Hypothalamus a jeho hormony. Hormony hypofýzy

1. Hypothalamus a jeho hormony. Hormony hypofýzy doc. MUDr. Miloslav Franěk, Ph.D. Ústav normální, patologické a klinické fyziologie

2. Hypofýza • 1 cm průměr, 1 g • adenohypofýza, neurohypofýza, pars intermedia (u člověka minimálně) • 6 + 2 důležité hormony, několik dalších méně významných

3. Hypofyzární hormony - přehled • Adenohypofýza • růstový hormon (GH, somatotropin, STH) • adrenokortikotropní hormon (ACTH) • tyreotropní hormon (TSH) • prolaktin (PRL) • folikuly stimulující hormon (FSH) • luteinizačn hormon (LH) • Neurohypofýza • antidiuretický hormon (ADH, vazopresin) • oxytocin (OXY)

4. Buňky adenohypofýzy - funkce

5. Hypothalamus • srdce limbického systému • funkce vegetativní, emoce a chování a endokrinní • sekreci AH zásadně reguluje (mimo PRL), pro NH hormony přímo syntetizuje

6. Hypothalamus jako centrum • sbírá informace • o koncentraci živin, elektrolytů a hormonů v krvi • o osmolaritě krve • ze senzorických systémů (čich) • o globálních funkcích (bolest, deprese) • na základě toho ovládá sekreci adenohypofyzárních hormonů

7. Portální systém • kapiláry – hypothalamus • kapiláry - adenohypofýza

8. S a I hormony hypothalamu • tyreotropin stimulující hormon (TRH) • kortikotropin stimulující hormon (CRH) • somatotropin stimulující hormon (GHRH) • gonadotropiny stimulující hormon (GnRH) • somatotropin inhibující hormon (somatostatin, GHIH) • prolaktin inhibující hormon (PIH) • prolaktin stimulující hormon (PRH)

9. Cesta S a I hormonů • syntéza v hypothalamu (???) • axonální transport do eminentia mediana, zvláštní nervová zakončení • uvolnění do intersticia • okamžitá absorpce do portálního systému • transport do adenohypofýzy

10. TRH • tripeptid Glu-His-Pro-NH2

11. CRH • 41 aminokyselin • stimulace syntézy POMC

12. GHRH • 40 aminokyselin, pro aktivitu stačí prvních 29 • stimulace GH přes GPCR • patří do jedné skupiny peptidů spolu s sekretinem, VIP, glukagonem, GIP • nucleus arcuatus hypothalami

13. GHIH • 14- a 28-aminokyselinová forma, nejvíce syntetizovaný S a I hormon • 14AK: častější, méně účinná forma v inhibici GH • periventrikulární a střední preoptická area předního hypothalamu • mimo hormonální působení je i neurotransmiterem v míše, kůře a mozkovém kmeni • syntetizován i v GIT a pankreatu (D buňky, regulace sekrece inzulínu a glukagonu)

14. GnRH • 10 aminokyselin • nucleus arcuatus hypothalami • uvolňování FSH a LH

15. PIH dopamin • existence PRH se předpokládá

16. Růstový hormon • jediný z adenohypofyzárních hormonů, který nestimuluje produkci dalších hormonů z cílové endokrinní žlázy • 191 AK, 22 kDa • stimuluje růst všech tkání těla, které jsou růstu schopné (zvětšování buněk, mitózy) • účinkuje po celý život (později disproporční)

17. Účinky GH na hmotnost

18. Účinky GH • protesyntéza ve většině buněk těla • mobilizace MK z tukové tkáně • inhibice utilizace glukózy • tvorba potřebných bílkovin, využití tukových zásob, šetření cukrů

19. Účinky na proteiny • GH přímo usnadňuje přestup většiny AK přes membránu (analogie s insulinem a glukózou) • GH stimuluje translaci RNA • GH dlouhodobě (24-48 h) stimuluje transkripci DNA v jádře – klíčové • potlačuje proteokatabolismum (v souvislosti s mobilizací MK)

20. Účinky na tuky • mobilizace MK z tukové tkáně • usnadňuje konverzi MK na acety-CoA a jeho následnou přeměnu na energii • zdrojem energie jsou po GH především tuky • začne působit až po několika hodinách (u proteosyntézy po minutách)

21. Účinky na cukry • snížený příjem glukózy do svalových a tukových buněk • stimulace glukonoegeneze v játrech • zvýšená sekrece inzulínu • z toho vyplývá GH indukovaná „inzulínová rezistence“, tj. diabetogenní účinek GH a metabolické změny velmi podobné DM II

22. Inzulín a glukóza • bez inzulínu a glukózy GH růst nepodporuje (zvířata bez pankreatu) • důvody: • zdroj energie • inzulín funguje na některé AK podobně jako na glukózu • ???

