Náplň podkapitoly:
1. Úvod do hypotalamohypofyzárního systému
2. Hypofýza
3. Růstový hormon (somatotropin)
4. Hormony odvozené od proopiomelanokortinu
5. Thyreotropní hormon, prolaktin a gonadotropiny
6. Hormonální funkce zadního laloku hypofýzy
_
Úvod do hypotalamohypofyzárního systému
Hypotalamus tvoří s hypofýzou úzce propojený celek. Hypofýza je malá, asi jeden gram vážící, žláza umístěná v sella turcica na bázi lební. Svou stopkou je spojena s hypotalamem, integrální části limbického systému mozku. Dohromady tvoří systém, který je nadřazen celé řadě žláz s vnitřní sekrecí a zprostředkovává zásadní interakce mezi nervovým a endokrinním systémem.
Do hypotalamu se sbíhají informace z celého těla (informace o vnitřním prostředí, emocích, stresových podnětech, senzorické vjemy atd.) a ten tyto informace zpracovává a reaguje na ně. Jednou z cest je ovlivnění funkce hypofýzy, přičemž obě hlavní části hypofýzy – adenohypofýza (přední lalok) a neurohypofýza (zadní lalok) jsou ovlivněny jiným mechanismem. Sama hypotalamická neurosekrece je pod vlivem mnoha suprahypotalamických struktur, které ovlivňují hypotalamus pomocí nejrůznějších látek (např. GABA, acetylcholin, noradrenalin, serotonin, interleukiny či opioidy).
V této kapitole se pokusíme celý systém podrobně popsat a zdůraznit jeho výjimečné postavení v neuroendokrinním systému.
_
Hypofýza
Hypofýza je složená ze dvou oddílů: předního zvaného adenohypofýza, který embryologicky pochází z faryngeálního epitelu – tzv. Rathkeho vychlípky, a zadního nazývaného neurohypofýza, která se vyvíjí z nervové tkáně hypotalamu. Mezi těmito oddíly je část relativně avaskulární zóny zvané pars intermedia (u člověka rudimentární).
Adenohypofýza produkuje celou řadu látek, z nichž je velmi významných šest glandotropních peptidů. Neurohypofýza obsahuje pouze terminály axonů, jejichž perykaria se nacházejí v hypotalamu. Nedochází zde tedy k produkci hormonů, ale pouze k jejich přechodnému skladování a sekreci. Významné jsou dva peptidy.
Adenohypofýza
Adenohypofýza obsahuje celou řadu buněčných typů, které produkují a sekretují hormonálně účinné peptidy do kapilárního řečiště. Tyto buňky byly historicky na základě své barvitelnosti při histologickém zpracování děleny na acidofily a bazofily. Dnes se dělí dle produkce hormonů do pěti skupin:
1) Somatotropní buňky (acidofilní)
2) Kortikotropní buňky (bazofilní)
3) Thyreotropní buňky (bazofilní)
4) Gonadotropní buňky (bazofilní)
5) Laktotropní buňky (acidofilní)
Adenohypofýza produkuje převážně tzv. glandotropní hormony (tropiny) ovlivňující činnost jiných endokrinních žláz. Tropiny jsou většinou polypeptidy. Tři z nich – TSH, FSH a LH – jsou složeny ze dvou podjednotek, α a ß, přičemž α podjednotky jsou ve všech stejné.
Somatotropní buňky
Tvoří asi 30-40 % procent buněk adenohypofýzy. Dle své barvitelnosti bývaly řazeny mezi acidofily. Tvoří růstový hormon (GH), který podporuje růst celého těla stimulací anabolických reakcí, dělení buněk a jejich diferenciace. Má i významné metabolické účinky ve smyslu stimulace lipolýzy a inhibice některých účinků inzulinu. Jak uvidíme později, celou řadu z jeho účinků zprostředkovávají peptidy IGF-1 a IGF-2.
Kortikotropní buňky
Jsou bazofilní buňky, které tvoří více než 20 % buněk adenohypofýzy. Produkují adrenokortikotropní hormon (ACTH), který potencuje sekreci některých adrenokortikálních hormonů, zejména glukokortikoidů a androgenů. Udržuje též velikost zona fasciculata a zona reticularis kůry nadledviny, při jeho nepřítomnosti dochází k atrofii těchto zón. Podstatné je, že ACTH příliš nestimuluje produkci mineralokortikoidů, a produkce aldosteronu tedy zůstává zachována i při absenci ACTH (stejně tak i velikost zona glomerularis).
