Endokrini sustav

1. Endokrini sustav

2. Endokrini sustav je, uz živčani sustav, regulatorni mehanizam u našem organizmu. • Čine ga žlijezde koje svoje produkte - hormone - luče izravno u krvotok, i ti se hormoni putem krvi raznose po čitavom organizmu. • Endokrine žlijezde i njihovi hormoni pomažu u regulaciji metaboličkih procesa: • kontroliraju brzinu nekih kemijskih reakcija • pomažu u transportu tvari kroz membrane • sudjeluju u regulaciji balansa vode i elektrolita • imaju važnu ulogu u reprodukciji, rastu i razvoju • Hormoni= različiti kemijski spojevi koji djeluju na funkciju nekih stanica, tkiva ili organa u tijelu, mijenjajući njihov metabolizam. • Neki hormoni djeluju na sve stanice u tijelu, a drugi samo na neka specijalizirana tkiva. • Tkivo na koje hormon specifično djeluje naziva se ciljno tkivo ("target"). • Neke endokrine žlijezde luče veći broj hormona koji djeluju na različita ciljna tkiva s različitim efektom.

3. Vrste hormona • S obzirom na strukturu hormone dijelimo u tri skupine: • proteine i peptide • steroide • aminokiseline • (1) Proteini i peptidi • Većina hormona kod kralježnjaka • Peptidi - kratki lanci aminokiselina; proteinski hormoni ili polipeptidi – dulji lanci • Luče se iz npr.: • hipofize – adrenokortikotropni hormon, hormon rasta, oksitocin, vazopresin, itd. • gušterače – inzulin, glukagon • paratiroidnih žlijezda – parathormon • gastrointestinalnog sustava – sekretin, ghrelin, kolecistokinin

4. Vrste hormona • (2) Steroidi • lipidi, derivati kolesterola. Luče se iz: • spolnih žlijezda – estrogeni, progestini, testosteron, • kore nadbubrežne žlijezde – kortikosteroidi: glukokortikoidi, mineralokortikoidi • (3) Aminokiseline • derivati tirozina. Luče se iz: • štitnjače - tiroksin • srži nadbubrežne žlijezde – epinefrin, norepinefrin • epifize - melatonin • Hormoni različitih vrsta razlikuju se po topivosti → interakcija s različitim vrstama receptora

5. Mehanizam djelovanja hormona • Endokrini sustav luči hormone koji djeluju na specifična ciljna tkiva • Dvije vrste učinaka: • Pospješuju dijeljenje, rast i diferencijaciju stanica • Moduliraju staničnu aktivnost • Receptori u ciljnim tkivima na sebe mogu vezati samo određenu vrstu hormona. • S obzirom na razlike između steroidnih i nesteroidnih hormona, razlikujemo i dva mehanizma djelovanja hormona na ciljne stanice

6. Receptor za nesteroidne hormone • 3 dijela: • ekstracelularni – na njega se veže hormon • transmembranski • citoplazmatski • Nesteroidni hormoni (topivi u vodi) ne ulaze u stanicu već se vežu za vanjski dio receptora, izazivajući sintezu drugog glasnika u unutrašnjosti stanice.

7. Djelovanje nesteroidnog hormona

9. Drugi glasnik aktivira intracelularne mehanizme koji dovode do reakcije ciljne stanice (aktivacija enzima, fosforilacija proteina, i sl.)

10. Receptori za steroidne hormone • Intracelularni, reguliraju ekspresiju gena • Steroidni hormoni su topivi u mastima, tako da prolaze kroz membranu i ulaze u ciljnu stanicu. • Vežu se na receptore s kojima zajedno čine hormon-receptor kompleks. • On djeluje na DNK i aktivira specifične gene →transkripcija u mRNK • Konačni rezultat je promjena u proizvodnji proteina u stanici (translacija mRNK u proteine).

