Biochemie hormonů odvozených od aminokyselin a proteinů. Martina Srbová

Podobné dokumenty
Biochemie hormonů odvozených od aminokyselin a proteinů. Martina Srbová

SOMATOLOGIE Vnitřní systémy

Přehled energetického metabolismu

LÁTKOVÉ ŘÍZENÍ ORGANISMU

EXTRACELULÁRNÍ SIGNÁLNÍ MOLEKULY

Propojení metabolických drah. Alice Skoumalová

Hormonální (endokrinní) soustava

HORMONY Tento výukový materiál vznikl za přispění Evropské unie, státního rozpočtu ČR a Středočeského kraje

ATC hormony. Tento výukový materiál vznikl za přispění Evropské unie, státního rozpočtu ČR a Středočeského kraje. Mgr. Helena Kollátorová

SOUSTAVA ŽLÁZ S VNITŘNÍ SEKRECÍ


Integrace metabolických drah v organismu. Zdeňka Klusáčková

Intermediární metabolismus. Vladimíra Kvasnicová

LNÍ REGULACE HORMONÁLN. Hormony. Mgr. Aleš RUDA

délka působení je různá - minuty / urč.období (dospívání, těhotenství) / celý život

ŽLÁZY S VNIT SEKRECÍ

Mgr. Šárka Vopěnková Gymnázium, SOŠ a VOŠ Ledeč nad Sázavou VY_32_INOVACE_02_3_18_BI2 HORMONÁLNÍ SOUSTAVA

Látkové (hormonální) řízení. - uskutečňuje se pomocí chemických látek = hormonů, které jsou vylučovány žlázami s vnitřní sekrecí

- hormony ovlivňují - celkový metabolismus, hospodaření s ionty a vodou, růst, rozmnožování

ŽLÁZY S VNITŘNÍ SEKRECÍ. Tento výukový materiál vznikl za přispění Evropské unie, státního rozpočtu ČR a Středočeského kraje

Autoři: Jana Kučerová Zdeňka Vlahová Gymnázium J.G. Mendela, Brno Maturitní téma č.

ší šířenší

AMPK AMP) Tomáš Kuc era. Ústav lékar ské chemie a klinické biochemie 2. lékar ská fakulta, Univerzita Karlova v Praze

Regulace glykémie. Jana Mačáková

Endokrinologie. Vladimír Soška. Oddělení klinické biochemie

ŘÍZENÍ LIDSKÉHO ORGANISMU

FYZIOLOGIE HORMONÁLNÍ SOUSTAVY FUNKCE HORMONÁLNÍ SOUSTAVY HORMON ŘÍZENÍ ČINNOSTI ENDOKRINNÍCH ŽLÁZ PORUCHY FUNKCE ENDOKRINNÍCH ŽLÁZ ENDOKRINNÍ ŽLÁZY

Žlázy s vnitřní sekrecí HORMONY

Endokrinologie. Vladimír Soška. Oddělení klinické biochemie

Intermediární metabolismus CYKLUS SYTOST-HLAD. Vladimíra Kvasnicová

Stavba a funkce endokrinních žláz, hypothalamo-hypofyzární systém. Markéta Vojtová VOŠZ a SZŠ Hradec Králové

Mechanismy hormonální regulace metabolismu. Vladimíra Kvasnicová

MUDr.Zdeňek Pospíšil

Glykolýza Glukoneogeneze Regulace. Alice Skoumalová

Stanovení hormonů. Miroslava Beňovská

Název školy: Střední odborná škola stavební Karlovy Vary Sabinovo náměstí 16, Karlovy Vary Autor: Hana Turoňová Název materiálu:

Mgr. Šárka Vopěnková Gymnázium, SOŠ a VOŠ Ledeč nad Sázavou VY_32_INOVACE_02_3_20_BI2 HORMONÁLNÍ SOUSTAVA

Metabolismus aminokyselin. Vladimíra Kvasnicová

MUDr.Zdeňek Pospíšil

Hormonální soustava látkové řízení

LÉČEBNÁ VÝŽIVA V OBLASTI ENDOKRINOLOGIE

Andulí Hylmarová Madla Klačková PVČ

Vzdělávací materiál. vytvořený v projektu OP VK. Anotace. Název školy: Gymnázium, Zábřeh, náměstí Osvobození 20. Číslo projektu:

Metabolismus pentóz, glykogenu, fruktózy a galaktózy. Alice Skoumalová

Variace Endokrinní soustava

Intermediární metabolismus - SOUHRN - Vladimíra Kvasnicová

Patofyziologie endokrinního systému I

Biochemie jater. Vladimíra Kvasnicová

Steroidní a Thyroidní Hormony. Srbová Martina

Diabetes mellitus. úplavice cukrová - heterogenní onemocnění působení inzulínu. Metabolismus glukosy. Insulin (5733 kda)

Klinický detektivní příběh Glykémie

VY_32_INOVACE_ / Hormonální soustava Hormonální soustava

Struktura a funkce biomakromolekul

Biochemie ledvin. (upraveno ze starší verze M. Rovenská: Biochemie ledvin) Tomáš Kučera.

