Hormonální soustava člověka

Hormonální soustava slouží společně se soustavou nervovou k regulaci metabolismu, krevního tlaku, hodnoty pH, hospodaření s vodou, dále k řízení růstu a zrání organismu, taktéž určuje chování nutné k rozmnožování a určuje i reakce organismu ve vztahu k vnitřnímu prostředí.

• Výhody hormonální regulace

• hormony jsou energeticky levné
• působí dlouhodobě

• Nevýhody hormonální regulace

• velice pomalá (oproti nervům)
• nedají se ničím jiným nahradit
• cílové buňky musí mít receptory, které se vykazují vysokou afinitou k danému hormonu
• chybějící rychlá zpětná vazba

• Transport k cílovým buňkám – krví, vázány na transferiny

• Dělení dle mechanismu působení:

• Hydrofóbní hormon (steroidní povahy) 

• proniká do cytoplasmy buňky, kde se váže na receptor
  • polečně vstupují do jádra buňky, kde se vážou na jaderné receptory a ovlivňují tak transkripci genů
  • Hydrofilní hormon 
  • navazuje se na receptor na vnější straně membrány
  • navázání hormonu může vyvolat buněčné děje přímo, nebo působením „druhého posla“.
  • Dělení dle účinku:
  • endokrinní (většina hormonů) – místa vzniku a účinku hormonů jsou vzdálené
  • parakrinní – ovlivňují místa v okolí (hormony gastrointerstinálního  traktu, ale i insulin – protože  ovlivňuje produkci                     glukagonu v A buňkách pankreatu)
  • autokrinní – buňky produkují hormon, který přímo ovlivňuje tytéž buňky (prostaglandiny)
  • neurokrinní – neurotransmitery, působí v synaptické štěrbině

  Hormony hypofýzy

  • Hypothalamus
  • centrum řízení regulace, sbíhají se sem skoro všechny informace
  • přeměňují nervový signál na primární hormon
  • Primární hormony
  • liberiny – pouze ovlivňují hypofýzu (přes axon – částečně chemicky, částečně elektricky), aby začala                               produkovat něco, co bude ovlivňovat cílovou tkáň

                      – hypofýza pak produkuje sekundární hormon (př. folikostimulační hormon) a ten ovlivňuje                                tkáň, aby vytvořila terciální hormon (př. estrogen), který má endokrinní funkci

  • statiny – opak liberinů, působí inhibičně

                     – jsou uvolňovány neustále (aby něco hypofýza nedělala sama od sebe), ale liberiny je přehluší

  • tak složité řízení protože
  • amplifikace
  • vícenásobná regulace
  • dělání hormonů do zásoby
  • Neurohypofýza (zadní hypofýza)
    • vznikají v hypothalamu, který je posílá do hypofýzy a ta je distribuuje po těla
    • ADH = Antidiuretický hormon 
    • hospodaření s vodou
    • produkuje se, když máme málo vody v těle (zjistí se podle tlaku ve vas afferens a distálním tubulu)
    • působí hlavně ve sběrném kanálku -> otevření kanálů, voda do hypertonické dřeň, a pak do vasa recty a odtud do krve
    • konzumace alkoholu snižuje jeho produkci
    • Oxytocin 
    • stará se o reprodukční cyklus
    • produkuje se při zamilování se
    • zvyšuje empatii, citlivost
    • zefektivňuje oplodnění (peristaltická vlna dělohy a chámovodu)
    • zajišťuje průběh orgasmu
    • rozjíždí celý porodní mechanismus ( produkce relaxačních bílkovin -> uvolňují chrupavky – rozvolnění pánve
    • zajišťuje kontraktilitu mléčných žláz (společně s LTH)
    • Adenohypofýza (přední hypofýza)
    • dělá hodně hormonů, sekundární i terciární (funkční)
    • Terciární (funkční)
    • STH = Somatotropní hormon = růstový hormon
    • růst do výšky (prodlužování kostí) – souměrně
    • působí na zvýšenou produkci bílkovin, inhibuje proteolýzu (rozpad bílkovin na AMK)
    • potřeba energie -> bere je z tuků (trvá to dlouho, ale my to nepotřebujeme rychle)
    • pokud je ho hodně -> gigantismus: u mužů od 208cm, u žen 198cm
    • nedostatek -> nanismus: u mužů pod 150cm, u žen: 138cm
    • po dokončení možnosti růstu kostí (dokončená osifikace) rostou nezosifikované periferní části těla (uši, prsty apod.) -> akromegálie
    • MSH = melanocyty stimulující hormon
    • melanocyty = pigmentové buňky
    • hormon zvyšující pigmentaci těchto buněk
      • hlavně v období laktace – ztmavnutí prsních dvorců
      • může působit i na jiné pigmenty než kožní -> např. stimuluje pigmenty v oku
      • Sekundární (jen působí na tkáň, aby tvořila terciární)
      • TSH =Tireotropní hormon 
      • působí na štítnou žlázu, aby produkovala tireotropní hormony
      • Adrenokortikoidotropní hormon – ACTH
      • působí na kůru nadledvin -> tvorba mineralkortikoidů, glukokortikoidů, androgenů
      • Gonadotropní hormony
      • působí na gonády (pohlavní hormony)
      • FSH = Folikulostimulační hormon = Folitropin
      • u obou pohlaví
      • ♀ – dozrávání folikulů ve vaječníku, jeden z nich se stává dominantním a začne produkovat

