Některé všeobecné aspekty patofyziologie hormonů filepředstavuje mechanismus vedoucí k...

Některeacute všeobecneacute aspekty patofyziologie hormonů

VL

15 3 2017

Hormony

chemickeacute messangery ktereacute jsou

transportovaacuteny v tělesnyacutech tekutinaacutech

Funkce modulaacutetory systeacutemovyacutech a

celulaacuterniacutech odpovědiacute

Uacutečinky

lokaacutelniacute

generalizovaneacute

Uacutečinek hormonů

sekrece

hormonu

Endokrinniacute Volnyacute

buňka hormon Hormon

vaacutezanyacute

na nosič

Receptor

pro hormon

Biologickeacute efekty

Bienertovaacute-Vašků J Zlaacutemal F Nečesaacutenek I Konečnyacute D Vasku A PLoS One 2016 Jan 1511(1)

Regulace

energetickeacute

homeostaacutezy

MCH=melanin concentrating hormon

Uacutečinky hormonů Pleoitropismus

jeden hormon maacute viacutece

uacutečinků v různyacutech tkaacuteniacutech

viacutece hormonů se uacutečastniacute

na modulaci jedneacute

funkce

Interakčniacute homeostatickyacute systeacutem komunikace mezi tělem a

mozkem prostřednictviacutem neuronů a faktorů cirkulujiacuteciacutech v

krvi

Endokrinopatie

Vyacutekon buňky

Akutniacute-monotropniacute

Chronickyacute-pleiotropniacute

Responsivniacute buňka-schopnaacute

postreceptivně realizovat přiměřenou

odpověď

Receptivniacute buňka-vybavenaacute receptorem

Způsoby působeniacute hormonů

Akutniacute uacutečinky-postranslačniacute

Pozdniacute uacutečinkygenomoveacute-trofickeacute

(buněčnyacute růst a buněčneacute děleniacute

Regulace receptorů

up-regulace (genomovaacute) homologniacute

heterologniacute

down-regulace (membraacutenovaacute)

Způsoby sekrece hormonů

Sekrece endokrinniacute-do krve přiacutemo či

nepřiacutemo přes ECT

Sekrece parakrinniacute - nepřechaacuteziacute nutně

do krve (zejmeacutena růstoveacute faktory

neuroparakrinie

Sekrece autokrinniacute - např

presynaptickaacute neuromodulace

uvolňovaacuteniacute NE

Interakce hormon-receptor

Hormon A Hormon B Hormon C

+++ - +

Rozpoznaacuteniacute

+++ - +

Tvorba signaacutelu v cytoplasmě nebo v jaacutedře

+++ - +

Efektorovaacute mašinerie enzymy geny atd

Silnyacute efekt A Žaacutednyacute efekt B Žaacutednyacute efekt C

Žaacutednyacute efekt A Slabyacute efekt A

Interakce hormon-receptor Fixovaneacute interakce s messengerem

Mobilniacute interakce hormon-nosič-jaacutedro

Glukagon Insulin Noradrenalin PTH TSH ACTH FSH LH ADH Sekretin

Estrogeny Testosteron Progesteron Adrenaacutelniacute kortikaacutelniacute hormony Thyreoidniacute hormony

Koncepce multireceptivniacute buňky

Předpoklaacutedanaacute recipročniacute endokrinniacute regulace funkce kosti a tukoveacute tkaacuteně Osteoblasty produkujiacute karboxylovanyacute osteokalcin (OCN) kteryacute se naacutesledně vaacuteže na kostniacute mineraacutel zraleacute kosti Resorbce kosti řiacutezenaacute osteoklasty vede k uvolněniacute nekarboxylovaneacuteho osteokalcinu (ucOCN) do krve což vede ke zvyacutešeneacute produkci insulinu v pankreatu Insulin podporuje sekreci OCN osteoblasty stejně jako dekarboxylaci OCN osteoklasty Insulin maacute takeacute pozitivniacute efekt na sekreci leptinu adipocyty Novotvorba a resorbce kosti prostřednicviacutem hypotalamickyacutech uacutečinků leptinu představuje mechanismus vedouciacute k supresi produkce ucOCN a modulaci ucOCN insulinem v zaacutevislosti na přiacutejmu potravy