Thyreotopní buňky
Jsou stejně jako kortikotropy bazofilní, tvoří ale pouze 5 % buněk adenohypofýzy. Jejich produktem je peptid thyreotropin (TSH), který stimuluje rychlost sekrece tyroxinu a trijodthyroninu ze štítné žlázy. Podílí se též na udržení velikosti folikulárních buněk, která je úměrná aktivitě štítné žlázy.
Gonadotropní buňky
Jsou jediné buňky adenohypofýzy, které produkují hned dva důležité peptidy – folikuly stimulující hormon a luteinizační hormon. Folikuly stimulující hormon (FSH) odpovídá za řízení vývoje ovariálních folikulů u žen a regulaci spermatogeneze u mužů. Luteinizační hormon (LH) spouští pozitivní zpětnou vazbou s estrogeny ovulaci, řídí rozvoj corpus luteum, podporuje produkci hormonů v ovariích (estrogenů a progesteronu) a u mužů produkci testosteronu Leydigovými buňkami.
Laktotropní buňky
Tyto buňky sekretují hormon prolaktin (PRL), který potencuje růst alveolů mléčné žlázy a stimuluje produkci mléka.
Neurohypofýza
Hormony neurohypofýzy vznikají ve velkých, tzv. magnocelulárních, neuronech jader hypotalamu – nc. supraopticus a nc. paraventricularis. Tyto neurony produkují dva peptidové hormony – antidiuretický hormon (ADH, vasopresin) a oxytocin, které jsou axoplazmou magnocelulárních neuronů dopravovány z hypotalamu až do pars nervosa hypofýzy. Zde se jednak skladují v tzv. Heringových tělíscích, jednak uvolňují do krevního oběhu. Ani jeden z nich se tedy neprodukuje přímo v neurohypofýze. Jak ADH, tak i oxytocin patří mezi cyklické nonapeptidy a vzájemně vykazují jen malé odlišnosti v aminokyselinovém složení (liší se jen ve dvou aminokyselinách).
Kromě magnocelulárních neuronů jsou v obou jádrech přítomny i malé – parvocelulární – neurony. Ty jsou také neurosekrečně aktivní, ale jejich axony končí v eminentia mediana, kde uvolňují ADH, oxytocin a další působky (nejrůznější neuropeptidy, dopamin, aj.) do hypofyzárního portálního systému (viz dále). Přesnou funkci těchto hormonů budeme diskutovat dále v této podkapitole.
Hypotalamická kontrola hypofýzy
Veškerá sekrece hypofýzy je regulována hypotalamem, který svou kontrolu uplatňuje endokrinními a nervovými signály.
Endokrinní signály
Endokrinní signály regulují převážně sekreci adenohypofýzárních působků. Parvocelulární neurony v různých oblastech hypotalamu produkují tzv. hypotalamické liberiny (releasing factors / hormones, RF / RH) a statiny (inhibiting factors / hormones, IF / IH). Jedná se převážně o peptidové hormony se 3 (thyroliberin) až 44 aminokyselinami (somatoliberin), jejichž tvorba začíná syntézou větších prekurzorů. Významnou výjimku tvoří dopamin, který funguje jako prolaktin inhibující hormon (PIH). Dopamin není peptid, ale biogenní amin odvozený od tyrosinu (blíže viz Podkapitola 12/4). Účinky liberinů a statinů zprostředkovávají převážně receptory spřažené s G-proteiny (a následně jejich druzí poslové – Ca2+, cAMP, atd.)
Rozeznáváme šest hypotalamických faktorů:
1) Hormon uvolňující thyreotropin (TRH, thyreoliberin) stimuluje thyreotropy k produkci TSH
2) Hormon uvolňující kortikotropin (CRH, kortikoliberin) stimuluje kortikotropy k produkci ACTH
3) Hormon uvolňující růstový hormon (GHRH, somatoliberin) stimuluje somatotropy k produkci GH
4) Hormon uvolňující gonadotropiny – gonadoliberin (GnRH), někde uváděný jako LHRH (luteinizing hormone releasing hormone) stimuluje gonadotropy k produkci FSH a LH
5) Hormon inhibující prolaktin – dopamin (PIH) tlumí sekreci prolaktinu z laktotropů
6) Hormon inhibující růstový hormon – somatostatin (GHIH) inhibuje sekreci růstového hormonu
Většina hypotalamických hormonů ovlivňuje tvorbu několika tropních hormonů adenohypofýzy. Jako příklad můžeme uvést, že somatostatin inhibuje i tvorbu TSH, či že thyreoliberin podněcuje i sekreci prolaktinu.
