Epinefrin (adrenalin), hormon katecholaminového typu
Hormony (z řeckého ὁρμή – „impuls“) jsou chemické látky uvolňované buňkami, které ovlivňují buňky v jiných částech těla. Ke změně buněčného metabolismu je zapotřebí jen malé množství hormonu. Jde v podstatě o chemického posla, který přenáší signál z jedné buňky do druhé. Všechny mnohobuněčné organismy produkují hormony. Hormony u zvířat jsou často přenášeny krví. Buňky reagují na hormon, když exprimují specifický receptor pro tento hormon. Hormon se váže na receptorový protein, což vede k aktivaci signálního transdukčního mechanismu, který v konečném důsledku vede ke specifickým reakcím buněčného typu.
Molekuly endokrinního hormonu jsou vylučovány (uvolňovány) přímo do krevního oběhu, zatímco exokrinní hormony (nebo ekthormony) jsou vylučovány přímo do kanálku a z kanálku buď proudí do krevního oběhu, nebo proudí z buňky do buňky difuzí v procesu známém jako parakrinní signalizace.
Hierarchická povaha hormonální kontroly
Hormonální regulace některých fyziologických činností zahrnuje hierarchii typů buněk, které na sebe působí buď za účelem stimulace, nebo modulace uvolnění a působení určitého hormonu. Sekrece hormonů z následných úrovní endokrinních buněk je stimulována chemickými signály pocházejícími z buněk výše v hierarchickém systému. Hlavním koordinátorem hormonální aktivity u savců je hypothalamus, který působí na vstup, který přijímá z centrálního nervového systému.
K další sekreci hormonů dochází v reakci na lokální podmínky, jako je rychlost sekrece parathormonu parathoroidními buňkami v reakci na kolísání hladin ionizovaného vápníku v extracelulární tekutině.
Hormonální signalizace napříč touto hierarchií zahrnuje následující:
Jak lze odvodit z hierarchického diagramu, hormonální biosyntetické buňky jsou typicky specializovaného buněčného typu, které sídlí v určité endokrinní žláze (např. štítná žláza, vaječníky nebo varlata). Hormony mohou opouštět svou buňku původu exocytózou nebo jiným prostředkem membránového transportu. Hierarchický model je však přílišným zjednodušením hormonálního signalizačního procesu. Buněční příjemci určitého hormonálního signálu mohou být jedním z několika buněčných typů, které sídlí v řadě různých tkání, jako je tomu v případě inzulinu, který spouští různorodou škálu systémových fyziologických účinků. Různé typy tkání mohou také reagovat různě na stejný hormonální signál. Kvůli tomu je hormonální signalizace komplikovaná a obtížně pitelná.
Interakce s receptory
Většina hormonů iniciuje buněčnou odpověď tím, že se zpočátku kombinuje buď se specifickým intracelulárním nebo s buněčnou membránou asociovaným receptorovým proteinem. Buňka může mít několik různých receptorů, které rozpoznají stejný hormon a aktivují různé signální transdukční dráhy, nebo alternativně různé hormony a jejich receptory mohou vyvolat stejnou biochemickou dráhu.
U mnoha hormonů, včetně většiny proteinových hormonů, je receptorem membrána přidružená a zakotvená v plazmatické membráně na povrchu buňky. Interakce hormonu a receptoru obvykle spouští kaskádu sekundárních účinků v cytoplazmě buňky, často zahrnující fosforylaci nebo dephosforylaci různých dalších cytoplazmatických proteinů, změny propustnosti iontových kanálů nebo zvýšenou koncentraci intracelulárních molekul, které mohou působit jako sekundární poslové (např. cyklická AMP). Některé proteinové hormony také interagují s intracelulárními receptory umístěnými v cytoplazmě nebo jádře intrakrinním mechanismem.
U hormonů, jako jsou steroidní hormony nebo hormony štítné žlázy, jsou jejich receptory umístěny intracelulárně v cytoplazmě jejich cílové buňky. Aby se navázaly jejich receptory, musí tyto hormony procházet buněčnou membránou. Kombinovaný komplex hormonů a receptorů se pak pohybuje přes jadernou membránu do jádra buňky, kde se váže na specifické sekvence DNA, efektivně zesiluje nebo potlačuje působení určitých genů a ovlivňuje syntézu proteinů. Bylo však prokázáno, že ne všechny steroidní receptory jsou umístěny intracelulárně, některé jsou spojeny s plazmatickou membránou.
