Opća načela endokrinologije

1. OPĆA NAČELA
ENDOKRINOLOGIJE
prof. dr Milan Taradi
KATEDRA ZA FIZIOLOGIJU I
IMUNOLOGIJU
MEDICINSKI FAKULTET
ZAGREB

2. KEMIJSKO KOMUNICIRANJE
 FEROMONI
između organizama
– npr. teritorijalni,
spolni,
alarmni markeri
 HORMONI
između organa
– opći hormoni (klasični hormoni)
– tkivni hormon (lokalni hormoni)
 CITOHORMONI
između stanica
– npr. citokini, nekrohormoni,
haloni

3. FEROMONI
 Složen način
komuniciranja u
kvašćeve gljivice

4. SPOLNI FEROMONI
 neki sprečavaju
oplodnju ili
implantaciju
nakon kopulacije
s drugom
životinjskom
vrstom

5. DEFINICIJE
 ENDOKRINOLOGIJA
se klasično definira
kao znanost o
žlijezdama s
unutrašnjim
izlučivanjem i
njihovim
proizvodima, općim
hormonima.
 HORMONI su
informacijske
biomolekule koje se
izlučuju iz jednih, a
koje utječu na
funkciju drugih
stanica.

6. PRIKAZ ENDOKRINIH ŽLIJEZDA
Hipotalamus i hipofiza
Tireoidea
Paratireoidee
Timus
Gušterača
Nadbubrežne žlijezde
Testisi i ovariji

7. PREGLED OPĆIH NAČELA
 A. FUNKCIJE HORMONA
 B. VRSTE HORMONA
 C. SINTEZA HORMONA
 D. IZLUČIVANJE HORMONA
 E. PRIJENOS KRVLJU
 F. NADZOR NAD IZLUČIVANJEM
 G. MEHANIZAM REGULACIJE IZLUČIVANJA
 H. MEHANIZAM DJELOVANJA
 I. UKLANJANJE HORMONA
 J. MJERENJE KONCENTRACIJE HORMONA

8. PREGLED OPĆIH NAČELA
 A. FUNKCIJE HORMONA
 B. VRSTE HORMONA
 C. SINTEZA HORMONA
 D. IZLUČIVANJE HORMONA
 E. PRIJENOS KRVLJU
 F. NADZOR NAD IZLUČIVANJEM
 G. MEHANIZAM REGULACIJE IZLUČIVANJA
 H. MEHANIZAM DJELOVANJA
 I. UKLANJANJE HORMONA
 J. MJERENJE KONCENTRACIJE HORMONA

9. A. FUNKCIJE HORMONA
OMOGUĆUJU TJELESNI, SPOLNI I
DUŠEVNI RAZVOJ
SUDJELUJU U ODRŽAVANJU
HOMEOSTAZE
SUDJELUJU U FIZIOLOŠKOJ
ADAPTACIJI

10. B. VRSTE HORMONA
1. PREMA IZVORU
2. PREMA PUTU PRIJENOSA
3. PREMA KEMIZMU
4. PREMA VRSTI OBAVIJESTI
5. PREMA REGULACIJI IZLUČIVANJA

11. 1. PREMA IZVORU
 OPĆI HORMONI - hormoni u užem smislu riječi,
izlučuje u krv specijalizirana nakupina stanica
tj. endokrina žljezda (npr. štitnjača)
 TKIVNI (LOKALNI) HORMONI - izlučuje ih u krv
tkivo koje inače obavlja drugu funkciju, a samo
usput i endokrinu (npr. probavni hormoni)
 STANIČNI HORMONI - izlučuju ih u okoliš
pojedinačne stanice, a djeluju na susjedne
stanice (npr.citokini)

12. ŠTITNJAČA kao primjer endokrine
žlijezde i općeg
hormona

13. PROBAVNI HORMONI
gastrin i sekretin kao primjeri tkivnih
(lokalnih) hormona

14. SOMATOSTATIN
u otočićima
gušterače kao
primjer
citohormona

15. 2. PREMA PUTU PRIJENOSA
 ENDOKRINI HORMONI - prenosi se krvlju iz
jednog u drugo udaljeno tkivo (npr. kortikotropin)
 NEUROKRINI HORMONI - neurohormon se
prenosi aksonom, pa potom krvnom strujom
(npr. ADH)
 PARAKRINI I AUTOKRINI HORMONI - prenosi se
međustaničnom tekućinom do susjednih
različitih (parakrinih) ili istih (autokrinih) stanica
(npr. somatostatin u gušterači)

16. HORMONI HIPOFIZE
ACTH, TSH, FSH,
LH, hormon rasta i
prolaktin kao
primjeri općih
endokrinih
hormona prenose
se krvlju.

