała, wysiłek fizyczny.

8. FIZJOLOGIA KORY NADNERCZY.

W korze nadnerczy wyróżniamy 3 strefy, różniące się rodzajem syntetyzowanych steroidów :

• strefa kłębkowata - wydzielająca mineralokortykosteroidy

• strefa pasmowata - źródło glukokortykosteroidów

• strefa siatkowata - wydzielająca androgeny.

8.1 MINERALOKORTYKOSTEROIDY.

Najsilniejszym biologicznie przedstawicielem tej grupy, wydzielanym w korze nadnerczy jest aldosteron.

Działanie.

Głównym miejscem działania aldosteronu są kanaliki kręte dystalne i cewki zbiorcze nerek ;

obserwuje się jednak pozanerkowy wpływ aldosteronu - stymulowanie reabsorbcji sodu z potu, śliny i soku żołądkowego, stymulowanie syntezy białka indukowanego przez aldosteron ( AIP ).

Aldosteron wpływa na :

• bilans sodowo - potasowy

• równowagę kwasowo - zasadową.

Jest to związane z pobudzaniem wchłaniania zwrotnego jonów sodu i stymulowaniem wydzielanie jonów potasu oraz wodoru.

Regulacja wydzielania aldosteronu.

Zasadniczym mechanizmem regulującym wydzielanie aldosteronu jest ( Ryc. 11 ) układ renina - angiotensyna - aldosteron.

Do czynników wpływających w mniejszym stopniu na wydzielanie aldosteronu należą - poziom potasu ,MSH , somatostatyna , sodopędny peptyd przedsionkowy , ACTH ( w warunkach fizjologicznych w zasadzie bez znaczenia ).

Układ renina -angiotensyna - aldosteron.

Renina jest enzymem proteolitycznym pochodzącym z komórek przykłębkowych aparatu przykłębkowego nerki. Jej substratem jest angiotensynogen , od którego odcina angiotensynę I ,która z kolei pod wpływem enzymu konwertującego przechodzi w angiotensynę II. Angiotensyna II działa bezpośrednio na strefę kłębkowatą , nasilając uwalnianie aldosteronu - stymuluje przemianę cholesterolu w pregnenolon oraz kortykosteronu w aldosteron.

Regulacja aktywności układu renina - angiotensyna - aldosteron .

• układ adrenergiczny

• przepływ sodu przez plamkę gęstą - niedobór sodu pobudza, nadmiar hamuje uwalnianie reniny

• średnie ciśnienie transmuralne - stymulujący efekt niskiego ciśnienia

• hamujący, zwrotny efekt angiotensyny II

8.2 GLUKOKORTYKOSTEROIDY.

Jak wspomniano w obrębie warstwy pasmowatej obserwuje się wydzielanie glukokortykosteroidów, z których najważniejsze to kortyzol i kortykosteron.

Działanie.

Efekt biologiczny glukokortykosteroidów traktować możemy jako metaboliczny i niemetaboliczny.

Wpływ metaboliczny glukokortykost eroidów - działanie kataboliczne , antyinsulinowe, zależne od tkanki :

• w wątrobie stymuluje glukoneogenezę, syntezę i magazynowanie glikogenu

• w mięśniach i tkance tłuszczowej - efekt kataboliczny ,hamowanie syntezy a nasilanie rozpadu białek, hamowanie utylizacji glukozy, nasilanie lipogenezy,

• efekt przyzwalający ( podtrzymujący )- dla prawidłowego przebiegu wielu procesów niezbędne małe ilości glukokortykosteroidów np. wpływ katecholamin na procesy lipolizy, ciśnienie krwi,

Niemetaboliczne ef ekty działania glukokortykost eroidów -

• efekt przeciwzapalny - stabilizacja błon lizosomalnych, hamują ruch pełzakowaty leukocytów hamowanie powstawania ziarniny

• efekt immunosupresyjny - ogranicza liczbę leukocytów i produkcję przeciwciał

• efekt antyalergiczny - hamowanie uwalniania histaminy

• układ krążenia - przywracają reaktywność naczyń na katecholaminy

• układ nerwowy - małe dawki pobudzają, powodują niepokój , rozdrażnienie duże

• gospodarka wodno - elektrolitowa - wpływają na wielkość filtracji kłębuszkowej

• wpływ na elementy morfotyczne krwi - zmniejszają liczbę granulocytów kwasochłonnych , zasadodochłonnych, limfocytów; zwiększają zaś liczbę granulocytów obojętnochlonnych, płytek krwi oraz krwinek czerwonych

Glukokortykosteroidy krążą we krwi głównie w postaci związanej z nośnikami białkowymi : transkortyną ( 80 krążącego kortyzolu ) i albuminą ( 15 % ).

Regulacja wydzielania glukokortykosteroidów

Zasadniczym mechanizmem regulującym uwalnianie glukokortykosteroidów jest układ podwzgórze - przysadka - kora nadnerczy.

Podwzgórze pod wpływem wielu czynników należących do grupy stresorów uwalnia kortykoliberynę która stymuluje przysadkę do uwalniania kortykotropiny. Kortykotropina stymuluje uwalnianie glukokortykosteroidów. Kortyzol, będący głównym ich przedstawicielem, hamuje zwrotnie uwalnianie kortykoliberyny oraz kortykotropiny.

