Układ hormonalny, hormony

Transkrypt

1 Układ hormonalny, hormony Ziemowit Ciepielewski Hormony to wytwarzane przez organizm, niezbędne dla procesów przemiany materii związki, których zadaniem jest koordynowanie procesów chemicznych zachodzących w komórkach.

2 Cząsteczki sygnałowe (hormony, ligandy) funkcjonują w układach regulujących podstawowe czynności życiowe komórek, a także ich śmierć Komórka potrzebuje wielu sygnałów do przeżycia, wzrostu i podziału, dyferencjacji. Jeśli zostaje pozbawiona tych sygnałów przechodzi formę samobójstwa komórkowego znanego jako programowana śmierć komórki lub apoptoza

3 Podstawowe pojęcia: Ligand (cząsteczka sygnałowa) lub bodziec wiadomość ze środowiska wewnętrznego pochodząca z komórki sygnałowej chemiczny (np. hormon, cytokina itp..) elektryczny (impuls nerwowy) Receptor odbiorca na komórce docelowej (ang. target cell) Drugi przekaźnik Wewnątrzkomórkowy przetwornik, wzmacniacz oraz tłumacz wiadomości Sekrecja output wynikający z wydzielenia lub aktywacji nowopowstałych cząsteczek

4 SPOSOBY KOMUNIKACJI MIĘDZYKOMÓRKOWEJ LOKALNY OBWODOWY

5 Komórka potrzebuje zasilania informacyjnego komórki komunikują się między sobą komórki wysyłają i otrzymują informacje (sygnały) informacja jest przetwarzana we wnętrzu komórki co umożliwia odpowiedź (transdukcja sygnału) następuje uruchomienie odpowiednich szlaków metabolicznych (zmiana aktywności komórki)

6 Proces przekazywania sygnału obejmuje: rozpoznanie sygnału (hormonu) receptory transdukcję zamiana sygnału zewnątrzkomórkowego w informację wewnątrzkomórkową efekt modyfikacja funkcji komórkowych

7 połączenie ligandu z jego specyficznym receptorem na komórce docelowej powstanie kompleksu ligand-receptor wywołuje zmiany kształtu i konformacji w obrębie receptora ligand receptor Kompleks ligand-receptor

8 Kompleksy ligand-receptor

9 CZĄSTECZKI SYGNAŁOWE DZIAŁAJĄ NA RÓŻNYCH DYSTANSACH (ODDALENIE W CZASIE I PRZESTRZENI) 1. Transmisja autokrynowa -. miejscem syntezy i miejscem działania jest ta sama komórka - częsty sposób działania czynników wzrostu oraz hormonów plejotropowych (prolaktyna i hormon wzrostu) -substancje w tej transmisji działają same na siebie regulując proliferację -często spotykana w komórkach nowotworowych

10 Cząsteczki sygnałowe c.d. 2. Transmisja parakrynowa -. niewielkie oddalenie miejsca syntezy od miejsca działania, -najczęściej obejmuje sąsiadujące komórki -obejmuje wszystkie rodzaje ligandów, w tym hormony -często odbywa się przy udziale substancji pośredniczących (neurotransmitery lub niektóre czynniki wzrostowe)

11 TRANSMISJA AUTO- I PARAKRYNOWA

12 Cząsteczki sygnałowe c.d. 3. transmisja endokrynowa (greckie endo wewnątz oraz crinis wydzielać) -. oddalenie miejsca syntezy od miejsca działania - cząsteczka sygnałowa nosi nazwę hormonu - zwykle przenoszona przez układ krwionośny (wyjątek: neurony podwzgórzaneurosekrecja z podwzgórza do przysadki nerwowej) Układ hormonalny=układ dokrewny (klasyczne ujęcie układu hormonalnego)

13 TRANSMISJA ENDOKRYNOWA

14 FORMY PRZEKAZYWANIA SYGNAŁU - PODSUMOWANIE Wiele substancji może działać przez dwa lub trzy typy transmisji np. czynniki wzrostu, prolaktyna czy noradrenalina

15 Zewnątrzkomórkowe sygnały chemiczne (ligandy, hormony) podział umowny reugulatory lokalne (tkankowe, autokrynne i parakrynne) hormony właściwe obwodowe,pryferyjne (endokrynne, ale również autokrynne, parakrynne) neurohormony - wydzielane przez układ nerwowy) (endokrynne, ale również autokrynne, parakrynne)

