HORMONI. Prof. Marina Stojanov

Transcript

1 HORMONI Prof. Marina Stojanov

2 UDŽBENIK

3

4 Podela : Razlika u strukturi, načinu transporta, metabolizmu i mehanizmu dejstva. 1. Steroidi (kortizol, polni hormoni). Hidrofobni, cirkulišu reverzibilno vezani na proteinske nosače (CBG, SHBG). Mali % slobodnih. 2. Polipeptidi ili proteini (ACTH, gonadotropini). Hidrosolubilni, cirkulišu u nevezanom obliku koncentracija fluktuira. 3. Supstance nastale iz aminokiselina (tiroksin cirkuliše vezan za tri proteina); (kateholamini nisu vezani za proteine).

5 Dejstvo hormona Regulatorna funkcija: a. Održavanje homeostaze ekstra- i intracelularne tečnosti normalan rad i funkcionisanje organizma. Metabolizam soli, vode, UH, masti, proteina. b. Odgovor na urgentna stanja (gladovanje, infekcije, trauma, psihički stres). c. Reproduktivna funkcija (gametogeneza, seksualno ponašanje, fertilizacija, ishrana fetusa, poroñaj).

6 Morfogeneza : Rast i razvoj organizma. Nastanak muških i ženskih polnih karakteristika (polni hormoni). Integrativno dejstvo : -Odreñen hormon deluje na odreñen biohemijski proces i metaboličku aktivnost jednog organa; mogu da deluju i hormoni sintetisani u različitim endokrinim žlezdama. Insulin (+ glukagon, hormon rasta, hormoni adrenalnih žlezda, tireoidne žlezde). -Povezanost endokrinog i nervnog sistema (mineralokortikoidi).

7 Regulacija hormonskog izlučivanja Sinteza hormona dinamički proces; nivo cirkulišućeg hormona u fiziološkim granicama. Balans hormona: stvaranje hormona potrebe organizma. Centralno mesto: predni režanja hipofize luči tropne hormone regulacija ciljnih endokrinih žlezda. Glavni ciljni organi tropnih hormona: tireoidna žlezda, adrenalni korteks i gonade.

8 Regulacija hormonskog izlučivanja Regulacija sistemima povratne sprege : pozitivna i negativna (direktna i indirektna) Direktna negativna povratna sprega: supresivni efekat visokog nivoa Ca na izlučivanje PTH. Indirektna negativna povratna sprega preko tropnih hormona kontrola izlučivanja adrenokortikalnog, gonadalnog i tireoidalnog hormona. Pozitivna povratna sprega ne deluje izolovano deo kontro- lnog sistema (stimulacija oslobañanja LH - povećanjem estradiola pre ovulacije).

9 Kontrola centralnim nervnim sistemom Hormoni neurohipofize (oksitocin, vazopresin) i adrenalne medule (epinefrin) primarno kontrolisani nervnim sistemom. Veza nervnog i endokrinog sistema - različitim kontrolnim mehanizmima povratne sprege (uključen i hipotalamus). Tip kontrole višim centrima u mozgu: kontrolni sistem otvorene petlje (open-loop control system) opisuje (pr. hormonski odgovor na stres).

10 Hormonski receptori Biološki odgovor ciljnećelije na odreñen hormon iniciran vezivanjem za receptor na ili u ciljnojćeliji. H + R HR *Kompleks HR aktivira ciljnućeliju za biohemijske procese; manifestuju se kao hormonski efekti.

11 Karakteristike kompleksa hormon-receptor: Specifičnost Fiziološka koncentracija cirkulišućih hormona: mol/l; ostalih proteina 10-3 mol/l jedna hormonska molekula se može prepoznati meñu milion i milijardu molekula drugih supstanci. Osobina zasićenja ćelije imaju ograničen broj recetora i max. kapacitet za vezivanje hormona. Stepen odgovora ciljnog tkiva proporcionalan br. HR. Max. sva mesta na receptoru popunjena. Visok afinitet: formiranje HR pri niskoj konc. hormona.