11. Djelovanje steroidnih hormona • hormon-receptor kompleks djeluje na DNK i aktivira specifične gene → transkripcija u mRNK

12. mRNK napušta jezgru i odlazi do ribosoma, gdje se sintetiziraju novi proteini

13. Endokrine žlijezde

14. Koordinacija živčanog i endokrinog sustava • Pojedina endokrina žlijezda ne funkcionira izolirano, već jedna žlijezda utječe na drugu, i to tako da hormoni jedne žlijezde mogu inhibirati ili pobuditi aktivnost druge žlijezde. • Aktivnost žlijezda s unutrašnjim izlučivanjem pod utjecajem je živčanog sustava. To djelovanje može biti izravno ili preko glavne endokrine žlijezde hipofize. • Hipotalamus • Luči faktore koji oslobađaju (releasing factors) ili inhibiraju (inhibiting factors) lučenje hormona adenohipofize • Adenohipofiza • Luči tropne hormone koji upravljaju lučenjem hormona iz drugih endokrinih žlijezda

15. Hipotalamus • Povezan s hipofizom hipotalamičko-hipofiznim drškom (infundibulum) • Hipotalamus komunicira s hipofizom: • s adenohipofizom kemijskim putem – šalje svoje produkte preko hipotalamičko- hipofiznog portalnog sustava – kontrola lučenja hormona adenohipofize • s neurohipofizom neuralnim putem

16. Hipofiza (pituitarna žlijezda) • Smatra se glavnom endokrinom žlijezdom jer luči niz hormona koji utječu na druge žlijezde endokrinog sustava. • Promjer joj je oko 1 cm, a smještena je s bazalne strane mozga ispod hipotalamusa, s kojim je u vezi preko hipofiznog ili pituitarnog drška (infundibuluma). • Dijeli se na: A) prednji režanj (adenohipofizu) B) stražnji režanj (neurohipofizu) • Funkcionalno su to dva potpuno odijeljena i nezavisna dijela. • Osim ova dva glavna dijela hipofize, postoji još i njezin srednji režanj (pars intermedia), iz kojeg se luči MSH, tj. melanocit stimulirajući hormon, koji djeluje na raspodjelu kožnog pigmenta melanina.

17. Prednji režanj hipofize(pars anterior ili adenohipofiza) • Naziva se glavnom endokrinom žlijezdom jer svojim hormonima utječe na rad drugih endokrinih žlijezda, no zapravo je većim dijelom pod kontrolom hipotalamusa • Hipotalamički faktori oslobađanja (neurohormoni) putuju iz hipotalamusa krvlju, preko specifičnog hipotalamičko – hipofiznog portalnog sustava – kemijska kontrola lučenja • Svaki hormon adenohipofize ima svoj faktor oslobađanja • Pod utjecajem hipotalamičkih hormona hipofiza luči svoje tropne hormone – hormone koji upravljaju radom drugih endokrinih žlijezda

18. Hormoni adenohipofize • hormon rasta - somatotropin - STH - pospješuje rast: • dovodi do povećanja stanica • pospješuje njihovo dijeljenje Do povećanog rasta dolazi zato što somatotropin pospješuje sintezu proteina,povećavajući propusnost staničnih membrana za aminokiseline. • Disfunkcije lučenja hormona rasta: • Smanjeno izlučivanje hormona rasta prije odrasle dobi • Prekomjerno izlučivanje STH prije odrasle dobi • Prekomjerno izlučivanje STH u odrasloj dobi

19. Smanjeno izlučivanje hormona rasta prije odrasle dobi - patuljasti rast

20. Prekomjerno izlučivanje STH prije odrasle dobi - gigantizam Dvanaestogodišnji dječak sa svojom majkom

21. Prekomjerno izlučivanje STH u odrasloj dobi - akromegalija • rast kostiju u širinu, a povećavaju se i meka tkiva • donja čeljust se obično izbočuje, čelo se iskosi, a nos se značajno povećava • prsti ruku jako zadebljaju, povećava se stopalo • dolazi i do nekih promjena na kralježnici, što najčešće rezultira grbavošću.

