![Page 1: Základní principy regulace metabolismu Hormony¡kladní principy... · 2021. 1. 17. · Vazba hormon ů • vazba na receptory (specifické bílkoviny, lokalizované v membrán](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060920/60ac65474e8b25731667287e/html5/thumbnails/1.jpg)
Základní principy regulace metabolismu
Hormony
ls 1
RNDr. Bohuslava Trnková,
ÚKBLD 1. LF UK
![Page 2: Základní principy regulace metabolismu Hormony¡kladní principy... · 2021. 1. 17. · Vazba hormon ů • vazba na receptory (specifické bílkoviny, lokalizované v membrán](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060920/60ac65474e8b25731667287e/html5/thumbnails/2.jpg)
Mechanická energieO2 teplo
Organismus – metabolismus - neustálé chemické reakce, nutná regulace
ls 2
živiny metabolismus
CO2 + H2O
exkrety
![Page 3: Základní principy regulace metabolismu Hormony¡kladní principy... · 2021. 1. 17. · Vazba hormon ů • vazba na receptory (specifické bílkoviny, lokalizované v membrán](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060920/60ac65474e8b25731667287e/html5/thumbnails/3.jpg)
•Nemoci – poruchy v biochemických pochodech nebo jejich regulaci•Látková bilance : příjem potravy x výdej
metabolitů•Energetická bilance – získána z potravy x výdej na různé biochemické děje –
ls 3
výdej na různé biochemické děje –pracovní výkon, vyzařování tepla, chemické reakce•Ustálený nerovnovážný stav
![Page 4: Základní principy regulace metabolismu Hormony¡kladní principy... · 2021. 1. 17. · Vazba hormon ů • vazba na receptory (specifické bílkoviny, lokalizované v membrán](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060920/60ac65474e8b25731667287e/html5/thumbnails/4.jpg)
Látkový transport – přes buněčnou membránu –pasivní difuze –koncentrační gradient
Aktivní transport – membránové proteiny –„enzymová kinetika“ – nasycení nosiče,
ls 4
„enzymová kinetika“ – nasycení nosiče, specifita, inhibice, aktivace, indukce
Využití enzymů – urychlení ustavení rovnováhy (109
1012), umožnění reakce – spotřeba ATP
![Page 5: Základní principy regulace metabolismu Hormony¡kladní principy... · 2021. 1. 17. · Vazba hormon ů • vazba na receptory (specifické bílkoviny, lokalizované v membrán](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060920/60ac65474e8b25731667287e/html5/thumbnails/5.jpg)
Usnadněná difuze – obvykle jednosměrný transport, ve směru koncentračního gradientu (antibiotika – K+)
Aktivní transport – může být i proti směru koncentračního nebo elektrického
ls 5
koncentračního nebo elektrického gradientu – spotřeba energie ( nejčastěji ATP) Na+ K+ pumpa, zvýšení koncentrace na jedné straně membrány (zvyšování H+ krycím epitelem žaludku, v ledvinách)
![Page 6: Základní principy regulace metabolismu Hormony¡kladní principy... · 2021. 1. 17. · Vazba hormon ů • vazba na receptory (specifické bílkoviny, lokalizované v membrán](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060920/60ac65474e8b25731667287e/html5/thumbnails/6.jpg)
Transport v buňce– transport přes membrány jednotlivých součástímitochondrie – cytosol – volně pyruvát, Glu a Asp – nosiče, protivýměna – ATP-ADP
ls 6
ADPregulace enzymů – klíčové reakce metabolismu – enzymy katalyzující první rozhodující reakci ve směru ke konečnému produktu (často za spotřeby energie)
![Page 7: Základní principy regulace metabolismu Hormony¡kladní principy... · 2021. 1. 17. · Vazba hormon ů • vazba na receptory (specifické bílkoviny, lokalizované v membrán](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060920/60ac65474e8b25731667287e/html5/thumbnails/7.jpg)
