1

Ενδοκρινολογικό σύστημα καιπαράγοντες που επηρεάζουν τα

επίπεδα των ορμονών

Συστήματα επικοινωνίας Ανθρωπίνουσώματος

• ενδοκρινολογικό• νευρικό σύστημα

Ενδοκρινολογικό Σύστημα

• αποτελείται από αδένες οι οποίοι εκκρίνουνορμόνες

• χημικά μηνύματα επικοινωνίας καιμεταφέρονται από τους ενδοκρινείς αδένεςδιαμέσου του αίματος στα κύτταρα στόχους

Κατηγορίες ορμονών

1. Τις αμινορμόνες2. Τα πεπτίδια και τις πρωτεΐνες3. Τα στεροειδή

2

αμινορμόνες

• παράγωγα του αμινοξέος τυροσίνη• θυρεοειδικές ορμόνες• κατεχολαμίνες

– Επινεφρίνη– νορεπινεφρίνη– ντοπαμίνη

θυρεοειδικές ορμόνες

• θυροξίνη (Τ4)• Τριιωδιθυρονίνη (Τ3 )• Ιώδιο• Βασικός Μεταβολικός Ρυθμός

Πεπτιδικές ορμόνες

• Πεπτίδια, πρωτεΐνες, γλυκοπρωτεΐνες• πρώιμες προορμόνες, προορμόνες, αδρόενδοπλασματικό δίκτυο, συσκευή Golgi

Τυπική σύνθεση και έκκριση πεπτιδικών ορμονών

3

Στεροειδείς ορμόνες• Παράγονται από το φλοιό των επινεφριδίων και ταγεννητικά όργανα (τις γονάδες, δηλ. τους όρχεις καιτις ωοθήκες) και από τον πλακούντα κατά τηδιάρκεια της κύησης.

• Η χοληστερόλη αποτελεί την πρόδρομο ουσίααυτών των ορμονών.

• Επειδή είναι λιποδιαλυτές, μόλις παραχθούνδιαχέονται εύκολα μέσω της Κ.Μ. των κυττάρωνπαραγωγής στο μεσοκυττάριο υγρό και από εκεί στοαίμα όπου και τις περισσότερες φορές προσδένονταιμε διάφορες πρωτεΐνες για τη μεταφορά τους

Μηχανισμός Δράσης λιποδιαλυτών μηνυμάτωνσε ενδοκυττάριους υποδοχείς

Μεταφορά Ορμονών από τοαίμα

• Η μεταφορά των ορμονών στο αίμαεξαρτάται από το εάν η ορμόνη είναιλιποδιαλυτή ή υδατοδιαλυτή.

• Τα πεπτίδια και οι κατεχολαμίνες είναιυδατοδιαλυτές ουσίες και γι’ αυτόμεταφέρονται απλά διαλυμένες μέσα στοπλάσμα.

• οι θυρεοειδικές και οι στεροειδείς ορμόνεςμεταφέρονται συνδεμένες με πρωτεΐνες τουπλάσματος

Μεταφορά Ορμονών από το αίμα• Μεταφορά σε ελεύθερη αλλά και στηνπρωτεϊνοενωμένη μορφή.

• Από τις δύο μορφές αυτή που έχει μεγαλύτερησημασία στην δραστικότητα είναι η ελεύθερημορφή επειδή μόνο η ελεύθερη ορμόνη διαχέεταιμέσω των αγγειακών τοιχωμάτων και συνδέεταιμε κύτταρα στόχους.

• Έτσι από βιοχημικής απόψεως έχει μεγαλύτερησημασία η συγκέντρωση της ελεύθερης μορφής, ανεξάρτητα από το γεγονός ότι η μεγαλύτερηποσότητα της ορμόνης βρίσκεται στηνπρωτεϊνοενωμένη μορφή.

4

Μεταβολισμός και Απέκκριση Ορμονών

• Ρυθμός έκκρισης από τα ενδοκρινή κύτταρακαι ρυθμός απομάκρυνσης από το αίμα = συγκέντρωση ορμόνης.