              estrogen -> stimulace sekrece LH

      • ♂ – stimuluje zrání spermií
      • LH = Luteinizační hormon
      • u obou pohlaví
      • ♀ – navazuje na FSH -> vede k ovulaci (prasknutí folikulu a uvolnění se vajíčka) a vzniku žlutého

              tělíska

      • ♂ – řídí sekreci testosteronu (Sertoliho buňky)
      • LTH = Luteotropní hormon = prolaktin
      • dominantně u žen -> působí na výstelky mléčných žláz
      • spouští tvorbu mléka -> umožňuje laktaci
      • stimulován až sáním mléka

                      

      Hormony nezávislé na ose hypothalamus – hypofýza

      • Tkáňové hormony
      • autokrinní a parakrinní působení
      • Gastroinestriální hormony
      • Sekretin
      • je tvořen především ve dvanácterníku, jeho sekrece je stimulována přítomností kyselého chymu
      • Gastrin
      • produkují ho parietální buňky žaludku
      • ve chvíli, kdy jsou v žaludku nějaké bílkoviny
      • stimuluje produkci pepsinu (štěpí bílkoviny na peptidy)
      • Enterogastron
      • stimuluje enterogastrický reflex – aby se dvanáctník nepřehltil -> stáhne se pylorus
      • stimuluje pohyby žaludku (promíchání pomáhá natrávení chymu před vstupem do dvanáctníku)
      • produkce: při přítomnosti chymu -> tlak; pH (kyselé)
      • Pankreas
      • Inzulin 
      • tvořen B buňkami Langerhansových ostrůvků
      • k jeho sekreci dochází při zvýšené hladině glukózy
      • sekrece je stimulována především během trávení nervem vagem a dále tkáňovými hormony gastrinem a serotoninem
      • degraduje se v játrech nebo ledvinách
      • 1. fáze
      • zlehčuje propustnost buněk pro sacharidy – dělá to okamžitě, během pár vteřin
      • napomáhá prostupu aminokyselin a K+ do buňky
      • 2. fáze
      • stimuluje proteosyntézu, inhibuje rozpad proteinů
      • stimuluje glykogenezi -> zesiluje tvorbu glykogenu v játrech
      • 3. fáze
      • aktivuje tvorbu tuků – lipogeneze
      • Glukagon 
      • tvořen A buňkami Langerhansových ostrůvků
      • uvolňuje se při hypoglykemii – hladovění nebo dlouhá tělesná aktivita nebo po stimulaci sympatikem
      • katabolický hormon, jeho působením dochází ke zvyšování jaterní glykolýzy, také se zvyšuje glukoneogenezi z laktátu, aminokyselin či glycerolu (podílí se lipolyzně na β-oxidaci tuků).
      • Somatostatin 
      • produkován v D buňkách Langerhansových ostrůvků
      • uvolňuje se při zvýšení koncentrace glukózy argininu a parakrinně tlumí uvolňování inzulinu i glukagonu
      • inhibuje sekreci gastrinu a ukončuje inzulin-dependentní ukládání živin do zásoby
      • Patologie
      • Diabetes melitus 1. typu 
      • vzniká při nedostatku inzulinu -> inzulin se vůbec netvoří
      • jedná se o dědičné virové onemocnění -> vir napadá ty ostrůvky
      • ztráta na váze, výrazné kolísání hladin glukózy v krvi, častá hyperglykémie, glykosurie (močení cukrů)
      • Diabetes melitus 2. typu
      • vzniká při nedostatečné citlivosti cílových buněk
      • získaný -> nadbytečný příjem potravy a nedostatečný pohyb – jedná se o civilizační nemoc
      • u těchto diabetiků dochází k hyperglykémii, ale metabolismus tuků je stále stejný
      • Nadledviny
      • Kůra nadledvin
      • ovlivňována ACTH (Adrenokortikoidotropní hormon)
      • nutný cholesterol (získává ho z LDL nebo i HDL)
      • Mineralkortikoidy
      • ve vrchní vrstvě
      • renin-angiotenzinový systém stimuluje jejich produkce
      • Aldosteron  – řídí transport Na+ a K+ v ledvinách, střevě a dalších orgánech