• alosterické ovlivnění – jemná regulace (aktivace, zbrzdění), spojení několika metabolických drah (citrát v cytosolu)
cytosol
ls 7
glykolýza citrát acetylCoAkarboxylasasyntéza mastných kyselin
![Page 8: Základní principy regulace metabolismu Hormony¡kladní principy... · 2021. 1. 17. · Vazba hormon ů • vazba na receptory (specifické bílkoviny, lokalizované v membrán](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060920/60ac65474e8b25731667287e/html5/thumbnails/8.jpg)
•Regulace citrátového cyklu
ls 8
![Page 9: Základní principy regulace metabolismu Hormony¡kladní principy... · 2021. 1. 17. · Vazba hormon ů • vazba na receptory (specifické bílkoviny, lokalizované v membrán](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060920/60ac65474e8b25731667287e/html5/thumbnails/9.jpg)
•Regulace dýchacího řetězce
ls 9
![Page 10: Základní principy regulace metabolismu Hormony¡kladní principy... · 2021. 1. 17. · Vazba hormon ů • vazba na receptory (specifické bílkoviny, lokalizované v membrán](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060920/60ac65474e8b25731667287e/html5/thumbnails/10.jpg)
princip přepínání – náhlé přeřazení z jedné reakční cesty na druhou (fosforylace)
ls 10
![Page 11: Základní principy regulace metabolismu Hormony¡kladní principy... · 2021. 1. 17. · Vazba hormon ů • vazba na receptory (specifické bílkoviny, lokalizované v membrán](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060920/60ac65474e8b25731667287e/html5/thumbnails/11.jpg)
tvorba aktivního enzymu z proenzymu (trávicí enzymy, srážení krve)
enzymová indukce – syntéza nových molekul
ls 11
enzymová indukce – syntéza nových molekul enzymů, odezva řádově hodiny (indukce glukoneogeneze glukokortikoidy, komplexu cytochromu P450 cizorodými látkami), represe (hem, cholesterol)
![Page 12: Základní principy regulace metabolismu Hormony¡kladní principy... · 2021. 1. 17. · Vazba hormon ů • vazba na receptory (specifické bílkoviny, lokalizované v membrán](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060920/60ac65474e8b25731667287e/html5/thumbnails/12.jpg)
Transport vody přes buněčnou membránuTransport vody přes buněčnou membránupodle přednášky prof.Jaborapodle přednášky prof.Jabora
4 možné mechanismy
� pasivní difuze přes lipidovou dvojvrstvu
� transport vody kotransportérem (Na+-
ls 12
� transport vody kotransportérem (Na+-glutamát, Na+-glukóza)
� paracelulární transport přes těsné spojení
� prostřednictvím aquaporinů
![Page 13: Základní principy regulace metabolismu Hormony¡kladní principy... · 2021. 1. 17. · Vazba hormon ů • vazba na receptory (specifické bílkoviny, lokalizované v membrán](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060920/60ac65474e8b25731667287e/html5/thumbnails/13.jpg)
Funkce vodních kanálůFunkce vodních kanálů: : mmechanismechanismus působení vasopresinu (ADH)us působení vasopresinu (ADH)
1. ADH se váže na
ls 13Figure 20-6: The mechanism of action of vasopressin
1. ADH se váže nareceptor
![Page 14: Základní principy regulace metabolismu Hormony¡kladní principy... · 2021. 1. 17. · Vazba hormon ů • vazba na receptory (specifické bílkoviny, lokalizované v membrán](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060920/60ac65474e8b25731667287e/html5/thumbnails/14.jpg)
Funkce vodních kanálůFunkce vodních kanálů: : mmechanismechanismus působení vasopresinu (ADH)us působení vasopresinu (ADH)
ls 14Figure 20-6: The mechanism of action of vasopressin
2. receptor aktivuje cAMP (druhý posel), následná aktivace PKA, fosforylace AQP2