• Ήπαρ, νεφροί, κύτταρα-στόχοι

Πιθανή κατάληξη και δράση μίας ορμόνης

Αρνητική Ανατροφοδότηση Χρόνος Ημιζωής• Χρόνος που απαιτείται για ναυποδιπλασιαστεί η συγκέντρωση μίαςορμόνης.

• Οι πεπτιδικές ορμόνες και οικατεχολαμίνες έχουν μικρό χρόνο ημιζωής.

• Οι θυρεοειδικές και οι στεροειδείς ορμόνεςέχουν μεγάλο χρόνο ημιζωής.

• πρωτεϊνοενωμένες ορμόνες είναι λιγότεροευάλωτες σε απέκκριση ή ενζυματικόκαταβολισμό

5

Επιτρεπτικότητα

• Μία ορμόνη μπορεί να επηρεάσει και τοναριθμό και τη δράση των υποδοχέων μίαςάλλης ορμόνης καθιστώντας τηαναποτελεσματική.

• Αντίθετα, μία ορμόνη μπορεί να λειτουργείσυμπληρωματικά με κάποια άλλη και ναεντείνεται η δράση της δεύτερης εξαιτίαςτης παρουσίας της πρώτης. Στην περίπτωσηαυτή αναφερόμαστε στην επιτρεπτικότητατης ορμόνης

Επιτρεπτικότητα

Κατηγορίες Ορμονών

Τύπος Μορφήπλάσματος

Θέσηυποδοχέα

Μηχανισμόςαγωγής σήματος

Ρυθμόςαπέκκρισης/μεταβολισμού

Πεπτίδια καικατεχολαμίνες

Ελεύθερη Κυτταρο-πλασματικήμεμβράνη

Οι υποδοχείςμεταβάλλουν: Διαυλικοίυποδοχείς, ενδογενήενζυμική δράση τουυποδοχέα, JAK κινάσες, πρωτεΐνες G της Κ.Μ. Δεύτερα μηνυμηταφόραμόρια (cAMP, cGMP, DAG, IP3)

Γρήγορος(λεπτά έωςλίγες ώρες)

Στεροειδείςκαιθυρεοειδικέςορμόνες

Πρωτεϊνο-ενωμένες

Εσωτερικόκυττάρου

Οι υποδοχείςμεταβάλουν άμεσατη μεταγραφή τωνγονιδίων

Αργός (ώρεςέως ημέρες)

Μηχανισμοί Ορμονικής Δράσης

• Αυτό που εξειδικεύει τη δράση μίας ορμόνηςείναι οι ορμονικοί υποδοχείς.

• Η συγκέντρωση της ορμόνης επηρεάζει άμεσακαι τη συγκέντρωση των ορμονοϋποδοχέων.

• Μεγάλη συγκέντρωση ορμόνης = χαμηλήσυγκέντρωση υποδοχέα

6

Κυτταρικός υποδοχέας Μεταφορά μηνύματος μίας ορμόνηςδιαμέσου υποδοχέων

• Υποδοχέας είναι μία εξειδικευμένηπρωτεΐνη της Κ.Μ. ή του ενδοκυττάριουχώρου στην οποία προσκολλάται η ορμόνη(το μηνυματοφόρο μόριο) για ναπυρηδοτοθεί μία αλληλουχία γεγονότων ταοποία είναι απάντηση στο μήνυμα το οποίοδέχτηκε το κύτταρο διαμέσου της ορμόνης

Εξειδίκευση υποδοχέα

• Η ικανότητα τουυποδοχέα να δεσμεύειένα και μόνο είδος ήπεριορισμένο αριθμόδομικά συγγενώνορμονών.

• Επινεφρίνη και λείαμυϊκά κύτταρααιμοφόρων αγγείων

Συγγένεια• Δύναμη με τηνοποία συνδέεται τοσύνδεμα στη θέσηδέσμευσης(ΕΛΚΤΙΚΗ ΔΥΝΑΜΗΜΕΤΑΞΥΠΡΩΤΕΙΝΗΣ ΚΑΙΣΥΝΔΕΜΑΤΟΣ)

• Η πρωτεΐνη Υ έχειμεγαλύτερη χημικήεξειδίκευση από τηνΧ.

