Biochemie
9.1 Definice a rozdělení hormonů
Hormony lze rozdělovat na základě jejich původu, tedy podle žláz, ve kterých jsou vytvářeny, podle jejich chemického složení a podle mechanismu jejich působení.
Rozdělení hormonů na základě místa jejich vytváření je asi nejběžnějším způsobem klasifikace hormonů, i když ne zcela bezproblémovým. Některé hormony jsou totiž vytvářeny i v jiných místech než v dané endokrinní žláze (např. somatostatin: hypothalamus x pankreas, estrogeny: Graafovy folikuly x fibroblasty pojiva). Mezi žlázy s vnitřní sekrecí (endokrinní žlázy) se řadí hypofýza, štítná žláza, kůra a dřeň nadledvin, gonády, epifýza, insulární aparát pankreatu a příštitná tělíska. Hormony jsou dále vytvářeny v neuroendokrinních jádrech hypothalamu a v gastrointestinálním traktu (GIT).
Hormony jsou látky rozmanité chemické struktury, ale v zásadě by bylo možné je rozdělit do 4 skupin chemických sloučenin:
a) peptidy – hormony hypofýzy a hypothalamu, atriový natriuretický hormon, insulin, glukagon, hormony GIT, kalcitonin, parathormon či choriogonadotropin
b) deriváty aminokyselin – serotonin, melatonin, katecholaminy, hormony štítné žlázy
c) steroidy – kortikoidy, gestageny, estrogeny a androgeny
d) deriváty mastných kyselin – deriváty kyseliny arachidonové.
Hormony s podobnou chemickou strukturou mají často stejný mechanismus působení, i když se účastní rozdílných biochemických procesů. Naopak někdy chemicky naprosto odlišné hormony mohou mít stejné účinky (např.: glukagon - peptid a kortisol - steroid).
Podle mechanismu jejich působení můžeme hormony rozdělit na hormony působící
a) přes receptory na povrchu buněk
1. prostřednictvím G proteinů a cyklických nukleosidmonofosfátů jako druhých poslů (např.: katecholaminy, glukagon, liberiny, atriový natriuretický hormon)
2. prostřednictvím G-proteinů a jiných druhých poslů jako např. Ca2+
3. bez G-proteinů, katalytickou funkci má samotný receptor (např.: insulin)
b) přes intracelulární receptory (steroidní hormony, hormony štítné žlázy).
Přehled hormonů a jejich funkcí na základě místa tvorby je uveden v tabulce 9.1.
Tabulka 9.1.: Hormony a jejich funkce
Místo
tvorby |
Hormon |
Funkce |
Adenohypofýza |
Somatotropin –
růstový hormon (STH) |
· podporuje růst prakticky všech buněk a tkání (nejdůležitější kostní a svalová tkáň)
· ovlivňuje vychytávání glukosy buňkami |
Thyreotropin (TSH) |
· stimuluje folikulární buňky štítné žlázy k uvolňování T3 a T4 | |
Adrenokortikotropní hormon - kortikotropin (ACTH) |
· stimuluje produkci kortikosteroidů v kůře nadledvin | |
Prolaktin
(PRL) |
· ovlivňuje růst a funkci mléčné žlázy (u žen)
· řadí se mezi tumorové markery | |
Luteinizační hormon – lutropin (LH) |
· stimuluje tvorbu androgenů v tzv. Leydigových buňkách varlat
· stimuluje steroidogenesi v kůře nadledvin (u mužů)
· stimuluje tvorbu pohlavních steroidů ve vaječnících
· podílí se na cyklických změnách funkce ženských reprodukčních orgánů | |
Folikuly stimulující hormon – folitropin (FSH) |
· ovlivňuje zrání spermií v semenotvorných kanálcích
· stimuluje tvorbu sexuálních steroidů ve vaječnících
· podílí se na cyklických změnách funkce ženských reprodukčních orgánů | |
Melanocyty stimulující hormon (MSH) |
· působí v kožních buňkách -melanocytech | |
Neurohypofýza
Hypothalamus (tvorba) |
Oxytocin |
· uplatňuje se při reprodukci, hlavně při porodu a během laktace |