12 [HR] Ka = [H] [R] Ka - konstanta asocijacije [HR] - konc. hormona vezanog za receptor [H] - konc. slobodnog hormona [R] - konc. slobodnog receptora 1 Ka = Kd Ka 1 Kd = disociona konst. ravnoteže ( )

13 Regulacija receptora Vezivanje hormona za receptor utiče na afinitet okolnih mesta vezivanja. Povećana okupiranost jednog receptora smanjen afinitet preostalih (negativna kooperativnost). Modulacija hormonskog dejstva visok afinitet receptora pri niskim konc. hormona; nizak pri visokoj. Hormoni kontrolišu aktivnost svojih recetora (homologni efekat); receptori mogu biti modulirani i drugim hormonima (heterogeni efekat).

14 Regulacija receptora Jedan hormon može da ima jak afinitet prema svom receptoru i izvestan prema receptoru drugog hormona rasipanje specifičnosti (specificity spillover). Najčešće kod hormona slične strukture. Disfunkcija receptora uzrok kongenitalnih ili stečenih endokrinih oboljenja. Uzroci: nedovoljna sinteza receptora, interferencija sa vezivanjem za receptor (prisustvo antireceptorskih antitela), strukturna promenljivost receptora, poremećaji na molekularnom nivou (posle vezivanja za receptor).

15 MEHANIZAM HORMONSKOG DEJSTVA Dva tipa: a) za peptidne hormone i kateholamine (membranski receptori); b) za steroide i jodotironine (intracelularni).

16 Peptidni hormoni i kateholamini Vezivanjem za receptore na ćelijskoj membrani stvara se»sekundarni glasnik«prenos hormonskih efekata na intracelularne enzime genska ekspresija membranski transport. Prvi glasnik: hormon; drugi: mala organska molekula (camp, inozitol fosfat, jon). Dve osnovne klase membranskih receptora za peptidne hormone i neurotransmitere: G proteini i sa aktivnošću tirozin kinaze.

17 Receptori povezani sa G proteinima G proteini (guanozin nukleotid-vezujući protein). Vezivanje hormona za receptor aktivacija adenilat ciklaze stvaranje camp na unutrašnjoj površini membrane. Aktivacija zavisi od: specifičnog receptora, adenilat ciklaze i vezujućeg G proteina. Hormonsko-receptorska aktivacija fosforilaze C analogna sistemu adenilat ciklaze (deluje preko regulatornog G proteina).

18

19

20 RECEPTORI SA AKTIVNOŠĆU TIROZIN KINAZE Receptori ove klase sadrže hormon - aktiviranu tirozin kinazu. Ne stvaraju se molekule sekundarnih glasnika ovi receptori služe kao direktni katalizatori reakcija fosforilacije. Sastoje se iz dveα- i dveβ-subjedinice povezane disulfidnim mostovima. α-subjedinice su ekstracelularne i sadrže vezivno mesto za hormone; β-subjedinice imaju intracelularni deo koji sadrži ATP-vezivno mesto i deo katalitičke kinaze.

21

22 STEROIDNI I TIREOIDNI HORMONI Liposilubilni ulaze u ćeliju i vezuju se za intracelularne receptore. U dinamičkoj su ravnoteži sa slobodnim hormonom (u ćeliju ulaze pasivnom difuzijom). Receptori sadrže deo koji vezuje hormone, DNKvezujući deo i N-terminalni vezujući deo. Vezivanje hormona za specifični receptor konformacione promene u receptoru mogućnost vezivanja specifične regulatorne DNK sekvence na 5' kraju ciljnog gena. Ova nuklearna mesta vezivanja hormonsko regulatorni / elementi odgovora postavljeni ushodno od genačiju transkripciju kontrolišu.

23 STEROIDNI I TIREOIDNI HORMONI Vezivanje HR za DNK regulatorne elemente: > ili < gensku transkripciju, stvara se sekvenca DNK na koju deluje RNK polimeraza. Stvorena mrnk odreñuje sintezu specifičnih proteina/enzima - menjaju hormonske efekte. Tireoidni hormoni dejstvo slično steroidnim. T 3 se vezuje za hormonski receptor 10 x jače od T 4 dobro korelira sa njihovim biološkim dejstvom.