Steroidní a Thyroidní Hormony. Srbová Martina

Pohlavní hormony. těhotenství, porod, laktace. Miloslav Franěk Ústav normální, patologické a klinické fyziologie

Juxtaglomerulární aparát (ledviny)

*Mléko a mléčné výrobky obsahují řadu bioaktivních

Anotace: Materiál je určen k výuce přírodopisu v 8. ročníku ZŠ. Seznamuje žáky se základními pojmy a informacemi o stavbě a funkci soustavy

Autoři: Jan Sítař a Dominik Mališ Školitel: MVDr. Jana Petrášová, Ph.D IVA 2014FVL/1200/004 Modelové patomechanizmy v interaktivním powerpointu

Metabolismus aminokyselin - testík na procvičení - Vladimíra Kvasnicová

Homeostáza. Homeostáza regulace - chronobiologie. Homeostatické mechanizmy - regulace. Principy regulace. Efektorové systémy regulací nervy a hormony

Steroidní hormony. Jana Novotná

Regulace metabolizmu lipidů

Sexuální diferenciace

Homeostáza regulace - chronobiologie. Principy regulace. Efektorové systémy regulací nervy a hormony. Homeostáza a mechanizmy její regulace

HYPOTHALAMUS Centrální řízení některých tělesných funkcí

MUDr. Kateřina Kapounková

Žlázy s vnitřní sekrecí - žlázy s vnější sekrecí. Endokrinní - exokrinní

Obrázky použity z: LIDSKÉ TĚLO Silbernagl a Despopoulos: ATLAS FYZIOLOGIE ČLOVĚKA

Endokrinologie I Úvod Hypotalamus hypofýza Štítná žláza

Odbourávání a syntéza glukózy

vysoká schopnost regenerace (ze zachovalých buněk)

Metabolismus bílkovin. Václav Pelouch


PŘENOS SIGNÁLU DO BUŇKY, MEMBRÁNOVÉ RECEPTORY

Obecný popis funkce žláz s vnitřní sekrecí

Hormony HORMONY chemické messengery, které jsou transportovány v tělesných tekutinách Funkce: modulátory systémových a celulárních odpovědí

Regulace metabolických drah na úrovni buňky

sloučeniny C, H, O Cukry = glycidy = sacharidy staré názvy: uhlohydráty, uhlovodany, karbohydráty

Inovace studia molekulární a buněčné biologie

Hormaó - budit k činnosti. působky žláz s vnitřní sekrecí

Klinická fyziologie a farmakologie jater a ledvin. Eva Kieslichová KARIP, Transplantcentrum

Biochemie nervové soustavy. Pavla Balínová

Metabolismus aminokyselin 2. Vladimíra Kvasnicová

Regenerace ve sportu III stres

1. Napište strukturní vzorce aminokyselin D a Y a vzorce adenosinu a thyminu

PROTEINY. Biochemický ústav LF MU (H.P.)

FYZIOLOGIE ŽLÁZ S VNITŘNÍ SEKRECÍ. Přehled žláz s vnitřní sekrecí (klasický, dřívější) Základní mechanismy endokrinních regulací

Upozornění. Galén Na Bělidle 34, Praha 5.

Diabetes mellitus. Homeostáza glukózy Diagnostická kritéria podle WHO (1999) Regulace glykémie

MENSTRUAČNÍ A OVULAČNÍ CYKLUS. Tento výukový materiál vznikl za přispění Evropské unie, státního rozpočtu ČR a Středočeského kraje

ENDOKRINOLOGIE OBECNÁ FYZIOLOGIE HORMONŮ REGULACE SEKRECE HORMONŮ

USPOŘÁDEJTE HESLA PODLE PRAVDIVOSTI DO ŘÁDKŮ

Endokrinologická onemocnění

1. Napište strukturní vzorce aminokyselin E a W a vzorce guanosinu a uracilu

Obecný metabolismus.

