FIZJOLOGIA

21.02.2011

Wydzielanie wewnętrzne

Układ hormonalny reguluje podstawowe procesy życiowe organizmy, w szczególności wpływając na dynamikę procesów biochemicznych, a kontrolując aktywność enzymów wpływa na morfologiczne, biochemiczne i czynnościowe zmiany w tkankach docelowych.

Hormon (humoralny przekaźnik chemiczny) to substancja, która:

Jest wydzielana przez komórki gurczołowe do otaczającego je środowiska (ECL, chłonka, krew);

Jest przez te media (ECL, chłonka, krew) transportowana do komórek docelowych;

Reaguje z tymi komórkami za pomocą swoistych receptorów (błonowych, cytozolowych, jądrowych) – reakcja jest zależna od występowania receptorów;

Po aktywowaniu receptora, z którym hormon się łączy wywołuje on reakcję fizjologiczną, morfologiczna i biochemiczną;

W trakcie tych regulacji hormon nie ulega zużyciu jako źródło energii, ani jako produkt metabolizmu.

Hormony działają drogą:

Autokrynną – ultrakrótka pętla regulacyjna; hormon działa na komórkę, która go wytworzyła. Komórka A hormon komórka A;

Parakrynną – krótkie pętle regulacyjne, dyfuzja przez przestrzeń międzykomórkowej

Komórka A hormon ECL komórka B;

Endokrynną – średnie i długie pętle regulacyjne;

Komórka A hormon Krew komórka B

Neurokrynną - poprzez synaptyczny kontatk aksonu z komórka docelową. Uwalnianie do synapsy.

Neuroendokrynną – neurohormony wydzielane są do krwiobiego. Różnica między endokrynna jest taka, że komórka A to neuron (przekształcone komórki zwojowe). Wydzielane hormony to – wazopresyna (ADH), oksytocyna (OXT), adrenalina, noradrenalina

Typy hormonów:

Ze względu na miejsce syntezy:

Autokoidy - hormony lokalne, działające w najbliższym sąsiedztwie produkującej je komórki, należa tu ACh, 5-HT, H, PGs,Bk;

Hormony tkankowe – hormony wytwarzane przez komórki nie skupione w oddzielnych gruczołach, oddziałujace na inne komórki bądź to na drodze parakrynnej lub neurokrynnej, bądź też na drodze endokrynnej – komórki APUD, komórki nerek (EPO, renina), komórki przedsionków serca (ANF); także hormony hipofizjotropowe podwzgórza – liberyny i statyny (TRH, GnRG, GHRH, CRH, PRH, MRF, SOM (SRIF), PIF, MIF)

Hormony o działaniu ogólnym – produkowane są przez komórki wyspoecjalizowanych gruczołów, na tkanki docelowe działają jedynie na drodze krążenia krwi. Zaliczamy tu hormony przedniego, pośrodkowego i tylnego płata przysadki, kory i rdzenia nadnerczy, tarczycy, przytarczyc, jajników, jąder, łożyska, wysp trzustkowych.

Ze względu na strukturę chemiczną:

Pochodne aminokwasów – adrenalina, noradrenalina, dopamina, tyroksyna (T4), trójodotyroniny (T3) i melatonina;

Hormony polipeptydowe – od bardzo małych cząsteczek – TRH jest trójpeptydem, od bardziej złożonych białek, jak np. GH (growth hormon) – 191 aminokwasów. Najczęściej 20-30 aminokwasów.

Hormony steroidowe (hormony sterydowe, sterydy) – w ytwarzane są przez gonady i korę nadnerczy. Wszystkie pochodzą od cholesterolu, przekształcanego w nadnerczach i gonadach w uniwersalny prekursor, pregnenolon, a z niego powstają steroidy C₁₈ (estrogeny), C₁₉ (androgeny) i C₂₁ (gliko- i mineralokortykoidy).