7

• Θέσεις δέσμευσης μεδιαφορετικό βαθμόχημικής συγγένειας

Κορεσμός• Αντιπροσωπεύει το ποσοστό των θέσεωνδέσμευσης που είναι κατειλημμένες σε μίαδεδομένη χρονική στιγμή

• Όταν όλες οι θέσεις δέσμευσης είναικατειλημμένες τότε λέμε ότι υπάρχει 100% κορεσμός στις θέσεις δέσμευσης.

• Όταν υπάρχει μία μεμονωμένη θέση δέσμευσηςτότε λέμε ότι είναι κατά 50% κορεσμένη ότανκαταλαμβάνεται από το σύνδεμα το 50% τουχρόνου

Στο 100% του κορεσμού δε μπορεί νασυνδεθεί άλλο σύνδεμα με πρωτεΐνη • Η χημική συγγένεια

παίζει καθοριστικόρόλο στον τρόπο μετον οποίο θασυνδεθεί το σύνδεμαμε την πρωτείνη

8

Συναγωνισμός

• Είναι δυνατόν σε μία θέση δέσμευσης νασυνδέονται περισσότερα από ένα είδησυνδέματος. Συναγωνισμός μεταξύ ειδώνσυνδέματος και θέσης δέσμευσης

• Βήτα-ανταγωνιστές και απόδοση σεαγώνες σκοποβολής

Ρύθμιση των ιδιοτήτων των θέσεωνδέσμευσης

• 1. Μεταβολή του σχήματος της πρωτεΐνηςμε αποτέλεσμα να είναι πιο εύκολη ησύνδεση με το σύνδεμα στη θέσηδέσμευσης (άμεσος)– Αλλοστερικός τρόπος τροποποίησης– Ομοιπολικός τρόπος τροποποίησης

• 2. Σύνθεση και αποδόμηση της πρωτεΐνης(χρονοβόρος)

• Δύο θέσεις δέσμευσης στηνπρωτεΐνη (ρυθμιστική καιλειτουργική θέση)

• Αλλαγή στο σχήμα τηςλειτουργικής θέσης τηςπρωτεΐνης οδηγεί σε αύξηση ήμείωση της χημικήςσυγγένειας

• Μεταβολή της δραστικότηταςμίας πρωτεΐνης διαμέσου τουκορεσμού της ρυθμιστικήςθέσης ή της συγκέντρωσηςτου τροποποιητή

• Συνέργεια είναι η προοδευτικήαύξηση της συγγένειαςπολυπεπτιδικών αλυσίδωνέπειτα από δέσμευσησυνδέματος και πρωτείνης σεμία πολυπεπτιδική αλυσίδα(αιμοσφαρίνη και Ο2)

• Φωσφορυλίωση είναι η μεταφορά μίαςφωσφορικής ομάδας από ένα μόριο σε άλλο

• Πρωτεϊνικές κινάσες είναι ένζυμα τα οποίαφωσφορυλιώνουν πρωτείνες

• Πρωτείνη + ΑΤΡ ----- Πρωτείνη-ΡΟ42- + ADP

• Φωσφατάσες είναι ένζυμα τα οποίααποφωσφορυλιώνουν πρωτείνες και έτσιαποκτούν αυτές το αρχικό σχήμα

• Πρωτείνη-ΡΟ42- + Η20 ----- Πρωτείνη + ΡΟ42-

9

Κατιούσα Ρύθμιση-Ανιούσα Ρύθμιση• Κατιούσα Ρύθμιση: Η ελάττωση του ολικού αριθμούκυτταρικών υποδοχέων κάποιου συγκεκριμένουμηνύματος, ως απόκριση χρόνιας έκθεσης του κυττάρουσε υψηλή εξωκυττάρια συγκέντρωση του μηνύματος.Αρνητική ανατροφοδότηση (αυξημένη συγκέντρωσηγλυκόζης και ινσουλίνη)

