ENDOKRINOLÓGIA

Riadenie organizmu – ľudského tela, predstavuje veľmi zložitú súhru nervového a endokrinného systému, preto nie je možné tieto oba systémy od seba oddeľovať. Obidva systémy sa vzájomne podmieňujú a súčasne ovplyvňujú organizmus ako celok.

Hormóny (z gréckeho slova hormao –riadim) sú produktom buniek s endokrinnou sekréciou, teda takou sekréciou, kde produkt je uvoľňovaný do krvného obehu a tým sa dostáva k cieľovému tkanivu, bunke.

Z hľadiska chemickej štruktúry sú hormóny variabilnou skupinou, od jednoduchých molekúl až po proteínové makromolekuly. Majú však vysokú účinnosť i pri minimálnych koncentráciách.

Základné mechanizmy pôsobenia hormónov

Hormóny pôsobia na svoju cieľovú bunku (tkanivo dvojakým spôsobom:

a)          mechanizmom tzv. druhého posla cez špecifický receptor v membráne bunky

b)          pôsobením cez jadro bunky – cez cytozolový receptor.

Ad a) Hormón „prvý posol“ sa naviaže na svoj receptor v membráne cieľovej bunky systémom „zámok-kľúč“ a táto väzba aktivuje tzv. druhého posla, ktorým je najčastejšie cAMP (cyklický adenosínmonofosfát), prípadne ión Ca²⁺,prípadne cGMP (cyklický quanozínmonofosfát). Táto látka potom spustí príslušné biochemické reakcie, ktoré sú typické pre daný hormón. Význam tohto mechanizmu cez „druhého posla“ tkvie v tom, že účinnosť hormónu sa stáva omnoho väčšia a efektívnejšia. Týmto mechanizmom účinkuje väčšina hormónov bielkovinnej povahy.

Ad b) Hormón sa v tomto prípade ľahko dostáva cez membránu bunky do cytozolu, kde sa viaže na cytozolový receptor systémom „zámok–kľúč“. V tejto väzbe vstupuje do jadra bunky, kde ovplyvňuje genetickú informáciu vedúcu k syntéze látky bielkovinnej povahy majúcu funkciu enzýmu, cez ktorú hormón sa realizuje vo svojom účinku.

Syntéza a sekrécia hormónov je riadená väčšinou mechanizmami jednoduchej spätnej väzby, keď je regulovaná veličina sama sebe regulátorom sekrécie hormónov (hladina glykémie je regulátorom sekrécie inzulínu), alebo mechanizmom zložitej spätnej väzby, keď je daná funkcia riadená z viac stáži a regulujúcou veličinou je hladina hormónu(napr. hypotalamus–hypofýza-štítna žľaza).

Štítna žľaza (tyreoidea)

Štítna žľaza je dvojlaločný orgán uložený po stenách štítnej chrupavky hrtanu, bohato prekrvený, produkujúci hormóny bielkovinnej povahy – tetrajódtyronín (T4, tyroxín) a trijódtyronín (T3). Pre ich syntézu je dôležitý jód. Ak nie je k dispozícii (nedostatočný príjem potravou alebo blokáda jeho vstupu do folikulárnych buniek tyreoidey), je negatívne ovplyvnená tvorba zmienených hormónov. Pokiaľ dôjde k nedostatku hormónov v prenatálnom a časnom postnatálnom období života, zásadným spôsobom sa naruší vývoj organizmu, predovšetkým mozgu (psychika a intelekt), je postihnutý celkový vývoj organizmu, rast a diferenciácia buniek, je postihnutá rozmnožovacia funkcia buniek. Tento stav sa nazýva kreténizmus. Ak postihne tento nedostatok hormónov dospelého človeka, rast ani vývoj sa neovplyvní, ale sú postihnuté mozgové a metabolické funkcie, vytvárajúce typický vzhľad postihnutého, ktorý dostal i názov ochorenia – myxedém. Ak sa vytvorí nadbytok hormónov z hyperfunkcie štítnej žľazy, prejaví sa to chudnutím, duševným nekľudom, nespavosťou, nesústredenosťou a tachykardiou (Basedowa choroba).

