Endokrinologie (z řeckého ἔνδον, endon, „uvnitř“; κρῑνω, krīnó, „oddělit“ a -λογία, -logia) je obor medicíny zabývající se poruchami endokrinního systému a jeho specifickými sekrety zvanými hormony.
Funkce endokrinních orgánů, hormonů a receptorů
Hormony jsou molekuly, které působí jako signály z jednoho typu buněk k druhému. Většina hormonů se ke svému cíli dostane přes krev.
Všechny mnohobuněčné organismy potřebují koordinační systémy pro regulaci a integraci funkce buněk. U vyšších živočichů plní tuto funkci dva mechanismy: nervový systém a endokrinní systém. Endokrinní systém působí prostřednictvím uvolňování (obecně do krve) chemických činitelů a je životně důležitý pro správný vývoj a funkci organismů. Jak poznamenává Hadley, integrace vývojových dějů, jako je proliferace, růst a diferenciace (včetně histogeneze a organogeneze) a koordinace metabolismu, dýchání, vylučování, pohybu, reprodukce a smyslového vnímání závisí na chemických podnětech, látkách syntetizovaných a vylučovaných specializovanými buňkami.
Endokrinologie se zabývá studiem biosyntézy, skladování, chemie a fyziologické funkce hormonů a buněk endokrinních žláz a tkání, které je vylučují.
Endokrinní systém se skládá z několika žláz v různých částech těla, které vylučují hormony přímo do krve spíše než do potrubního systému. Hormony mají mnoho různých funkcí a způsobů účinku; jeden hormon může mít několik účinků na různé cílové orgány a naopak jeden cílový orgán může být ovlivněn více než jedním hormonem.
V původní definici z roku 1902 od Baylisse a Starlingové (viz níže) specifikovali, že aby byla chemická látka klasifikována jako hormon, musí být produkována orgánem, uvolňována (v malých množstvích) do krve a přenášena krví do vzdáleného orgánu, aby vykonávala svou specifickou funkci. Tato definice platí pro většinu „klasických“ hormonů, ale existují také parakrinní mechanismy (chemická komunikace mezi buňkami uvnitř tkáně nebo orgánu), autokrinní signály (chemická látka, která působí na stejnou buňku) a intrakrinní signály (chemická látka, která působí uvnitř stejné buňky). Neuronendokrinní signál je „klasický“ hormon, který je uvolňován do krve neurosekrečním neuronem (viz článek o neuroendokrinologii).
Hormony působí tak, že se vážou na specifické receptory v cílovém orgánu. Jak Baulieu poznamenává, receptor má alespoň dvě základní složky:
Mezi nimi je „transdukční mechanismus“, při kterém vazba hormonů vyvolá alosterickou modifikaci, která následně vyvolá příslušnou odezvu.
Chemické třídy hormonů
Griffin a Ojeda identifikují tři různé třídy hormonů na základě jejich chemického složení:
Aminy, jako je noradrenalin, epinefrin a dopamin, jsou odvozeny od jednotlivých aminokyselin, v tomto případě tyrosinu. Hormony štítné žlázy, jako je 3,5,3’-trijodothyronin (T3) a 3,5,3’,5’-tetraiodothyronin (thyroxin, T4) tvoří podskupinu této třídy, protože jsou odvozeny z kombinace dvou zbytků jodovaných aminokyselin tyrosinu.
Peptidové hormony a proteinové hormony se skládají ze tří (v případě hormonu uvolňujícího thyrotropin) až více než 200 (v případě hormonu stimulujícího folikuly) aminokyselin a mohou mít molekulovou hmotnost až 30 000. Všechny hormony vylučované hypofýzou jsou peptidové hormony, stejně jako leptin z adipocytů, ghrelin ze žaludku a inzulín ze slinivky břišní.
Steroidní hormony se přeměňují z jejich mateřské sloučeniny, cholesterolu. Savčí steroidní hormony mohou být seskupeny do pěti skupin podle receptorů, na které se vážou: glukokortikoidy, mineralokortikoidy, androgeny, estrogeny a progestageny.