![Page 15: Základní principy regulace metabolismu Hormony¡kladní principy... · 2021. 1. 17. · Vazba hormon ů • vazba na receptory (specifické bílkoviny, lokalizované v membrán](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060920/60ac65474e8b25731667287e/html5/thumbnails/15.jpg)
Funkce vodních kanálůFunkce vodních kanálů: : mmechanismechanismus působení vasopresinu (ADH)us působení vasopresinu (ADH)
3. AQP2 se vloží doapikální membrány
ls 15Figure 20-6: The mechanism of action of vasopressin
apikální membrány
![Page 16: Základní principy regulace metabolismu Hormony¡kladní principy... · 2021. 1. 17. · Vazba hormon ů • vazba na receptory (specifické bílkoviny, lokalizované v membrán](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060920/60ac65474e8b25731667287e/html5/thumbnails/16.jpg)
Vodní kanály = Vodní kanály =
aquaporinyaquaporiny
13 typů 13 typů
ls 16
13 typů 13 typů
![Page 17: Základní principy regulace metabolismu Hormony¡kladní principy... · 2021. 1. 17. · Vazba hormon ů • vazba na receptory (specifické bílkoviny, lokalizované v membrán](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060920/60ac65474e8b25731667287e/html5/thumbnails/17.jpg)
Hormony
regulace na úrovni organismu• látky rozdílného složení• syntéza přímo ve specializovaných buňkách
endokrinních žláz v organismu• po uvolnění -transport na místo účinku k cílovým
ls 17
• po uvolnění -transport na místo účinku k cílovým orgánům - (vazba na protein - T4 /TBG/ a pohlavní hormony/globulin/, jinak plazmou)
• v buňkách vyvolávají specifické biochemické reakce, ovlivňují funkci těchto orgánů
![Page 18: Základní principy regulace metabolismu Hormony¡kladní principy... · 2021. 1. 17. · Vazba hormon ů • vazba na receptory (specifické bílkoviny, lokalizované v membrán](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060920/60ac65474e8b25731667287e/html5/thumbnails/18.jpg)
Kortex
HypothalamusCRF 10-9 g/den
( liberiny, statiny )
ls 18
HypofýzaACTH 10-4 g/den
(tropiny)
Kůra nadledvinekKortizol 10-3 g/den
![Page 19: Základní principy regulace metabolismu Hormony¡kladní principy... · 2021. 1. 17. · Vazba hormon ů • vazba na receptory (specifické bílkoviny, lokalizované v membrán](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060920/60ac65474e8b25731667287e/html5/thumbnails/19.jpg)
Různé typy hormonů
ls 19
![Page 20: Základní principy regulace metabolismu Hormony¡kladní principy... · 2021. 1. 17. · Vazba hormon ů • vazba na receptory (specifické bílkoviny, lokalizované v membrán](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060920/60ac65474e8b25731667287e/html5/thumbnails/20.jpg)
Vazba hormonů
• vazba na receptory (specifické bílkoviny, lokalizované v membráně buněk)
ls 20
lokalizované v membráně buněk)• váží hormony s vysokou afinitou, molekul
může být tisíce až desetitisíce), účinekčasto prostřednictvím dalších sloučenin (cAMP)
![Page 21: Základní principy regulace metabolismu Hormony¡kladní principy... · 2021. 1. 17. · Vazba hormon ů • vazba na receptory (specifické bílkoviny, lokalizované v membrán](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060920/60ac65474e8b25731667287e/html5/thumbnails/21.jpg)
ls 21
![Page 22: Základní principy regulace metabolismu Hormony¡kladní principy... · 2021. 1. 17. · Vazba hormon ů • vazba na receptory (specifické bílkoviny, lokalizované v membrán](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060920/60ac65474e8b25731667287e/html5/thumbnails/22.jpg)
1. látky biologicky vysoce aktivní, 2. účinek již v nepatrných koncentracích (řádově 10-6-
10-3 mol/l, 1017 - 1014molekul v litru), 3. krátká doba působení (peptid. hormony - 20 min. i