Důležitou úvahou, která určuje úroveň, na které jsou dráhy transdukce buněčného signálu aktivovány v reakci na hormonální signál, je efektivní koncentrace komplexů hormonálních receptorů, které vznikají. Koncentrace komplexů hormonálních receptorů jsou účinně určovány třemi faktory:
Počet molekul hormonů, které jsou k dispozici pro komplexní tvorbu, je obvykle klíčovým faktorem při určování úrovně, při které jsou dráhy transdukce signálu aktivovány. Počet dostupných molekul hormonů je určen koncentrací cirkulujícího hormonu, která je zase ovlivněna úrovní a rychlostí, při které jsou vylučovány biosyntetickými buňkami. Počet receptorů na buněčném povrchu přijímající buňky může být také různý, stejně jako afinita mezi hormonem a jeho receptorem.
Většina buněk je schopna produkovat jednu nebo více molekul, které fungují jako signalizační molekuly pro jiné buňky a mění jejich růst, funkci nebo metabolismus. Klasické hormony produkované buňkami v endokrinních žlázách, které byly dosud zmíněny v tomto článku, jsou buněčné produkty, specializované na to, aby sloužily jako regulátory na celkové úrovni organismu. Mohou však také uplatňovat své účinky výhradně v tkáni, ve které jsou produkovány a původně uvolňovány.
Rychlost biosyntézy a sekrece hormonů je často regulována homeostatickým mechanismem negativní zpětné vazby. Takový mechanismus závisí na faktorech, které ovlivňují metabolismus a vylučování hormonů. Samotná vyšší koncentrace hormonů tedy nemůže spustit mechanismus negativní zpětné vazby. Negativní zpětná vazba musí být spuštěna nadprodukcí „efektu“ hormonu.
Hormonální sekrece může být stimulována a inhibována:
Jednou ze zvláštních skupin hormonů jsou tropické hormony, které stimulují produkci hormonů jiných endokrinních žláz. Například hormon stimulující štítnou žlázu (TSH) způsobuje růst a zvýšenou aktivitu jiné endokrinní žlázy, štítné žlázy, která zvyšuje produkci hormonů štítné žlázy.
Nedávno identifikovanou třídou hormonů jsou „hormony hladu“ – ghrelin, orexin a PYY 3-36 – a „hormony sytosti“ – např. leptin, obeztatin, nesfatin-1.
Za účelem rychlého uvolnění aktivních hormonů do oběhu mohou hormonální biosyntetické buňky produkovat a ukládat biologicky neaktivní hormony ve formě pre- nebo prohormonů. Ty pak mohou být rychle přeměněny na jejich aktivní hormonální formu v reakci na určitý podnět.
V mnoha případech může jeden hormon regulovat produkci a uvolňování jiných hormonů
Mnohé z reakcí na hormonální signály lze popsat tak, že slouží k regulaci metabolické aktivity orgánu nebo tkáně.
Chemické třídy hormonů
Jako léky se používá mnoho hormonů a jejich analogů. Nejčastěji předepisovanými hormony jsou estrogeny a progestageny (jako metody hormonální antikoncepce a jako HRT), thyroxin (jako levothyroxin, k hypotyreóze) a steroidy (k autoimunitním onemocněním a několika respiračním poruchám). Inzulin používá mnoho diabetiků. Lokální přípravky pro použití v otolaryngologii často obsahují farmakologické ekvivalenty adrenalinu, zatímco steroidy a vitamín D krémy se hojně používají v dermatologické praxi.
„Farmakologická dávka“ hormonu je lékařské použití odkazující na množství hormonu mnohem větší, než se přirozeně vyskytuje ve zdravém těle. Účinky farmakologických dávek hormonů se mohou lišit od reakcí na přirozeně se vyskytující množství a mohou být terapeuticky užitečné. Příkladem je schopnost farmakologických dávek glukokortikoidu potlačovat zánět.
Hláskování není u mnoha hormonů jednotné. Současné severoamerické a mezinárodní použití je estrogen, gonadotropin, zatímco britské použití zachovává řeckou dvojhlásku v estrogenu a upřednostňuje dřívější hláskování gonadotropin (z trophē „výživa, výživa“ spíše než tropē „soustružení, změna“.
Zvyšuje přísun kyslíku a glukózy do mozku a svalů (zvýšením tepové frekvence a objemu cévních mozkových příhod, vazodilatací, zvýšením katalýzy glykogenu v játrech, odbouráváním lipidů v tukových buňkách.
rozšiřuje zorničky
Potlačuje nehrozící tělesné procesy (např. trávení)
Potlačuje imunitní systém
Zvyšuje přísun kyslíku a glukózy do mozku a svalů (zvýšením tepové frekvence a objemu cévních mozkových příhod, vazokonstrikcí a zvýšením krevního tlaku, odbouráváním lipidů v tukových buňkách.
Zvyšuje připravenost kosterních svalů.
uvolnění aldosteronu z kůry nadledvin
dipsogenu.