17. NEUROKRINI HORMONI
 prenose se
aksonom, pa
potom krvnom
strujom

18. 3. PREMA KEMIZMU
PROTEINI, PEPTIDI - hormoni hipofize,
inzulin, glukagon, parathormon,
tireokalcitonin
AMINI, derivati tirozina - tireoidni
hormoni, kateholamini
STEROIDI - glukokortikoidi,
mineralokortikoidi, spolni hormoni,
metaboliti vitamina D

19. INZULIN kao primjer proteinskog
hormona
Lanac A se sastoji od 21
aminokiseline, a lanac B
od 30 aminokiselina.
Povezani se disulfidnim
vezama.

20. TIROKSIN I TRIJODTIRONIN
kao primjer hormona derivata
aminokiseline tirozin.
Nastali su spajanjem dviju jodiranih
molekula tirozina.

21. PREGNENOLON
kao preteća
steroidogeneze u
mitohondrijima
za nastanak:
kortikosterona
kortizola
aldosterona
progesterona
testosterona
estrogena

22. 4. PREMA VRSTI OBAVIJESTI
UPRAVLJAČKI HORMONI - imaju
kvantitativan učinak ovisan o
koncentraciji (npr. alodsteron utječe na
koncentraciju natrija i kalija)
PERMISIVNI HORMONI - omogućuju
određeni proces neovisno o koncentraciji
(npr. tiroksin omogućuje tjelesni i
duševni razvoj)

23. 5. PREMA REGULACIJI NJIHOVE
KONCENTRACIJE
HORMONI ČIJI SE UČINAK REGULIRA -
koncentracija hormona se mijenja ovisno
o promjeni nadzirane veličine (npr. inzulin
u nadzoru glikemije)
HORMONI ČIJA SE KONCENTRACIJA
REGULIRA - hormoni čija je koncentracija
manje više stalna tijekom dugog vremena
(npr. tiroksin)

24. C. SINTEZA HORMONA
1. PROTEINSKI I PEPTIDNI HORMONI se
sintetiziraju kao i ostale bjelančevine
2. AMINI se sintetiziraju iz tirozina
3. STEROIDNI HORMONI se sintetiziraju
iz kolesterola ili acetil-CoA

25. 1. SINTEZA PROTEINSKIH HORMONA
teče u endoplazmatskom retikulu, kao i sinteza ostalih
bjelančevina. Zrela RNA upravlja sintezom
preprohormona.

26. PRERADA PROTEINSKIH HORMONA
Preprohormon se
prerađuje u
prohormon i
pohranjuje u
Golgijevom
aparatu.
Na poticaj se izlučuje
egzocitozom
hormon i
otcijepljeni
kopeptidi.

27. 2. SINTEZA AMINSKIH HORMONA
AMINI se sintetiziraju
iz tirozina
– u folikulima štitnjače
se benzenski prsten
jodira (tireoidni H)
– uvede se hidroksilna
skupina u orto-
položaj
(katekolamini)

28. 3. SINTEZA STEROIDNIH HORMONA
sintetiziraju se u
mitohondrijima i
endoplazmatskom
retikulu iz kolesterola ili
acetil-CoA.
– Sinteza ide preko niza
međuprodukata, od
kojih mnogi i sami
imaju hormonska
djelovanja.

29. SINTEZA KORTIZOLA
u stanicama
nadbubrežne
žlijezde pod
utjecajem ACTH
iz hipofize

30. D. IZLUČIVANJE HORMONA
EGZOCITOZOM se izlučuju proteinski
hormoni i katekolamini
DIFUZIJOM izlaze steroidi
JEDNOSTAVNIM PRIJENOSOM izlaze
tireoidni hormoni

31. E. PRIJENOS KRVLJU
VEZANI - za specifične nosače, najčešće
globuline plazme (npr. tireoidni hormoni)
SLOBODNI - (npr. proteinski hormoni,
kateholamini)
STVARANJE HORMONA - u samom
krvotoku (npr. angiotenzin)

32. VEZANJE HORMONA U KRVI
Steroidini i
tireoidni
hormoni se
vežu za
specifične
globuline
plazme

33. F. NADZOR NAD IZLUČIVANJEM
KEMIJSKA KONTROLA - hormon-
hormon; supstrat-hormon; mineral-
hormon
ŽIVČANA KONTROLA - adrenergička,
kolinergička, dopaminergička,
serotonergička, endorfinergičko-
enkefalinergička, gabergička...
KRONOTROPNI MEHANIZAM - ritam
dnevno-noćni, menstruacijski, sezonski,
razvojni

34. ŽIVČANA REGULACIJA
izlučivanja
prolaktina i
oksitocina
tijekom sisanja.