16 PODZIAŁ HORMONÓW ZE WZGLĘDU NA MIEJSCE DZIAŁANIA HORMONY DOKREWNE KLASYCZNE Wydzielane przez wyspecjalizowany gruczoł Działają na długich dystansach (transmisja endokrynowa) Przenoszone z krwią, często przy udziale wyspecjalizowanych białek Posiadają narządy docelowe (gruczoły peryferyjne, gruczoły wydzielania zewnętrnego) hormony wszędobylskie (o działaniu ogólnymplejotropowe, wpływają nawiele funkcji i narządów np. GH HORMONY LOKALNE Wydzielane przez tkanki lub pojedyncze komórki np. nabłonek jelita czy limfocyty Działaja na krótkich dystansach (transmisja para- i autokrynowa) Wydzielane przez tkanki np. przewodu pokarmowego Działają docelowo na tkankę w pobliżu miejsca wydzielania

17 hormony tkankowe zazwyczaj działanie miejscowe (parakrynowe) - angiotensyna - bradykinina - histamina - prostaglandyny - leukotrieny - prostacykliny - tromboksany pochodne kwasu arachidonowego -ANP (przedsionkowy peptyd natriuretyczny) -hormony tkanki tłuszczowej grelina, leptyna, adiponektyna - gastryna, motylina, VIP (wazoaktywny peptyd jelitowy) i inne

18 Struktura chemiczna hormonów 1. Pochodne aminokwasów - tyrozyny: hormony tarczycy, aminy katecholowe - tryptofanu: melatonina 2. Polipeptidy Insulina, GH, ADH 3.Glikoproteiny FSH, LH 4. Steroidy (pochodne cholesterolu) kortyzol, testosteron, witamina D

19 PODZIAŁ HORMONÓW ze względu na budowę chemiczną Rozpuszczalne w wodzie Pochodne aminokwasów (zmodyfikowane aminokwasy np. serotonina, melatonina, histamina, adrenalina itd..) Hormony polipeptydowe i białka (min. hormony podwzgórza, przysadki i trzustki) Rozpuszczalne w tłuszczach Steroidy (hormony kory nadnerczy, hormony gonad) Retinoidy (pochodne witaminy A)

20 Białka i peptydy Peptydy najczęściej kilka aminokwasów Gonadotropin Releasing Hormone (GnRH) 10 aminokwasów, Oksytocyna 8 aminokwasów Enkefaliny 5 aminokwasów Białka długie łańcuchy aminokwasów Prolaktyna 198 aminokwasów ACTH 39 aminokwasów Glikoproteiny Hormony białkowe połączone z cząsteczkami węglowodanów TSH, LH, EPO

21 Podział hormonów c.d. Rozpuszczalne w wodzie (hormony podwzgórza i przysadki) PRL

22 Steroidy Cholesterol C 27 Pregnenolon C 21 Androgeny C Glucocortykoidy C Mineralocortykoidy C 21 EstrogenyC 18

23 Zakres wielkości stężeń Waha się pomiędzy kilku pikogramami (10-12 g, pg) a kilkoma mikrogramami (10-6 g; μg)na ml osocza lub surowicy, w zależności od hormonu Terminy charakteryzujące działanie hormonów: 1. Okres latencji (od wydzielenia do zadziałania): zależy od rodzaju hormonu, typu receptora itp. Szybkodziałajace (sekundy)np. OXT, adrenalina, wolnodziałajace (godziny, dni) np. ft4, glikokortykosteroidy Stężenie hormonu w osoczu zależy od: Wskaźnika/tempa wydzielania (aktualne zapotrzebowanie, pora dnia itp.) 2. Okres półtrwania większość hormonów ulega rozpadowi natychmiast po wydzieleniu: aminy bardzo krótki okres Wskaźnika (adrenalina 10 inaktywacji s); peptydy i rozpadu krótki okres, (białkowe zależny od długości łańcucha peptydowego (ADH i OXT pon. 1 min, Prl 12 min., krótkotrwałe - nie kumulują się, steroidowe FSH 3 godz.) ; steroidy dłuższy okres (minuty, godziny, długotrwałe aldosteron - 30 mogą min, kortyzol się kumulować) ok. 2h) Mechanizmu transportu w osoczu (obecność odpowiednich białęk transportujących

24 Jak działają hormony wewnątrz komórki Hormony białkowe i peptydowe działanie pośrednie przez układ drugiego przekaźnika receptory związane z białkami G (np. glukagon) albo poprzez receptory sprzężone z kinazami białkowymi (np. insulina) Hormony steroidowe - działanie bezpośrednie na jądro komórkowe receptory jądrowe (np. kortyzol, testosteron) Pochodne aminokwasów obie możliwości (np. tyroksyna, melatonina)

