Γενικές αρχές της φυσιολογίας του ενδοκρινικού συστήµατος. Επικοινωνία & Συντονισµός των λειτουργιών του σώµατος

Transcript

1 Γενικές αρχές της φυσιολογίας του ενδοκρινικού συστήµατος Επικοινωνία & Συντονισµός των λειτουργιών του σώµατος

2 Το νευρικό & το ενδοκρινικό σύστηµα δρουν σε συνεργασία ή ανεξάρτητα Εσωτερικά & εξωτερικά χηµικά & φυσικά ερεθίσµατα Ενδοκρινικό Νευρικό Σήµατα Μεταβίβαση Κυκλοφορία Ορµόνες Νευροδιαβιβαστές Νευράξονες ιαµεσολαβητές υποδοχέας υποδοχέας υποδοχέας Αποκρίσεις Ανεξάρτητες (χηµικές) Ολοκληρωµένες (χηµικές & φυσικές) Ανεξάρτητες (φυσικές) έλεγχος ενδοκρινών κυττάρων από το νευρικό απελευθέρωση νευροδιαβιβαστών στην κυκλοφορία (νευροκρινής λειτουργία π.χ. υποθάλαµος) πρόκληση ολοκληρωµένης νευρικής & ενδοκρινούς απόκρισης από ορισµένα ερεθίσµατα (ρύθµιση της συγκέντρωσης γλυκόζης στο πλάσµα) Ενδοκρινικό σύστηµα: Προσαρµογή του οργανισµού στις αλλαγές του εσωτερικού & εξωτερικού περιβάλλοντος διατήρηση της οµοιόστασης διατήρηση σταθερού εσωτερικού περιβάλλοντος απέναντι στις αλλαγές / στην είσοδο & έξοδο ουσιών, ανόργανων αλάτων, ύδατος, Θερµότητας έναρξη, διεκπεραίωση & ρύθµιση των διεργασιών αύξησης, ανάπτυξης, ωρίµανσης, αναπαραγωγής, γήρανσης

3 Εξωκρινείς & Ενδοκρινείς αδένες Ενδοκρινείς αδένες Ενδοκρινή κύτταρα Ορµόνες Κύτταρα στόχοι Ενδοκρινής Ορµόνη Υποδοχέας Παρακρινής Αυτοκρινής

4 Ενδοκρινείς Αδένες & Ορµόνες Επίφυση Παραθυρεοειδείς Νεφροί Όρχεις Υποθάλαµος Υπόφυση Θυρεοειδής Θύµος Επινεφριδία Πάγκρεας Ωοθήκες Μία ορµόνη είναι δυνατόν να εκκρίνεται από περισσότερους αδένες Κάθε αδένας µπορεί να εκκρίνει περισσότερες από µία ορµόνες Ένας τύπος κυττάρου εκκρίνει κατά κανόνα ένα τύπο ορµόνης Το Ενδοκρινικό σύστηµα δεν παρουσιάζει ανατοµική αλλά λειτουργική συνέχεια ράση «συστηµάτων» ορµονών Ορµόνες µε συµπληρωµατικές δράσεις αύξηση (GH, ινσουλίνη, IGF-I, θυρεοειδική ορµόνη, στεροειδή του φύλου) µε ανταγωνιστικές δράσεις επίπεδα σακχάρου στο αίµα (ινσουλίνη, γλυκαγόνη) ρυθµίζουν την έκκριση άλλων ορµονών εκλυτικές ορµόνες ανασταλτικές ορµόνες

5 Κατηγορίες Ορµονών Πεπτιδικές ορµόνες Αµινορµόνες Κατεχολαµίνες Θυρεοειδικές ορµόνες Στεροειδείς ορµόνες Πεπτιδικές Ορµόνες Πεπτίδια (από 3 αµινοξέα) ή πρωτεΐνες Πολλά πεπτίδια λειτουργούν τόσο σαν νευροδιαβιβαστές /νευροτροποποιητές, όσο και σαν ορµόνες, π.χ. ορµόνες των ενδοκρινών κυττάρων του γαστρεντερικού σωλήνα, όπως η χολοκυστοκίνη