• Ανιούσα Ρύθμιση: Η αύξηση του ολικού αριθμούκυτταρικών υποδοχέων κάποιου συγκεκριμένουμηνύματος, ως απόκριση της χρόνιας έκθεσης τουκυττάρου σε χαμηλή εξωκυττάρια συγκέντρωση τουμηνύματος (διάτμηση νεύρου και απόκριση σεηλεκτρικό ερέθισμα)

• Ενδοκυττάρωση ορμόνης υποδοχέα, εξωκυττάρωσηενδοκυττάριων εφεδρειών σε υποδοχείς, αλλαγήέκφρασης των γονιδίων που κωδικοποιούν τουςυποδοχείς

Υπερευαισθησία

• Η αυξημένη ικανότητα φυσιολογικήςαπόκρισης ενός κυττάρου-στόχου απόκάποιο συγκεκριμένο μήνυμα, η οποίαπροκαλείται από την ανιούσα ρύθμιση.

• Άσκηση και σακχαρώδης διαβήτηςτύπου ΙΙ.

Ομοιοστασία γλυκόζης κατά την άσκηση

• Αυξημένη απορρόφηση γλυκόζης από τομυϊκό ιστό (7-20 φορές περισσότερο).

• Πρόληψη υπογλυκαιμίας:– Κινητικότητα γλυκόζης από το ήπαρ– Διάσπαση ΤΓ του λιπώδους ιστού σε ΕΛΟκαι γλυκερόλη και χρησιμοποίηση τωνΕΛΟ για Ε.

– Σύνθεση καινούριας γλυκόζης από τοήπαρ από ΑΑ, ΓΟ, και γλυκερόλη

– Φραγμός εισόδου γλυκόζης στο κύτταρογια να επαχθεί η οξείδωση των λιπιδίωνσαν ενεργειακή πηγή

Ομοιοστασία γλυκόζης κατά τηνάσκηση

• Κύριος ρόλος των προηγουμένωνδιαδικασιών είναι η διατήρηση τηςγλυκόζης σε φυσιολογικά επίπεδα.

• Το ήπαρ έχει περίπου 80 γραμμάριαγλυκόζης πριν από την άσκηση.

• Ρυθμός οξείδωσης γλυκόζης σε έντονηή παρατεταμένη άσκηση (>3 ώρες) = 1 γραμμάριο ανά λεπτό.

10

Ομοιοστασία γλυκόζης κατά τηνάσκηση

• Περισσότερες από μία ορμόνεςυπεύθυνες.

• Διαχωρισμός Ορμονών:1. γρήγορης αντίδρασης και2. Αργής αντίδρασης

Ορμόνες αργής αντίδρασης

• Αυξητική ορμόνη• Κορτιζόλη• Θυρεοειδικές ορμόνες

Ορμόνες γρήγορης αντίδρασης

• Επινεφρίνη• Νορεπινεφρίνη• Γλυκαγόνη• Ινσουλίνη

Ορμόνες των επινεφριδίων• Μυελός των επινεφριδίων: Επινεφρίνηκαι νορεπινεφρίνη.

• Φλοιός των επινεφριδίων: αλδοστερόνη, κορτιζόλη

11

Μυελός των επινεφριδίων

• Μέρος του συμπαθητικού νευρικούσυστήματος.

• 80% Επινεφρίνη και επηρεάζει υποδοχείς τουκαρδιοαγγειακού, αναπνευστικού, γαστροεντερικού συστήματος, του ήπατος, των μυών και του λιπώδους ιστού.

• Η Ε και ΝΕ επηρεάζουν κυρίως τοκαρδιοαγγειακό σύστημα και το μεταβολισμότων θρεπτικών στοιχείων κατά τη διάρκειατης άσκησης.

• «Μάχη ή φυγή»

Φλοιός των επινεφριδίων

• Αλατοκορτικοειδή (αλδοστερόνη) η οποίαείναι υπεύθυνη για τη διατήρηση τηςσυγκέντρωσης του Νa+ και Κ+ στοπλάσμα.