25 Działanie hormonów peptydowych receptor na powierzchni błony komórki docelowej

26 Działanie hormonów steroidowych receptor we wnętrzu komórki docelowej

27 Układ hormonalny, endokrynny, dokrewny

28 HORMONY WYTWARZANE PRZEZ GRUCZOŁY DOKREWNE - Podwzgórze : liberyny, statyny, oksytocyna, wazopresyna (magazynowane i wydzielane z tylnego płata przysadki) - przedni płat przysadki: hormony tropowe (GH, Prl, ACTH, TSH, FH, LH) - szyszynka: melatonina - taczyca: tyroksyna (ft 4 ), trijodotyronina (ft 3 ), kalcytonina - prztarczyce: parathormon - grasica: tymulina, tymozyna i tymostymulina - kora nadnerczy: mineralokortykosteroidy (aldosteron), glikokortykosteroidy (kortykosteron, kortyzol), androgeny (DHEA, testosteron) - rdzeń nadnerczy: adrenalina, noradrenalina - trzustka: insulina, glukagon, somatostatyna - nerka: erytropoetyna, hormon D - jądra: DHEA, testosteron - jajniki: estrogeny, progesteron

29 UKŁADY HORMONALE W ORGANIZMIE CZŁOWIEKA Oś współczulno-nanerczowa rdzeń nadnerczy oś trzustkowa - trzustka OSIE HORMONALNE (UKŁAD PODWZGÓRZE PRZYSADKA): 1. somatotropowa (GH hormon wzrostu) 2. Laktotropowa (PRLprolaktyna) 3. tyreotropowa (TSH tyreotropina) 4. adrenokortykotropowa (ACTH adrenokortykotropina) 5. gonadotropowe (FSH/LH folikulotropina, lutropina) 6. melanotropowa (MSH) Gruczoły działające z pominięciem układu podwzgórze przysadka: 1. Przytarczyce 2. Nerka 3. Grasica DWA HORMONY WŁASNE PODWZGÓRZA ; WAZOPRESYNA I OKSYTOCYNA, PONADTO PODWZGÓRZE PRODUKUJE LIBERYNY I STATYNY

30 Ogólny schemat układu hormonalnego

31

32 Ogólny schemat układu hormonalnego

33 Podwzgórze centrum koordynujące układ wydzielania wewnętrznego - synteza oksytocyny i wazopresyny (j.przykomorowe i nadwzrokowe) - hormony uwalniające i hamujące (j. brzuszno-przyśrodkowe, j. grzbietowoprzyśrodkowe, j. lejka),

34 UKŁAD PODWZGÓRZE-PRZYSADKA liberyny, statyny hormony tropowe wytwarzanie wydzielanie wazopresyna oksytocyna ADENOHYPOPHYSIS NEUROHYPOPHYSIS

35 Kortykoliberyna (CRH) Gonadoliberyna (GRH) kortykotropina (ACTH) follitropina (FSH), lutropina (LH) Tyreoliberyna (TRH) tyreotropina (TSH ) Somatoliberyna (GHRH) Melanoliberyna (MRH) Melanostatyna (MIH) Prolaktoliberyna (PRH) Prolaktostatyna (PIH) PODWZGÓRZE hormony uwalniające ( liberyny -RH) hormony hamujące uwalnianie ( statyny -IH) somatotropina (STH, GH) melanotropina (MSH) hamowanie wydzielania MSH prolaktyna (PRL) hamowanie wydzielania prolaktyny PRZYSADKA Hormony tropowe UKŁAD PODWZGÓRZE PRZYSADKA STANOWI POCZĄTEK OSI HORMONALNYCH

36 PROSTA OŚ HORMONALNA z jedna pętlą zwrotnego pobudzenia OŚ HORMONALNA z dwiema pętlami zwrotnego pobudzenia

37 Hormony przedniego płata przysadki - funkcje

38 Synteza w podwzgórzu Jądro nadwzrokowe Jądro przykomorowe Wazopresyna Czynniki pobudzające wydzielanie: Hipermolalność osocza Magazynowana w tylnym płacie przysadki Hipowolemia Hormon polipeptydowy Okres półtrwania min. Czynniki hamujące wydzielanie: Hipomolalność osocza Działanie: Hiperwolemia Nerka receptor V2; zwrotne wchłanianie wolnej wody w kanalikach zbiorczych Naczynia krwionośne receptor V1; skurcz naczyń; to działanie tylko w dużych stężeniach

39 HORMONY DZIAŁAJĄCE W NERCE Angiotensyna II obniża przesącz kłębuszkowy Aldosteron wzmaga resorpcję Na + w kanaliku wstępującym Wazopresyna wzmaga resorpcję wody w kanaliku zbiorczym (AQP2)

