Patofizjologia - Układ Dokrewny PDF

Regulacja wewnątrzwydzielnicza  Funkcja integracyjna organizmu W organizmach ssaków służą temu układ nerwowy i wewnątrzwydzielniczy. W obu układach sygnały przenoszone są drogą elektryczno-neuronalną lub elektryczno- hormonalną. Regulują one przemianę materii, „środowisko wewnętrzne" (krążenie,...

Regulacja wewnątrzwydzielnicza  Funkcja integracyjna organizmu W organizmach ssaków służą temu układ nerwowy i wewnątrzwydzielniczy. W obu układach sygnały przenoszone są drogą elektryczno-neuronalną lub elektryczno- hormonalną. Regulują one przemianę materii, „środowisko wewnętrzne" (krążenie, pH, gospodarkę wodno-elektrolitową, temperaturę itp.), a poprzez nie kierują wzrostem i dojrzewaniem organizmu, narządów koniecznych do rozmnażania oraz określają stosunek organizmu do otoczenia.  W tej regulacji biorą udział ⚫ bodźce ze środowiska, ⚫ czynniki psychoemocjonalne ⚫ i układy sprzężeń zwrotnych w obrębie organizmu. Układ wewnątrzwydzielniczy specjalizuje się w powolnym, długotrwałym przenoszeniu sygnałów i wykorzystuje układ krążenia do pokonywania dużych odległości w obrębie organizmu. Substancjami przekaźnikowymi w układzie wewnątrzwydzielniczym (messengers) są hormony; pochodzą one z komórek wewnątrzwydzielniczych, oddziałują na podporządkowane im gruczoły dokrewne lub tkanki nie endokrynne jako narządy wykonawcze albo docelowe.  Sprzężenie zwrotne („feedback") jest procesem, w którym odpowiedź na sygnał (np. odpowiedź komórkowa na bodziec hormonalny) oddziałuje wstecznie na źródło sygnału (np: gruczoł dokrewny). W (rzadkich) sprzężeniach zwrotnych dodatnich odpowiedź wzmacnia pierwotny sygnał, co z kolei powoduje nasiloną odpowiedź. W częstszym sprzężeniu zwrotnym ujemny pierwotny sygnał wyzwalający jest hamowany przez odpowiedź. Większość procesów regulacyjnych w organizmie pod wpływem działania hormonów podlega takim ujemnym sprzężeniom zwrotnym.  Głównym mechanizmem regulującym jest mechanizm ujemnego sprzężenia zwrotnego między hormonami podwzgórza i przysadki a hormonem gruczołu obwodowego 6 19.11.2024 HORMONY Hormony są to chemiczne substancje przekaźnikowe służące do przenoszenia informacji regulujących funkcję narządów i procesów metabolicznych. Hormony są wytwarzane w gruczołach dokrewnych (z wyjątkiem tzw. hormonów tkankowych) i zwykle drogą krwi docierają do komórek narządów wykonawczych (komórki docelowe). Gruczoły dokrewne nie mają przewodów wyprowadzających. Ich wydzielina zwana hormonem przedostaje się bezpośrednio do krwi Na podstawie budowy chemicznej można wyróżnić trzy grupy hormonów: - hormony peptydowe i glikoproteinowe (hormony podwzgórza i przysadki) - hormony steroidowe i hormony pochodne (kortykosteroidy, estrogeny, androgeny, gestageny, kalcytriol tj.hormon D) - hormony wywodzące się z aminokwasu tyrozyny (aminy katecholowe, melatonina, hormony gruczołu tarczowego)  Komórki docelowe posiadają specyficzne miejsca wiązania (receptory) dla danego hormonu i wykazują w stosunku do niego duże powinowactwo. (Można powiedzieć, że dzięki temu komórka wyszukuje sobie jakby sygnał przeznaczony dla niej spośród wielu hormonów, jakie jednocześnie znajdują się we krwi).  Oddziaływania hormonów na komórki docelowe polegają na regulacji metabolizmu tych komórek trzema drogami: l. Zmiana konfiguracji enzymów (tzw. mechanizmy alosteryczne), których następstwem są bezpośrednie zmiany aktywności enzymów 2. Hamowanie lub pobudzanie (indukcja) syntezy enzymów 3. Zmiany dostępności substratów dla reakcji enzymatycznych przez zmianę przepuszczalności błony komórkowej. (Insulina np. w ten sposób wpływa na wewnątrzkomórkową dostępność glukozy).  