Uvolnění žluči ze žlučníku
potlačuje hlad
U mužů: spermatogeneze, zvyšuje tvorbu proteinu vázajícího androgeny Sertoliho buňkami varlat
sekrece růstového hormonu z přední hypofýzy
zvyšuje hladinu glukózy v krvi
Inhibujte imunitní odpověď, směrem k lidskému embryu.
zvýšení inzulínové rezistence a nesnášenlivosti sacharidů
Uvolnění inzulínu podobného růstového faktoru 1 z jater
příjem lipidů a syntéza triglyceridů v adipocytech
Další anabolické účinky
regulovat růst a vývoj buněk
U mužů: stimuluje produkci testosteronu Leydigovými buňkami
Kontrakce děložního čípku a pochvy
Podílí se na orgasmu, důvěře mezi lidmi. a cirkadiánní homeostáze (tělesná teplota, úroveň aktivity, bdění) .
(Mírně) snížení hladiny fosfátů v krvi:
Zvyšuje účinky cholecystokininu
Zastavuje tvorbu žaludeční šťávy
Snižuje kontrakce hladkého svalstva a průtok krve střevem Inhibuje uvolňování inzulínu z beta buněk Inhibuje uvolňování glukagonu z alfa buněk Potlačuje exokrinní sekreční účinek slinivky břišní.
Inhibice vychytávání glukózy ve svalech a tukové tkáni
Mobilizace aminokyselin z extrahepatálních tkání
Stimulace odbourávání tuku v tukové tkáni
protizánětlivé a imunosupresivní
Draslík a H+ sekrece v ledvinách.
Virilizace: zrání pohlavních orgánů, tvorba šourku, prohloubení hlasu, růst vousů a axilární ochlupení.
Zvýšení HDL, triglyceridů, výškový růst
Snížení LDL, ukládání tuku
Rovnováha tekutin:
Rakovina: podporovat hormonálně citlivé karcinomy prsu Potlačení produkce v těle estrogenu je léčba těchto nádorů.
Převést endometrium do sekrečního stádia
Zajistit propustnost cervikálního hlenu pro spermie.
Potlačit imunitní odpověď, např. vůči lidskému embryu.
Snížit kontraktilitu hladké svaloviny dělohy
Potlačit laktaci
Potlačit nástup porodu.
Podporovat produkci adrenálních mineralo- a glukosteroidů plodu.
Ostatní:
Zvýšení hladiny epidermálního růstového faktoru-1
Zvýšení teploty jádra během ovulace
Snížení křečí a uvolnění hladké svaloviny (rozšíření průdušek a regulace hlenu)
Protizánětlivé
Snížení aktivity žlučníku
Normalizace srážení krve a tonu cév, hladiny zinku a mědi, hladiny buněčného kyslíku a využití tukových zásob pro energii.
Pomoc při funkci štítné žlázy a růstu kostí pomocí osteoblastů
Relsilience v kostech, zubech, dásních, kloubech, šlachách, vazech a kůži Hojení pomocí regulace kolagenu
Funkce nervů a hojení pomocí regulace myelinu
Prevence rakoviny endometria pomocí regulace účinků estrogenu.
Zvýšení absorpce vápníku a fosfátů z gastrointestinálního traktu a ledvin
inhibuje uvolňování PTH
snížení systémové cévní rezistence,
snížení hladiny vody v krvi, sodíku a tuků
GnRH · TRH · Dopamin · CRH · GHRH/Somatostatin · Melanin Koncentrační hormon
α (FSH FSHB, LH LHB, TSH TSHB, CGA) · Prolaktin · POMC (CLIP, ACTH, MSH, Endorfiny, Lipotropin) · GH
Adrenální kůra: aldosteron · kortizol · DHEA Adrenální medula: epinefrin · noradrenalin
Štítná žláza: hormon štítné žlázy (T3 a T4) · kalcitonin Paratyroid: PTH
Testis: testosteron · AMH · inhibin
Vaječník: estradiol · progesteron · activin a inhibin · relaxin (těhotenství)
Placenta: hCG · HPL · estrogen · progesteron
Slinivka: glukagon · inzulín · amylin · somatostatin · pankreatický polypeptid
Thymus: Thymosin (Thymosin α1, Thymosin beta) · Thymopoetin · Thymulin
Trávicí systém: Žaludek: gastrin · ghrelin · Duodenum: CCK · Incretiny (GIP, GLP-1) · sekretin · motilin · VIP · Ileum: enteroglukagon ·peptid YY · Játra/jiné: Inzulínu podobný růstový faktor (IGF-1, IGF-2)
Adipózová tkáň: leptin · adiponektin · resistin
Ledviny: JGA (renin) · peritubulární buňky (EPO) · kalcitriol · prostaglandin
Srdce: Natriuretický peptid (ANP, BNP)
noco (d)/cong/tumr, sysi/epon
proc, lék (A10/H1/H2/H3/H5)
Cílové NGF, BDNF, NT-3