40 Oksytocyna the trust hormone, hormon zaufania Skurcz kom. mioepitelialnych gr. mlecznych (laktacja) Skurcz macicy (poród, stosunek płciowy) Wędrówki (ptaków) zachowania prosocjalne, macierzyńskie, monogamia Stężenie wyższe u ojców, korelacja z utrzymywaniem więzi rodzinnych, zaufaniem, wiernością i miłością Pobudzanie wydzielania przez: - drażnienie receptorów: sutka,szyjki macicy pochwy - estrogeny Zahamowanie wydzielania przez: - progesteron

41 HORMON WZROSTU SOMATOTROPINA (STH, GH) Białko, 191 aa (~22 kda), duża specyficzność gatunkowa 0~5 ng/ml osocza, cykliczne wydzielanie dobowe (szczyt podczas snu 3 i 4 fazy), życiowe - szczyt wydzielania w okresie pokwitania AKTYWATOR UKŁADU ODPORNOŚCIOWEGO DZIAŁANIE ANTYOKSYDACYJNE Wzrost wydzielania: głód, zimno, wysiłek fizyczny, wazopresyna. Czynnik uwalniający: somatoliberyna - GH-RH Zahamowanie wydzielania: somatostatyna (SRIF) hormon hamujący podwzgórza Insulin like growth factor IGF-1, IGF-2 (wytwarzane gł. w wątrobie) Nadmiar hormonu wzrostu u dzieci - gigantyzm Nadczynność przysadki u dorosłych akromegalia obniżona synteza IGF karłowatość typu Larona

42 Kontrola wydzielania hormonu wzrostu Wydzielanie hormonu wzrostu jest regulowane na poziomie podwzgórza, oraz zależy od tempa metabolizmu wątrobowy IGF IGF insulin like growth factor, insulinopodobny czynnik wzrostu IGF-2 pierwotny czynnik wzrostu IGF-1 niezbędny do osiągnięcia maksymalnego wzrostu

43 ~23 kda, 198 aa PROLAKTYNA Pobudzenie wydzielania prolaktoliberyna, estrogeny, drażnienie brodawki sutka, ciąża, połóg, stosunek płciowy, stres, AKTYWATOR UKŁADU ODPORNOŚCIOWEGO choroby związane z zaburzeniami układu dopaminergicznego (choroba Parkinsona) Zahamowanie wydzielania prolaktostatyna = DOPAMINA, progesteron Zapoczątkowuje i podtrzymuje laktację. Wzmacnia działanie steroidów w jądrach poprzez działanie na komórki odporowe (Sertolego), ale nadmiar PRL hamuje czynność jąder Wysokie stężenie PRL hamuje owulację (hamuje uwalnianie FSH i LH). Utrzymuje działanie ciałka żółtego (zaburza owulację)

44 Prolaktyna Bodźcem bezpośrednim jest drażnienie brodawki sutka PIF = dopamina

45 Tarczyca gruczoł wydzielania dokrewnego, ważący ok 20g, o kształcie motylowatym, zlokalizowany w przedniej części szyi. Składa się z dwóch płatów, które w centrum połączone są przez tzw. cieśń tarczycy. Wydziela: trójjodotyroninę - ft3 tetrajodotyroninę - ft4 (tyroksyna) kalcytoninę Stosunek wydzielniczy ft3 do ft4 wynosi 10-20:1 Do tworzenia hormonów w tarczycy niezbędny jest jod, dostarczany do organizmu głównie z pokarmami lub wraz z wodą rozpyloną w powietrzu

46 Hormony tarczycy Hormony tarczycy kontrolują funkcje organizmu, takie jak: - tempo metabolizmu - tętno - temperatura ciała - wzrost i rozwój Mają też wpływ na: - masę ciała - sprawność umysłową - cykl miesiączkowy - płodność

47 Działanie ft 4 i ft 3 : Zwiększenie podstawowej przemiany materii (do 100%) niemal wszystkich tkanek (poza mózgiem i jądrami), szczyt wzrostu ~12 dni - wzrost metabolizmu węglowodanów (a więc zużycia tlenu) - wzrost metabolizmu lipidów - rozkojarzenie fosforylacji w mitochodndriach (wzrost produkcji ciepła) Niedobór hormonów osi tarczycowej podczas dojrzewania zahamowanie rozwoju umysłowego

48 Choroby tarczycy Do schorzeń tarczycy zaliczamy: - wole - nadczynność tarczycy - niedoczynność tarczycy - guzy tarczycy

49 REGULACJA POZIOMU WAPNIA Całkowity wapń w surowicy ~2 mm /l (wolny ~1.6 mm/) Parathormon, kalcytonina i kalcyferol itarczyca (komórki C) przytarczyce receptor Ca 2+ (sprzężony z białkami G)