Zaburzenia czynnościowe układu dokrewnego ⚫ Niedoczynność ( pierwotna i wtórna ) zmiany ilościowe ⚫ Nadczynność ( pierwotna i wtórna ) zmiany ilościowe ⚫ Dysfunkcja ( zmiany jakościowe) – wrodzona – kretynizm ⚫ Ektopowe wydzielanie hormonów ( nowotwory płuc, tarczycy, trzustki) 16 19.11.2024  Układ podwzgórze- przysadka Poszczególne neurony podwzgórza są w stanie wydzielać hormony — neurosekrecja. Hormony wytwarzane w komórce nerwowej są wydzielane nie jak mediatory do szczeliny synaptycznej, ale bezpośrednio do krwi. Podwzgórze poprzez różne, głównie katecholaminergiczne, neurony jest ściśle powiązane z układem limbicznym, tworem siatkowatym i (przez wzgórze) z korą mózgu. Dlatego kieruje ono nie tylko regulacją wegetatywną (gospodarka energetyczna i wodna, czynność oddechowa i krążenie), ale wykazuje również zależność od rytmu snu i czuwania oraz czynników psychoemocjonalnych, np. sytuacje stresowe powodują zwiększone wydzielanie kortyzolu i mogą u kobiet powodować opóźnienia regulowanych hormonalnie krwawień miesiączkowych.. Wyrzut neurohormonu podwzgórza inicjowany jest więc najczęściej przez bodziec nerwowy w o.u.n. Podwzgórze - miejsce przekaźnictwa nerwowo-hormonalnego zamienia sygnał nerwowy na hormonalny. Wychodzi on z podwzgórza przez płaty przysadki- pierwotnie z płata tylnego przysadki (ADH, oksytocyna), wtórnie z płata przedniego przysadki (poprzez hormony IH i RH i przysadkową drogę żył wrotnych). Hormony (hormones) uwalniające (Realising) dla przedniego płata przysadki (p.p.p., przysadka gruczołowa) wydzielane są przez neurony neurosekrecyjne podwzgórza do swego rodzaju żylnego układu wrotnego, w ten sposób krótką drogą docierają do sieci naczyniowej p.p.p., gdzie (poprzez second messenger) powodują wydzielanie hormonów p.p.p. do krążenia ogólnoustrojowego. Dla niektórych hormonów p.p.p. istnieją również tzw. Inhibiting (hamujące) hormones (H), które także dostają się do p.p.p. drogą przysadkowych żył wrotnych. Zmniejszone wydzielanie IH powoduje zwiększone wydzielanie hormonów p.p.p. Z przedniego płata przysadki (p.p.p.) uwalniane są następujące hormony : ACTH (adrenokortykotropina działa na korę nadnerczy) TSH (tyreotropina działa na gruczoł tarczowy) FSH i LH ( gonadotropiny działają na jajniki lub jądra) STH (somatotropina działa na liczne narządy wewnętrzne, jednak głównie na chrząstkę wzrostową) i prolaktyna (działa na gruczoły piersiowe) ACTH, TSH, FSH i LH działają na podporządkowane gruczoły dokrewne; z tego powodu są nazywane tropowymi: STH i prolaktyna są hormonami nietropowymi. Z neurosekrecyjnych włókien nerwowych bezpośrednio do krwiobiegu dostają się hormony tylnego płata przysadki, a więc adiuretyna (wazopresyna) i oksytocyna oraz rdzenia nadnerczy, tj. adrenalina i noradrenalina.  Nadczynność przysadki ⚫ Przedni płat przysadki mózgowej (hormony tropowe przysadki) ⚫ GH- gigantyzm, akromegalia ⚫ TSH- tyreotropinoma ⚫ ACTH- choroba Cushinga ⚫ PRL- prolactinoma ⚫ FSH/LH- gonadotropinoma Hormon wzrostu (STH; GH) wpływa na wzrost szkieletu i inne procesy metaboliczne, w czym pośredniczą zwykle somatomedyny (czynniki wzrostu; z wątroby). Somatomedyna C hamuje także uwalnianie STH w p.p.p. (sprzężenie zwrotne ujemne). Bez pośrednictwa somatomedyn STH działa lipo- i glikogenolitycznie. Płat przedni przysadki wydziela ponadto: β-endorfinę i hormon lipotropowy (β-LPH),  Płat tylny Hormony tylnego płata przysadki (ADH, oksytocyna) wytwarzane są w podwzgórzu, transportowane aksoplazmatycznie do tylnego płata i stamtąd uwalniane dzięki sygnałom nerwowym. Oba hormony płata tylnego działają (jak prolaktyna, LPH i częściowo STH z płata przedniego) bezpośrednio na komórkę docelową.  