35. IZLUČIVANJA HORMONA RASTA
kao primjer dnevno - noćnog
ritma

36. IZLUČIVANJE SPOLNIH HORMONA
tijekom trudnoće i
laktacije.
Progesteron,
estrogeni,
prolaktin i
horionski
gonadotropin se
izlučuju strogo
ciklički.

37. G. MEHANIZAM REGULACIJE IZLUČIVANJA
1. JEDNOČLANA
SPREGA
2. VIŠEČLANA
SPREGA

38. 1.JEDNOČLANA SPREGA
 NEGATIVNA POVRATNA SPREGA (u pravilu fiziološka)
A = f(B); B = - f(A), (npr. inzulin)
 POZITIVNA POVRATNA SPREGA (najčešće patološka)
A = f(B); B = f(A), (npr. oksitocin)

39. 2. VIŠEČLANA SPREGA
Više hormona spregnutih u lancu.

40. VRSTE VIŠEČLANIH SPREGA
VERTIKALNA SPREGA
– više sprega vezano lančano jedna za
drugom; složena integracija puno ulaza, ali
se regulacija lako kvari (npr. spolni hormoni)
HORIZONTALNA SPREGA
– više sprega vezano na isti supstrat ili
proces, višestruka kontrola (npr. inzulin i
glukagon u nadzoru nad glikemijom)

41.  kao primjer
složene
vertikalne
negativne
nadzorne
sprege
IZLUČIVANJE
KORTIZOLA

42. PARATHORMON I KALCITONIN
nadziru
horizontalnom
spregom
koncentraciju
kalcija u plazmi.
Ca++
KALCITONIN (CT) PARATHORMON (PTH)

43. H. MEHANIZAM DJELOVANJA
1. RECEPTORI
2. DRUGI GLASNICI
3. STANIČNI UČINCI
4. MEĐUDJELOVANJA HORMONA

44. SMJEŠTAJ - na plazmatskoj membrani za
proteinske hormone i kateholamine; u
citoplazmi i jezgri za steroide; pretežno u
jezgri za tireoidne hormone
SPECIFIČNOST I REVERZIBILNOST
H + R <-> HR
REGULACIJA
KAPACITETA
prema dolje,
prema gore
1. RECEPTORI

45. RECEPTORI U MEMBRANI
 plivaju u
lipidnom
moru

46. GRAĐA MEMBRANSKIH
RECEPTORA

47. PRIKAZ RAZLIČITIH RECEPTORA
za adrenalin, EGF, inzulin, PDGF i ANP

48. SPREGNUTOST RECEPTORA U MEMBRANI
s drugim
membranskim
molekulama
koje stvaraju
druge glasnike

49.  [H] = slobodni H; [R] = slobodni R, [HR] = vezani H,
odnosno R; R0 = kapacitet (ukupni) R
 [H] + [R] = [HR] [R] + [HR] = R0
 Kasoc [H] [R] = [HR]
 [HR] / [H] = Kasoc [R] [R] = R0 - [HR]
 [HR] / [H] = Kasoc (R0 - [HR])
 [HR] / [H] = Kasoc R0 - Kasoc [HR]
 [HR] / [H] = - Kasoc [HR] + Kasoc R0
 vezani / slobodni = - Kasoc vezani + Kasoc kapacitet R
RECEPTORSKA KINETIKA

50.  [HR] = Kasoc [H] [R]
 [H] [HR] R0 ; [HR] / [H] 0
KINETIKA REAKCIJE HORMON RECEPTOR
[H]
[HR]
R0

51. Scatchardov prikaz za jednu vrstu receptora
 linearni odnos
– hormon reagira samo s jednom vrstom receptora
– nema kooperativnog djelovanja
[HR]
R0
- Kasoc
[HR]
[H]
=
vezani
slobodni

52. Scatchardov prikaz za dvije vrste receptora
 eksponencijalni odnos
– hormon reagira s više receptora
– postoji kooperativno djelovanje
[HR]
R02
- Kasoc1
[HR]
[H]
=
vezani
slobodni
R0
1
- Kasoc2

53. PRIJENOS SIGNALA KROZ MEMBRANU
 Različiti receptori za pojedine hormone imaju
iste efektore, koji stvaraju unutarstanične
sekundarne glasničke molekule.