O ile hormony sterydowe produkowane są w zasadzie ex tempore (na potrzebę) po zadziałaniu odpowiedniego hormonu tropowego przysadki (ACTH dla nadnerczy, LH i FSH dla gonad), o tyle hormony białkowe syntetyzowane są jako prepro- lub prohormony na rybosomach siareczki szorstkiej, a następnie , po przejściu do aparatu Golgiego i odszczepieniu peptydu sygnałowego, pakowane w ziarnistości wydzielnicze.

Czynniki wzrostowe – nowa klasa hormonów o działaniu miejscowym

Epidermalny czynnik wzrostu (EGF) – produkowany przez komórki ślinianek, uwalniany do śliny;

Transformujący czynnik wzrostu α (TGFα) – produkowany przez komórki nabłonka żołądka i jelit, uwalniany do soku jelitowego.

Amfiregulina i wątrobowy czynnik wzrostu (HGF)

Czynniki te współdziałają ze sobą, a efektem ich działania jest:

Modyfikacja wzrostu i dojrzewania komórek nabłonkowych przewodu pokarmowego, płuc, gruczołów sutkowych, kanalików nerkowych, jajnika, trzuski; Komórki okładzinowe przewodu pokarmowego oprócz komórek Panetha są wymieniane co ok. 2-6 dni.

Hamowanie wydzielania HCl przez komórki okładzinowe;

Pobudzenie angiogenezy – kluczowe znaczenie przy bliznowaceniu;

Modulacja skurczów miocytów;

Gojenie się ran i cytoprotekcja komórek błony śluzoej żołądka;

Stymulacja wydzielania hormonów przysadki (GH, PRL, ACTH) i łożyska (HCG i laktogenu łożyskowgo).

Zasadowy fibroblastyczny czynnik wzrostu (bFGF) – uwalnioany jest z macierzy międzykomórkowej przy uszkodzeniu tkanek; działanie angiogenne ma duże znaczenie przy tworzeniu się ziarniny i gojeniu zranień błon śluzowych;

Naczyniowy śródbłonkowy czynnik wzrostu (VEGF) – produkowany przez komórki śródbłonka naczyń, działa jako czynnik angiogenny i epitelializacyjny;

Płytkowy czynnik wzrostu (PDGF) – uwalniany przy rozpadzie płytek krwi w miejscu uszkodzenia tkanki, pobudza wzrost komórek mezenchymalnych i glejowych;

Transformujacy czynnik wzrostu β (TGFβ) – hamuje wzrost innych komórek nabłonkowych, ale stymuluje komórki mezenchymalne do tworzenia macierzy międzykomórkowej, przyspieszając gojenie się ran;

EPO, GCSF, IL-1, IL-2 – pobudzają odpowiednio erytropoezę, granulocytopoezę oraz limfopoezę (szczególnie limfocytów T);

IGF-I i IGF-II (somatomedyny) – wyłączni pośrednicy w działaniu GH na metabolizm białka i wzrost organizmy, produkowanie głównie w wątrobie – zasadniczo działają na chondrogenezę i wzrost kości na długość, pobudzają błonowy transport aminokwasów i syntezę białek w mięśniach szkieletowych. Utrata zdolności do syntezy somatomedyn (szczególnie IGF-II) przez wątrobę powoduje karłowatość typu Laron`a (zahamowanie wzrostu przy jednocześnie wysokim poziomie GH w surowicy). Z kolei u pigmejów obserwuje się niski poziom IGF-I, przy prawidłowym poziomie GH i IGF-II;

IGF-I – działa głównie na chondrocyty

synteza kolagenu stymulacja

synteza białka stymulacja

proliferacja komórek stymulacja

wzrost linijny, wzrost ciała stymulacja

IGF-II – działa na wiele tkanek:

synteza białka stymulacja

synteza RNA stymulacja

synteza DNA stymulacja

wielkość i liczba komórke stymulacja

wzrost tkanek, wzrost

wielkości narządów ciała stymulacja

Przysadka posiada jądra wielkokomórkowe mające właściwości neurosekrecyjne.