Historie a klíčové objevy endokrinologie
Studium endokrinologie začalo v Číně. Číňané izolovali pohlavní a hypofýzní hormony z lidské moči a používali je k léčebným účelům do roku 200 př. n. l. Používali mnoho složitých metod, jako je sublimace. Nakonec, když Berthold konstatoval, že u kastrovaných kohoutů se nevyvíjejí hřebeny a laloky ani nevykazují otevřeně mužské chování, začala evropská endokrinologie (nicméně je třeba poznamenat, že Číňané tuto vědu předvídali o více než 1500 let.) Zjistil, že nahrazení varlat zpět do břišní dutiny téhož ptáka nebo jiného kastrovaného ptáka mělo za následek normální behaviorální a morfologický vývoj, a dospěl (chybně) k závěru, že varlata vylučují látku, která „kondicionuje“ krev, která zase působí na tělo kohouta. Ve skutečnosti mohla být pravdivá jedna ze dvou dalších věcí: že varlata modifikují nebo aktivují složku krve nebo že varlata odstraňují z krve inhibiční faktor. Nebylo prokázáno, že varlata uvolňují látku, která vyvolává mužské vlastnosti, dokud se neprokázalo, že extrakt varlat může nahradit jejich funkci u kastrovaných zvířat. Čistý, krystalický testosteron byl izolován v roce 1935.
Ačkoli většina relevantních tkání a endokrinních žláz byla identifikována ranými anatomy, humornější přístup k pochopení biologické funkce a onemocnění byl upřednostňován klasickými mysliteli jako Aristoteles, Hippokrates, Lucretius, Celsus a Galen, podle Freemana a kol. a tyto teorie měly převahu až do nástupu zárodečné teorie, fyziologie a orgánového základu patologie v 19. století.
Ve středověké Persii Avicenna (980-1037) poskytl podrobné pojednání o diabetes mellitus v knize The Canon of Medicine (c. 1025), „popisující abnormální chuť k jídlu a kolaps sexuálních funkcí a zdokumentoval sladkou chuť diabetické moči.“ Stejně jako před ním Aretaeus z Cappadocie, Avicenna rozpoznal primární a sekundární diabetes. Popsal také diabetickou gangrénu a léčil diabetes pomocí směsi lupinu, trigonelly (fenugreek) a zedoaryho semene, což vede ke značnému snížení vylučování cukru, což je léčba, která je dodnes předepisována v moderní době. Avicenna také „poprvé velmi přesně popsal diabetes insipidus“, ačkoliv to byl později Johann Peter Frank (1745-1821), kdo poprvé rozlišoval mezi diabetes mellitus a diabetes insipidus.
Ve 12. století poskytl Zayn al-Din al-Jurjani, další muslimský lékař, první popis Gravesovy choroby poté, co ve svém Thesauru šáha z Khwarazmu, hlavním lékařském slovníku své doby, zaznamenal asociaci strumy a exoftalmů. Al-Jurjani také založil asociaci mezi strumou a palpitací. Nemoc byla později pojmenována po irském lékaři Robertu Jamesi Gravesovi, který popsal případ strumy s exoftalmem v roce 1835. Němec Karl Adolph von Basedow také nezávisle informoval o stejné konstelaci příznaků v roce 1840, zatímco dřívější zprávy o nemoci publikovali také Italové Giuseppe Flajani a Antonio Giuseppe Testa, v letech 1802 a 1810, a anglický lékař Caleb Hillier Parry (přítel Edwarda Jennera) na konci 18. století.
V roce 1902 Bayliss a Starlingová provedli experiment, při němž zjistili, že kyselina vstříknutá do dvanácterníku způsobuje, že slinivka začne vylučovat, a to i poté, co odstranili všechna nervová spojení mezi nimi. Stejná reakce mohla být vyvolána vstříknutím extraktu ze sliznice jejuna do krční žíly, což ukázalo, že za to může nějaký faktor ve sliznici. Pojmenovali tuto látku „sekretin“ a zavedli termín hormon pro chemické látky, které takto působí.
Von Mering a Minkowski v roce 1889 konstatovali, že chirurgické odstranění slinivky břišní vede ke zvýšení krevního cukru, následovanému kómatem a následnou smrtí – příznaky diabetes mellitus. V roce 1922 Banting a Best zjistili, že homogenizace slinivky břišní a injekce získaného extraktu tento stav zvrátily. Odpovědný hormon, inzulín, nebyl objeven až do roku 1953, kdy jej Frederick Sanger sekvenoval.