50 Hormony kalcytropowe i regulacja poziomu wapnia Witamina D stymuluje wchłanianie Ca 2+ i PO 4 3- w jelicie stymuluje resorpcję Ca 2+ z kości stymuluje wchłanianie Ca 2+ w jelicie hamuje wydalanie Ca 2+ przez nerki stymuluje syntezę aktywnej wit. D Parathormon Dużo Ca 2+ w osoczu Mało Ca 2+ w osoczu Kalcytonina stymuluje odkładanie Ca 2+ w kościach hamuje wchłanianie Ca 2+ w jelicie stymuluje wydalanie Ca 2+ przez nerki PARATHORMON- KRYTERIALNY DLA ŻYCIA

51 PROCESY PRZEBIEGAJĄCE Z UDZIAŁEM WAPNIA (PRAWIE WSZYSTKIE) SKURCZ MIĘŚNIA PRZEWODZENIE IMPULSU NERWOWEGO PROCESY OSTEOKLASTYCZNE (KOŚCIOTWÓRCZE) HEMOSTAZA (UTRZYMANIE KRWI W STANIE PŁYNNYM W ŁOŻYSKU NACZYNIOWYM)

52 NADNERCZA, UMIEJSCOWIENIE I UNACZYNIENIE

53 Nadnercza Wydzielają: Rdzeń: katecholaminy: - adrenalina (= epinefryna) - noradrenalina (= norepinefryna) Kora: kortykosterydy: - glukokortykosteroidy (kortyzol) - mineralokortykosteroidy (aldosteron) - androgeny (DHEA, testosteron)

54 OŚ PPN podwzgórzowo-przysadkowo-nadnerczowo-korowa KRÓTKA (1) I DŁUGA PĘTLA (2) SPRZĘŻENIA ZWROTNEGO 2 1

55 Kora: NADNERCZA warstwa kłębkowata mineralokortykosteroidy (aldosteron) warstwa pasmowata glikokortyksteroidy (kortyzol) warstwa siatkowata androgeny (testosteron) ACTH pobudza steroidogenezę (poprzez wzrost camp) i działa troficznie na korę nadnerczy Rdzeń: adrenalina(~80%) noradrenalina (~20%) Pobudzenie unerwienie współczulne (acetylocholina) stany wstrząsowe etc emocje, hipoglikemia, N-metylotransferaza noradrenaliny jest indukowana przez glikokortykoidy kory nadnerczy

56 WPŁYW UKŁADU WSPÓŁCZULNEGO NA NADNERCZA I CIŚNIENIE KRWI wzrost stymulacji układu współczulnego na nadnercza wydzielenie ADRENALINY i NORADRENALINY do krwi stymulacja pracy serca, wzrost ilości skurczów serca i obkurczenie naczyń (działanie wolniejsze i bardziej rozciągnięte w czasie niż działanie układu nerwowego) wzrost ciśnienia krwi

57 KORA NADNERCZY - PRZEKRÓJ

58 ALDOSTERON Kryterialny dla życia Wzrost wchłaniania Na + i wody przez kanaliki nerkowe oraz gruczoły utrzymanie homeostazy 0,9 % roztwór NaCl roztwór fizjologiczny KORTYZOL Hormon stresowy w fazie adaptacyjnej stresu, wzrost glukoneogenezy, zwiększenie katabolizmu białek, lipoliza, zwiększają skurcz mięśni naczyń krwionośnych i serca, chronicznie podwyższony poziom kortyzolu niebezpieczny dla życia (ze względu na działanie immunosupresyjne)

59 Aldosteron Mineralokortykosteroid (C21) wydzielany przez warstwę kłębkowatą kory nadnerczy Okres półtrwania min. Rytm dobowy szczyt wydzielania we wczesnych godzinach rannych W osoczu związany z albuminami i CBG Metabolizowany w wątrobie Wydalany przez nerki w stanie wolnym i sprzężonym z kwasem siarkowym i glukuronowym

60 Aldosteron Czynniki pobudzające wydzielanie: ACTH Angiotensyna II Hiperkaliemia Hiponatremia hipowolemia Czynniki hamujące wydzielanie: Wazopresyna Hyperwolemia hypernatremia

61 Aldosteron regulacja wydzielania angiotensyna II K + Na + ACTH kora nadnerczy (warstwa kłębkowata) aldosteron resorbcji Na + wydalanie K + wydalanie H +

62 Katecholaminy = Adrenalina,noradrenalin Ang. Epinephrine, Norepinephrine

63 Kortykoliberyna Hormon adrenokortykotropowy Glukortykosteroidy Działanie: przeciwzapalne, przeciwhistaminowe, immunosupresyjne MOBILIZACJA ENERGETYCZNA

64 Kortyzol Wzrost glukoneogenezy, zwiększenie katabolizmu białek, lipoliza, zwiększają skurcz mięśni naczyń krwionośnych i serca, działanie przeciwzapalne Wahania dobowe (szczyt poranny), czas półtrwania ~ 80 min., inaktywacja w wątrobie (redukcja do tetrahydropochodnych i sprzężenie z kwasem glukuronowym) Transkortyna osoczowe białko wiążące kortyzol (wolny ~10%) Więcej: Izojonia... i Glukostaza...