23. Chrupavka a kost • hlavní cílové tkáně pro GH pro růst • mechanismus: • podpora proteosyntézy v chóndrocytech a osteogenních buňkách • zvýšená reprodukce těchto buněk • konverze chondrocytů v osteogenní buňky, tj. růst kosti

24. Somatomediny • na tkáňovou kulturu chondrocytů GH nepůsobí, na zdravé zvíře ale ano • somatomediny (= IGF): malé proteiny produkované především játry • 4 typy, hlavní somatomedin C (IGF-I) • MW 7500 • kopíruje hladinu GH v plazmě

25. Pygmejové • genetická vada v syntéze somatomedinu C • nadprodukce GH

26. Význam somatomedinů • možná zásadní, ale… • GH do chrupavky způsobí její růst • možná GH vyvolá tvorbu somatomedinů i přímo v cílové tkáni • možná sám GH umí vyvolat růst také a somatomediny jsou jen alternativním mechanismem

27. Doba účinku • GH má slabou vazbu na transportní plazmatické proteiny » rychle se dostává do tkání a má v krvi krátký poločas (do 20 minut) • somatomedin C má vazbu silnou, z krve se uvolňuje pomaleji a poločas má 20h (tím dává smysl burstům GH)

28. Regulace sekrece GH • s věkem klesá hladina GH pomalu (dřív se myslelo, že rychle) ve stáří je na 25 % • cirkadiální rytmicita: vrchol 2h po usnutí • sekreci stimuluje • hladovění, proteinový deficit • hypoglykémie, pokles MK v krvi • fyzická námaha • excitovanost • zranění • testosteron, estrogeny, GHRH

29. Inhibiční vlivy na GH • vzestup glykémie • vzestup MK • stárnutí • obezita • GHIH (somatostatin) • somatomediny

30. Hladina GH • dospělý 1.6-3 ng/ml • dítě 6 ng/ml • při silné stimulaci (hypoglykémie) až 50 ng/ml • kwashiorkor (GH koreluje s deplecí proteinů)

31. Pokles GH a stárnutí • lidé s nedostatkem GH stárnou rychleji (pokles ukládání proteinů do tkání, místo nich tuk) • za některé příznaky normálního stárnutí možná může fyziologický pokles GH • podávání GH ve stáří způsobí • zvýšenou tvorbu proteinů, zejména ve svalech • pokles tukových zásob • pocit zvýšené životní energie

32. Neurohypofýza • pituicyty: glii podobné buňky, hormony neprodukují • podpůrná struktura pro nervová zakončení z hypothalamických jader SON a PVN • zakončení obsahují sekreční granula a leží na povrchu kapilár • hormony syntetizovány v tělech neuronů a pak za pomocí neurofyzínů transportovány axonem (několik dnů)

33. Neurohypofyzární hormony • oxytocin (PVN) • antidiuretický hormon (vazopresin) (SON) • každé z jader syntetizuje i 1/6 množství nedominantního hormonu • nonapeptidy, liší se ve 2 AK

34. Oxytocin • při stimulaci mizí gliové buňky vmezeřené mezi magnocelulární neurony PVN a SON » neurony blíž u sebe a synchronizace jejich elektrické aktivity • produkován i parvocelulárními neurony PVN, které mají spojení mj. s amygdalou, hippokampem, míchou (nocicepční neurony)

35. Oxytocin - úvod • první objevený peptidový hormon • je i u mužů • vedle 2 základních účinků je další obtížné definovat – čas, dávka, druh živočicha, způsob aplikace • v plazně 10-100 fmol/l, v CSF 10x víc

36. Základní účinky oxytocinu • děložní kontrakce: Fergussonův reflex • reflexní ejekce mléka

37. Účinky oxytocinu I • kardiovaskulární: snižuje tlak a TF, u potkana naopak (totéž dělá elektrická stimulace PVN) • příjem potravy: u nekojících tlumí chuť k jídlu, u kojících hyperfagie • GIT: stimuluje sekreci HCl, CCK, somatostatinu, gastrinu (cholinergní cesta); oxytociunové receptory v pankreatu – sekrece inzulínu i glukagonu

38. Účinky oxytocinu II • hypofýza: přes eminentia mediana se dostává do portálního oběhu – snížení ACTH, u potkana zvýšení PRL a ACTH, GH zvyšuje i snižuje • bolest: tlumí termickou i mechanickou bolest, hlavně centrálně podaný oxytocin • ledviny: útlum reabsorpce Na v distálním tubulu

39. ADH • Cys – Try – Phe – Gln – Asn – Cys – Pro – Arg - GlyNH2 • bez něj sběrací kanálky nepropustné pro vodu – extrémní ztráta tekutin • při nadbytku silně koncentrovaná moč • již 2 ng ADH mají signifikantní účinek, permeabilita se zvýší do 5-10 min, za stejně dlouho pak bez ADH zmizí

40. Regulace sekrece ADH • injekce hypertonické tekutiny do hypotalamické arterie zvýší za několik minut koncentraci hormonu v krvi 20x, hypotonické naopak • tzn. někde v hypothalamu (SON?)nebo jeho okolí (organum vasculosum v anteroventrální stěně 3. komory?) jsou modifikované neurony osmoreceptory

41. Další účinky vazopresinu • konstrikce arteriol v celém těle – zvýšení TK • napínací receptory v atriích posílají do hypotalamu informace o roztažení komor • zejména při poklesu objemu krve se sekrece ADH prudce zvyšuje (tekutin o 15-25% míň – 50 x více ADH) • analogicky naopak • sekreci ADH podobně regulují asi i baroreceptory v karotidách a aortě