• Γλυκοκορτικοειδή (κορτιζόλη) η οποίαεμπλέκεται στη διατήρηση του ελέγχου τηςγλυκόζης στο αίμα.

Φυσιολογικές τιμές ΚΑΤ

• Ε ~ 0.4 ng/ml• NE ~ 1.5 ng/ml

• Πολύ μεγαλύτερη συγκέντρωση ΝΕ στοπλάσμα επειδή λειτουργεί και σαννευροδιαβιβαστής και εκκρίνεται από τιςαπολήξεις νεύρων.

• Από τις δύο ΚΑΤ, η Ε φαίνεται πωςανταποκρίνεται περισσότερο σεπεριπτώσεις μεταβολής στα επίπεδα τηςγλυκόζης ενώ μεταβολές στα επίπεδααρτηριακής πίεσης οδηγούν σε αύξησητης ΝΕ.– Χαμηλή γλυκόζη– δραστηριοποίηση υποδοχέα Ε– αύξηση έκκρισης Ε– Σύνδεση Ε με β-αδρενεργικό υποδοχέα στοήπαρ

– Διάσπαση γλυκογόνου σε γλυκόζη– Είσοδος γλυκόζης στην κυκλοφορία

12

Μείωση των επιπέδων γλυκογόνου κατά τη διάρκειαάσκησης στο ποδήλατο διαφορετικών εντάσεων

Ο ρόλος των ΚΑΤ στα επίπεδατων θρεπτικών στοιχείων

Επίδραση ΚΑΤ στο μεταβολισμό

ΕΛΟ + Γλυκερόλη

Γλυκόζη

Φραγμόςεισόδουστοκύτταρο

Οξείδωσηλιπαρώνοξέων

ΤΓΓλυκογόνο

ΕίσοδοςΓλυκόζης

ΆλλοιΙστοί

ΛιπώδηςΙστός

Ήπαρ

Αλλαγές στα επίπεδα της επινεφρίνης μετά απόάσκηση διαφορετικών εντάσεων και διάρκειας

13

Μεταβολές στα επίπεδα των ΚΑΤ κατά τηδιάρκεια άσκησης (~60 %VO2max)

• Συνδυασμός άσκησης με πόδια καιχέρια μπορεί να αυξήσει τα επίπεδα Ε ηοποία με τη σειρά της αυξάνει αυξάνειτη διάσπαση γλυκογόνου μεαποτέλεσμα τα επίπεδα της γλυκόζηςνα παρουσιάζονται αυξημένα.

• Μπλοκάρισμα των β-αδρενεργικώνυποδοχέων (propanolol). Επίπτωση σεγλυκόζη και ΕΛΟ;

Μεταβολές στα επίπεδα γλυκογόνου μετά απόάσκηση χωρίς και με προπανολόλη (β-blocker)

Διάσπαση του μυϊκού γυκογόνου γίνεταιεξαιτίας του cAMP και Ca++-καλμοδουλίνη

14

Μεταβολές στα επίπεδα των ΚΑΤ μετά απόπροπόνηση 7 εβδομάδων

Επίδραση της συστηματικήςπροπόνησης στα επίπεδα ΚΑΤ

• Απότομη μείωση στα επίπεδα ΚΑΤ σε μίαπροπόνηση με καθορισμένη αντίσταση.

• Η απότομη μείωση φαίνεται ακόμα και μέσα σε μίαεβδομάδα.

• Μέσα σε τρεις εβδομάδες επέρχεται σταθεροποίησηστα χαμηλά επίπεδα έκκρισης των ΚΑΤ σε άσκησημε καθορισμένη αντίσταση.