Třiacutedy hormonů podle struktury

Aminy a

aminokyseliny

Peptidy polypeptidy

a proteiny

Steroidy

Adrenalin

Noradrenalin

Dopamin

Thyreoidniacute

hormony

ACTH angiotensin

calcitoninerytropoieti

n

FSH gastrin

Glukagon STH

Insulin

LH Oxytocin

PTH prolaktin

Sekretin TSH ADH

Aldosteron

Glukokortikoidy

Estrogeny

Progesteron

Testosteron

Funkčniacute klasifikace hormonů

Funkce Hormon Hlavniacute zdroj

Kontrola vodniacuteho a

elektrolytoveacuteho

hospodaacuteřstviacute

Aldosteron

ADH

Calcitonin

Parathormon

Angiotensin

Kůra nadledvin

Neurohypofyacuteza

C-buňky thyreoidey

Parathyreoidea

Ledviny

Kontrola funkce GIT Cholecystokin

Gastrin

Sekretin

GIT

GIT

GIT

Regulace energie

metabolismu a růstu

Insulin

Glukagon

STH

Thyreoidniacute

hormony

buňky pankreatu

buňky pankreatu

Adenohypofyacuteza

Thyreoidea

Zpětnovazebnaacute kontrola

Hormon-hormon

Substraacutet-hormon

Mineraacutely-hormon

Neuraacutelniacute kontrola Chronotropniacute kontrola

Adrenergniacute Oscilačniacute

Cholinergniacute Pulzatilniacute

Dopaminergniacute Diurnaacutelniacute rytmus

Serotoninergniacute Sleep-wake rytmus

Endorfinergniacute Menstručniacute rytmus

-enkefalinergniacute Sezonniacute rytmus

Gabaergniacute Vyacutevojovyacute rytmus

VAZEBNEacute GLOBULINY HORMONŮ

s malou afinitou a specifitou pro hormon

albumin orozomukoid 1-kyselyacute glykoprotein

vysokoafinitniacute s vyššiacute specifitou

TBG Transkortin (CBG) SHBG

vazebnyacutech proteinů Dysproteinemie akutniacute a chronickeacute

vazebnyacutech proteinů Jaterniacute cirhoacuteza

Signaacutelniacute transdukce

Signaacutelniacute transdukce

Signaacutelniacute transdukce

Signaacutelniacute transdukce

Uacutečinek hormonů nebiacutelkovinneacute povahy na transkripci genů

4 třiacutedy DNA-vaznyacutech proteinů

Schema of human circadian system RHT retinohypothalamic tract

SCN suprachiasmatic nucleus PVN paraventricular nucleus

Clin Invest 2011 Jun121(6)2133-41 Circadian rhythms sleep and metabolism Huang W1 Ramsey KM Marcheva B Bass J

ANS-autonomic nerve system BMR-basal metabolic rate

Nat Rev Neurosci 2012 Mar 7 13(5) 325ndash335

Cirkadiaacutenniacute rytmicita

Centraacutelniacute bdquohodinyldquo jsou v n suprachiasmaticus (předniacute thalamus) SCN neurony generujiacute rytmicitu elektrickou aktivitu a produkujiacute synchronizujiacuteciacute signaacutely ktereacute řiacutediacute faacutezi oscilace tzv periferniacutech hodin (jaacutetra ledviny srdce pliacutece a svaly)

Cirkadiaacutenniacute rytmicita

Rytmickaacute aktivita SCN je synchronizovaacutena externiacutem světlem přes siacutetnici