Axony parvocelulárních neuronů produkujících liberiny a statiny končí v eminentia mediana hypothalami a tuber cinereum na kapilárách hypofyzárního portálního systému, kde uvolňují své působky do krve (tzv. neurosekrece). Hypofyzární portální systém se skládá ze dvou sériově zapojených kapilárních sítí, kdy jedna je uložena v eminetia mediana a druhá v adenohypofýze. V primárním kapilárním řečišti se do oběhu uvolní liberiny a statiny, které jsou pak unášeny portálními cévami do sinusů sekundárního kapilárního řečiště, které už omývá cílové neurosekreční buňky adenohypofýzy. Zde hypotalamické liberiny a statiny zprostředkovávají svůj specifický účinek.
Poznámka:
Portální oběh je obecně definován jako výskyt dvou kapilárních pletení uložených za sebou (sériově) bez průchodu krve srdcem. Portální oběh se kromě hypofýzy vyskytuje i v trávicím systému či v ledvinách.
Liberiny a statiny působí i jako jako neuromediátory v jiných oblastech mozku a v autonomním nervovém systému. Somatostatin je současně produkován v Langerhansových ostrůvcích pankreatu či v trávicím ústrojí.
Porucha funkce adenohypofýzy
Panhypopituitarismus (řec. pan = celkový) označuje stav snížené tvorby všech hormonů adenohypofýzy. Z důvodu chybění glandotropních hormonů dochází k nedostatečnosti jimi řízených žláz – nadledvin, štítné žlázy a pohlavních orgánů.
Nervové signály
Nervové signály přímo řídí sekreci produktů magnocelulárních neuronů, ADH a oxytocinu, skladovaných v neurohypofýze. Dále pak ovlivňují vyplavování liberinů a statinů z parvocelulárních neuronů. Původ signálu lze vystopovat v celé řadě systémů CNS.
Jakákoliv silná emoce, ať už negativní nebo pozitivní, mění aktivitu hypotalamických oblastí, a tím i množství vyplavovaných hypotalamických hormonů. Stejné účinky mají i některé senzorické vjemy, ať už jde o příjemnou chuť nebo nepříjemnou vůni. Dokonce informace o vodní rovnováze, koncentraci elektrolytů a živin mohou měnit okamžité zastoupení sekrece jednotlivých hormonů. Můžeme tedy říct, že hypotalamus shromažďuje informace o psychickém a fyzickém stavu organismu a tyto informace využívá mimo jiné k úpravě sekrece jednotlivých hormonů systému hypotalamus-hypofýza.
_
Růstový hormon (growth hormone, GH), somatotropin (STH)
Lidský růstový hormon je polypeptid (191 aminokyselin) produkovaný v adenohypofýze. U jiných živočišných druhů má růstový hormon jinou velikost a složení. Jeho sekrece je řízena hypotalamem – uvolňujícím a inhibujícím hormonem (GHRH, somatostatin), nejvyšších koncentrací dosahuje během prvních hodin spánku, roste i během stresu.
Prorůstový účinek somatotropinu je zprostředkováván nepřímo, skrze polypeptidy tzv. IGF – insulin-like growth factors (vykazují homologii s molekulou proinzulinu). Ty byly dříve nazývány somatomediny (IGF-1 = somatomedin C, IGF-2 = somatomedin A). IGF jsou produkovány jednak v játrech (jejich endokrinní působení), jednak v cílových tkáních (jejich parakrinní a autokrinní působení). Nejvyšší produkce nastává během pubertálního růstového spurtu, nejnižší naopak ve stáří (navíc relativně i v dětství, pokud neprobíhá urychlení růstu). Koncentrace IGF během dětství a dospívání tedy korelují s růstovými účinky. Přibližně 98 % IGF-1 je v plazmě vázáno na vazebné proteiny (IGF-BP).
Syntéza a uvolňování IGF jsou přímo závislé na aktuální koncentraci STH. Tato významná poučka ale neplatí absolutně, STH přebírá kontrolu až v prvních dnech postnatalního života. In utero je produkce IGF závislá pouze na množství glukózy transportované placentou. Účinek IGF je tak „odpřažen” od vlastního účinku STH. To ovšem neznamená, že v prenatálním organismu by STH bylo jen nějakou nadbytečnou molekulou. Bylo prokázáno, že u dětí narozených se syndromem intrauterinní růstové retardace je v pupečníkové krvi menší koncentrace STH oproti novorozencům s normální porodní hmotností.
Oba peptidy se váží na své receptory – IGF1R a IGF2R (částečně také na inzulinový receptor), které se nacházejí v nejrůznějších tkáních (kosterní svaly, kosti, chrupavky, adipocyty, fibroblasty, hematopoetické buňky). IGF1R patří do rodiny receptorových tyrosinkináz, vykazuje 60% homologii s receptorem pro inzulin. Mechanismus působení IGF1R a inzulinového receptoru se v určitých ohledech podobá (autofosforylace ß-podjednotek, fosfatidylinositol-3-kináza, atd). Účinky IGF mohou být v různých tkáních různé. Dá se ale zobecnit, že téměř ve všech buňkách nesoucích receptor jejich působení podporuje růst a proliferaci buněk a naopak inhibuje apoptotické procesy.