FIZJOLOGIA

28.02.2011

Oksytocyna (OXT): produkowany przez oksytocynoergiczne komórki nerwowe jąder nadwzrokowego i przykomorowego, transportowany przez ich aksony do płata tylnego przysadki w postaci prohormonu, preprooksytocynoneurofizyny I, będącego kompleksem OXT i neurofizyny I. W odróżnieniu od VP, która wydzielana jest stale, choć w małych porcjach, OXT wydzielana ejst okresowo, niezależnie od VP.

OXT wydzielana jest odruchowo po podrażnieniu mechanoreceptorów brodawek sutkowych (ssanie piersi w trakcie laktacji), szyjki macicy (w trakcie akcji porodowej) oraz pochwy (w trakcie stosunku płociowego).

Powoduje ona odpowiednio: skurcz komórek mioepitelialnych wokół pęcherzyków gruczołów mlecznych, co powoduje „przesunięcie” mleka do zatok mlekonośnych, gwałtowne skurcze mięśni macicy po zniesieniu „bloku progesteronowego”, co prowadzi do sprawnego przebiegu akcji porodowej, oraz skurcze macicy w trakcie orgazmy, co umożliwia transport nasienia w kierunku jajowodów, ułatwiając zapłodnienie.

Wazopresyna jest nazywana hormonem antudiuretyczny, czyli ograniczajacy wydalanie H2O w moczu. Jest również wydzielana do płata tylnego przysadki, a stamtąd do krwi gdzie są transportowane do nerek. Czynnikiem stymulującym wydzielanie wazopresyny jest zwiększenie ciśnienia osmotycznego krwi, np. podczas pocenia się podczas wysiłku. Wazopresyna działa na częsci dalsze kanalików nerkowych. Powoduje wbudowanie akwaporyn (kanałów wodnych) do nabłonka kanalików dalszych i powoduje przyspieszenie resorbcji zwrtotnej wody z moczu pierwotnego. W ciągu doby na terenie kłebka powstaje 15-20l moczu pierwotnego (jest to mniej więcej 10% objętości krwi tam przefiltrowanej). Z moczu pierwotnego (tej ilości) powstaje około 1,5-2,0l moczu ostatecznego. Zatem 90% elektrolitów i krwi pod wpływem wazopresyny powraca do krwiobiegu.

Wazopresyna = hormon antydiuretyczny (VP, ADH): produkowany jest przez wazopresynergiczne komórki nerwowe jąder nadwzrokowego i przykomorowego, transportowany przez ich aksony do tylnego płata przysadki w postaci prohormonu, preprowazopresynoneurofizyny II, będącego kompleksem VP i neurofizyny II. Uwalniana do ECL po depolaryzacji włókien, jony Ca²⁺ pomagają w oddzieleniu VP od neurofizyny II, wolny hormon przechodzi do krwi tylnego płata przysadki, transportowany we krwi w postaci luźnego kompleksu z globulinami.

Uwalnianie VP pobudza:

- wzrost ciśnienia osmotycznego osocza krwi i CSF o 1-2%.

- zmniejszenie objętości krwi i ciśnienia tętniczego o 5-10%,

- Angiotenstyna II,

- pobudzenie ośrodkowego układu nerwowego (stres, uraz, emocje),

- prostaglandyny,

- nikotyna.

Uwalnianie VP hamuje:

- wzrost objętości krwi,

- wzrost ciśnienia,

- alkohol.

Funkcje VP to:

Hamowanie wydalania wody (działanie antydiuretyczne) poprzez wbudowywanie do błon komórek dalszych nerki kanałów wodnych (akwaporyn) obecnych w cytoplazmie, co warunkuje zwiększenie przechodzenia wody z moczu ostatecznego do ECL.