22. 2) adrenokortikotropin – ACTH – stimulira koru nadbubrežne žlijezde 3) tirotropin - TSH – stimulira štitnjaču 4) luteotropni hormon - prolaktin - LTH ili PRL – stimulira proizvodnju mlijeka u mliječnim žlijezdama Gonadotropni hormoni – pospješuju rad spolnih žlijezda • hormon luteinizacije - LH (ž) – stimulira razvoj žutog tijela i produkciju progesterona hormon koji stimulira intersticijske stanice (ICSH) (m) – stimulira produkciju testosterona • hormon koji stimulira folikule - FSH - pospješuje sazrijevanje jajašaca i lučenje estrogena te spermatogenezu

23. Stražnji režanj hipofize(neurohipofiza) • Hormoni stražnjeg režnja sintetiziraju se u hipotalamusu → aksonima iz hipotalamusa hormoni se dovode u neurohipofizu, iz koje se luče kad istim tim aksonima stignu živčani impulsi – neuralna kontrola lučenja

24. Vazopresin (antidiuretički hormon - ADH) • Sintetizira se u supraoptičkim jezgrama u hipotalamusu • Pod utjecajem ADH smanjuje se izlučivanje vode kroz bubrege, zbog povećane reapsorpcije vode u tzv. renalnim tubulama • Obrnuto, kad nema dovoljno ADH smanjuje se reapsorpcija vode u renalnim tubulama, pa se veća količina vode urinom izlučuje iz organizma ↓ ADH igra važnu ulogu u regulaciji koncentracije tjelesnih tekućina • Količina ADH koji će se osloboditi iz neurohipofize ovisi o osmotskom pritisku krvi koja prolazi kroz supraoptičke jezgre: • Povećanje koncentracije tjelesnih tekućina → povećanje osmotskog tlaka krvi u krvotoku → podražuje osmoreceptore → supraoptička jezgra reagira povećanim brojem živčanih impulsa koji odlaze u neurohipofizu i izazivaju lučenje ADH →ADH se krvlju transportira do bubrega i rezultira smanjenjem količine urina, čime organizam čuva vodu. • Smanjenje osmotskog tlaka krvi uslijed npr. pijenja veće količine vode ima obrnuti učinak: otpuštanje ADH se inhibira i tijelo luči više razrijeđenog urina sve dok se koncentracija tjelesnih tekućina ne vrati na normalu. • Poremećaj u funkciji supraoptičko-hipofiznog sustava za lučenje ADH → diabetes insipidus - kod tih se bolesnika zbog nedostatka ADH izlučuju velike količine urina i oni osjećaju stalnu žeđ.

25. Oksitocin • Sintetizira se u paraventrikularnoj hipotalamičkoj jezgri • Funkcije: • kontrakcije gravidnog uterusa - porod • lučenje mlijeka iz mliječnih žlijezda u dojkama • također povezan sa specifičnim ponašanjima kao što je majčinska briga za potomstvo • Funkcija oksitocina kod muškaraca dugo vremena nije bila poznata, iako je i kod njih prisutan u stražnjem režnju hipofize. • Novija istraživanja - ima ulogu u kontrakcijama glatkih mišića koji omogućavaju ejakulaciju za vrijeme orgazma.

27. Sustav povratne sprege • Razine hormona u krvi reguliraju se putem sustava povratne sprege • Hipotalamičke stanice registriraju razinu cirkulirajućih hormona u krvi te prilagođavaju lučenje faktora koji oslobađaju/inhibiraju lučenje hormona adenohipofize

28. Sustav povratne sprege hormoni iz hipotalamusa -----> vežu se na receptore u adenohipofizi -----> adenohipofiza luči tropne hormone --------> tropni hormoni krvlju putuju do receptora u drugim žlijezdama----> žlijezde reagiraju lučenjem svojih hormona--------> hormoni krvlju dolaze do hipotalamusa koji “očitava” razine -----> hipotalamus luči faktore koji pospješuju ili inhibiraju hormone adenohipofize ----->

29. Štitna (tiroidna) žlijezda • Smještena u vratu, ispod grkljana • Luči hormone pod utjecajem tirotropina (TSH) iz adenohipofize • Glavni hormon tiroksin (T4) – utječe na metabolizam gotovo svih tkiva u tijelu