6 Αµινορµόνες Παράγωγα της τυροσίνης Κατεχολαµίνες επινεφρίνη νορεπινεφρίνη (µυελός των επινεφριδίων) ντοπαµίνη (υποθάλαµος) Αποθηκεύονται σε εκκριτικά κοκκία και εκκρίνονται όπως οι πεπτιδικές ορµόνες Θυρεοειδικές ορµόνες Τυροσίνη + ιώδιο Τ 3 (δραστική) Τ 4 (βιολογικά αδρανής) Στεροειδείς Ορµόνες Συντίθενται από χοληστερόλη κορτιζόλη αλδοστερόνη ανδρογόνα προγεστίνες βιταµίνη D εν αποθηκεύονται αλλά, συντίθενται εκ νέου από χοληστερόλη Φλοιός επινεφριδίων Γονάδες Πλακούντας

7 Μεταφορά ορµονών στο αίµα Πεπτίδια και κατεχολαµίνες: Υδατοδιαλυτά ελεύθερα Στεροειδείς και θυρεοειδικές: Ενωµένες µε πρωτεΐνες του πλάσµατος & (σε µικρό ποσοστό) ελεύθερες Ελεύθερη ορµόνη + δεσµεύουσα πρωτεΐνη ορµονοπρωτεϊνικό σύµπλεγµα Φυσιολογική σπουδαιότητα έχει η ελεύθερη ορµόνη Μεταβολισµός & Απέκκριση των Ορµονών Αύξηση του χρόνου ηµιζωής των δεσµευµένων µε πρωτεΐνες ορµονών Πρωτεϊνικές ορµόνες & οι κατεχολαµίνες: µικρός χρόνος ηµιζωής- λεπτά ως ώρες (απέκκριση ή µεταβολισµός) Στεροειδείς και θυρεοειδικές ορµόνες: πολλές ώρες ως µέρες (προστασία από τις δεσµεύουσες πρωτεΐνες) Ήπαρ & νεφροί Ορµόνες που ενεργοποιούν άλλες ορµόνες

8 Η συγκέντρωση των ορµονών εξαρτάται από Το ρυθµό έκκρισης της ορµόνης Το ρυθµό αποµάκρυνσης της ορµόνης από το αίµα Ποσοτικοποίηση της ορµονικής συγκέντρωσης Ραδιοανοσολογικός προσδιορισµός (RIA) χρήση αντισωµάτων κατά της ορµόνης σηµασµένης ορµόνης Rosalyn Yalow: The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1977

9 Ορµονική ράση Αναγνώριση από το κύτταρο στόχο (υποδοχείς) ηµιουργία δεύτερου ενδοκυττάριου σήµατος Μεταβολή κυτταρικών διεργασιών Ορµονικοί Υποδοχείς

10 Ορµονικοί Υποδοχείς Η αντίδραση ορµόνης- υποδοχέα καθορίζει αρχικά το ρυθµό ορµονικής δράσης [Η] + [R] [HR] K= [H][R] [HR] [HR] = K [H][R] Η [HR] είναιτοκλειδίπουκαθορίζειτο µέγεθος της ορµονικής δράσης σε πρώτο στάδιο Ποσοτικοποίηση της συγγένειας & του αριθµού των υποδοχέων εσµευµένη Ορµόνη Kd Ελεύθερη Ορµόνη εσµευµένη/ελεύθερη Ορµόνη εσµευµένη Ορµόνη

11 Ρύθµιση της ορµονικής δράσης από τους υποδοχείς Οι ορµόνες είναι δυνατόν να ρυθµίσουν τον αριθµό: των υποδοχέων τους Ανιούσα ρύθµιση (παρατεταµένηέκθεσησεχαµηλά ποσά ορµόνης Κατιούσα ρύθµιση (έκθεση σε υψηλή συγκέντρωση ορµόνης) τωνυποδοχέωνάλληςορµόνης Επίδραση της θυρεοειδικής ορµόνης στην αύξηση του αριθµού των κυτ. υποδοχέων της επινεφρίνης και ενίσχυση της δράσης της (απελευθέρωση λιπαρών οξέων από τα κύτταρα του λιπώδους ιστού) ηµιουργία σήµατος Υποδοχείς στην κυτταρική µεµβράνη

12 Ενισχυτική δράση του camp ηµιουργία σήµατος Υποδοχείς στο κυτταρόπλασµα και στον πυρήνα Στεροειδείς ορµόνες Βιταµίνη D Θυρεοειδικές ορµόνες Αλλαγή της γονιδιακής έκφρασης Βραδύτερη & διαβαθµισµένη δράση (διαµεσολάβηση από πυρηνικούς 2ους αγγελιοφόρους)