Zaburzenia wydzielania VP (moczówka prosta – diabetes insipidus ?):

- Diabetes insipidus pochodzenia ośrodkowego: brak wydzielania VP z terenu podwzgórza

- Diabetes insipidus pochodzenia nerkowego: brak reaktywności nerek na VP

(Układ wrotny przysadki:

Na terenie dna 3 komory, szczególnie w jej przedniej części między skrzyżowaniem wzrokowegym a lejkiem jest płytka tkanki nerwowej bogato ukrwionej – narząd neurohemalny, płytka neurohemalna. W tej cienkiej blaszce nerwowej naczynia dzielą się na sieć naczyń włosowatych (żylnych). Sieć dziwna żylno-żylna.)

Hormony uwalniające:

- hormon uwalniający tyreotropinę TRH

- hormon uwalniający gonadotropiny GnRH

- hormon uwalniający hormon wzrostu GHRH

- hormon uwalniający kortykotropinę CRH

- prolaktoliberyna PRH

- czynnik uwalniający hormon melanotropowy MRF

Stres może powodować wzrost prolaktoliberyny, a to prowadzić może do bezpłodności.

Hormony hamujące:

- somatostatyna SOM

- budaktostatyna (prolaktostatyna) PIF

- czynnik hamujący uwalnianie hormonu melanotropowego MIF

Dwa typy główne komórek:

1. Barwnikooporne (chromofobowe): komórki macierzyste batnikochłonnych ?

2. Barwnikochłonne:

Kwasochłonne (komórki α):

- hormon wzrostu (GH)

- prolaktyna (PRL)

Zasadochłonne (komórki β):

Hormony tropowe przysadki:

- hormon luteotropowy (LH)

- hormon folikulotropowy (FSH)

- hormon adenokortykotropowy (ACTH)

- hormon tyreotropowy

Proopiomelanokortyna – produkowana w przednim płacie ale wydzielana w środkowym, gdzie podlega proteolitycznemu rozpadowi powodując powstanie peptydów o aktywności hormonalnej: ACTH, MSH, LPH i endorfin

FIZJOLOGIA

07.03.2011

Hormon wzrostu (GH), somatotropina (STH):

- Główny pozagenetyczny czynnik wzrostu pobudzający wzrost organizmu

- Bierze udział w syntezie białek, metabolizmie tłuszczów, metabolizmie węglowodanów, regulacji gospodarki mineralnej.

Pobudza wydzielanie=wydzielanie GH jest pobudzone przez:

GHRH

Hipoglikemia

L-arginina

α-agoniści

Hipoazotemia, niedobór aminokwasów, kwashiorkor (głód białkowy)

Hamuje wydzielanie:

SOM (SRIF)

wzrost stężenia glukozy, kwasów tłuszczowych (otyłość), glikokortykoidów, estrogenów, progesteronu

β-agoniści

Działanie na wątrobę:

synteza białka +

synteza RNA +

glukoneogeneza +

produkcja somatomedyn +

Działanie na mięśnie szkieletowe:

wychwyt aminokwasów +

synteza białka +

wychwyt glukozy -

masa mięśniowa +

Działanie na tkankę tłuszczową:

wychwyt glukozy -

lipoliza +

otłuszczenie -

Prolaktyna (PRL): wydzielana jest przez kwasochłonne komórki przysadki, których liczba w trakcie ciąży gałtownie wzrasta. Wydzielanie PRL jest pobudzane przez prolaktoliberynę (PRH; TRH? VIP? NT? SP?) oraz estrogeny, a hamowanie przez prolaktostatynę (PIF; dopamina?), progesteron a także samą PRL (autoinhibicja, mająca na celu zapobieżenie nadmiernemu mlekotokowi). Dodatkowym czynnikiem warunkującym wydzielanie PRL i jej działanie na gruczoł mlekowy jest OXT. Wysoko poziom PRL powoduje zahamowanie uwalniania FSH i LH, wpływając tym samym hamująco na owulację.

