Patofyziologie hormonů

1. Patofyziologie hormonů BIOT2009-11 14.5.2009

2. Hormony • chemické messengery, které jsou transportovány v tělesných tekutinách • Funkce: modulátory systémových a celulárních odpovědí • Účinky: • lokální • generalizované

3. Účinek hormonů

4. Účinky hormonů • Pleoitropismus: • jeden hormon má více účinků v různých tkáních • více hormonů se účastní na modulaci jedné funkce

5. Interakční homeostatický systém: komunikace mezi tělem a mozkem prostřednictvím neuronů a faktorů cirkulujících v krvi

6. Endokrinopatie

7. Výkon buňky • Akutní-monotropní • Chronický-pleiotropní • Responsivní buňka-schopná postreceptivně realizovat přiměřenou odpověď • Receptivní buňka-vybavená receptorem

8. Způsoby působení hormonů • .Akutní účinky-postranslační • Pozdní účinkygenomové-trofické (buněčný růst a buněčné dělení • Regulace receptorů: • up-regulace (genomová) • homologní • heterologní • down-regulace (membránová)

9. Způsoby sekrece hormonů • Sekrece endokrinní-do krve přímo či nepřímo přes ECT • Sekrece parakrinní-nepřechází nutně do krve (zejména růstové faktory, neuroparakrinie • Sekrece autokrinní - např. presynaptická neuromodulace uvolňování NE.

10. Interakce hormon-receptor

11. Interakce hormon-receptor

12. Třídy hormonů podle struktury

13. Zpětnovazebná kontrola

14. VAZEBNÉ GLOBULINY HORMONŮ • s malou afinitou a specifitou pro hormon • albumin, orozomukoid, 1-kyselý glykoprotein • vysokoafinitnís vyšší specifitou • TBG, Transkortin (CBG), SHBG •  vazebných proteinů: Dysproteinemie akutní a chronické • vazebných proteinů: Jaterní cirhóza

16. Příklady cirkadiánních rytmů u savců • Produkce melatoninu • Sekrece kortizolu • Teplota tělesného jádra • Exkrece K+, Na+, Ca++ a vody močí • Arteriální krevní tlak • Hematologické proměnné (hemoglobin, hematokrit, lymfocyty aj.) • Elektroencefalografická aktivita • Cyklus odpočinek-aktivita • Sekrece růstových hormonů • TSH

18. Možné cesty, kterými mohou cirkadiánní dysregulace ovlivňovat psychosociální účinky na progresi rakoviny • (A) reprezentuje aktivaci endokrinní stresové odpovědi spojenou s psychosociálním distresem a jinými psychosociálními faktory. • Opakovaná aktivace stresové odpovědi může vést k dysregulaci cirkadiánních rytmů (B), zatímco poruchy spánkových cyklů, rytmů odpočinek-aktivita, genetické defekty nebo poruchy suprachiasmatické poruchy mají za následek endokrinní abnormality (C). • Hypotézy o přímém vlivu hormonů na růst tumoru počítají s účastí metabolických cest nebo s ovlivněním exprese onkogenů (D). • Neuroimunitní efekty mají široký dopad a zahrnují vrozenou imunitní konstrituci, funkci T a B buněk, expresi cytokinů a adhezivních molekul, pohyb buněk a diferenciaci imunitních buněk(E). • Porucha cirkadiánních rytmů je asociována s abnormalitami pohybu imunitních buněk a buněčných proliferačních cyklů (F). • Eistuje hypotéza, že „rytmicitní“ geny jsou úzce vázány na růst tumoru a že dokonce tumory mohou být přímým následkem cirkadiánní dysregulace (G). • Imunitní obrana proti tumorovému růstu zahrnuje jak specifické mechanismy (cytotoxické T-lymfocyty při účasti TH buněks, lýzu protilátkami produkovanými B-lymocty), tak nespecifické děje(lytická aktivita NK, makrofágů a granulocytů; H).

19. Třídy hormonů podle struktury

25. Pulsatilní a diurnální povaha glukokortikoidní sekrece

26. Funkční klasifikace hormonů

27. Funkční klasifikace hormonů

29. Funkce osy • TRH (thyrotrophin-releasing hormone) je secernován v hypotalamu a je transportován portálním systémem do hypofýzy, kde stimuluje thyreotropní buňky k produkci thyreoidního stimulačního hormónu (TSH). • TSH se sekretuje do systémové cirkulace, kde stimuluje vychytávání jódu štítnou žlázou a syntézu a uvolnění T3 a T4. • Konverze T4 na T3 v periferních tkáních je stimulována TSH. • T3 a T4 vstupují do buněk, kde se vážou na nukleání receptory a ovlivněním transkripce genů zvyšují metabolickou i buněčnou aktivitu. • Zpětné vazby mezi T3, T4, TRH a TSH.