13 Σύνοψη των ιδιοτήτων & της δράσης των Στεροειδών, Πεπτιδικών και Αµιδικών Ορµονών ράση Ιδιότητες εξαµενή αποθήκευσης Αλληλεπίδραση µε κυτταρική µεµβράνη Υποδοχέας Χρόνος ανταπόκρισης Καµία Στεροειδείς Ορµόνες ιάχυση µέσω κυτταρικής µεµβράνης Κυτταρόπλασµα ή πυρήνας Ρύθµιση της µεταγραφής γονιδίων (κυρίως) Ώρες ως ηµέρες (κυρίως) Πεπτιδικές/ αµινικές ορµόνες Εκκριτικά κυστίδια Σύνδεση µε µεβρανικό υποδοχέα Κυτταρική µεµβράνη Καταρράκτης µεταβίβασης σηµάτων επηρεάζει πολλές κυτταρικές λειτουργίες ευτερόλεπτα ως λεπτά Ορµονική δράση Απόκρισης Ορµόνη Καµπύλη όσης Απόκρισης Ορµόνης Μέγιστη απόκριση Ευαισθησία *Συνθετικές ορµόνες

14 Παράγοντες που επηρεάζουν το τελικό αποτέλεσµα της ορµονικής δράσης Εκτός από Συγκέντρωση ορµόνης Αριθµός υποδοχέων το τελικό αποτέλεσµα τηςορµονικής δράσης, επηρεάζεται από ιάρκεια έκθεσης στη δράση της ορµόνης Ενδοκυτταρικές συνθήκες Επιδράσεις άλλων ορµονών Οι ορµονικές δράσεις δεν είναι συνήθως φαινόµενα που ακολουθούν τον κανόνα «όλον ή ουδέν» Ρύθµιση της Έκκρισης των Ορµονών Ιόντα Θρεπτικά στοιχεία Νευροδιαβιβαστές Ορµόνες Ενδοκρινές κύτταρο Αλλαγή του ρυθµού έκκρισης ορµόνης Σήµατα που δρουν άµεσα στα κύτταρα του ενδοκρινούς αδένα για να επάγουν ή να αναστείλουν την έκκριση ορµόνης.

15 Ρύθµιση έκκρισης ινσουλίνης Ρύθµιση της Έκκρισης των Ορµονών: Αρνητική Ανάδραση Το ορµονοεκκριτικό κύτταρο λειτουργεί ως αισθητήρας που παρακολουθεί τη συγκέντρωση κάποιας ρυθµιζόµενης µεταβλητής Ηρύθµιση µπορεί να ασκείται σε όλα τα στάδια που οδηγούν στην παραγωγή & έκκριση της ορµόνης (µεταγραφή γονιδίου, µετάφραση mrna, σύνθεση του µορίου της ορµόνης, απελευθέρωση αποθηκευµένης ορµόνης)

16 Ρύθµιση της Έκκρισης των Ορµονών: Αρνητική Ανάδραση Το ορµονοεκκριτικο κύτταρο λειτουργεί ως αισθητήρας που παρακολουθεί τη συγκέντρωση κάποιας ρυθµιζόµενης µεταβλητής Ρύθµιση της Έκκρισης των Ορµονών: Αρνητική Ανάδραση GH (ng/ml πλάσµατος) Κοπιαστική µυϊκή άσκηση Ύπνος Μεσηµέρι Μεσάνυχτα Πραγµατική (στιγµιαία) συγκέντρωση # Μέση συγκέντρωση

17 «Υποψήφιες» ορµόνες εν θεωρούνται ορµόνες µε την κλασσική έννοια επειδή: Η δράση τους δεν έχει επιβεβαιωθεί οριστικά Η αυτοκρινής-παρακρινής δράση τους είναι καλά τεκµηριωµένη, αλλά δεν είναι βέβαιο ότι δρουν και σε αποµακρυσµένα κύτταρα στόχους, στα οποία φτάνουν µέσω της κυκλοφορίας. Παραδείγµατα υποψηφίων ορµονών: Εικοσανοειδή Αυξητικοί παράγοντες Μελατονίνη Μελατονίνη Παράγωγο της σεροτονίνης Εκκρίνεται από την επίφυση Συµµετέχει στη ρύθµιση του κιρκάδιου ρυθµού και στον ύπνο Η έκκριση της επάγεται από συµπαθητικούς νευρώνες- η διέγερση αρχικά προκαλείται από φωτοϋποδοχείς στους οφθαλµούς Το σκοτάδι διεγείρει την έκκριση µελατονίνης Το φως αναστέλλει 24ωρος κύκλος επίπεδα έκκρισης τη νύχτα επίπεδα έκκρισης την ηµέρα Μελετάται: Η χορήγηση για τη µείωση των συµπτωµάτων jet lag Η συσχετηση µε τη«χειµερινή κατάθλιψη» Η δράση ως «φυσικό» υπνωτικό χάπι Η αντιοξειδωτκή δράση της Ο ρόλος της στον έλεγχο του αναπαραγωγικού συστήµατος Επίφυση