Nadczynność komórek produkujących PRL (prolactinoma) powoduje mlekotok (lactorrhoe), zaburzenia miesiączki oraz bezpłodność.

PRL jest również uwalniana pod wpływem długotrwałego stresu.

Hormony tropowe przysadki: wysoce wyspecjalizowane hormony białkowe, pobudzające aktywność podległych przysadce gruczołó dokrewnych;

Hormon adrenokortykotropowy (ACTH) – kora nadnerczy

Hormon tyreotropowy (TSH) – tarczyca

Hormon folikulotropowy (FSH) i hormon luteinizujący (LH – jajniki i jądra)

Hormony części pośredniej przysadki

Komórki zasadochłonne typu R wydzielają hormon zwany intermedyną, składający się z dwóch peptydów: hormonu α-melanotropowego i hormonu β-melanotropowego. MSH pobudza melanocyty skóry do większej syntezy i odkładania melaniny. W warunkach normalnych kortyzol (hormon kory nadnerczy) oraz adrenalina i noradrenalina (hormony rdzenia nadnerczy) silnie hamują uwalnianie MSH. W stanach niedoczynności kory nadnerczy (hypoadrenocorticismus) dochodzi do cisawicy (brunatnego zabarwienia skóry i błon śluzowych).

Proopiomelanokortyna (POMC) jest produkowana przez komórki zasadochłonne płata przedniego, przenika do komórek części pośredniej przysadki i następnie, na drodze enzymatycznej, powstają z niej:

ACTH

Kortykotropowy peptyd części pośredniej przysadki (CLIP; corticotropine-like intermediate lobe peptide),

Hormon α-melanotropowy i γ-melanotropowy,

β-lipotropina i γ-lipotropina (β-LPH, γ-LPH),

α-endorfina i β-endorfina.

Hormony rdzenia nadnerczy

Dopamina, noradrenalina oraz adrenalina (70-80%): produkowane i uwalniane przez komórki chromofilne (chromafinowe) rdzenia nadnerczy (rodzaj „zwoju” współczulnego) oraz ciałek przyzwojowych (paraganglia).

Synteza: tyrozyna (mitochondria, TH) --> dihydroksyfenyloalanina (DOPA, cytoplazma DDC) dopamina (D, cytoplazma DβH) noradrenalina (NA, cytoplazma, PNMT) adrenalina (A)

Magazynowanie: ziarnistości chromochłonne (chromofinowe) oddzielnie dla NA i A, w postaci kompleksów z ATP i chromograniną A oraz opioidami).

Unieczynnianie: oksydaza monoaminowa (MAO) przekształca A w kwas dihydrokymigdałowy. Ten z kolei przekształcany jest przez O-metylotransferazę katecholową (COMT) w kwas wanilinooksymigdałowy (VMA; do 40% wszystkich metabolitów usuwanych z moczem). Oprócz tego, COMT przekształca NA i A w odpowiednio normetenefrynę i metanerynę (do 50% metabolitów usuwanych z moczem).

MAO – zakończenia nerwowe, COMT - osocze, nerki, wątroba. Produkty przemian katecholamin sprzęgane są z kwasem glukuronowym lub siarkowym.

Pobudzanie wydzielania: czynnikiem bezpośrednio pobudzającym jest acetylocholina (ACh), uwalniana z zakończeń przedzwojowych. Pośrednio, poprzez pobudzenie kory mózgowej i układu limbicznego, drogą podwzgórza, dochodzi do wzmożenia sekrecji w stanach hipoglikemii, hipoksji, głodu, bólu, silnych przeżyć emocjonalnych (strach, gniew, złość).

Mechanizm działania: działają poprzez receptory typu α₁ i α₂ oraz β₁, β₂ i β₃ . NA działa głównie na receptory α, słabiej na β₁ , a w ogóle nie działa na receptory β₂ , podczas gdy A działa przede wszystkim na receptory β₁ i β₂ , słabiej na receptory α.