65 Androgeny i estrogeny kory nadnerczy DHEA dihydroepiandrosteron Androstendion Testosteron Estrogeny Progesteron } aromataza (mózg, wątroba, tk. tłuszczowa itd. przekształca je w estradiol i estron Androgeny ~ mg/dobę (~60-80% z kory nadnerczy): - regulacja spermatogenezy, utrzymanie drugorzędowych męskich cech płciowych (np. zanikanie włosów na głowie) - działanie anaboliczne (wzrost syntezy białka - gł. w mięśniach) - testosteron: libido (męskie), hamuje oś podwzgórze-przysadka

66 ROLA TESTOSTERONU W ORGANIZMIE

67 Hormony związane z płcią i Obustronna modulacja OUN układ hormonów płciowych warunkuje płciowość i seksualność Struktury i hormony: Hormony podwzgórzowe ADH, Oksytocyna Hormony hypofizjotropowe GHRH, PLRH, CRH, TRH, GnRH, i odpowiednie statyny Hormony steroidowe seksualnością Androgeny, Estrogeny, Glukokortykoidy, Mineralokortykoidy Insulin, PTH, kalcytonina, hormony tarczycy, IGF-1, IGF-2

68 Osie gonadalne Hypothalamus neural inputs Adenohypophysis Testes ( ) Ovaries ( ) (GnRH) Target tissues Luteinizing Hormone (LH) Follicle Stimulating Hormone (FSH) Testosterone ( ) Estrogen/Progesterone ( )

69 Działanie hormonów w trakcie rozwoju Embrion GH kontrola rozwoju ośrodków mózgowych (podwzgórza itd.) IGF-2?? T3, T4 rozwój OUN Androgens rozwój organów płciowych i kształtowanie ośrodków seksualnych w mózgu Dzieciństwo GH, GHRH, IGF-1, T3, T4 Dojrzewanie Androgeny, Estrogeny, GH, IGF-1, T3, T4, PTH, kalcytonina, Insulina Odpowiedź na stres CRH, ACTH, glikokortykoidy

70 Zachowania seksualne Czynniki biologiczne Seksualizacja prenatalna Geny Gonady Mózg Czynniki środowiskowe które kształtują odpowiedź biologiczną stres środki psychogenne leki pestycydy dieta Hormony Testosteron (mężczyzna) Mało testosteronu (kobieta) steroidy Narządy płciowe zdolność do rozrodu (wewnętrzne i zewnętrzne) Wazopresyna Oksytocyna Prolaktyna Kora mózgowa: funkcje poznawcze i umejętności (zachowania socjalne; rodzicielstwo, survival) Hypothalamus: cykliczny (K) lub acykliczny (M) cykl płciowy kojarzenie się w pary, identyfikacja genderowa, orientacja seksualna

71 Hormony pokarmowe Insulina Glukagon Grelina Leptyna Adiponektyna Oreksyny

72 Insulina kom. B trzustka pobudzenie: wysokie stężenie glukozy we krwi Obniża st. glukozy we krwi (przyśpiesza glikolizę i glikogenezę) Glukagon kom. A pobudzenie: niskie stężenie glukozy we krwi (ale też: aminokwasy, kortyzol, ACh) Zwiększa st. glukozy we krwi (aktywuje glukoneognezę i glikogenolizę) Somatostatyna kom. D Insulina/glukagon: Na czczo ~ 4 Po posiłku ~70

73 Hormony trzustki Hormony trzustkowe Insulina (B) Glukgon (A) Somatostatyna (D) Polipetyd trzustkowy (F lub PP) Głównymi funkcjami hormonów trzustkowych są: zapewnienie magazynowania przyjmowanego pożywienia w formie glikogenu i tłuszczu (insulina) mobilizacja rezerw energetycznych podczas głodu lub w czasie pracy, sytuacji stresowych (glukagon, też adrenalina) utrzymywanie przy tym stężenia cukru we krwi na możliwie stałym poziomie stymulacja wzrostu.