• Προπονημένα άτομα έχουν μεγαλύτερη ικανότητα ναεκκρίνουν Ε κάτω από πολύ έντονες αγχογόνεςκαταστάσεις. (η συστηματική προπόνηση αυξάνει τηνικανότητα του μυελού των επινεφριδίων να εκκρίνει Εσε extreme καταστάσεις)-συνεχής δραστηριοποίησητου ΣΝΣ λόγω άσκησης

Επιδράσεις της ινσουλίνης στην απορρόφησηκαι κινητικότητα της γλυκόζης

Ινσουλίνη και μείωση της γλυκόζης τουπλάσματος

15

Μετακίνηση γλυκόζης στο εσωτερικό τουκυττάρου με GLUT-4

Μεταβολές στα επίπεδα της ινσουλίνης σεσυνάρτηση με την ένταση και τη διάρκεια της

άσκησης

16

Επιδράσεις της ινσουλίνης και της γλυκαγόνηςστην απορρόφηση και κινητικότητα της γλυκόζης Μεταβολές στα επίπεδα της γλυκαγόνης κατά

τη διάρκεια παρατεταμένης άσκησης

Η επίδραση των ΚΑΤ στην έκκριση ινσουλίνης καιγλυκαγόνης από το πάγκρεας κατά τη διάρκεια της

άσκησης

Επίδραση των ΚΑΤ στην κινητικότητα των ΕΛΟ καιτης γλυκόζης κατά τη διάρκεια υπομέγιστης άσκησης

17

Μεταβολές στα επίπεδα των ΕΛΟ εξαιτίας του ΓΟ (α) και ηεπίδραση του ΓΟ στην κινητικότητα των ΕΛΟ από το λιπώδη ιστό

Επιδράσεις της κορτιζόλης (αργή δράση) στοΜεταβολισμό των θρεπτικών στοιχείων

ΣΥΝΟΛΙΚΟ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑ: + [ΑΑ, ΓΛΥ, ΕΛΟ] στο πλάσμα

Αύξηση στη συγκέντρωση οδηγεί σε:Α) Αύξηση του καταβολισμού των πρωτεϊνώνΒ) Αύξηση της γλυκονεογένεσηςΓ) Μείωση της πρόσληψης γλυκόζης από ταμυϊκά κύτταρα και τα λιπώδη κύτταρα.Δ) Αύξηση της διάσπασης ΤΓ

Επιτρέπει, έστω και σε μικρές ποσότητες, τηγλυκονεογένεση και τη λιπόλυση στημεταπορροφητική φάση.

Ο ρόλος της κορτιζόλης στη διατήρηση τωνεπιπέδων γλυκόζης

Μεταβολές στα επίπεδα της κορτιζόλης κατά τηδιάρκεια αυξημένης έντασης άσκηση

18

General Adaptation Syndrome (GAS)

• Φάση συναγερμού: έκκρισηκορτιζόλης σαν αντίδραση κάποιουστρεσογόνου παράγοντα.

• Φάση αντίστασης: επιδιορθώσεις απότον οργανισμό.

• Φάση της εξάντλησης: οιεπιδιορθώσεις δεν είναι αρκετές καιεμφανίζονται συμπτώματα ασθένειας.

Ο ρόλος της αυξητικής ορμόνης (ΑΟ) στηδιατήρηση των επιπέδων γλυκόζης

Μεταβολές στα επίπεδα της ΑΟ σε συνάρτησημε την ένταση και τη διάρκεια

Επιδράσεις της Αυξητικής Ορμόνης(ΑΟ) στο Μεταβολισμό των θρεπτικών

στοιχείων

1. Αυξάνει τη γλυκονεογένεση στο ήπαρ2. Μειώνει την ικανότητα της ινσουλίνης να

αυξάνει την πρόσληψη της γλυκόζης από ταμυϊκά κύτταρα και τα λιπώδη κύτταρα.

3. Αυξάνει την απόκριση των λιποκυττάρωνστα λιπολυτικά σήματα

• ΑΝΤΙΙΝΣΟΥΛΙΝΙΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΛΣΜΑΤΑ

19

Περίληψη των ορμονικών αλλαγών κατά τηδιάρκεια μεταβολών στην ένταση της άσκησης (α) και παρατεταμένης διάρκειας μέτριας έντασης