Skutki działania: w układzie sercowo-naczyniowym – przyspieszenie częstotliwości skurczów serca i wzrost ich siły = zwiększenie objętości wyrzutowej i pojemności minutowej serca, obkurczenie tętniczek krążenia skórnego, nerkowego i trzewnego, z jednoczesnym rozkurczem tętnic mięśniowych i wieńcowych, zwiększenie ciśnienia skurczowego, zmniejszenie rozkurczowego. Zwiększają częstotliwość oddechów, hamują agregację płytek krwi („rozrzedzają” krew = zmniejszają opory przepływu). Adrenalina rozluźnia mięśnie gładkie przewodu pokarmowego, oskrzeli i pęcherza moczowego.

Efekty metaboliczne:

- Pobudzenie glikogenolizy w wątrobie, wzmożenie lipolizy i zwiększenie uwalniania wolnych kwasów tłuszczowych (FFA) i ich metabolitów, zwiększenie zużuycia glukozy w tkankach
- pobudzenie glukoneogenezy
- zmiany hormonalne, jak zahamowanie wydzielania insuliny, a zwiększenie wydzielania glukagonu.

Zmainy te pozwalają na utrzymanie prawidłowego poziomu glukozy we krwi i odpowiedniego zaopatrzenia w nią ośrodkowego układu nerwowego, mimo zwiększonego zużycia w mięśniach szkieletowych. Prowadzą one do zwiększenia zużycia zapasów glikogenu w mięśniach, lepszego zużytkowania przez wątrobę produkowanych w mięśniach mleczanów oraz do wykorzystania FFA jako źródła energii mięśni i innych tkanek.

Hormony kory nadnerczy

Kora nadnerczy zbudowana jest z trzech warstw, różniących się nie tylko morfologią, ale także rodzajem syntetyzowanych i uwalnianych hormonów:

warstwa kłębkowata (zona glomerulosa) – mineralokortykoidy;

warstwa pasmowata (zona fascicularis) – glikokortykoidy;

warstwa siatkowata (zona reticularis) – androgeny, estrogeny, P4 (progesteron) – hormony gonadowe;

Mineralokortykoidy – aldosteron, 11-deoksykortykosteron, kortykosteron;

Glikokortykoidy – kortykosteron, kortyzon, kortyzol (=hydrokortyzon);

Androgeny – dehydroepiandrosteron, androstendion, testosteron;

Estrogeny, P4 – estradiol, estron, P4.

Hormonami kory nadnerczy, niezbędnymi do życia, są aldosteron i kortyzol.

Mineralokortykoidy regulują równowagę jonów Na⁺ i K⁺ w płynach organizmu. Przy braku mineralokortykoidów dochodzi do wybitnej utraty Na⁺ i K⁺ z moczem, wzrasta stężenie jonów K⁺ w płynie zewnątrzkomórkowym, zmniejsza się objętość płynu zewnątrzkomórkowego i osocza, spada objętość wyrzutowa serca, dochodzi do wstrząsu krążeniowego i zejścia.

95% całkowitej aktywności mineralokortykoidowej przypada na aldosteron, reszta na deoksykortykosteron (DOC), 18-hydroksy-DOC, kortykosteron i kortyzol.

Regulacja wydzialania aldosteronu:

zmniejszenie objętości krwi lub ECL w wyniku krwotoku lub wzmożonej diurezy (wzmożonej filtracji nerkowej)

wzrost zawartości we krwi angiotensyny II i III,

spadek stężenia Na⁺ lub wzrost stężenia K_­⁺ w ECL, a szczególnie w osoczu,

zmniejszenei objętości krwi lub płynu zewnątrzkomórkowego,

silny wzrost wydzielania ACTH przez pszysadkę

prostaglandyny, estrogeny i pobudzenie i β-adrenergiczne (słabiej)

pośredni wpływ mają ANP, BNP, CNP (atrial, brain, cortical natriuretic peptide)

Renina jest uwalniana bo za mało Na⁺