Periferniacute tkaacuteně produkujiacute rytmickeacute fyziologickeacute vyacutestupy ktereacute jsou vedeny SCN a synchronizovaacuteny s prostřediacutem což maacute za uacutekol zajistit optimaacutelniacute aktivitu nebo odpověď na potřeby organismu v přiacuteslušneacute denniacute nebo nočniacute době

Circadian disruption affects multiple organ systems The diagram provides examples of how circadian disruption negatively impacts the brain and the digestive cardiovascular and reproductive systems Though the diagram displays unidirectional affects there are various feedback loops that exist within the system and interactions that occur between these systems

Cirkadiaacutenniacute rytmicita

Cirkadiaacutenniacute oscilace vznikajiacute takeacute na uacuterovni genoveacute exprese a modifikace proteinů a jejich sekrece Tyto oscilace jsou řiacutezeny produkty hlavniacutech cirkadiaacutenniacutech genů

Clin Invest 2011 Jun121(6)2133-41 Circadian rhythms sleep and metabolism Huang W1 Ramsey KM Marcheva B Bass J

Clin Invest 2011 Jun121(6)2133-41 Circadian rhythms sleep and metabolism Huang W1 Ramsey KM Marcheva B Bass J

Cirkadiaacutenniacute rytmicita

Funkce cirkadiaacutenniacuteho systeacutemu klesaacute s věkem U lidiacute se ukazuje předstih ve faacutezi a redukovaneacute amplitudy cirkadiaacutenniacute rytmicity teploty a sekrece hormonů (zejmeacutena melatoninu a kortizolu)

Nature 491 (2012) pp 348ndash356

Nature 491 (2012) pp 348ndash356

Přiacuteklady cirkadiaacutenniacutech rytmů u savců

Produkce melatoninu

Sekrece kortizolu

Teplota tělesneacuteho jaacutedra

Exkrece K+ Na+ Ca++ a vody močiacute

Arteriaacutelniacute krevniacute tlak

Hematologickeacute proměnneacute (hemoglobin hematokrit lymfocyty aj)

Elektroencefalografickaacute aktivita

Cyklus odpočinek-aktivita

Sekrece růstovyacutech hormonů

TSH

Erin L Zelinski Scott H Deibel Robert J McDonald Neuroscience and Biobehavioral Reviews 40 (2014) 80ndash101

Nočniacute praacutece

obraciacute jiacutedelniacute režim a vede k expozici světlu v nočniacutech hodinaacutech Expozice světlu v nočniacutech hodinaacutech vede k poruše tvorby serotoninu v SCN což vede k ovlivněniacute center zodpovědnyacutech za kognici a hypotalamickyacutech jader ktereacute ovlivňujiacute metabolismus a periferniacute cirkadiaacutenniacute oscilaacutetory Světlo v noci ovlivňuje sekreci a denzitu receptorů pro melatonin

Nočniacute praacutece

Zvyacutešenyacute BMI vede k alteraci signalizace leptinghrelin což daacutele alteruje homeostazovaacuteniacute energetickeacuteho stavu organismu To vede k rozvoji obezity diabetu nebo kardiovaskulaacuterniacutech nemociacute

Nočniacute praacutece

Nižšiacute uacutečinnost melatoninu jako antioxidantu se asi uacutečastniacute v rozvoji předčasneacuteho staacuternutiacute nemociacute srdce a malignit Nočniacute praacutece vede takeacute k jiacutedlu v noci ktereacute je spojeno s preferenciacute potravin s vysokyacutem obsahem cukru a tuků Metabolismus cukrů a tuků přitom nepracuje optimaacutelně což vede ke zvyacutešeneacute adipozitě a inzuliacutenoveacute rezistenci