                          – sleduje množství Na+ v krvi (malé množství stimuluje to jeho produkci)

                          – jeho sekrece se zvyšuje při snížení objemu krve a krevního tlaku a při vysoké hladině K

      • Glukokortikoidy
      • ve střední vrstvě kůry nadledvin
      • zvyšují sílu srdečního stahu a způsobují vazokonstrikci
      • působí protizánětlivě a protialergicky, neboť tlumí uvolňování histaminu
      • zpomalují vylučování vody, dále oslabují žaludeční sliznice
      • Kortizol – receptory na něj mají všechny naše tělesné buňky

                    – stimulace glukoneogeneze a zvýšení koncentrace glukózy v krvi (až hyperglykémie)

                    – působí katabolicky (rozkládá bílkoviny z tkání na AMK -> vydržíme hladovět)

                    – podporuje zvýšení tvorby adrenalinu ve dřeni nadledvin a angiotenzinogenu v játrech

                    – jeho sekrece se zvyšuje při stresu

      • Kortikosteron – doplňuje kortizol
      • Androgeny
      • ve spodní vrstvě kůry nadledvin
      • mužské pohlavní steroidní hormony
      • jejich nadměrná produkce u plodu může způsobit maskulinizaci ženského organismu
      • Testosteron – mužský pohlavní hormon, mají ho ale i ženy
      • Dřeň nadledvin
      • vylévání hormonů je stimulováno sympatikem
      • největší efekt má na ovlivňování metabolismu a oběhovou soustavu
      • produkce řízena výhradně nervově -> běží to rychle
      • Katecholaminy
      • Adrenalin  – vylévá se ve stresu a připravuje tělo na reakci typu útěk nebo boj

                           – dochází k vazokonstrikci v trávicí soustavě, ledvinách, kůži a slinivce

                        – diletovány jsou cévy svalů, dýchací soustavy a jater (neboť zde jsou uloženy energetické                                zdroje, dále se zde zpracovává laktát), konstrikcí žil se zvyšuje množství obíhající krve a také                      dochází ve zvětšené míře k lámání megakaryocytu

                        – dochází k rozšíření zorniček, zvyšuje se tepová frekvence, zesiluje se kontrakce svalu

                        – dochází ke glykolýze, glykoneolýze, lipolýze

                        – napomáhá odčerpávání laktátu a oddaluje únavu svalu.

      • Noradrenalin – působí stimulačně na organismus, ale uvolňuje se za běžných situací

                      – zvyšuje krevní tlak, zvyšuje glykolýzu a zvyšuje sílu stahu svalů

      • Štítná žláza
      • produkce tyreotropních hormonů
      • zvyšují počet mitochondríí -> oxidují organismus
      • katabolické děje
      • podstatnou složkou je jod -> při nedostatku kreténismus (nízké IQ)
      • při nemoci štítné žlázy problémy s váhou (nejčastěji obezita)
      • T4 = Tyroxin – v plazmě slouží jako zásobní hormon

             – je ho více, ale méně účinný

      • T3 = Trijodtyronin – vzniká rovnou ve štítné žláze

                       – může vznikat v játrech nebo cílových buňkách z T4 odštěpením jodu na 5‘ konci

                       – zvyšuje činnost tepla, stimuluje růst a zrání

      • Basedova nemoc –  dochází k nadprodukci hormonů T3 a T4, což způsobuje hubnutí, pocení, třes, neklid,                                  nervozitu, nespavost, padání vlasů, průjmy a poruchy menstruačního cyklu
      • Struma (vole) – výrazné zvětšení štítné žlázy
      • Kalcitonin – tvoří se v parafolikulárních C-buňkách štítné žlázy

                             – vylučuje se při hyperkalcemii

                               – snižuje obsah Ca2+ tím, že podporuje jeho ukládání do kostí a také přechodně tlumí aktivitu osteoklastů                        – v ledvinách stimuluje vylučování Ca2+

      • Příštítná tělíska
      • nad štítnou žlázou
      • Parathormon – působí antagonisticky proti kalcitoninu

                            – uvolňuje se při hypokalcémii, zvyšuje koncentraci Ca2+ v krvi

                            – vápník se získává řízeným rozkladem kostní tkáně osteoklasty.