méně, steroid. hormony delší, kortizol asi 1 h, thyroxin - 1 týden)
4. rychlé odbourávání a vylučování jako neaktivní
ls 22
4. rychlé odbourávání a vylučování jako neaktivní sloučeniny
5. rychlost tvorby, množství a odbourávání regulováno nadřazenými regulačními centry (CNS)neurohormonální regulace organismu
![Page 23: Základní principy regulace metabolismu Hormony¡kladní principy... · 2021. 1. 17. · Vazba hormon ů • vazba na receptory (specifické bílkoviny, lokalizované v membrán](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060920/60ac65474e8b25731667287e/html5/thumbnails/23.jpg)
ls 23
![Page 24: Základní principy regulace metabolismu Hormony¡kladní principy... · 2021. 1. 17. · Vazba hormon ů • vazba na receptory (specifické bílkoviny, lokalizované v membrán](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060920/60ac65474e8b25731667287e/html5/thumbnails/24.jpg)
ÚČINKY HORMONŮ• endokrinnítvorba hormonu probíhá odděleně od místa účinku, transport krví - vázán na proteinový nosič nebo volný• parakrinnítvorba hormonu probíhá v endokrinní žláze,
ls 24
tvorba hormonu probíhá v endokrinní žláze, ovlivněny buňky nedaleko od místa, kde byl produkován• autokrinnítvorba hormonu probíhá v endokrinní žláze, hormon přímo ovlivní ty buňky, které jej syntetizovaly
![Page 25: Základní principy regulace metabolismu Hormony¡kladní principy... · 2021. 1. 17. · Vazba hormon ů • vazba na receptory (specifické bílkoviny, lokalizované v membrán](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060920/60ac65474e8b25731667287e/html5/thumbnails/25.jpg)
Autokrinní
Parakrinní
ls 25
Endokrinní
Neuroendokrinní
![Page 26: Základní principy regulace metabolismu Hormony¡kladní principy... · 2021. 1. 17. · Vazba hormon ů • vazba na receptory (specifické bílkoviny, lokalizované v membrán](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060920/60ac65474e8b25731667287e/html5/thumbnails/26.jpg)
LIPOFILNÍ HORMONY
steroidní hormony, odvozeny od cholesterolu:• pohlavní hormony – progesteron, estradiol,
testosteron• mineralokortikoidy – aldosteron• glukokortikoidy – kortisol
ls 26
• glukokortikoidy – kortisol• derivát vitaminu D – kalcitriol• hormony štítné žlázy T3 a T4
jodované tyrosinové zbytky (AA) vázané na specifický protein
![Page 27: Základní principy regulace metabolismu Hormony¡kladní principy... · 2021. 1. 17. · Vazba hormon ů • vazba na receptory (specifické bílkoviny, lokalizované v membrán](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060920/60ac65474e8b25731667287e/html5/thumbnails/27.jpg)
ls 27
![Page 28: Základní principy regulace metabolismu Hormony¡kladní principy... · 2021. 1. 17. · Vazba hormon ů • vazba na receptory (specifické bílkoviny, lokalizované v membrán](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060920/60ac65474e8b25731667287e/html5/thumbnails/28.jpg)
Účinek Účinek steroidních steroidních hormonůhormonů
ls 28
hormonůhormonů
![Page 29: Základní principy regulace metabolismu Hormony¡kladní principy... · 2021. 1. 17. · Vazba hormon ů • vazba na receptory (specifické bílkoviny, lokalizované v membrán](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060920/60ac65474e8b25731667287e/html5/thumbnails/29.jpg)
Hormony štítné žlázy
ls 29
![Page 30: Základní principy regulace metabolismu Hormony¡kladní principy... · 2021. 1. 17. · Vazba hormon ů • vazba na receptory (specifické bílkoviny, lokalizované v membrán](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060920/60ac65474e8b25731667287e/html5/thumbnails/30.jpg)
Metabolismus lipofilních hormonů