24 PROTEINSKI HORMONI Tireoidna žlezda, pankreas, paratireoidne žlezde. Razlike: fiziološko dejstvo; struktura: jednostavni nonapeptidi (oksitocin), kompleksni glikoproteini (FSH, LH, TSH). Nemaju odreñene hemijske grupe potrebne za reakcije pri odreñivanju nije moguće direktno odreñivanje.

25 Metode odreñivanja: I Bioesej: praćenje fiziološkog odgovora specifičnog za hormon koji se meri. In vivo: životinji se injicira biološki materijal prati se odgovor ciljne žlezde. Neosetljivi, nedovoljno specifični, skupi, teški za izvoñenje. In vitro: inkubacija tkiva, membrana, ćelijskih linija merenje hormonskog odgovora. Bioesej se ne koristi za rutinska odreñivanja hormona.

26 II. RECEPTORSKA ODREðIVANJA * Mogućnost sinteze antitela sposobnih da se vežu za proteinske hormone. Merenje veoma niskih koncentracija visok afinitet vezivanja antitela za hormonski antigen. Sposobnost antiseruma da razlikuje odreñeni hormon od strukturno sličnih supstanci.

27 ** Imunometrijske metode najznačajnija sendvič metoda. Zahteva dva ili više antitela protiv epitopa - proteinske molekule: hormon je u sendviču izmeñu antitela. Jedno antitelo - vezano začvrstu fazu (ekstrahuje molekule iz biološkog uzorka); drugo za signalnu molekulu (radioizotop/neizotopski obeleživač). Izmereni signal direktno proporcionalan koncentraciji hormona. Neizotopski obeleživači kod imunometrijskih metoda: enzimi, fluorofore, hemiluminescentne molekule.

28 Prednosti: bolja preciznost, brže reakciono vreme, povećana osetljivost i specifičnost. Mogućnost aplikacije na automatske analizatore. Izbor metode u biološkom materijalu (krv, plazma, serum, urin) zavisi od osetljivosti metode, lakoće sakupljanja uzoraka, fiziološke aktivnosti hormona. Promena nivoa hormona velika ili brza (gonadotropini) uzimanje više uzoraka u odreñenom vremenskom intervalu.

29 ADENOHIPOFIZNI HORMONI 1. Hormon rasta (GH) 2.Prolaktin (PRL) 3.Tireoid-stimulirajući hormon (TSH) 4. Gonadotropini 5. ACTH

30 Hormon rasta Kontrola izlučivanja GHRH, GHIH (somatostatin). Koncentracija varira tokom dana Pojačano lučenje : gigantizam (deca) akromegalija (odrasli) * Inhibira lučenje glukoze OGTTdijagnoza viška GH * Somatostatin hipotalamusni hormon inhibira lučenje GH.

31

32 PROLAKTIN Polipeptidni hormon stimulacija razvoja mlečne žlezde, održavanje laktacije. Sekrecija pulsirajuća; povećana u snu i pri stresu. Kod žena zavisi od estrogena. Izlučivanje povećano tokom trudnoće, opada tri nedelje nakon poroñaja. Nedostatak kod infarkta hipofize nemogućnost dojenja.

33 TSH Glikoprotein (α i β-subjedinica) stimuliše sintezu i izlučivanje tireoidnih hormona. Sekreciju TSH stimuliše hipotalamusni TRH inhibicija visokim koncentracijama tireoidnih hormona. Primarni hipotireoidizam povećana sekrecija Hipotireoidizam - snižena

34

35 GONADOTROPINI

36 ADRENOKORTIKOTROPNI HORMON - (ACTH) -Polipeptidni hormon : stimuliše sekreciju adrenalnih glukokortikoida, ne i mineralokortikoida. -Pulsirajuća sekrecija, najviši u 8h, najniži u ponoć. -Povecana sekrecija : pituitarni tumori (Cushing), primarna adrenalna hipofunkcija (Addison).

37 ISPITIVANJE FUNKCIJE HIPOFIZE TESTOVI STIMULACIJE (STIMULATORNI TESTOVI) SUSPEKTNA HIPOFUNKCIJA TESTOVI SUPRESIJE (SUPRESIONI TESTOVI) SUSPEKTNA HIPERFUNKCIJA SUSPEKTNA DISFUNKCIJA PREDNJEG REŽNJA HIPOFIZE TEST 3 DOZE!!!

38