54. DJELOVANJE PREKO G-PROTEINA
1. HR i G-protein
(trimer abg)
 Uloga
posredničkog
G proteina u
prijenosu
poruke s
kompleksa HR
u stanicu.
3. a se odcjepljuje od bg
i stimulira efektor
4. otpušta se P i
a se udružue s bg
2. a veže GDP

55. SHEMATSKI
PRIKAZ
DJELOVANJA
PUTEM G-
PROTEINA

56. STIMULACIJA
ILI INHIBICIJA
PREKO G-
PROTEINA

57. 2. DRUGI
GLASNICI
CIKLIČKI AMP
CIKLIČKI GMP
KALCIJSKO-KALMODULINSKI SUSTAV
FOSFOINOZITOLSKI SUSTAV - inozitol-
trifosfat, diacil-glicerol

58. CIKLIČKI AMP
Nastanak cAMP djelovanjem adenil-
ciklaze

59. cATP KAO DRUGI GLASNIK
 Nastaje djelovanjem membranskog
enzima adenilil-ciklaze iz ATP uz Mg++ kao
kofaktor.
 Djeluje preko protein-kinaze A ili ciljnog
regulacijskog elementa (CRE) u DNA.

60. KALCIJSKO-KALMODULINSKI SUSTAV
 HR preko G-
proteina otvara
kalcijske kanale
 kalcij ulazi u
stanicu kroz
membranu i iz
endoplazmatskog
retikula
 veže se za
kalmodulin
 aktivira ili
inaktivira ciljne
enzime
 pospješuje ili koči
metaboličke i
sekrecijske
puteve

61. FOSFOINOZITOLSKI SUSTAV
 Inozitol-trifosfat (IP3) i diacil-glicerol (DG) kao
drugi glasnici

62. UNUTARSTANIČNI RECEPTORI
 Vitamin D steroidni i
tireoidni hormoni se vežu
za C-terminalnu domenu
proteinskog receptora u
jezgri.
 Aktivirani receptor se
oslobodi inhibicijskog
dijela i veže s
akceptorskom
bjelančevinom.
 Prstolikim dijelom se
receptor veže za hormonski
regulacijski element (HRE).
 To aktivira promotore, pa
zatim polimeraze II i
transkripciju bjelančevina
koje uzrokuju učinak.

63. MEHANIZAM
DJELOVANJA
STEROIDNIH
HORMONA

64. 3. STANIČNI UČINCI
AKTIVIRANJE ILI INAKTIVIRANJE
ENZIMA - cAMP, cGMP, Ca++
INDUKCIJA ILI SUPRESIJA ENZIMA -
djelovanjem na transkripciju i translaciju
MIJENJANJE PROPUSTNOSTI
MEMBRANE

65. 4. MEĐUDJELOVANJA
HORMONA
ANTAGONISTIČKO
– inzulin - glukagon na koncentraciju glukoze
SINERGISTIČKO
– hormon rasta - glukokortikoidi na štednju glikoze
PERMISIVNO
– adrenalin povećava intenzitet metabolizma
samo ako postoji tiroksin
INTEGRATIVNO
– parathormon i vitamin D na promet kalcija

66. I. UKLANJANJE HORMONA
UPIJANJE U CILJNU STANICU -
kompleks HR se internalizira i razgrađuje
METABOLIČKA RAZGRADNJA - u jetri i
bubrezima proteolizom, oksidacijom,
redukcijom, metilacijom,
dekarboksilacijom, pa sulfatacijom i
glukuronacijom
IZLUČIVANJE PUTEM MOKRAĆE I ŽUČI -
klirens

67. J. MJERENJE KONCENTRACIJE HORMONA
 BIOESEJ
– mjerenje učinka na cijeloj životinji, izoliranom
organu ili tkivu
 RADIOIMUNOESEJ
– mjerenje omjera vezanog i slobodnog obilježenog H,
nakon davanja nepoznate količine neobilježenog H u
smjesu obilježenog H i vezne bjelančevine
 ELISA - test
– mjerenje optičkim metodama