Hormóny štítnej žľazy majú veľmi široký účinok. Vo fyziologickom množstve podporujú rast, vývoj a diferenciáciu organizmu, proteosyntézu, vývoj a diferenciáciu mozgu. Majú stimulačný účinok na metabolizmus a termoreguláciu (zaisťujú tvorbu tepla). Sú deponované v koloide štítnej žľazy (tyreoglobulín), odkiaľ sú podľa potreby uvoľňované do krvného obehu a ponúkané bunkám. Riadenie sekrécie je uskutočňované mechanizmom zložitej spätnej väzby prostredníctvom hormónov z vyšších stáži mozgu. Hypotalamus uvoľňuje tzv. TRH (tyreotropín stimulujúcich hormón), ktorý ovplyvňuje pozitívne adenohypofýzu, následkom čoho ona uvoľňuje TSH –tyreoideu stimulujúci hormón, ktorý v tyreoide vyvoláva tvorbu a sekréciu hormónov štítnej žľazy, ale i na tvorbu tyreoglobulínu (koloidu vo folikuloch). Pri nedostatku jódu, a teda i hormónu je efektný iba tento účinok. To sa prejaví nadmerným rastom štítnej žľazy, ktorému sa hovorí struma.

Štítna žľaza produkuje v parafolikulárnych bunkách ešte jeden hormón – kalcitonín. Tento hormón sa výrazným spôsobom podieľa na metabolizme kalcia a na jeho stabilite v plazme. V obličkách ovplyvňuje spätnú rezorbciu kalcia a v kostiach zvyšuje jeho ukladanie. Tým sa podieľa na znižovaní hladiny kalcia v krvi. Význam tohto hormónu je predovšetkým u detí v období rastu organizmu.

Prištítne telieska

Na zadnej strane laloku štítnej žľazy ležia 4 telieska, produkujúce hormón parathormon.-PTH. Táto látka bielkovinnej povahy spoluurčuje stabilitu hladiny kalcia v plazme (kalcémii). Jej fyziologické hodnoty sú 2,25-2,75 mmol/l. Parathormón zvyšuje svojim účinkom hladinu kalcia v krvi a to tak, že mobilizuje vápnik z kostí, znižuje jeho vylučovanie obličkami a v súčinnosti s kalcitriolom (hormónom D, upravenou formou vitamínu D) zvyšuje jeho rezorbciu v tenkom čreve. Sekrécia PTH je riadená mechanizmom jednoduchej spätnej väzby a to hladinou kalcia v plazme. Vyššia hladina tlmí, nižšia hladina sekréciu stimuluje.

Dlhodobé zvýšenie sekrécie PTH vedie k postupnému odvápneniu kostí s akútnym nebezpečím patologických fraktúr.

Vitamín D3 (cholekalciferol) vzniká v koži vplyvom UV žiarenia z 7 dehydrocholesterolu. V pečeni sa obohacuje o OH skupinu a v obličkách dochádza k hydroxilácii znova. Tým sa z vytvorí kalciferol, hormón D so svojim typickým účinkom na rezorbciu kalcia v čreve. Pri akútnom nedostatku vitamínu D (teda slnečného žiarenia) vzniká nedostatočný prívod vápnika do krvi a tým i do kostí, ktoré mäknú a deformujú sa. Toto ochorenie sa nazýva u mladých, rastúcich jedincov rachitis – krivica. U dospelého človeka ide o osteomaláciu. Vzhľadom na to, že pohlavné hormóny pôsobia pozitívne na rast a osifikáciu kostí, dochádza u žien hlavne v období menopauzy k osteoporóze z nedostatku vápnika.