Paacutesmovaacute nemoc ndash jet lag

je uacutenava a poruchy spaacutenku plynouciacute z narušeniacute biorytmů

po rychleacutem leteckeacutem překonaacuteniacute několika časovyacutech

paacutesem Přiacuteznaky byacutevajiacute obvykle horšiacute při cestovaacuteniacute

směrem na vyacutechod (než na zaacutepad) a u staršiacutech lidiacute Při

cestaacutech na vyacutechod maacute člověk probleacutem usnout při

cestaacutech na zaacutepad se budiacute brzy raacuteno Mezi typickeacute

přiacuteznaky patřiacute zejmeacutena uacutenava nespavost a nechutenstviacute

čaacutestečně teacutež nevolnost dezorientace

podraacutežděnost Aklimatizace může trvat několik dnů

Melatonin

Rytmicita melatoninu se přizpůsobuje kratšiacutem nociacutem v noci a delšiacutem v zimě pouze v přiacutepadě že žijeme v přirozeneacutem cyklu světlo ndash tma

To že žijeme v uměleacutem světle vede k oddaacuteleniacute začaacutetku biologickeacute noci v leacutetě i v zimě Protože tedy dochaacuteziacute k tomu že žijeme staacutele v letniacute periodě zůstaacutevaacute stejnaacute biologickaacute deacutelka noci ale ne cirkadiaacutenniacute časovaacuteniacute

Diacuteky viacutekendu dochaacuteziacute k sociaacutelniacutemu jet-legu

Potential mechanisms of circadian clock-dependent regulation of neurodegenerationThe circadian clock regulates metabolism ROS homeostasis DNA repair and probably autophagy (circadian clock controlled systems and pathways are shown in green) Disruption of circadian system function will compromise the activities of these systems which will lead to oxidative stress (shown in red) and accumulation of intra- and extra-cellular aggregates in the brain This in turn will lead to brain cell death and degeneration of brain structures (shown in yellow) Similar mechanisms can contribute to the changes in the brain during the normal ageing

Možneacute cesty kteryacutemi mohou cirkadiaacutenniacute dysregulace

ovlivňovat psychosociaacutelniacute uacutečinky na progresi rakoviny

(A) reprezentuje aktivaci endokrinniacute stresoveacute odpovědi spojenou s psychosociaacutelniacutem distresem a jinyacutemi psychosociaacutelniacutemi faktory

Opakovanaacute aktivace stresoveacute odpovědi může veacutest k dysregulaci cirkadiaacutenniacutech rytmů (B) zatiacutemco poruchy spaacutenkovyacutech cyklů rytmů odpočinek-aktivita genetickeacute defekty nebo poruchy suprachiasmatickeacute poruchy majiacute za naacutesledek endokrinniacute abnormality (C)

Hypoteacutezy o přiacutemeacutem vlivu hormonů na růst tumoru počiacutetajiacute s uacutečastiacute metabolickyacutech cest nebo s ovlivněniacutem exprese onkogenů (D)

Neuroimunitniacute efekty majiacute širokyacute dopad a zahrnujiacute vrozenou imunitniacute konstrituci funkci T a B buněk expresi cytokinů a adhezivniacutech molekul pohyb buněk a diferenciaci imunitniacutech buněk(E)

Porucha cirkadiaacutenniacutech rytmů je asociovaacutena s abnormalitami pohybu imunitniacutech buněk a buněčnyacutech proliferačniacutech cyklů (F)

Eistuje hypoteacuteza že bdquorytmicitniacuteldquo geny jsou uacutezce vaacutezaacuteny na růst tumoru a že dokonce tumory mohou byacutet přiacutemyacutem naacutesledkem cirkadiaacutenniacute dysregulace (G)

Imunitniacute obrana proti tumoroveacutemu růstu zahrnuje jak specifickeacute mechanismy (cytotoxickeacute T-lymfocyty při uacutečasti TH buněks lyacutezu protilaacutetkami produkovanyacutemi B-lymocty) tak nespecifickeacute děje(lytickaacute aktivita NK makrofaacutegů a granulocytů H)

Děkuji vaacutem za pozornost

Petra Strocholcovaacute kocuacuter Ruacutefus