Funkce Nedostatek (N - ) Nadbytek (P - ) Šišinka (nadvěsek mozkový, epifýza) Endokrinní žláza. hormony. Shora připojena k mezimozku

Biosyntéza a degradace proteinů. Bruno Sopko

Význam STH a β-agonistů na růst a jatečnou hodnotu požadavky

Transkript:

Biochemie hormonů odvozených od aminokyselin a proteinů Martina Srbová

Hormony odvozené od aminokyselin a proteinů Hydrofilní signální molekuly 1. Hormony odvozené od aminokyselin Katecholaminy! thyroxin lipofilní! 2. Proteinové hormony Malé peptidové hormony (thyreotropin uvolňující hormon, oxytocin, vasopresin) Proteinové hormony (insulin, růstový hormon) Glykoproteinové hormony (luteinizační hormon, folikuly stimulující hormon, thyreoideu stimulující hormon)

Syntéza peptidových hormonů Syntetizovány v procesu transkripce a translace (genové rodiny) Pre-prohormony - dále upravovány (posttranslační modifikace) štěpí se signální peptid, glykosylace, vzniká prohormon Prohormon - skladován a uvolňován po specifickém stimulu pro-sekvence potřebná pro získání funkční terciální struktury je štěpena před uvolněním do cirkulace Zralý hormon se váže na receptory na povrchu cílových buněk

Struktura genů a tvorba polypeptidových hormonů 1. Z jednoho genu vzniká více produktů Proopiomelanokortinová rodina peptidů vasopresin + neurofysin II, oxytocin + neurofysin I 2. Na jednom genu se nachází více kopií produktu Př. Enkefaliny 3. Jeden gen kóduje pouze jeden produkt Př. CRH

Genový produkt proopiomelanokortin kóduje 8 hormonů ACTH, β-lipotropin, γ-lipotropin, β-msh, α-msh, CLIP, β-endorfin, enkefaliny Proopiomelanokortin se nachází v buňkách adenohypofýzy i v intermediární laloku, ale produkty jsou rozdílné Produkty v intermediárním laloku (pod kontrolou noradrenalinu) CLIP corticotropin-like intermediary peptide

2. Mnohonásobné kopie hormonu na jednom genu Genový produkt pro enkefaliny (nacházející se v dřeni nadledvin) Enkefaliny jsou pentapeptidy s opioidní aktivitou Tyr-Gly-Gly-Phe-Met (methionin-enkefalin) Tyr-Gly-Gly-Phe-Leu (leucin-enkefalin) Prekurzor enkefalinů obsahuje několik kopií Met-enkefalinu (M) a jeden Leu-enkefalin (L)

Hydrofilní hormony reagují se specifickými receptory na povrchu buněk Hormone or neurotrasmitter Hormone or growth factor

1. Receptory působící prostřednictvím G-proteinů K přenosu signálu dochází cestou: 1. Zvýšení camp a přenos signálu přes kaskádu proteinkinasy A Kortikotropin uvolňující hormon, thyreotropin, luteinizační hormon, folikuly stimulující hormon, adrenokortikotropní hormon, vasopresin, opioidní peptidy, noradrenalin, adrenalin 2. Hydrolýza fosfatidylinositol-4,5-bisfosfátu a přenos signálu přes kaskádu proteinkinasy C a inositoltrifosfát-ca 2+ Thyreotropin uvolňující hormon, gonadotropiny uvolňující hormon, thyreotropin, adrenalin, noradrenalin, angiotensin 3. Zvýšení cgmp a přenos signálu přes kaskádu proteinkinasy G Atriální natriuretický faktor 2. Receptory s proteinkinasovou aktivitou Např. tyrosinkinasovou (Insulin)

Peptidové hormony Hormony hypothalamo-hypofyzární kaskády Secernované v jiných tkáních srdce (atriální natriuretický faktor) pankreas (insulin, glukagon, somatostatin) gastrointestinální trakt (cholecystokinin, gastrin) tuková tkáň (leptin) příštitná tělíska (parathormon) ledviny (erytropoetin)