Inzulín

Inzulín je produkovaný tzv. beta-bunkami Langerhansovými ostrovčekmi pankreasu. Je syntetizovaný vo forme pro-prohormónu, t.j. postupným odštepovaním aminokyselín – v Golgiho aparáte – vzniká vlastná účinná štruktúra hormónu. Inzulín je tvorený dvoma peptickými reťazcami A a B, spojenými disulfitickými mostíkmi a spojovacím peptidom C. Je to jediný hormón, ktorý účinne a rýchlo znižuje hladinu glukózy v krvi (glykémiu a umožňuje jej využitie. Receptory pre inzulín sú v pečeni, svalových a tukových bunkách. Inzulín umožňuje vstup glukózy, aminokyselín a draslíku do týchto buniek, a to veľmi rýchle (sekundový účinok). V druhej fáze stimuluje proteosyntézu a tvorbu glykogénu (minútový účinok). V poslednej fáze stimuluje tvorbu tukov (antilypolitický účinok v hodinách). Je teda anabolickým hormónom. Množstvo syntetizovaného a uvoľňovaného inzulínu je riadené hladinou glykémie mechanizmom jednoduchej spätnej väzby. Ak prekročí hodnota glykémie približne 5,5 mmol/l, dochádza stimuláciou beta buniek k sekrécii inzulínu. Nedostatok inzulínu, jeho chybná štruktúra, alebo nedostatok receptorov pre inzulín vedú k všeobecne známemu ohoreniu – diabetes mellitus (cukrovka).

Glukagón

Glukagón je tiež hormón, ktorý sa tvorí v Langerhansových ostrovčekoch pankreasu a to alfa-bunkách. Pri hypoglykémii (glykémia nižšia ako 3,5 mmol/l) dôjde mechanizmom jednoduchej spätnej väzby k jeho sekrécii. Hlavný účinok je glykogenolytický, to znamená, že aktivuje enzýmy, ktoré štiepia glykogén na glukózu, ktorá sa potom uvoľňuje do krvi a tým sa hladina glykémie normalizuje. Súčasne aktivuje tzv. glukoneogenézu, t.j. proces, pri ktorom pri ktorom dochádza k tvorbe glukózy z glukoneoplastických kyselín a glycerolu. V tukovom tkanive sa uplatňuje jeho lipolytický účinok s následným vyplavením mastných kyselín. Na rozdiel od inzulínu je hormónom katabolickým, kalorigénnym. Glukagón tak zreteľne posilňuje prísun energetických zdrojov (glukózy, mastných kyselín) a to jednak rýchlym mechanizmom (glykogenolýza) tak i mechanizmom dlhším (glukoneogenéza).

Kôra nadobličiek

Kôra nadobličiek je veľmi významnou a životne dôležitou endokrinnou žľazou. Je morfologicky rozlíšená na tri zóny:

a.           povrchová zóna glomerulóza produkujúca mineralokortikoidy

b.          zóna fascikuláta

c.           zóna retikularis, tieto tvoria androgény a glukokortikoidy.

Zástupcom mineralokortikoidov je aldosterón, hormón steroidnej povahy, ktorý vykazuje významný vplyv na hospodárenie so sodíkom a draslíkom, a je teda hlavným regulátorom stability extracelulárneho prostredia a objemu tekutín. Jeho účinok spočíva v tom, že v distálnych tubuloch a v zberných kanálikoch obličiek zvyšuje spätnú rezorbciu sodíka a naopak exkréciu draslíka. Tým zachováva organizmus sodík pre udržanie osmolarity ECT a jej objemu. Porucha tejto regulácie vedie k fatálnym koncom.

Glukokordioidy dostali názov od hlavného zástupcu tejto skupiny – kortizolu, hormónu steroidnej povahy.

Kortizol má niekoľko účinkov:

a.           výrazne zvyšuje glukoneogézu v pečeni,

b.          stimulačný účinok na tvorbu glykogénu,

c.           znižuje vychytávanie a metabolizmus glukózy v svalovom a tukovom tkanive, má lipolytický účinok.

d.          v spojivovom tkanive má výrazne proteokatabolický účinok (inhibícia tvorby proteínov a ich rozpad),

e.           má imunosupresívny účinok, znižuje počet eozynofilov a lymfocytov.

Androgénne hormóny

Androgénne hormóny kôry nadobličiek sú tiež steroidnej povahy, patria do skupiny mužských pohlavných hormónov, ale sú prítomné i u žien. Majú výrazný virilizačný a proteoanabolický účinok. V periférnych tkanivách sa môžu meniť na najúčinnejšiu formu – testosterón.