Vasopresin - adiuretin |
· reguluje příjem a výdej vody
· zajišťuje stálost vnitřního prostředí – udržuje poměr mezi obsahem vody v buňkách a v extracelulární tekutině a jejím celkovým objemem | |
Hypothalamus |
Somatoliberin |
· stimuluje sekreci a biosyntézu STH |
Somatostatin |
· inhibuje sekreci TSH a sekreci a biosyntézu STH | |
Somatomediny – růstové faktory |
· regulace genové exprese a proteosyntézy
· působí parakrinně na sousední buňky | |
Tyreoliberin (TRH) |
· řídí a stimuluje výdej a tvorbu TSH | |
Kortikoliberin (CRH) |
· stimuluje sekreci ACTH | |
Gonadoliberin (GnRH) |
· stimuluje výdej a syntézu LH a FSH v gonadotropech | |
Prolaktin inhibující faktor (PIF) |
· řídí výdej prolaktinu
· jedná se o dopamin | |
Štítná žláza |
Tyroxin
(T4) |
· působí na vývoj CNS, regulátory nervového přenosu
· ovlivňují celkovou energetickou bilanci
· termogenní působky |
Trijodthyronin
(T3) | ||
Kalcitonin (CT) |
· antagonistou PTH
· snižuje hladinu Ca2+ v krvi
· tumorový marker (nádory štítné žlázy) | |
Příštitná tělíska |
Parathormon
(PTH) |
· vyvolává zvýšení hladiny Ca2+ v krvi: osteolýzou, resorpcí Ca2+ ledvinami a tenkým střevem |
Epifýza |
Melatonin |
· kontroluje denní rytmus výdeje dalších hormonů - gonadotropinů a pohlavních hormonů
· „biologické hodiny“ člověka
· antioxidant |
Kůra nadledvin |
Kortisol
|
· stimuluje glukoneogenezi, glykogenezi
· snižuje vychytávání glukózy svaly a trávicím traktem
· navozuje rozpad proteinů a demineralizaci kostní tkáně
· stimuluje CNS, zvyšuje její dráždivost a emoční labilitu
· ovlivňuje děje, probíhající při zánětu, alergických reakcích a při imunitní odpovědi – protizánětlivé, antialergenní, imunosupresivní, antiproliferativní účinky
· stimulace buněčné diferenciace a buněčné smrti - apoptózy |
Aldosteron (ALD) |
· udržení rovnováhy v koncentraci elektrolytů - především sodných a draselných iontů
· resorpci vody a Na+ v ledvinách a vylučování K+ a H+ iontů do moči | |
Dřeň nadledvin
„Katecholaminy“ |
Adrenalin - epinefrin |
· hormon stresové reakce, neurotransmitér
· bronchodilatace; urychlení srdeční činnosti
· aktivace potních žláz
· zvyšuje hladinu glukagonu, snižuje hladinu insulinu |
Noradrenalin – norepinefrin |
· hormon, hlavně však neurotransmitér
· urychluje srdeční tep
· zvyšuje rozklad glykogenu | |
Langerhansovy ostrůvky pankreatu |
Insulin |
· způsobuje snížení koncentrace glukosy v krevním oběhu
· aktivuje některé z enzymů glykolýzy (fosfofruktokinasu, glukokinasu, fosfoenolpyruvát kinasu)
· ve svalu a v tukové tkáni podporuje transport glukosy do buněk, v játrech stimuluje tvorbu glykogenu
· stimuluje transport aminokyselin do buněk a následnou proteosyntézu |
Glukagon |
· zvyšuje hladiny glukosy v oběhu
· stimuluje glykogenolýzu a glukoneogenesi v játrech
· aktivuje fosfoenolpyruvát-karboxy-kinasu | |
Leydigovy buňky varlat
(androgeny) |
Testosteron |
· odpovědný za vývoj a funkci mužského reprodukčního systému
· tvorba svalové hmoty |
Dihydrotestosteron |
· odpovědný za vývoj a funkci mužského reprodukčního systému
· odpovědný za vývoj druhotných pohlavních znaků | |
Ženské gonády |
Estradiol, estriol |
· ovlivňují vývoj sekundárních pohlavních znaků ženského těla
· ovlivňují periodický vývoj děložní sliznice
· zabraňují řídnutí kostí |
Estron | ||
Progesteron |
· navozuje sekreční fázi menstruačního cyklu
· podporuje růst děložní sliznice po ovulaci |