Hypothalamus noradrenalin GRH, GIH TRH CRH Dopamine PRF, PIF GnRH Adenohypofýza pars intermedia GH TSH ACTH LPH β-endorfin MSH PRL FSH LH Játra Štítná žláza Kůra nadledvin Mléčná žláza Tmavnutí kůže β-endorfin Kortikosteroidy Hyperglykemický efekt Tvorba thyroidních Ovlivňuje nejrůznější hormonů buňky, tvorba IGFs, buněčný růst, metabolismus kostí Analgesie Diferenciace buněk, sekrece mléka Vývoj ovariálních foliklů, sekrece estradiolu Ovaria Ovaria Testes Testes Ovulace, Corpus luteum, progesteron Leydigovy buňky, testosteron Růst semenotvorných kanálků, spermatogeneze GH-Růstový hormon, TSH-Thyreoideu stimulující hormon, ACTH-Adrenokortikotropní hormon, LPH- Lipotropin, MSH-Melanocyty stimulující hormon, PRL-Prolaktin, FSH-Folikuly stimulující hormon, LH- Luteinizační hormon, GIH - somatostatin

Hypothalamické uvolňovací hormony (RH) Uvolňující hormony Počet AK Hormony adenohypofýzy Thyreotropin uvolňující hormon (TRH) Gonadotropiny uvolňující hormon (GnRH) Kortikotropin uvolňující hormon (CRH) Hormon uvolňující růstový hormon (GHRH) 3 Thyreoideu stimulující hormon (TSH) 10 Luteinizační hormon (LH), Folikly stimulující hormon (FSH) 41 Adrenokortikotropní hormon (ACTH), β-lipotropin, β-endorfiny 49 Růstový hormon (GH) Somatostatin 14 Inhibice uvolnění GH Faktor uvolňující prolaktin (PRF) Faktor inhibující uvolnění prolaktinu (PIF) = Dopamin Prolaktin (PRL) Inhibice uvolnění PRL

Klinická korelace hormonální kaskády Testování aktivity adenohypofýzy Infertilita (insuficience hypothalamu, adenohypofýzy či gonád) Krok 1 Ověření fungování gonád Podání LH či FSH Testujeme, zda jsou tvořeny hormony gonád Krok 2 Funkce adenohypofýzy Syntetický GnRH (zvyšuje hladinu LH a FSH; pomocí RIA) Odpověď je Hypofýza funguje dobře a patologie se týká hypothalamu Odpověď není Poškozená funkce adenohypofýzy

Hypopituitarismus Snížená funkce hypofýzy (snížené uvolňování hormonů) 1. Přerušení komunikace mezi hypothalamem a adenohypofýzou v důsledku úrazu (autonehoda) 2. Tumor hypofýzy Snížená tvorba hormonů hypofýzy a cílových hormonů Život ohrožující situace Léčba perorálním podáváním cílových hormonů (kortizol, thyreoidní hormony, hormony gonád, růstový hormon u dětí)

Vasopresin (ADH) a oxytocin Syntetizovány v hypothalamu (nucleus supraopticus a paraventricularis) Transportovány axony ve spojení s nosičovými proteiny neurofysiny Jsou to nonapeptidy, obsahují disulfidický můstek Hypothalamus Cys-Tyr-Phe-Gln-Asn-Cys-Pro-Arg-Gly-NH 2 Arginin vasopresin Axonální transport Cys-Tyr-Ile-Gln-Asn-Cys-Pro-Arg-Gly-NH 2 Oxytocin Oxytocin Neurohypofýza Vasopresin (ADH) Oxytocin: laktace, porod Vasopresin = antidiuretický hormon (ADH): reabsorpce vody v distálních tubulech ledvin

Mechanismus působení vasopresinu VP vasopresin NPII neurofysin II Diabetes insipidus nedostatek ADH

Růstový hormon (GH) somatotropin (STH) Glc, stress Syntéza v adenohypofýze Polypeptid, 191 AK, 2 disulfidové vazby Pituitary Působí přes IGF(isulin-like growth factor) somatomedin C Nezbytný pro postnatální růst

Biochemické účinky 1. Zvyšuje proteosyntézu (doping) 2. Metabolismus sacharidů: antagonizuje účinky insulinu (hyperglykemie); snížená periferní utilizace glukosy, zvýšená glukoneogenese v játrech 3. Metabolismus lipidů: uvolňování MK a glycerolu z tukové tkáně, zvýšení hladiny MK v krvi, zvýšení oxidace MK v játrech 4. Metabolismus minerálů: positivní bilance Ca 2+, Mg 2+ a fosfátů (podporuje růst kostí) Patofysiologie: nanismus, gigantismus, akromegalie

Parathyroidní hormon (PTH)

Increases Ca 2+ uptake in intestines Active vitamin D Stimulates Ca 2+ uptake in kidneys PTH Stimulates Ca 2+ release from bones Parathyroid gland (behind thyroid) Blood Ca 2+ level rises. kalcitonin STIMULUS: Falling blood Ca 2+ level Homeostasis: Blood Ca 2+ level (about 10 mg/100 ml) 2-2,75 mmol/l