30. Za stvaranje tiroksina nužan je jod kojeg štitnjača uzima iz krvi, a jod se unosi u organizam putem hrane: • jod koji je iz krvi prešao u štitnjaču vezuje se uz tirozin → tiroglobulin → iz tiroglobulina se prema potrebama otpušta tiroksin koji ulazi u krvotok i krvlju se raznosi po čitavom tijelu. • Djelovanje tiroksina se očituje u povećanom metabolizmu gotovo svih tkiva u organizmu (izuzetak su npr. mozak, retina, pluća): • do povećanog metabolizma dolazi zbog djelovanja tiroksina na neke enzimske sisteme, koji upravljaju metabolizmom stanice • tiroksin djeluje i na neke druge endokrine žlijezde čiji produkti djeluju na metabolizam • Glavni učinci tiroksina: • ubrzanje metabolizma • povećanje frekvencije pulsa i minutnog volumena srca • povećanje frekvencije i dubine disanja • ubrzan rad gastrointestinalnog trakta • ubrzavanje sinaptičkih procesa → mijenja se brzina procesa u živčanom sustavu.

31. Prekomjerna količina tiroksina -hipertireoza ili Basedovljeva bolest: • štitnjača je povećana i nastaje guša • povećan je bazalni metabolizam → dolazi do gubitka težine usprkos dobrom apetitu • pojačano znojenje i ubrzan puls • emocionalna labilnost i razdražljivost • često egzoftalmus (izbuljene oči)

32. Hipofunkcija štitnjače – hypotireoza • povećanje štitnjače i gušavost • smanjen bazalni metabolizam • pospanost • mišićna tromost • usporen rad srca • povećanje tjelesne težine • podbuhli izgled (miksedem) zbog nakupljanja tekućine u potkožnom tkivu.

33. Hipotireoza nekad vrlo raširena u područjima u kojima u tlu nema dovoljno joda - endemska guša (alpski krajevi). • Danas rijetko zbog jodiranja kuhinjske soli. • Nedovoljna produkcija hormona štitnjače utječe na razvoj SŽS-a - može dovesti do kretenizma (npr. kongenitalni kretenizam kod djece rođene bez štitnjače) • Endemski kretenizam u krajevima gdje nema dovoljno joda ili je ishrana neadekvatna – danas Afrika. Endemski kretenizam u Kongu. Četvero stanovnika Konga u dobi 15-20 godina : normalni muškarac i tri žene s teškim dugotrajnim hipotiroidizmom – patuljasti rast, zakašnjeli spolni razvoj, nadutost, suha koža i kosa, teška mentalna retardacija

34. Paratiroidne žlijezde • četiri vrlo male žlijezde(1/10g), smještene iza tiroidne žlijezde • paratiroidni hormon (parathormon) (PTH ili PH) -regulira količinu kalcija i fosfata u krvi →povećava razinu kalcija, a smanjuje razinu fosfora: • Povećanje količine Ca uzimanjem iz kostiju, crijeva i bubrega • Smanjenje fosfora – pojačanim izlučivanjem preko bubrega • Količina kalcija u krvi utječe na iritabilnost živčanog tkiva (što je razina kalcija niža, iritabilnost živčanog tkiva je veća). • Prekomjerno smanjenje količine kalcija - grčenje mišića (tetanija), uključivo i mišiće dišnog sustava, što može rezultirati i smrću.

35. Gušterača (pankreas) • I endokrina i egzokrina žlijezda: • Egzokrina – luči probavne sokove u dvanaesnik i sudjeluje u probavi • Endokrina – luči inzulin i glukagon • Inzulin i glukagon se luče iz posebno građenog endokrinog tkiva koje je umetnuto u egzokrino - Langerhansovi otoci • L. otoci sadrže dvije vrste stanica: • u alfa stanicama se proizvodi glukagon • u beta stanicama se proizvodi inzulin