30. Štítná žláza • Štítná žláza je uložena na přední straně krku, na štítné chrupavce, těsně pod ohryzkem. Skládá se ze dvou laloků, pravého a levého, které jsou spojeny střední, spojovací částí. Žláza je obalena vazivovým pouzdrem, které kryje jednotlivé lalůčky, oddělené vazivovými přepážkami. Lalůčky se skládají z kulovitých váčků, stěnu těchto váčků vystýlají buňky nazývané folikulární. Folikulární buňky vychytávají jod, který koluje v krvi. Uvnitř váčků jsou skladovány hormony štítné žlázy. Nachází se zde gelovitá hmota, v níž je protein tyreoglobulin, na který jsou navázány hormony štítné žlázy.

31. Štítná žláza • Ve štítné žláze jsou také buňky, které produkují kalcitonin – hormon, který ovlivňuje metabolismus vápníku a fosforu. Kalcitonin podporuje ukládání vápníku do kostí a zpevňuje je. • Mikroskopicky si můžeme stavbu štítné žlázy představit jako celou řadu gelovitých kuliček spojených mezibuněčným vazivem a obalenou pouzdrem.

32. Funkce štítné žlázy • Štítná žláza je důležitá zejména proto, že určuje, jak rychle naše tělo spaluje energii. Také ovlivňuje citlivost těla k jiným hormonům, růst a vývoj, a činnost nervového systému. Činnost štítné žlázy však musí také být regulována.

34. Manifestace hyper- a hypotyreoidních stavů

35. Autoimunní polyglandulární syndrom • = současné autoimunitní postižení nejméně dvou endokrinních žlaz • APS-1 je jediným autoimunitním onemocněním , u něhož byla prokázána monogenní dědičnost, s kompletní penetrancí. • První autoimunní choroba s genetickým problémem mimo HLA. • Mutace v genu AIRE (21q22.3, autoimmune regulator), který se zřejmě uplatňuje v regulaci rovnováhy mezi Th1 a Th2.

36. Epifýza • Jde o malou žlázu, produkující hormon melatonin, který je důležitý pro udržení biorytmu (vnitřních hodin) a pravidelnosti spánku. • V noci je hladina melatoninu v krvi výrazně zvýšená. • Aktivita epifýzy je ovlivněna hypothalamem, který zprostředkovává informace o tom, kolik denního světla dopadá na sítnici. Denní světlo a sluneční svit má tedy vliv i na náš spánek

37. Příštítná tělíska • Za štítnou žlázou jsou uložena většinou čtyři příštítná tělíska. • V nich jsou vytvářeny hormony, které pomáhají kontrolovat hladinu vápníku a fosforu v krvi. Příštítná tělíska jsou nezbytná pro správný růst a vývoj kostí, svůj význam však neztrácejí ani v dospělosti, kdy určují, jak budou kosti pevné. Při potravě chudé na vápník a nízké hladině vápníku v krvi vytvářejí příštítná tělíska parathormon (PTH), který urychluje odbourávání vápníku z kostí a zvyšuje jeho koncentraci v krvi. Vápník je nezbytný pro převod nervového vzruchu i pro svalovou kontrakci. • Antagonistou PTH – tedy hormonem, který má opačné účinky než PTH – je kalcitonin, hormon produkovaný parafolikulárními buňkami štítné žlázy.

38. Kalcitonin • snižuje vstřebávání vápníku z potravy ve střevech • snižuje činnost buněk, které uvolňují vápník z kostí • snižuje zpětné vstřebávání vápníku a fosforu v ledvinách • V případě, že by příštítná tělíska byla při operaci štítné žlázy nedopatřením odstraněna, nízká hladina vápníku v krvi by způsobila typické příznaky. Patří mezi ně nepravidelné bušení srdce, svalové křeče, záškuby (tiky) rukou a nohou a někdy také dýchací obtíže. • Nádor nebo chronická nemoc příštítných tělísek může způsobit zvýšenou tvorbu PTH. Vysoká hladina PTH v krvi pak vede k bolestem kostí, řídnutí kostí – osteoporóze, ledvinovým kamenům, svalové slabosti a mdlobám.