Tylny płat przysadki mózgowej ⚫ Zespół Shwartza-Barttera-SIADH -zatrzymanie wody w organizmie przy normalnym spożyciu płynów; -hiponatremia, obniżenie aktywności reninowej osocza, wysoka osmolalność moczu a niska osocza  Niedoczynność przysadki ⚫ Niedobór hormonów przedniego płata przysadki ( GH, TSH, ACTH, FSH, LH) Hormony tarczycy  Nadczynność tarczycy Hormony tarczycy ⚫ Przysadkowe -TSH ⚫ Obwodowe: T3 i T4 Pierwotna nadczynność tarczycy: T4 T3 TSH Wtórna nadczynność tarczycy: TSH, T3 i T4 42 19.11.2024 Tarczyca składa się z kulistych pęcherzyków, których komórki wytwarzają hormony tarczycy tyroksynę (T4 , prohormon) i trójjodotyroninę (T3 , aktywny hormon). Oprócz tego w tzw. komórkach okołopęcherzykowych lub komórkach C tarczycy wytwarzana jest kalcytonina. T3 wpływa na wzrost i różnicowanie organizmu, jak również w wieloraki sposób na metabolizm. T3 i T4 gromadzone są w koloidzie pęcherzyka przy czym są one związane z glikoproteiną — tyreoglobuliną (ThG). T3 i T 4 w organizmie T3 ma znacznie większą aktywność niż T4 i poza tym działa szybciej (T3 osiąga maksymalną aktywność po godzinach, a T4 po dniach). Krążąca we krwi T3 pochodzi w 20% z tarczycy, a w 80% powstaje przez odłączenie jodu z T4 w komórkach docelowych. Dla wszystkich tych powodów T3 stanowi właściwy czynny hormon, podczas gdy T4 pełni rolę prohormonu. Przemiana T4 do T3 (m.in. w wątrobie i w nerce) katalizowana jest przez mikrosomalną 5'-de-jodynazę, która odłącza jod w pozycji 5' (zewnętrzny pierścień). Regulacja wydzielania T3 i T 4 Hormonem regulującym jest TSH, którego synteza i wydzielanie znowu podlega wpływom dwóch hormonów podwzgórza: tyreoliberyna (TRH) pobudza, a somatostatyna hamuje.  Działanie hormonów tarczycy T3 z pewnym podobieństwem do katecholamin ogólnie zwiększa zużycie O2 z nasilonym obrotem energetycznym i zwiększa tym samym produkcję ciepła. Poza tym T3 wpływa na działanie innych hormonów. W niedoczynności tarczycy np. insulina, glukagon, STH i adrenalina tracą swój efekt pobudzania metabolizm, zaś w nadczynności tarczycy wzrasta wrażliwość na adrenalinę (przyspieszona akcja serca itp). T3 zwiększa prawdopodobnie zagęszczenie receptorów β. T3 pobudza również wzrost i dojrzewanie mózgu i kości. Niedobór hormonów tarczycy u noworodków prowadzi dlatego do zahamowania wzrostu i dojrzewania(karłowatość, opóźniony rozwój płciowy i in.) oraz do zaburzeń w o.u.n. — kretynizm.. Synteza, gromadzenie i uwalnianie hormonów tarczycy  Niedoczynność tarczycy * Pierwotna niedoczynność tarczycy: T3, T4, TSH * Wtórna niedoczynność tarczycy (przysadkowa) TSH, T3, T4 *Trzeciorzędowa niedoczynność tarczycy (podwzgórzowa) TRH, TSH, T3, T4  Kora nadnerczy — glikokortyko(stero)idy Warstwa kłębkowa kory nadnerczy (K.NN) produkuje tzw. mineralokortyko(stero)idy (aldosteron), których funkcją jest w pierwszej kolejności zatrzymywanie Na+ w organizmie. Warstwa pasmowata syntetyzuje głównie glikokortykoid kortyzol (hydrokortyzon) i (w mniejszym stopniu) kortyzon, podczas gdy warstwa siatkowata jest głównym miejscem syntezy mających działanie anaboliczne (stymulujące odbudowę tkanek) androgenów k.n. (dehydroepiandrosteron). W czasie transportu glikokortykoidów we krwi są one związane z transkortyną (specyficzne białko transportujące o dużym powinowactwie) i albuminą. Za regulację uwalniania glikokortykoidów odpowiedzialne są CRH i ACTH. ACTH pobudza uwalnianie