36. Inzulin • Tri glavna učinka inzulina: 1) pospješuje metabolizam glukoze 2) smanjuje koncentraciju glukoze u krvi 3) povećava zalihe glikogena u tkivima saharoza, laktoza (disaharidi) i škrob iz hrane pod utjecajem različitih enzima tijekom probavnog procesa pretvaraju se u monosaharide, uglavnom u glukozu, i manjim dijelom fruktozu i galaktozu ↓ pod utjecajem inzulina pospješuje se transport glukoze iz krvi kroz stanične membrane u stanice tijela ↓ glukoza daje stanici energiju za vršenje različitih procesa (npr. za rad mišića, sekreciju žlijezda, održavanje membranskog potencijala u živčanim vlaknima, za sintezu tvari u stanicama, za apsorpciju hranjivih tvari iz probavnog trakta, itd.) ↓ ako stanica ne potroši odmah glukozu koja se u nju apsorbira iz krvi, ta se glukoza uz pomoć enzima pretvara u glikogen i tako pohranjuje u stanici (naročito velike zalihe glikogena u jetri i mišićima) – zalihe dovoljne da podmire potrebe tijela za energijom nekoliko sati ↓ kad su stanice zasićene glikogenom, višak glukoze pretvara se u mast • Količina izlučenog inzulina ovisi o koncentraciji glukoze u krvi: poveća li se ta koncentracija iznad određene razine, povećat će se i lučenje inzulina i obrnuto.

37. Hipofunkcija gušterače • diabetes mellitus (šećerna bolest) nedostatak inzulina ↓ značajno se povećava koncentracija glukoze u krvi ↓ glukoza se djelomično iz organizma izlučuje urinom ↓ kako bi bubrezi mogli izlučiti veću količinu šećera, povećava se i količina vode koja se izlučuje - dehidracija organizma ↓ stanice nemaju dovoljno glukoze - koriste zalihe masti i proteina ↓ povećanje metabolizma masti i proteina dovodi do nakupljanja tzv. ketonskih tijela (acetona i acet-octene kiseline) - otrovna i njihovo nakupljanje može prouzročiti komu i konačno smrt

39. Glukagon • obrnuto djelovanje od inzulina - povećava količinu glukoze u krvi: • djeluje na neke enzime jetre pod čijim se utjecajem glikogen u jetri pretvara u glukozu i otpušta u krv • pospješuje razgradnju masti u masne kiseline i glicerol • Glukagon se počinje pojačano lučiti kad se smanji koncentracija glukoze u krvi - sprečava nastup hipoglikemije: • u situacijama kad je razina šećera u krvi niska, kao npr. između obroka • kad se glukoza ubrzano koristi, kao npr. za vrijeme većih tjelesnih napora. • Uvijek kad se smanjuje količina izlučenog inzulina, povećava se lučenje glukagona - inzulin i glukagon zajedno održavaju razinu šećera u krvi na relativno stabilnoj razini, usprkos velikim varijacijama u količini ugljikohidrata koje unesemo u organizam.

41. Nadbubrežne žlijezde • čine gornje polovice bubrega • Kao i hipofiza, sastoje se od dva funkcionalno potpuno odijeljena dijela - srži i kore • Oba dijela sudjeluju u regulaciji metabolizma i reakcijama na stres.

42. Srž nadbubrežne žlijezde • Građena od modificiranih ganglijskih stanica koje pripadaju simpatikusu - u njima direktno završavaju simpatička preganglijska vlakna ↓ aktivnost srži u cijelosti je regulirana impulsima koji u nju stižu preko tih vlakana • Količina sekrecije ovisi o općoj razini aktivacije SŽS-a. • dva glavna hormona: • adrenalin (epinefrin) • noradrenalin (norepinefrin) • učinak na različite organe vrlo sličan učinku simpatikusa, ali trajanje efekata adrenalina i noradrenalina je oko deset puta duže • Adrenalin i noradrenalin djeluju prvenstveno na kardiovaskularni sustav: • pod utjecajem adrenalina povećava se intenzitet i frekvencija srčanog rada • pod utjecajem noradrenalina dolazi do suženja krvnih žila→ povišenje krvnog tlaka, pulsa i minutnog volumena srca. • Adrenalin značajno djeluje na metabolizam stanica u tijelu (može se povećati i 100% iznad normalne razine) →povećana aktivnostčitavog organizma • pod utjecajem adrenalina iz adenohipofize se pojačano luče adrenokortikotropin, tireotropin i gonadotropini→ također dovode do ubrzanja metabolizma. • Hormoni srži nadbubrežne žlijezde upotpunjavaju i pojačavaju aktivnost simpatikusa