8.3 ANDROGENY NADNERCZOWE.

W obrębie strefy siatkowatej wydzielane są : wspomniany już kortyzol oraz androgeny nadnerczowe.

Do androgenów nadnerczowych należą ; dehydroepiandrosteron ( DHEA ), androstendion oraz b. niewielkie ilości testosteronu.

Działanie androgenów nadnerczowych :

• wpływają na powstawanie drugorzędowych cech płciowych u mężczyzn oraz rozwój warg sromowych, łechtaczki , pochwy i sutków

• pobudzają anabolizm białek i wzrost organizmu

• androstendion ulegając przekształceniu do testosteronu a później do estrogenów jest głównym źródłem estrogenów u mężczyzn i kobiet po menopauzie.

Regulacja wydzielania .

Wydzielanie androgenów nadnerczowych jest kontrolowane przez ACTH , nie podlega wpływowi gonadotropin.

9. FIZJOLOGIA PRZYTARCZYC.

W obrębie przytarczyc uwalniany jest parathormon, polipeptyd , syntetyzowany pod postacią pre-prohormonu, z którego odcinana jest najpierw sekwencja wiodąca a następnie w aparacie Golgiego 6 dalszych aminokwasów,dając w efekcie cząstkę parathormonu.

Działanie.

Parathormon wpływa na gospodarkę wapniową i fosforanową:

• stymuluje uwalnianie wapnia z kości i reabsorpcję wapnia w kanalikach nerkowych oraz wytwarzanie 1,25 - dihydroksycholekalcyferolu nasilającego wchłanianie wapnia w jelitach , w efekcie podwyższa poziom wapnia w surowicy

• zwiększa wydalanie fosforanów z moczem.

Regulacja wydzielania parathormonu.

Wydzielanie parathormonu pozostaje ( Ryc. 12 ) w sprzężeniu zwrotnym z :

• poziomem wapnia - wzrost hamuje

• poziomem fosforanów - wzrost pobudza

• poziom magnezu - wzrost hamuje

• 1,25-dihydroksycholekalcyferolem - hamuje wytwarzanie mRNA dla pre-pro-PTH.

10. KALCYTONINA.

Kalcytonina syntetyzowana jest głównie w komórkach C tarczycy, aczkolwiek proces ten obserwowany jest także w przytarczycach , przysadce, grasicy, płucach, wątrobie , jelitach.

Powstaje jako pre-pro-hormon z którego powstaje kalcytonina i katakalcyna.W obecności katakalcyny , efekty działania kalcytoniny zwiększają się kilkakrotnie .

Działanie.

Kalcytonina zmniejsza stężenie wapnia i fosforanów we krwi krążącej poprzez :

- hamowanie aktywności osteoklastów , zwiększanie aktywności osteoblastów

- zwiększenie wydalania wapnia , fosforanów nieorganicznych, sodu i potasu z moczem

- hamowanie przechodzenia wapnia z kości do krwi

Poza tym kalcytonina powoduje :

• zmniejszenie wydzielania soku żołądkowego i trzustkowego

• wykazuje działanie przeciwbólowe

• hamuje łaknienie

• wywiera supresyjny wpływ na syntezę prostaglandyn i insuliny oraz pobudza wydzielanie endorfin i 1,25 - (OH)2D .

Regulacja wydzielania.

Regulacja wydzielania kalcytoniny nie podlega wpływowi osi podwzgórze - przysadka . Na jej uwalnianie wpływ mają :

• stężenie zjonizowanego wapnia - przy wzroście poziomu wapnia , wzrost wydzielania kalcytoniny

• sprzężenie zwrotne z gastryną - niski poziom wapnia stymuluje wydzielanie gastryny, ta zaś z kolei stymuluje wydzielanie kalcytoniny , hamującej dalsze uwalnianie gastryny.

11. WITAMINA D.

Witamina D pozyskiwana jest w diecie i syntetyzowana w skórze, jednak aktywności wykazują jej metabolity. Wiodące znaczenie , w szczególności w regulacji gospodarki wapniowo - fosforanowej , mają 1,25 - ( OH)2D3 oraz 24,25(OH)2D3.

Działanie 1,25 (OH)2D3.

- wzmaga wchłanianie wapnia i fosforanów w jelicie ( poprzez stymulowanie syntezy białka wiążącego wapń CBP )

- wzmaga osteolizę osteoklastyczną i inkorporację siarczanów do komórek chrzęstnych

• zwiększa syntezę osteokalcyny

• nasila syntezę interleukiny 1 i 3

• wpływa na uwalnianie parathormonu.

Regulacja wydzielania

Regulowane jest powstawanie 1,25- dihydroksycholekarcyferolu na zasadzie sprzężenia zwrotnego ze stężeniem wapnia i fosforanów -

• nadmiar wapnia powoduje , że zamiast 1,25- powstaje 24, 25- dihydroksycholekalcyferol o mniejszej aktywności metabolicznej

• wzrost stężenia fosforanów hamuje aktywność 1-alfa-hydroksylazy

Inne czynniki wpływające na wydzielanie witaminy D to :

• prolaktyna zwiększająca aktywność 1-alfa-hydroksylazy

• estrogeny podwyższają poziom witaminy D

---