74

75 Hormony trzustki - insulina Regulacja wydzielania insuliny Insulina Hormon o budowie polipeptydowej - składający się z dwóch łańcuchów peptydowych połączonych mostkami dwusiarczkowymi, produkowany w postaci proinsuliny przez komórki B wysepek Langerhansa w trzustce. Insulina przyspiesza tempo przenikania glukozy z krwi do niektórych komórek (przede wszystkim do komórek mięśni szkieletowych) przekształcania jej w glukozo-6-fosforan powoduje obniżenie stężenia glukozy we krwi, zwiększenie zapasu glikogenu w wątrobie mięśniach oraz wzmożenie spalania glukozy. Kierunki działania insuliny Tkanka tłuszczowa zwiększony transport glukozy do wnętrza komórki, zwiększony transport aminokwasów do wnętrza komórki, zwiększona synteza fosforanów glicerolu zwiększone odkładanie trójglicerydów aktywacja lipazy lipoproteinowej hamowanie lipazy wrażliwej na hormony +

76 Stymulatory Inhibitory Glukoza, Mannoza, Aminokwasy (szczególnie arginina), Glukagon, Hormony jelitowe (GLP-1, GIP, sekretyna) -ketokwasy, Nerw błędny, acetylocholina, Pobudzenie receptorów - adrenergicznych Somatostatyna, Insulina, Pobudzenie receptorów a- adrenergicznych, Utrata jonów K +

77 Hormony trzustki - insulina Mięśnie zwiększony transport glukozy do wnętrza komórki, zwiększona synteza glikogenu, zwiększony wychwyt aminokwasów, stymulacja syntezy białka, hamowanie rozpadu białka, zmniejszenie uwalniania enzymów glukoneogenicznych, zwiększony wychwyt ketonów, zwiększony wychwyt jonów K + Wątroba zmniejszenie ketogenezy, zwiększenie syntezy białka, zwiększenie syntezy lipidów, zmniejszenie wyrzutu glukozy ze względu na zmniejszenie glukoneogenezy i zwiększenie syntezy glikogenu Ogólnoustrojowe Pobudzenie procesów wzrostowych w komórce

78 Wpływ wysiłku Hormony fizycznego trzustki na stężenie - insuliny insulina w surowicy krwi W czasie wysiłku fizycznego dochodzi do obniżenia się stężenia insuliny w surowicy krwi. Jest ono zależne od czasu trwania i intensywności wysiłku. Obniżenie się stężenia insuliny ma związek przede wszystkim ze zmniejszeniem jej wytwarzania w trzustce. Występujące w czasie wysiłku fizycznego pobudzenie układu współczulnego prowadzi do zahamowania wytwarzania insuliny (działanie przez receptory α-adrenergiczne). Bezpośrednio po zakończeniu wysiłku fizycznego stężenie insuliny w surowicy podnosi się, przy czym efekt ten nie wydaje się zależeć od układu współczulnego. Insulinooporność zaburzenie homeostazy glukozy, polegające na zmniejszeniu wrażliwości mięśni, tkanki tłuszczowej, wątroby oraz innych tkanek organizmu na insulinę. Insulinooporność jest jedną z przyczyn cukrzycy typu II i cukrzycy ciążowej

79

80 Wysiłek fizyczny pełni kluczową rolę w uwrażliwianiu tkanek na insulinę. Zwiększa wydatek energetyczny organizmu i zużywanie glukozy przez mięśnie szkieletowe. Bez zwiększenia aktywności fizycznej żadna dieta nie przyniesie pożądanego skutku. Aby wysiłek spowodował wymierne efekty musi trwać przynajmniej 30 minut dzienne oraz być powtarzany codziennie lub co drugi dzień. Najlepsze: szybki marsz lub długi spacer, pływanie, jazda na rowerze.

81

82 Glukagon Uwalnianie glukagonu Działanie Glukagon wywiera działanie: glikogenolityczne, glukoneogeniczne, lipolityczne ketogenne Glukagon nie wywołuje glikogenolizy w mięśniach. Zwiększa glukoneogenezę z dostępnych aminokwasów w wątrobie i zwiększa przemianę materii oraz tworzenie ciał ketonowych. Jego działanie lipolityczne prowadzi z kolei do zwiększonej ketogenezy. Działanie glukagonu związane z wytwarzaniem ciepła, prawdopodobnie spowodowane jest zwiększeniem dezaminacji aminokwasów w wątrobie. Glukagon ma także działanie dodatnie inotropowe, podwyższa też poziom GH, somatostatyny, insuliny we krwi.