18 ιαταραχές του Ενδοκρινικού Συστήµατος Υποέκκριση Υπερέκκριση Μειωµένηαπόκρισηστηνορµόνη Υπερβολική απόκριση στην ορµόνη Υποέκκριση Πρωτογενής: µη φυσιολογική λειτουργία του ενδοκρινούς αδένα Γενετικό έλλειµµα του γονιδίου της ορµόνης (πεπτιδικές ορµόνες) ενζύµου που εµπλέκεται στη σύνθεση της ορµόνης (στεροειδείς ορµόνες) Έλλειψη διατροφικού παράγοντα (π.χ. ιώδιο / θυρεοειδικές ορµόνες) Βλάβη του ενδοκρινούς αδένα (µολύνσεις, τοξικές ουσίες κ.α.) ευτερογενής: έλλειψη εκλυτικής ορµόνης Γενετικό έλλειµµα του γονιδίου της εκλυτικής ορµόνης Βλάβη του ενδοκρινούς αδένα Τριτογενής: στο σύστηµα υποθαλάµου-υπόφυσης έλλειψη της εκλυτικής ορµόνης της εκλυτικής ορµόνης Γενετικό έλλειµµα του γονιδίου Βλάβη στον υποθάλαµο ιάγνωση: µέτρηση επιπέδων ορµόνης στο πλάσµα ή στα ούρα µέτρηση επιπέδων εκλυτικής ορµόνης διέγερση της έκκρισης της ορµόνης

19 Υπερέκκριση Πρωτογενής: ο αδένας εκκρίνει υπερβολικά ποσά ορµόνης Ύπαρξη όγκου ενδοκρινών κυττάρων τα οποία εκκρίνουν ορµόνη ευτερογενής: υπερβολική διέγερση του αδένα από εκλυτική ορµόνη Τριτογενής: στο σύστηµα υποθαλάµου-υπόφυσης ιάγνωση: όπως και στην περίπτωση υποέκκρισης µέτρηση επιπέδων ορµόνης στο πλάσµα ή στα ούρα µέτρηση επιπέδων εκλυτικής ορµόνης ΜειωµένηήΥπερβολικήαπόκρισηστηνορµόνη Φυσιολογική έκκριση ορµόνης Μη φυσιολογική απόκριση των κυττάρων στόχων Μειωµένηαπόκρισηστηνορµόνη: Έλλειψη υποδοχέων της ορµόνης Αδυναµία δηµιουργίας δευτερογενούς σήµατος Αδυναµία µεταβολικής ενεργοποίησης της ορµόνης Αυξηµένηαπόκρισηστηνορµόνη: Αύξησητωνυποδοχέωντηςορµόνης

20 Ορµονικοί υποδοχείς και Αυτοάνοσες νόσοι Ανάπτυξη αντισωµάτων έναντι των ιδίων ορµονικών υποδοχέων Παρεµπόδιση της πρόσβασης της ορµόνης στον υποδοχέα Βιολογική ανεπάρκεια Φλοιοεπινεφριδιακή ανεπάρκεια Το σύµπλοκο αντισώµατος-υποδοχέα µιµείται το σύµπλοκο ορµόνης-υποδοχέα Υπερλειτουργία του αδένα Υπεθυρεοειδισµός από τη νόσο του Graves Παραγωγή Νεοπλασµατικών Ορµονών Παραγωγή ορµονών από µη ενδοκρινείς ιστούς κύτταρα Όγκοι πνευµόνων ή γαστεντερικού παράγουν ACTH Τις περισσότερες φορές παράγονται µικρά ποσά ορµόνης, χωρίς κλινικές συνέπειες, ωστόσο είναι δυνατόν να προκληθούν Παρανεοπλασµατικά σύνδροµα Αφορούν πεπτιδικές ορµόνες Σε κάποιους ασθενείς τα συµπτώµατα & οι ενδείξεις από την έκτοπη παραγωγή ορµονών, µπορούν να οδηγήσουν στη διάγνωση του όγκου πριν την εµφάνιση άλλων συµπτωµάτων

21