43. Kora nadbubrežne žlijezde • pod neposrednom je kontrolom ACTH koji se luči iz adenohipofize • luči kortikosteroide- hormone koji se sintetiziraju iz kolesterola • Kortikosteroidi su različiti hormoni koji utječu na specifične metaboličke procese u organizmu: • mineralokortikoidi (glavni hormon aldosteron) • glukokortikoidi (glavni hormon kortizol) • androgeni hormoni • Mineralokortikoidi - pomažu u regulaciji elektrolita, i to prvenstveno tako da djeluju na količine Na, K i klorida u vanstaničnoj tekućini (stimuliraju reapsorpciju Na i izlučivanje K iz bubrega). • Glukokortikoidi - utječu na metabolizam glukoze i proteina. Važni su i kod odgovora organizma na stres i za funkcioniranje imunološkog sustava organizma. • Androgeni hormoni – iz kore se luči najviše androstenediona, čiji je učinak sličan onom testosterona. Budući da je androstenedion znatno slabijeg djelovanja od testosterona, njegovo je značenje kod muškaraca zanemarivo, no zato je važna njegova uloga kod žena.

44. Poremećaji lučenja hormona kore nadbubrežne žlijezde • Hipofunkcija kore -Adissonova bolest • iznemoglost i progresivno slabljenje, probavne smetnje, smanjenje krvnog tlaka i pigmentacija kože • tretman - primjena mineralokortikoida i glukokortikoida • ako se ne liječi, može dovesti do smrti u roku od nekoliko dana zbog narušene ravnoteže elektrolita u organizmu

45. Hiperfunkcija kore - Cushingova bolest • povećan krvni tlak, povećana količina šećera u krvi, teško zacjeljivanje rana, odebljalo lice i gornji dio tijela, tanke ruke i noge, prekomjerna dlakavost

46. Regulacija lučenja negativnom povratnom spregom

47. Stres i nadbubrežne žlijezde Pojačana simpatička aktivacija ↓ Srž luči adrenalin i noradrenalin, trenutačno podižući razinu aktivacije Pod utjecajem hipotalamusa adenohipofiza luči adrenokortikotropni hormon (ACTH) ↓ pospješuje se lučenje kortikosteroda iz kore nadbubežne žlijezde ↓ ubrzanje metabolizma Za razliku od nagle navale energije uzrokovane adrenalinom, kortizol posreduje sporiju, ali zato dugotrajniju i stabilniju aktivnost (razlike mehanizama djelovanja kratkotrajnog i dugotrajnog stresa)

48. Spolne žlijezde (gonade) • Jajnici – ženske gonade • Pod utjecajem gonadotropnih hormona adenohipofize – mehanizam povratne sprege • Proizvode jajašca • Luče spolne hormone – estrogene (estradiol, estron, estriol) i progesteron • Ciklička funkcija: – periodičke varijacije u izlučivanju hormona i plodnosti unutar cca jednog mjeseca - hipotalamus, hipofiza i jajnici u interakciji

49. Hormonalna kontrola menstrualnog ciklusa • FSH potiče rast i sazrijevanje folikula • Prema sredini ciklusa jajnici luče veće količine estradiola – zadebljanje obloge maternice • U sredini ciklusa nagli rast razine LH – ovulacija • Ostatak folikula (corpus luteum) počinje pojačano lučiti progesteron – priprema maternice za prihvat oplođenog jajašca; inhibicija lučenja LH i FSH • Ako je jajašce oplođeno, implantira se i razina estradiola i progesterona postupno raste tijekom trudnoće • Ako jajašce nije oplođeno – žuto tijelo degenerira i pada razina estrogena i progesterona – konstrikcija žila u oblozi maternice i dezintegracija obloge → menstrualno krvarenje

50. Utjecaj kontracepcijskih pilula • Zrelo jajašce i njegovo otpuštanje izazivaju lučenje estrogena i progesterona → hipotalamus detektira visoke razine tih hormona i prestaje s lučenjem faktora oslobađanja za FSH i LH • Kontracepcijske pilule sadrže i estrogene i progesteron → “prevare” mozak koji misli da je to posljedica trudnoće → ne luče se gonadotropini → nema ovulacije