83

84 Stymulatory Hipoglikemia Aminokwasy (szczególnie glukogenne) CCK, gastryna Glikokortykoidy Pobudzenie receptorów b adrenergicznych Acetylocholina Wysiłek fizyczny, infekcje, inne stresy Inhibitory Glukoza FFA Ketony Somatostatyna Sekretyna Insulina (przez GABA działający na GABA A receptory Pobudzenie receptorów a- adrenergicznych

85 Hormonalna regulacja poziomu glukozy we krwi Glukoza > 1,1 g/l Glukoza < 0,7 g/l Insulina β α Glukagon transport do komórek synteza glikogenu zużycie glukozy synteza białka synteza tłuszczu glikogenoliza lipoliza proteoliza glukoneogeneza Adrenalina Kortyzol Glukoza 0,7-1,1 g/l

86 Grelina hormon głodu Grelina potocznie hormon głodu, wytwarzany głównie przez komórki żołądka, ale także przez jelito cienkie, trzustkę, jądra, łożysko i podwzgórze. Do najważniejszych zbadanych funkcji greliny należy regulacja łaknienia i równowagi energetycznej organizmu oraz stymulacja wydzielania hormonu wzrostu. Działanie greliny U zdrowych osób produkcja greliny jest ściśle powiązana z przyjmowaniem pokarmu. W okresach ograniczonego dostępu do pożywienia następuje uwalnianie greliny, co powoduje uczucie głodu i stymuluje poszukiwanie i przyjmowanie pożywienia. W momencie uzupełnienia niedoboru energetycznego poziom greliny spada. W związku z powyższym w przypadku anoreksji lub niedoboru pokarmu poziom greliny w organizmie podwyższa się, a w przypadku nadmiaru pokarmu (otyłości) poziom greliny utrzymuje się na niższym poziomie. Grelina a hormon wzrostu Grelina pobudza wydzielanie hormonu wzrostu w mózgu. U ludzi z niedoborem hormonu wzrostu (bez PWS) zauważono podwyższone stężenie greliny, ale nie towarzyszył temu znaczący apetyt. Możliwe, że ów podwyższony poziom greliny w organizmie wynika z podejmowanych przez organizm prób pobudzenia produkcji hormonu wzrostu. Niestety okazało się, że poziom greliny nie spada pod wpływem podawania hormonu wzrostu. KAŻDY WYSIŁEK FIZYCZNY POWODUJE WZROST WYDZIELANIA GRELINY

87

88

89 Regulacja wydzielania czynników wzrostowych

90 Leptyna hormon sytości Podstawowym źródłem leptyny są komórki tłuszczowe (adipocyty). Niewielkie ilości leptyny stwierdza się także w tkance mięśniowej, żołądku, gruczole sutkowym, łożysku i mózgu. Stężenie leptyny w osoczu krwi wykazuje ścisłą korelację z ilością tkanki tłuszczowej w organizmie oraz wielkością adypocytów. Leptyna należy do nadrodziny cytokin, do której zalicza się także erytropoetyna, hormon wzrostu, interleukiny, i prolaktyna. Działanie leptyny Hormon ten zmniejsza apetyt oraz pobudza układ sympatyczny. Podstawowe oddziaływanie leptyny obejmuje regulację apetytu i równowagi energetycznej ustroju. Podstawowym narządem docelowym dla leptyny jest podwzgórze. Reguluje ona tutaj syntezę dwóch przeciwstawnych grup neuropeptydów: zmniejsza ekspresję neuropeptydów o działaniu orektycznym i nasila ekspresję neuropeptydów o działaniu anorektycznym. Za pośrednictwem podwzgórza, leptyna wpływa na funkcjonowanie przysadki, nadnerczy i gruczołu tarczowego. Bierze udział w regulacji gospodarki węglowodanowej, lipidowej i wydzielania insuliny przez komórki trzustki. Leptyna wywiera także wpływ na czynniki związane z dojrzewaniem płciowym i reprodukcją.

91

92

93 Leptyna Ekspresja leptyny Pobudzanie: glikokortykoidy, insulina, dieta bogatotłuszczowa, wzrost masy ciała, czynnik martwicy nowotworu-a (TNF-a - tumor necrosis factor-a), interleukina -1 (IL-1) endotoksyny bakteryjne Hamowanie: Katecholaminy, pobudzenie układu współczulnego testosteron głodówka Leptyna Wpływ jednorazowego wysiłku fizycznego na stężenie leptyny w surowicy krwi Wysiłek fizyczny o typie wytrzymałościowym, trwający poniżej 60 minut, nie wywiera wpływu na wytwarzanie leptyny, niezależnie od swojej intensywności. W przypadku wysiłków fizycznych o typie wytrzymałościowym, trwających powyżej 60 minut, obserwuje się zmniejszenie stężenia leptyny w surowicy krwi około 1-2 i 48 godzin po wysiłku.

94 Dlaczego mamy efekt jo-jo

95 Zależność grelina leptyna - wysiłek

96