hormonów k.n., przede wszystkim glikokortykoidów. Poza tym ACTH zapewnia utrzymanie struktury k.n. i przygotowanie substancji wyjściowych dla hormonów (cholesterol). Wydzielanie ACTH znajduje się z jednej strony pod kontrolą (ujemnego sprzężenia zwrotnego) kortyzolu (częściowo poprzez CRH), a z drugiej pobudzane jest przez katecholaminy rdzenia nadnerczy. Oprócz tego istnieje spontaniczny dobowy rytm wydzielania ACTH i kortyzolu. Pomiary stężeń hormonu w krótkich odstępach czasu wskazują, że wydzielanie ACTH, a tym samym kortyzonu, następuje w cyklach 2- do 3- godzinnych. Działania kortykosteroidów są wielokierunkowe. Wpływają one m.in. na następujące funkcje: 1. Metabolizm węglowodanów i aminokwasów. Kortyzol zwiększa stężenie glukozy we krwi („cukrzyca steroidowa"), do czego zużywane są większe ilości aminokwasów. 2. Serce i krążenie. Tutaj glikokortykoidy powodują wzmocnienie siły serca i skurcz naczyń obwodowych, co w obu przypadkach odbywa się przez nasilenie wpływów amin katecholowych. 3. W żołądku glikokortykoidy nasilają produkcję soku żołądkowego. 4. Nerki: Glikokortykoidy zmniejszają wydalanie wody. 5. W mózgu przy zwiększonym stężeniu glikokortykoidów oprócz wpływu na podwzgórze dochodzi do zmian w EEG. 6. Glikokortykoidy (w większych dawkach) działają przeciwzapalnie i przeciwalergicznie, częściowo z powodu hamowania syntezy białek i wytwarzania limfocytów, a częściowo z powodu działania hamującego na uwalnianie histaminy oraz stabilizacji lizosomów biorących udział w  Nadczynność kory nadnerczy ⚫ Pierwotna (ACTH niezależna)- zespół Cushinga Gruczolak kory nadnerczy, kortyzol, 17 OH CS, 17 KS, wolne kortykoidy w moczu, DHEA, androgeny nadnerczowe ACTH 55 19.11.2024 Dobowy rytm wydzielania ACTH  Niedoczynność kory nadnerczy Pierwotna (zwykle na podłożu autoimmunologicznym) kortyzol, 17 OH CS, 17 KS, wolnego kortyzolu w moczu, DHEA, ACTH Zaburzenia elektrolitowe Jama ustna Cykl menstruacyjny W cyklu menstruacyjnym odgrywają rolę następujące hormony : Gn-RH (gonadoliberyna) i PIH (prolaktostatynę) kierują uwalnianiem hormonów przedniego płata przysadki FSH, LH i prolaktyny (PRL). Podczas gdy prolaktyna wpływa głównie na podwzgórze i gruczoły sutkowe, to FSH i LH regulują u kobiety wydzielanie hormonów jajnika, a więc w pierwszej linii estrogenów — estradiolu i gestagenów—progesteronu.  Gonadotropiny Gonadothropin releasing hormone lub Gn-RH, pobudza wydzielanie FSH i LH z przedniego płata przysadki. Gn-RH jest wydzielany w sposób uderzeniowy (przed owulacją co ok. 1,5 h, później co 3-4 h). Rytm wyraźnie szybszy lub stały poziom wydzielania znacznie zmniejsza uwalnianie FSH i LH (bezpłodność). Ponieważ w czasie cyklu menstruacyjnego wydzielanie LH i FSH zmienia się stopniowo w stosunku do siebie, muszą też istnieć jeszcze inne czynniki wpływające na ich uwalnianie. Poza ośrodkowymi bodźcami nerwowymi (wpływy psychiczne!), szczególną rolę odgrywa estradiol. Te wpływy estradiolu są z kolei modyfikowane przez progesteron.  Prolaktyna Wydzielanie prolaktyny (PRL) hamowane jest przez prolaktostatynę (PIH), a pobudzane przez tyreoliberynę (TRH). Estradiol i progesteron hamują uwalnianie PIH, tak że zwłaszcza w drugiej połowie cyklu i w czasie ciąży następuje zwiększone wydzielanie PRL. U kobiety PRL pobudza rozwój gruczołów sutkowych i laktogenezę (wytwarzanie mleka). Ssanie brodawki sutkowej (bodziec ssania) szczególnie silnie wyzwala sekrecję PRL po porodzie. Z tego powodu PRL zwiększa u kobiet i mężczyzn wydzielanie PIH w podwzgórzu (ujemne sprzężenie zwrotne).  