Hormony

Hormony są to wytwarzane przez organizm, niezbędne dla procesów przemiany materii związki, których zadaniem jest koordynowanie procesów chemicznych zachodzących w komórkach.

Hormony:

1. Wytwarzane przez gruczoły dokrewne:

• tylni płat przysadki (synteza w podwzgórzu):

oksytocyna, wazopresyna (adiuretyna)

• przedni płat przysadki: gł. hormony tropowe

• szyszynka: melatonina

• taczyca: tyroksyna (T4), trijodotyronina (T3),

kalcytonina

• prztarczyce: parathormon

• grasica (zanika w rozwoju osobniczym; stymuluje powstawanie przeciwciał; odpowiada z selekcję klonalną przeciwciał): tymulina, tymozyna i tymostymulina

• kora nadnerczy: mineralokortykosteroidy (regulacja gospodarki wodnej i mineralnej),

glikokortykoidy (regulacja gospodarki energetycznej), androgeny (męskie hormony płciowe)

• rdzeń nadnerczy: adrenalina, noradrenalina

• trzustka: insulina, glukagon, somatostatyna

• nerka: erytropoetyna, hormon D

• jądra: testosteron

• jajniki: estrogeny, progesteron

2) hormony tkankowe - zazwyczaj działanie miejscowe (parakrynowe)

• angiotensyna

• bradykinina

• histamina

• prostaglandyny

• leukotrieny

• prostacykliny

• tromboksany

• gastryna, motylina etc.

Sposób działania hormonów (pobudzane receptory):

• Hormony białkowe i peptydowe - receptory związane z białkami G (np. Glukagon) albo poprzez receptory sprzężone z kinazami białkowymi (np. Insulina)

• Hormony steroidowe - receptory jądrowe (np. Testosteron)

• Pochodne aminokwasów - dużo możliwości (np. tyroksyna, melatonina)

Podwzgórze to centrum koordynujące układ wydzielania wewnętrznego

• synteza oksytocyny i wazopresyny (j. przykomorowe i nadwzrokowe)

• hormony uwalniające

Wazopresyna

• Resorpcja wody w nerkach

• Inaktywacja - wątroba i nerki

• Pobudzanie wydzielania:

• wzrost ciśnienia osmotycznego osocza

• zmniejszenie objętości krwi

- angiotensyna II, stres, nikotyna

• Zahamowanie wydzielania:

• wzrost objętości krwi

• spadek ciśnienia tetniczego

• alkohol, kofeina

Oksytocyna

• Skurcz kom. mioepitelialnych gr. mlecznych (laktacja)

• Skurcz macicy (poród, stosunek płciowy)

• Wędrówki (ptaków)

• Pobudzanie wydzielania:

• drażnienie receptorów: sutka, szyjki macicy, pochwy

• estrogeny

• Zahamowanie wydzielania:

• progesteron

Podwzgórze produkuje liberyjny i statyny:

• hormony uwalniające („liberyny” -RH)

• hormony hamujące uwalnianie („statyny” -IH)

PODWZGÓRZE PRZYSADKA

SH - stimulating hormone

Kortykoliberyna kortykotropina (ACTH)

Gonadoliberyna follitropina (FSH), lutropina (LH)

Tyreoliberyna tyreotropina (TSH - „hormon wzrostu”)

Somatoliberyna somatotropina (STH)

Melanoliberyna melanotropina (MSH)

Melanostatyna hamowanie wydzielania MSH

Prolaktostatyna hamowanie wydzielania prolaktyny

Prolaktoliberyna prolaktyna

Somatotropina (hormon wzrostu)

• Białko, 191 aa (~22 kDa), duża specyficzność gatunkowa

• 0~5 ng/mL osocza, cykliczne wydzielanie (szczyt podczas snu - 3 i 4 fazy)

• Wzrost wydzielania: głód, urazy, zimno, wazopresyna itd.. (no i somatoliberyna GH-RH)

• Zahamowanie wydzielania: somatostatyna (SRIF) - hormon hamujący podwzgórza

Insulin like growth factor - IGF-1, IGF-2 (wytwarzane gł. w wątrobie)

• Nadczynność przysadki - gigantyzm, akromegalia

• obniżona synteza IGF - karłowatość

Prolaktyna

• ~23 kDa, 198 aa

• Pobudzenie wydzielania - prolaktoliberyna, estrogeny,

• (drażnienie brodawki sutka, ciąża, połóg, stosunek płciowy)

• Zahamowanie wydzielania - prolaktostatyna, progesteron

• Zapoczątkowuje i podtrzymuje laktację.