Produkcia testosterónu je kolísavá a vykazuje v priebehu 24 hodín svoje maximum v skorých ranných hodinách (cirkadiálny rytmus, príprava na záťaž).

Vonkajšia vrstva glomerulóza je riadená angiotenzínom II a obidve vnútorné vrstvy sú riadené adrenokortikotropným hormónom adenohypofýzy (ACTH).

Dreň nadobličiek

Dreň je uložená vo vnútri nadobličiek a predstavuje asi 10% jej objemu. Ide o špecializované tkanivo symptikoadrenálneho systému (SAS). Dochádza tu k tvorbe katecholamínov – adrenalínu, noradrenalínu a dopamínu. Ide o jednoduché peptidy, odvodené od aminokysleiny tyrozínu. Katecholamíny sa tvoria i v ostatných častiach SAS a z nich sa uvoľňujú do krvi. Dopamín a noradrenalín sú mediátormi v nervových synapsách.

Účinky katecholamínov sú veľmi podobné, ale v niečom sa veľmi líšia. Záleží na tom , na ktorý receptor sa naviažu – alfa, beta. Adrenalín zvyšuje veľmi rýchle hladinu glukózy v krvi (mobilizácia pečeňového glykogénu), zvyšuje frekvenciu srdca, kontraktilitu myokardu, rozširuje bronchy.

Noradrenalín má všeobecne vazokontrikčný efekt, zreteľne zvyšuje krvný tlak, vyvoláva lipomobilizáciu. Na glykémiu má minimálny vplyv. Na tráviaci trakt pôsobia oba hormóny tlmivo, a to jak na sekréciu žliaz, tak i na motilitu.

Adenofypofźa (hypotalamus)

Adenohypofýza spolu s hypotalamom tvoria jeden funkčný celok, pretože hypotalamické hormóny väčšinou bezprostredne riadia, alebo ovplyvňujú sekréciu hormónov adenohypofýzy. Morfologické spojenie zaisťuje hypofyzárna stopka, funkčné spojenie medzi oboma tkanivami sprostredkuje tzv. portálny obeh, takže hormóny hypotalamu sa bezprostredne a rýchle dostávajú do adenohypofýzy.

Hypotalamus uvoľňuje tieto regulačné hormóny (RH – releasing –stimulujúci, IH –inhibijúci):

a)          somatotropín stimulujúci hormón

b)          somatotropín inhibijúci hormón

c)          prolaktín inhibujúci hormón

d)          adrenokortikotropín stimulujúci hormón

e)          tyreotropín stimulujúci hormón

f)            gonadotropíny stimulujúci hormón

Adenohypofýza je predný lalok hypofýzy, ktorý je uložený v tzv. tureckom sedle kosti skalnej. Produkuje hormóny:

a.           Somatotropný hormón (STH, rastový hormón), ktorý stimuluje rast organizmu (proteosyntézu a to jednak priamo, jednak prostredníctvom somatomedínov v pečeni, či rastových hormónov v iných orgánoch. Vykazuje pozitívnu dusíkovú bilanciu v metabolizme bielkovín, pôsobí však katabolicky na lipidy a sacharidy s následným vznikom hyperlipidémie a hyperglykémie. Nedostatok tohto hormónu v mladosti sa prejaví malým vzrastom –tzv. nanizmom, naopak nadbytok tohto hormónu pred ukončením rastu vedie ku gigantizmu. Ak dôjde k nadbytku hormónu po ukončení rastu ide o tzv. akromegaliu, teda nadmerný rast akrálnych častí tela (nohy, ruky, nos, uši).

b.          Prolaktín (PRL) stimuluje laktáciu po pôrode. Vysoká hladina PRL inhibuje ovuláciu (anovulačné cykly). U samcov pôsobí negatívne na spermatogenézu. Sekrécia PRL prebieha v spánku s maximom hodnôt skoro ráno.