Insulin Polypeptid složený ze 2 řetězců A a B, které jsou spojeny disulfidovými můstky

Syntéza inzulinu Signální peptid je štěpen a transportován od ER Proinzulin je dále štěpen v GA trypsinu podobnými enzymy a karpoxypeptidasám podobnými enzymy Vzniká heterodimerní inzulin a C peptid Inzulin spolu se zinkem tvoří inzulinové hexamery

Přenos signálu

Body cells take up more glucose. Insulin Inzulin a glukagon jsou antagonistické hormony, které pomáhají udržovat homeostázu glukosy Liver takes up glucose and stores it as glycogen. Beta cells of pancreas release insulin into the blood. Blood glucose level declines. STIMULUS: Blood glucose level rises. Homeostasis: Blood glucose level (about 3,9-5,6 90 mg/100 mmol/l ml) Blood glucose level rises. STIMULUS: Blood glucose level falls. Alpha cells of pancreas release glucagon. Liver breaks down glycogen and releases glucose. Glucagon

Insulin snižuje glykémii: Podporuje transport glukosy do buněk, glykolýzu Potlačuje glykogenolýzu Podporuje ukládání tuků Glukagon zvyšuje glykémii: Stimuluje přeměnu glykogenu na glukosu v játrech Stimuluje rozklad tuků a proteinů glukoneogeneze

Inzulín Glukagon Adreanalin, noradrenalin Glukokortik. Růstový h. Thyroid. h. Svaly: Příjem glukózy Využití glukózy Syntéza proteinů Játra: Výdej glukózy Ketogeneze Glukoneogeneze Glykogenolýza Glykogeneze Syntéza proteinů Tuk. tkáň: Syntéza TG - - (slabě) - - (slabě) - - - - - - - - - - - - - - - - Lipolýza (vysoké dávky)

Inaktivace a degradace polypeptidových hormonů Většina je degradována na aminokyseliny hydrolýzou v lyzosomech Hormony obsahující cyklickou strukturu tvořenou disulfidovým můstkem (oxytocin, vasopresin, somatostatin 2. Glutathione transhydrogenase Cys-Tyr-Ile-Gln-Asn-Cys-Pro-Arg-Gly-NH 2 Oxytocin 1. Cystine aminopeptidase

Hormony odvozené od aminokyselin Katecholaminy Katecholaminy adrenalin, noradrenalin produkovány dření nadledvin Vylučovány jako odpověď na stres Jejich účinky: reakce na ohrožení boj nebo útěk Nárůst hladiny glukosy a mastných kyselin v krvi Zrychlení srdeční frekvence Zvýšení krevního tlaku

Syntéza adrenalinu v dřeni nadledvin 1 2 3 4 1. Tyrosinhydroxylasa (kofaktor tetrahydropteridin) 2. Dopadekarboxylasa (pyridoxal fosfát) 3. Dopaminhydroxylasa (askorbát) 4. Fenylethanolamin-N-methyltransferasa (S-adenosyl methionin)

NA A A A exocytosa

Stejné hormony mohou mít odlišné účinky Cílové buňky: Odlišné receptory pro hormon Jiná dráha přenosu signálu Odlišné proteiny vyvolávající odpověď Biologický účinek katechol aminů je zprostředkován α a β-adrenergními receptory

Stejné receptory, ale odlišné intracelulární proteiny Odlišné receptory Adrenalin β-receptor Zásoby glykogenu Adrenalin β- receptor Adrenalin α - receptor Glykogenolýza a uvolnění glukosy Dilatace cév Konstrikce cév (a) Jarterní buňka (b) Cévy kosterních svalů (c) Instestinální cévy

Katecholaminy jsou rychle metabolisovány katechol-o-methyltransferasou (COMT) a monoaminooxidasou (MAO) tvoří se velké množství metabolitů; diagnostický význam má 3-methoxy-4-hydroxymandlová kyselina (vanilmandlová) v moči, zvýšení u feochromocytomu.

Literatura: Devlin, T. M. Textbook of biochemistry: with clinical correlations. 6th edition. Wiley-Liss, 2006. Marks Basic Medical Biochemistry, A Clinical Approach, third edition, 2009 (M. Lieberman, A.D. Marks) Color Atlas of Biochemistry, second edition, 2005 (J. Koolman and K.H. Roehm) Harper s Biochemistry 23rd edition1993