• Wzmacnia działanie steroidów w jądrach (poprzez kom. podporowe - Sertolego), ale nadmiar PRL hamuje czynność jąder

• Wysokie stężenie PRL hamuje owulację (hamuje uwalnianie FSH i LH)

• Utrzymuje działanie ciałka żółtego (zabuża owulację)

Hormony tarczycy

• T3 - trijodotyronina

• T4 - tetrajodotyronina (tyroksyna)

• Tyreoglobulina: „magazyn” T3 i T4

• zapas jodu na~około 3 miesiące (123 reszty tyrozynowe/cząsteczkę)

• Uwalnianie - TSH (poprzez wzrost cAMP i Ca2+)

Działanie T3:

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 T3 podczas dojrzewania - zahamowanie rozwoju umysłowego

Kacytonina - komórki C tarczycy - metabolizm wapnia (obniża stężenia Ca2+ w krwi - hamuje aktywność osteoklastów)

Parathormon - gruczoły przytarczyczne - zwiększa st. Ca2+ we krwi

Hormony nadnerczy

Aldosteron

• Wzrost wchłaniania Na+ i wody przez kanaliki nerkowe oraz gruczoły

• Pobudzenie: angiotensyna II, wzrost stężenia K+ i obniżenie Na+, spadek objętości krwi

• Wzrost ekspresji Na+/K+ ATPazy

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%)

Androgeny i estrogeny kory nadnerczy

• DHEA - dihydroepiandrosteron

• Androstendion & Testosteron aromataza (mózg, wątroba, tk. tłuszczowa itd..) przekształca je w estradiol i estron

• Estrogeny

• Progesteron

Androgeny ~ 15-20 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

Jajniki

• FSH - pobudza dojrzewanie komórki jajowej

• LH - odp. za końcowe dojrzewanie, owulację i utrzymanie ciałka żółtego

• Estrogeny i progesteron

• Progesteron (21 C):

• rozrost gruczołów błony śluzowej macicy

• po zapłodnieniu - przekształcanie błony śluzowej macicy w błonę doczesną (w okresie ciąży wytwarzany jest przez łożysko i zapobiega skurczom macicy)

• brak zapłodnienia - zanik ciałka żółtego (i obniżenie syntezy progesteronu) mężczyźni ~ 0.3 ng/mL

• Kobiety ~ 0.9 ng/mL (faza folikularna cyklu) do ~ 18 ng/mL - faza lutealna

Estrogeny roślinne (np. w piwie lub soi) odpowiadają za kobiecy typ otłuszczenia bioder i talii oraz obniżoną spermatogenezę i wydzielanie testosteronu.

Estrogeny (18 C)

Estradiol, Estron, Estriol,

• rozwój drugorzędowych cech płciowych samic

• cykliczne zmiany w nabłonku płciowym i śluzówce macicy

• popędu płciowego i żeńskiego zachowania seksualne

Są także wytwarzane przez aromatazę obwodową w: tkance tłuszczowej, mięśniowej, sutku, kościach, jądrach jak i mózgu.

Inhibina (białko) hamuje wydzielanie FSH

Estrogeny - hamują wydzielanie LH i GnRH

Jądra - testosteron (19 C)

• Kom. śródmiąższowe (Leydiga) - steroidogeneza - TESTOSTERON (indukowana lutropiną - LH - działającą przez białka G i cAMP jako wtórny przekaźnik)

• Kom. podporowe (Sertolego) - Testosteron Binding Proteins, estrogeny i inhibiny (synteza indukowana follitropiną - FSH - działającą przez białka G i cAMP)

• Inhibiny - hamują wydzielanie FSH

• Testosteron - męskie wewnętrzne narządy płciowe (spermatogeneza) oraz masa mięśniowa, popęd itd.; pod wpływem alfa-reduktazy testosteronu (w komórkach docelowych), testosteron przekształcany jest do dihydroksytestosteronu.

• Dihydroksytestosteron - męskie narządy płciowe (jako i łysienie i trądzik)

• Męskie obojnactwo rzekome - wrodzony brak (niska aktywność) reduktazy testosteronu

• LH w dojrzewaniu wzmaga syntezę testosteronu - zmiana płci (prawie)

Trzustka

• Insulina - kom. B

• 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

Nerka

Szyszynka

Melatonina (także serotonina i wazopresyna)

• Reguluje molekularne zegary całego organizmu:

a) Reguluje wydzielanie hormonów:

• gonadotropin (-)

• T3, T4 (-)

• prolaktyny (+)

• sen (+)

b) Działa bezpośrednio na komórki docelowe:

• receptory związane z białkami G (obniżenie stężenia cAMP)

• kalmodulina - hamuje jej aktywność (co pociąga zahamowanie aktywności Ca2+-kalmodulinozależnych białek: CPKII, NOS, CA)

• receptory jądrowe (RZRa i RZRb) - hamuje ekspresję np. PER1

fizjologia zwierząt wykład 5

6

glikoneogeneza

glikogenoliza

glikogeneza

pirogronian ↔ mleczan

glukoneogeneza

glikoliza

glikogen

glukoza

Płuca:

Konwertaza angiotensyny (ACE)

Angiotensyna II

Angiotensyna I

Renina

(spadek ciśnienia w kłębuszkach nerkowych)

Angiotensynogen

(synteza w wątrobie)

Wydzielanie melatoniny

340-380 nm

melanopsyna (w neuronach zwojowych) i/lub kryptochrom

-

Podwzgórze: jądra nadskrzyżowania (SCN)

+

szyszynka

j. przykomorowe

melatonina

---