                            – podporuje vylučování fosforu, který se uvolňuje při získávání vápníku z kostí

      • Recklinghausova choroba – vzniká hyperprodukcí parathormonu

                                  – dochází při ní k dekalcifikaci kostí, vápník zůstává v krvi, ukládá se do cév a způsobuje                                sklerózu; kosti jsou měkké, hadicovité

      • Ledviny
      • Kalcitriol 
      • vylévá se při hyperkalcemii
      • stimuluje resorpci Ca2+ ve střevě a mineralizaci kostry
      • zvyšuje také transport Ca2+ a fosfátů v ledvinách, placentě a mléčných žlázách
      • Erytropoetin 
      • stimuluje zrání a proliferaci erytrocytů
      • jeho sekrece stimulována nedostatkem O2 a také testosteronem
      • ledviny pokrývají 90% produkce, zbývajících 10% připadá na játra.
      • Epifýza
      • její hormony se starají o vyvážení potřeby spánku v závislosti na světle
      • sekrece je řízena nervovými signály.
      • Serotonin 
      • vzniká dekarboxylací tryptofanu
      • má silné vazokonstrikční účinky
      • přítomen v mozku, játrech, ledvinách, žaludku a v trombocytech
      • v mozku se stará o dobrou náladu, způsobuje jeho probouzení (přechod do aktivních β vln).
      • Melatonin 
      • derivát serotoninu
      • jeho produkce začíná být spouštěna při absenci světla, vede ke spánku

      VZNIK A ŠÍŘENÍ POTENCIÁLU

      • Klidový membránový potenciál
      • uvnitř buňky je napětí -70mV -> K+ ionty a bílkoviny
      • venku jsou Na+ a Cl– ionty -> přesto je to venku kladné
      • Na+ nemůžou dovnitř -> vešly by se, ale membrána je nepustí (je permiselektivní)
      • Cl– dovnitř nechtějí – je tam záporný náboj
      • K+ zčásti ven mohou, ale jen pokud stále platí rovnováha
      • Vznik akčního potenciálu
      • po navázání neurotransmiteru na receptor se otevřou kanály pro prostup Na+ iontů
      • za Na+, které jsou přečerpávány dovnitř, jdou Cl– ven
      • Depolarizace – venku je nyní záporný a uvnitř kladný náboj (+30mV)
      • k otevírání kanálů v membráně dochází postupně -> čím víc Na+ projde dovnitř, tím víc se otevírá kanálů
      • kanál se po chvíli uzavře – další Na+ stále chtějí dovnitř, ale už nemohou
      • Repolarizace = návrat ke klidovému membránovému potenciálu
      • aktivace sodno-draselných pump -> navázání ATP
      • zvýší se afinita k Na+ -> naváže se Na+
      • změní se konformace -> zvýší se afinita ke K+ -> naváže se K+
      • opět se změní konformace -> začíná se štěpit ATP -> uvolňuje se energie
      • pumpa se otočí -> Na+ je zase venku, K+ uvnitř
      • ztrácí se afinita -> dochází k uvolnění Na+ a K+ 
      • pumpa se automaticky otočí zpátky
      • Hyperpolarizace
      • uvnitř membrány je napětí > -70mV
      • nemůže dojít k dalšímu akčnímu potenciálu
      • vyrovná se to samovolným prostupem K+ iontů dovnitř

      

      

      

      • Vedení akčního potenciálu
      • průchod iontů je umožněn pouze v Ranvierových zářezech
      • otevírání kanálů je postupné -> kanál se na chvíli otevře, pak zase zavře

                                       -> prostup Na+ iontů vyvolá otevření vedlejšího kanálu

                                       -> čím více Na+ prostupuje, tím se otevírá víc kanálů (pozitivní zpětná vazba)

      • Synapse
      • terminální buton + něco (sval, jiný neuron…)
      • nedotýkají se přímo, je mezi nimi synaptická štěrbina
      • do terminálního butonu přichází elektrický impulz, který se mění na chemický
      • chemický impulz se na postsynapsi mění opět na elektrický
      • po příchodu elektrického impulzu se začnou váčky s neurotransmitery v terminálním butonu pohybovat směrem k membráně
      • váčky fúzují s membránou butonu a jejich obsah se vylije do synaptické štěrbiny
      • neurotransmitery se navážou na receptory na postsynapsi, a tím umožní otevření kanálů pro prostup Na+
      • prostoupením Na+ dochází k depolarizaci a ve chvíli, kdy se dosáhne prahu, vzniká akční potenciál
      • v případě, že K+ ionty vystupují v postsynapse ven, značí to hyperpolarizaci postsynapse a vznik AP není možný
      • Nejznámější mediátory 
      • Excitační
      • acetylcholin, noradrenalin
      • glutamová či její sůl glutamát
      • Inhibiční
      • kyselina gamaaminomáselná