c.           Adrenokortikotropný hormón (ACTH) stimuluje a riadi rast a činnosť kôry nadobličiek, predovšetkým glukokortikoidov (kortizol) a androgénov.

d.          Tyreotropný hormón (TSH) riadi činnosť štítnej žľazy. Stimuluje transport jódu i jeho organizáciu, produkciu tyreoglobulínu, stimuluje tvorbu a sekréciu T3, i T4. Jeho produkcia je najväčšia v noci.

e.          Luteinizačný hormón (LH), zaisťuje u žien spolu s FSH vyzretie Graafovho folikulu a ovuláciu. U mužov stimuluje Sertoliho bunky v testes a tým zaisťuje spermatogenézu.

Neurohypofýza

Neurohypofýza je zadný lalok hypofýzy, ktorý vznikol ako výchlipka hypotalamu. Do vnútorného prostredia uvoľňuje dva hormóny, ktoré však tvoria v jadrách hypotalamu a neurosekrečným traktom sú dopravované do neurohypofýzy. Sú to:

a.                   Antidiuretický hormón (ADH, vazopresín) – peptid, ktorý sa tvorí v nucelus supraopticus hypotalamu pri hyperosmolarite ECT. Zvyšuje priepustnosť distálneho tubulu a zberného kanáliku v obličkách pre vodu a tým zaisťuje predpoklad pre spätnú rezorbciu vody. ADH má vplyv i na tlak krvi. Pre jeho vazokonstrikčné účinky dostal názov i vazopresín.

b.                  Oxytocín sa tvorí v nucleu paraventricularis hypotalame. Jeho cieľovým orgánom je hladká svalovina. Významne pôsobí na svalovinu uteru, čo sa uplatňuje predovšetkým pri pôrode, kedy vyvoláva kontrakcie.

Stres

Život je absolútne spojený so stresom, teda s námahovými situáciami. Stres je nešpecifickou reakciou organizmu na záťažové vplyvy. Každý organizmus je neustále vystavovaný situáciám, kedy dochádza, alebo môže dochádzať, k narušeniu základných homeostatických hodnôt (napr. hladovanie, hypoglykémia, poruchy termoregulácie, svalová námaha – útek a boj, ale i infekcie, teploty poruchy duševnej rovnováhy.

Cicavčí organizmus je proti stresu vybavený kompenzačnými mechanizmami, schematicky odstupňovanými do troch etáp:

a.                     Poplachová reakcia je charakterizovaná okamžitou aktiváciou SAS (sympatoadrenálneho systému) a rýchlym vyplavením katecholamínov z drene nadobličiek. Zvýšia sa hladiny glykémie, dochádza k hyperventilácii, zvýšeniu minútového objemu srdca, vyplaveniu krvných zásob atď. Dochádza k stresovej hypertenzii. Súčasne sa zvyšuje sekrécia hormónov kôry nadobličiek aktivitou osy CRH –ACTH – hormóny kôry nadobličiek, ktoré zaisťujú stabilitu vnútorného prostredia predovšetkým z hľadiska energetických zdrojov, metabolizmu.

b.                    Adaptačná fáza nastupuje, ak stresory pôsobia dlhšie. Je charakterizovaná ďalšou aktiváciou systému CRH – ACTH – hormóny kôry nadobličiek, kde sa uplatňuje predovšetkým kortizol. Zaisťuje svojim účinkom prísun energetických substrátov pre metabolické deje (glukoneogenéza, lipolýza, proteolýza). Dochádza k stresovej hyperfágii, teda k zvýšenému prijatiu potravy, stresovej imunosupresii. V tejto fáze je schopnosť organizmu odolávať stresu maximálna.

c.                     Fáza vyčerpania nastáva, pokiaľ je stres príliš silný, trvá príliš dlho, vyčerpávajú sa energetické zdroje a sekrécia kortilzolu je narušená. Porušuje sa vnútorné prostredie a organizmus stresu podlieha. Nastáva hypotenzia, šok a zlyhanie srdca.

Objavovanie nových látok v endokrinológii, ktoré môžu ovplyvňovať iné orgány neustále pokračuje, preto túto kapitolu nemožno považovať za uzavretú.