Metabolizm węglowodanów Hormony trzustki Glukoza jest podstawowym nośnikiem energii, przy czym mózg i erytrocyty są całkowicie zależne od glukozy. Stężenie glukozy we krwi („poziom glukozy") zajmuje dlatego centralny punkt w przemianach energetycznych. Stężenie glukozy wynika z jednej strony ze zużycia, a z drugiej z syntezy glukozy. Dla zrozumienia metabolizmu glukozy istotne są następujące pojęcia : 1. Glikoliza. W węższym zakresie pod tym pojęciem rozumie się beztlenowy rozkład glukozy do mleczanu, w szerszym również tlenowe spalanie glukozy. Glikoliza beztlenowa odbywa się w erytrocytach, rdzeniu nerek i częściowo w mięśniach szkieletowych. Na drodze tlenowej glukoza jest rozkładana m.in. w o.u.n., mięśniach szkieletowych i większości narządów.  2. Glukogeneza. Wytwarzanie glikogenu (w wątrobie i w mięśniach). Glukogeneza służy magazynowaniu glukozy i utrzymaniu stałego jej stężenia we krwi. Mięśnie mogą gromadzić glikogen tylko dla zaspokojenia własnych potrzeb. 3. Jako glikogenolizę określa się rozpad glikogenu do glukozy. 4. Mianem glukoneogenezy (w wątrobie i korze nerek) określa się syntezę glukozy de novo ze związków niecukrowych, jak aminokwasy, (np. z białek mięśni), mleczany (z beztlenowej glikolizy w mięśniach i erytrocytach) oraz glicerol (z rozkładu tłuszczów). 5. Lipoliza jest to rozkład tłuszczów, przy czym powstają glicerol i wolne kwasy tłuszczowe 6. Lipogeneza oznacza odbudowę tłuszczów (w celu gromadzenia zapasów). Decydującą rolę w metabolizmie węglowodanów odgrywają czynne hormonalnie komórki wysp trzustkowych (Langerhansa). Wyróżnia się trzy typy komórek A, B i C. 25% komórek wysp to komórki A, które produkują glukagon, 60% to komórki B produkujące insulinę, a 10% to komórki D wydzielające somatostatynę (SIH). Oprócz tego komórki wyspowe głowy trzustki wytwarzają polipeptyd trzustkowy. Prawdopodobnie hormony te wpływają wzajemnie na swoje wydzielanie już nawet miejscowo (działanie parakrynowe).  DOKREWNA CZYNNOŚĆ TRZUSTKI Wyspa trzustkowa Komórka B Aorta (insulina) Komórka A (glukagon) Tętnica trzewna Komórka F Wspólny przewód żółciowy Komórka D (somatostatyna) Pęcherzyk żółciowy Ogon trzustki Dwunastnica Głowa i trzon trzustki Przewód trzustkowy UNERWIENIE AUTONOMICZNE KOMÓREK DOKREWNYCH WYSP TRZUSTKI Podwzgórze VMH VLH Nerw błędny Nerw współczulny Zwój trzewny Nerw mieszany Komórka D Komórka A Komórka B Komórka A Wyspa trzustkowa Komórka F Glukagon Komórka B Komórka A Komórka D Insulina Somatostatyna Naczynia włosowate zawierające hormony, aminy i substraty Funkcjami hormonów trzustkowych są: l) zapewnienie magazynowania przyjmowanego pożywienia w formie glikogenu i tłuszczu (insulina) 2) mobilizacja rezerw energetycznych podczas głodu lub w czasie pracy, sytuacji stresowych itd. (glukagon) 3) utrzymywanie stężenia cukru we krwi na możliwie stałym poziomie 4) stymulacja wzrostu. Somatostatyna (SIH) hamuje (parakrynowo) uwalnianie insuliny i glukagonu oraz zmniejsza przez to wykorzystywanie wchłoniętych z przewodu pokarmowego substancji. Wydzielanie SIH wzrasta przy podwyższonych stężeniach glukozy, aminokwasów i kwasów tłuszczowych, a zmniejsza się m.in. pod wpływem katecholamin. Poza tym SIH hamuje na drodze endokrynowej motorykę i wydzielanie z przewodu pokarmowego. Stanowi to prawdopodobnie część pętli sprzężenia zwrotnego, która zapobiega przeładowaniu organizmu pokarmem i być może odgrywa rolę hormonu „antyotyłościowego". Somatotropina (STH) wykazuje silny efekt insulinopodobny, w którym pośredniczy somatomedyna. Jednakże długofalowo STH powoduje podwyższenie stężenia cukru, co pobudza wzrost.