Neurohormony poprvé identifikoval Otto Loewi v roce 1921. Inkuboval žabí srdce (inervované s připojeným bloudivým nervem) v solné lázni a nějakou dobu ho nechal v roztoku. Roztok byl pak použit ke koupeli neinerzervovaného druhého srdce. Pokud byl bloudivý nerv na prvním srdci stimulován, byla v obou srdcích pozorována negativní inotropní (amplituda tepu) a chronotropní (tepová frekvence) aktivita. K tomu nedošlo ani v jednom srdci, pokud byl bloudivý nerv stimulován. Bloudivý nerv přidával něco do solného roztoku. Účinek mohl být blokován atropinem, známým inhibitorem stimulace bloudivého nervu srdce. Bylo jasné, že bloudivým nervem bylo něco vylučováno a ovlivňovalo to srdce. Za „vagusstuff“ (jak to nazval Loewi) způsobující myotropní účinky byly později identifikovány acetylcholin a norepinefrin. Loewi za svůj objev získal Nobelovu cenu.
Poslední práce v endokrinologii se zaměřuje na molekulární mechanismy, které jsou zodpovědné za spouštění účinků hormonů. První příklad takové práce udělal v roce 1962 Earl Sutherland. Sutherland zkoumal, zda hormony vstupují do buněk, aby evokovaly působení, nebo zůstávají mimo buňky. Studoval norepinefrin, který působí na játra a přeměňuje glykogen na glukózu prostřednictvím aktivace enzymu fosforylázy. Homogenizoval játra na membránovou frakci a rozpustnou frakci (fosforyláza je rozpustná), přidal norepinefrin k membránové frakci, extrahoval její rozpustné produkty a přidal je k první rozpustné frakci. Aktivovala se fosforyláza, což značí, že cílový receptor norepinefrinu je na buněčné membráně, není lokalizován intracelulárně. Později identifikoval sloučeninu jako cyklický AMP (cAMP) a svým objevem vytvořil koncept drah zprostředkovaných druhým poslem. On, stejně jako Loewi, získal Nobelovu cenu za průkopnickou práci v endokrinologii.
Endokrinologie jako profese
Přestože každý orgánový systém vylučuje a reaguje na hormony (včetně mozku, plic, srdce, střeva, kůže a ledvin), klinická specializace endokrinologie se zaměřuje především na endokrinní orgány, tedy na orgány, jejichž primární funkcí je sekrece hormonů. Mezi tyto orgány patří hypofýza, štítná žláza, nadledviny, vaječníky, varlata a slinivka břišní.
Endokrinolog je lékař, který se specializuje na léčbu poruch endokrinního systému, jako je cukrovka, hypertyreóza a mnoho dalších (viz seznam nemocí níže).
Lékařská specializace endokrinologie zahrnuje diagnostické hodnocení široké škály příznaků a variací a dlouhodobé zvládání poruch nedostatku nebo nadbytku jednoho nebo více hormonů.
Diagnóza a léčba endokrinních onemocnění se řídí laboratorními testy ve větší míře než u většiny specializací. Mnoho onemocnění se zkoumá pomocí excitačních/stimulačních nebo inhibičních/supresivních testů. To může zahrnovat injekci stimulujícího činidla k otestování funkce endokrinního orgánu. Následně se odebírají vzorky krve k posouzení změn příslušných hormonů nebo metabolitů. Endokrinolog potřebuje rozsáhlé znalosti klinické chemie a biochemie, aby pochopil využití a omezení výzkumů.
Druhým důležitým aspektem endokrinologické praxe je odlišení lidské variace od nemoci. Atypické vzorce fyzického vývoje a abnormální výsledky testů musí být vyhodnoceny jako indikující nemoc, nebo ne. Diagnostické zobrazování endokrinních orgánů může odhalit náhodné nálezy zvané incidentalomas, které mohou, ale nemusí představovat nemoc.
Endokrinologie zahrnuje péči o osobu stejně jako nemoc. Většina endokrinních poruch jsou chronická onemocnění, která vyžadují celoživotní péči. Mezi nejčastější endokrinní onemocnění patří diabetes mellitus, hypotyreóza a metabolický syndrom. Péče o diabetes, obezitu a další chronická onemocnění vyžaduje pochopení pacienta na osobní a sociální úrovni stejně jako molekulární, a vztah lékař-pacient může být důležitým terapeutickým procesem.
Kromě léčby pacientů se mnoho endokrinologů zabývá klinickou vědou a lékařským výzkumem, výukou a řízením nemocnic.