39. Nadledviny • Na horním pólu ledvin jsou uloženy malé, ale velmi významné žlázy zvané nadledviny. • V každé nadledvině se vlastně nacházejí dvě žlázy s vnitřní sekrecí. • Kůra nadledvin je vnější částí, uvnitř se nachází dřeň. • Zatímco hormony vytvářené v kůře jsou pro život naprosto nezbytné, bez hormonů dřeně nadledvin se lze obejít.

40. Produkce kůry nadledvin • glukokortikoidy • mineralokortikoidy • některé pohlavní hormony • Glukokortikoidy (jako je kortizol) pomáhají řídit hladinu cukru v těle, zvyšují spalování bílkovin a tuků a mají na starost odpověď na stresující podmínky, jakými může být třeba velké fyzické nebo psychické vypětí či horečka. • Mineralokortikoidy (například aldosteron) kontrolují celkový objem krve a pomáhají řídit krevní tlak tím, že působí na ledviny a pomáhají jim zadržovat sodík a vodu. • Pohlavní hormony (androgeny) produkované kůrou nadledvin jsou důležité u mužů i u žen pro vývoj některých sekundárních pohlavních znaků.

41. Dřeň nadledvin produkuje • adrenalin (epinefrin), který je vylučován také v nervových zakončeních. • Adrenalin podporuje výkon srdce 4 způsoby (zvyšuje rychlost vedení vzruchu, zvyšuje tep, sílu stahu a kontraktilitu srdečního svalu. To vše se zvýšenými nároky na energii (ATP) • rozšiřuje průdušky, a tím zlepšuje zásobení organismu kyslíkem. • zvyšuje průtok krve kosterním svalstvem. • V dřeni nadledvin je také vytvářen hormon noradrenalin (norepinefrin).

42. Brzlík • Brzlík je žláza, která se v dětství nachází přímo za hrudní kostí. • Po narození je brzlík relativně velký, největších rozměrů dosahuje v pubertě. Během dospívání se však zmenšuje, je nahrazován tukovou tkání a postupně zaniká. • V dětství je brzlík nezbytný pro vývoj a správnou funkci imunitního systému. • Dozrávají zde totiž T-lymfocyty, což jsou bílé krvinky nezbytné pro specifickou imunitní odpověď. V brzlíku jsou vytvářeny také humorální faktory (chemické látky), které jsou důležité pro vývoj imunitního systému.

43. Slinivka břišní(pankreas) • Pankreas je velká žláza uložená v dutině břišní za žaludkem. • Skládá se ze dvou částí: • Exokrinní žláza – produkuje trávicí enzymy, které pomáhají při štěpení tuků, cukrů i sacharidů. • Endokrinní část - Langerhansovy ostrůvky, produkující hormony inzulin a glukagon. Tyto hormony pomáhají v těle udržovat stálou hladinu cukru (glykemii)

44. Inzulín • Inzulin pomáhá buňkám vstřebávat glukózu z krve. V buňkách je pak glukóza využívána k výrobě energie. • Je-li hladina cukru v krvi příliš nízká, prosukzuje slinivka do krve glukagon. Ten způsobí uvolnění glukózy z jater, kde je skladována ve formě glykogenu, do krve.

45. Diabetes mellitusEpidemiologické a klinické aspekty • geneticky heterogenní skupina nemocí • s hyperglykémií • postiženo 5-10% populace • Typy diabetu: • 1. IDDM (T1DM) • 2. NIDDM (T2DM) • 3. gestační diabetes • 4. NDDG (= diabetes secondary to other medical condition)

46. T1DM • diagnóza do 30 let věku, nejčastěji 0-14 let • prevalence 2% světové populace • gradient Japonsko (1/100 000 obyvatel)-Skandinávie (>25/100000 obyvatel)

47. IDDM- rizikové faktory • Genetika (<50% konkordance mezi homozygotními dvojčaty-vysoký podíl environmentálních faktorů) • HLA-DR, HLA-DQ, HLA-DP (HLA II) (6p)-T1DM • 5´oblast insulinového genu (11p5.5)-T2DM

48. T2DM • incidence obvykle u osob nad 40 let věku • Genetika: • gen pro glukokinázu (GCKI, 7p) • D2S125 (2q37)