• relativně malé molekuly - m.h. 300 -800• nejsou skladovány v místě syntézy, ale jsou rychle
uvolněny do krevního oběhu• při transportu vyžadují nějaký proteinový nosič
ls 30
• při transportu vyžadují nějaký proteinový nosič• v místě působení procházejí buněčnými membránami• váží se na cytosolické receptory• vstupují do jádra, ovlivnění proteosyntézy
![Page 31: Základní principy regulace metabolismu Hormony¡kladní principy... · 2021. 1. 17. · Vazba hormon ů • vazba na receptory (specifické bílkoviny, lokalizované v membrán](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060920/60ac65474e8b25731667287e/html5/thumbnails/31.jpg)
ls 31
![Page 32: Základní principy regulace metabolismu Hormony¡kladní principy... · 2021. 1. 17. · Vazba hormon ů • vazba na receptory (specifické bílkoviny, lokalizované v membrán](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060920/60ac65474e8b25731667287e/html5/thumbnails/32.jpg)
ls 32
![Page 33: Základní principy regulace metabolismu Hormony¡kladní principy... · 2021. 1. 17. · Vazba hormon ů • vazba na receptory (specifické bílkoviny, lokalizované v membrán](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060920/60ac65474e8b25731667287e/html5/thumbnails/33.jpg)
Metabolismus hydrofilních hormonů
různě velké molekulyvětšinou skladovány v místě tvorbyna určitý podnět uvolněny
ls 33
na určitý podnět uvolněnytransport nevyžaduje specifický nosičv cílové tkáni se váží na membránový receptorodtud signál transportován do nitra buňkypřes „druhé posly“: cAMP, cGMP, DAG, IP3, Ca2+
![Page 34: Základní principy regulace metabolismu Hormony¡kladní principy... · 2021. 1. 17. · Vazba hormon ů • vazba na receptory (specifické bílkoviny, lokalizované v membrán](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060920/60ac65474e8b25731667287e/html5/thumbnails/34.jpg)
HYDROFILNÍ HORMONYheterogenní skupina látek odvozených z:• aminokyselin(histamin, katecholaminy /adrenalin, noradrenalin…/), • peptidů a bílkovin–TRH (thyroliberin–thyrotropin-uvolňujicíhormon), TSH
ls 34
(thyrotropin–thyroidní žlázu stimulující hormon), FSH(folikuly stimulující hormon), LH (luteinisačníhormon),STH(somatotropin –růstový hormon), ACTH (adrenokortikotropníhormon), oxytocin*, vasopresin*, calcitonin*, insulin, glukagon • při jejich transportu k cílovému orgánu není většinou potřeba,aby byly vázány na protein /výjimky */
![Page 35: Základní principy regulace metabolismu Hormony¡kladní principy... · 2021. 1. 17. · Vazba hormon ů • vazba na receptory (specifické bílkoviny, lokalizované v membrán](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060920/60ac65474e8b25731667287e/html5/thumbnails/35.jpg)
Hormony důležité pro diagnostiku
Pohlavní: Estradiol, hCG, androstendion, DHEA, DHEA-S, testosteron, 17-OH-progesteron, progesteron, LH, FSH, prolaktin, aldosteron, kortizol, STH
ls 35
kortizol, STH
Kostní soubor:kalcitonin, osteokalcin, parathormon, kalcitriol, kalcidiol
![Page 36: Základní principy regulace metabolismu Hormony¡kladní principy... · 2021. 1. 17. · Vazba hormon ů • vazba na receptory (specifické bílkoviny, lokalizované v membrán](https://reader033.vdocuments.site/reader033/viewer/2022060920/60ac65474e8b25731667287e/html5/thumbnails/36.jpg)
Štítná žláza: Trijódthyronin (T3), volný T3 a T4 (fT3 a fT4), Thyreoglobulin (TG), protilátky proti TG, mikrosomální protilátky, vazebný globulin (thyreobinding) TBG, protilátky proti receptorůmDiabetologie: C-peptid, inzulin, protilátky
ls 36
Diabetologie: C-peptid, inzulin, protilátky proti inzulinu, inzulinové receptory, protilátky proti exogennímu inzulinu
Zátěžové funkční testy