Ve Spojených státech je zhruba 70 000 až 80 000 endokrinologů. Endokrinologové jsou specialisté interního lékařství nebo pediatrie. Reprodukční endokrinologové se zabývají především problémy s plodností a menstruačními funkcemi – často se nejprve vzdělávají v porodnictví. Většina z nich se kvalifikuje jako internista, pediatr nebo gynekolog po dobu několika let, než se specializují, v závislosti na místním vzdělávacím systému. V USA a Kanadě se odborná příprava na certifikaci komise interního lékařství, pediatrie nebo gynekologie po lékařské fakultě nazývá rezidentura. Další formální odborná příprava na subspecializaci v dospělosti, pediatrii nebo reprodukční endokrinologii se nazývá stipendium. Typická odborná příprava severoamerického endokrinologa zahrnuje 4 roky vysoké školy, 4 roky lékařské fakulty, 3 roky rezidentury a 3 roky stipendia. Dospělí endokrinologové jsou komisí certifikovanou Americkou radou interního lékařství (ABIM) v oboru endokrinologie, diabetu a metabolismu.
Profesní organizace
V Severní Americe jsou hlavními profesními organizacemi endokrinologů The Endocrine Society, American Association of Clinical Endocrinologists, American Diabetes Association, Lawson Wilkins Pediatric Endocrine Society a American Thyroid Association.
Ve Spojeném království jsou hlavními profesními organizacemi Společnost pro endokrinologii a Britská společnost pro pediatrickou endokrinologii a diabetes. Evropská společnost pro pediatrickou endokrinologii je největším mezinárodním profesním sdružením zaměřeným výhradně na pediatrickou endokrinologii. Podobných sdružení existuje řada po celém světě.
Protože endokrinologie zahrnuje tolik onemocnění a chorob, existuje mnoho organizací, které poskytují vzdělání pacientům a veřejnosti. Hormonální nadace je veřejná vzdělávací pobočka The Endocrine Society a poskytuje informace o všech onemocnění souvisejících s endokrinní činností. Mezi další vzdělávací organizace, které se zaměřují na jedno nebo více onemocnění souvisejících s endokrinní činností, patří American Diabetes Association, National Osteoporosis Foundation, Human Growth Foundation, American Menopause Foundation, Inc., a Thyroid Foundation of America.
Onemocnění způsobené poruchou endokrinního systému se často nazývá „hormonální nerovnováha“, ale technicky se nazývá endokrinopatie nebo endokrinóza.
Společnosti a sdružení
Předběžná praxe ošetřovatelství – Audiologie – Zubní lékařství – Dietetika – Pohotovostní lékařská služba – Epidemiologie – Zdravotnická technika – Porodnictví – Ošetřovatelství – Pracovní terapie – Optometrie – Osteopatická medicína – Farmacie – Fyzikální terapie (Fyzioterapie) – Lékař – Lékařský asistent – Podiatrie – Psychologie – Veřejné zdraví – Respirační terapie – Řečová a jazyková patologie
Štítná žláza (parafolikulární buňka, epiteliální buňka štítné žlázy, šíje štítné žlázy, laloky štítné žlázy, pyramida štítné žlázy)příštítná žláza (oxyfilní buňka, hlavní buňka)
Zona glomerulosa · Zona fasciculata · Zona reticularis
Orgán Zuckerkandl · Aortální tělo · Karotida
Testy · Vaječníky · Corpus luteum
Pars nervosa · Median eminence · Infundibular stalk · Pituicyte · Herring bodies
Pars intermedia · Pars tuberalis · Pars distalis · Acidophils (Somatotropes, Lactotropes) · Basophils (Corticotropes, Gonadotropes, Thyrotropes)
Pinealocyte · Corpora arenacea
Alfa buňka · Beta buňka · Delta buňka · PP buňka · Epsilonová buňka
štítná žláza Hypotyreóza (nedostatek jódu, kretinismus, vrozená hypotyreóza, goitre) – hypertyreóza (Gravesova-Basedowova choroba, toxická multinodulární goitre) – tyreoiditida (De Quervainova thyroiditida, Hashimotova thyroiditida)
slinivka břišní Diabetes mellitus (1. typ, 2. typ, kóma, angiopatie, neuropatie, retinopatie) – Zollingerův-Ellisonův syndrom
příštítná tělíska Hypoparatyreóza – hyperparatyreóza hypofýzy (akromegalie, hyperprolaktinémie, – hypopituitarismus Kallmannův syndrom, deficit růstového hormonu) – hypothalamicko-hypofýzní dysfunkce
nadledvinkový Cushingův syndrom) – vrozená adrenální hyperplazie (způsobená nedostatkem 21-hydroxylázy) – Bartterův syndrom) – adrenální insuficience (Addisonova choroba)
gonády – deficit 5-alfa-reduktázy – hypogonadismus – opožděná puberta – předčasná puberta
jiné – – psychogenní trpaslictví – syndrom necitlivosti androgenů –