Má se však za to, že většina účinku STH je zprostředkována IGF-1. Význam IGF-2 v postnatalním životě je v současné době předmětem diskuzí. Je známo, že aktivuje IGF1R (byť se na něj váže s menší afinitou) a má tak stejné účinky jako IGF-1. Stimulace IGF2R u zvířecích modelů nepřinesla žádné specifické účinky. Stejně tak nebyl popsán žádný patologický stav, jehož podkladem by byla porucha funkce IGF2R.
Účinky růstového hormonu
Stimulace růstu
Asi nejvýraznějším účinkem, podle něhož růstový hormon také získal své jméno, je stimulace lineárního růstu (lidově „do výšky”). Tento efekt je patrný u chlapců i dívek zejména v období časné adolescence. U chlapců je pak více zvýrazněn (viz níže).
Stimulace lineárního růstu je vyvolána vazbou IGF-1 na receptory osteoblastů a chondrocytů. Tím dojde současně k několika jevům:
1) Zvyšuje se syntéza proteinů a jejich ukládání do intracelulární matrix
2) Zvyšuje se počet mitóz v chondrogenní i osteogenní buněčné populaci
3) Spouští se proces enchondrální osifikace
Je vhodné si uvědomit, že pokud mluvíme o lineárním růst, tak máme na mysli enchondrální osifikaci růstových štěrbin dlouhých kostí.
Metabolické účinky
Kromě svých účinků na růst vyvolává STH také četné metabolické odpovědi:
1) Proteoanabolický účinek – stimuluje proteosyntézu
2) Hyperglykemizující působení (sacharidy šetřící efekt) – snížené využití glukózy tkáněmi a stimulace glukoneogeneze
3) Mobilizace tukových zásob
4) Ovlivnění iontového hospodářství
1) Proteoanabolický účinek
Přestože mezi fyziology neexistuje přesná shoda na účincích růstového hormonu při stimulaci proteosyntézy. Je ale známo několik dílčích efektů, jejichž suma vede k převažujícím anabolickým reakcím (výsledkem je pozitivní dusíková bilance):
a) Zvýšený transport aminokyselin do buněk
b) Stimulace transkripce a translace
c) Inhibice degradace proteinů
2) Hyperglykemizující působení (sacharidy šetřící efekt)
Tento záchovný účinek je opět řízen na několika úrovních. Jejich suma vede ke vzniku tzv. inzulinové rezistence, jež snižuje schopnost inzulinu aktivovat inzulin-dependentní buněčné pochody (např. přenašeče pro glukózu). Přesný mechanismus není dosud znám, ale má se za to, že je částečně způsoben zvýšenou plazmatickou koncentrací volných mastných kyselin, které desenzitizují cílové tkáně vůči účinkům inzulinu. Výsledkem je:
a) Snížené využití glukózy periferními tkáněmi – zdrojem energie jsou volné mastné kyseliny
b) Zvýšená glukoneogeneze v játrech a ledvinách
V souhrnu tak dochází ke zvyšování glykemie a kompenzatorní hypersekreci inzulinu. Při excesivním vyplavování růstového hormonu dochází k metabolickým poruchám popisovaným při tzv. poruše glukózové tolerance až diabetes mellitus 2. typu – tzv. diabetogenní účinky GH.
3) Mobilizace tukových zásob
Růstový hormon stimuluje utilizaci triacylglycerolů z tukové tkáně. Dochází ke zvýšenému uvolňování volných mastných kyselin z adipocytů, čímž roste jejich koncentrace v plazmě. V celé řadě tkání souběžně potencuje přeměnu MK na acetyl-CoA (stimuluje β-oxidaci MK), takže při zvýšené koncentraci GH jsou preferovaným energetickým zdrojem volné mastné kyseliny – slouží jako zdroj energie pro anabolismus.
Lze tedy říci, že GH stimuluje tvorbu nových proteinů za využití energetických zásob z tukové tkáně při současném zachování sacharidů.
4) Ovlivnění iontového hospodářství
Růstový hormon vyvolává retenci Na+, Cl–, K+, Ca2+, Mg2+ a fosfátů, což mimo jiné doplňuje jeho prorůstové působení na kostní tkáň.
Sekrece růstového hormonu
Sekrece STH je ovlivněna dvěma hypotalamickými faktory: somatoliberinem (GHRH) a somatostatinem (GHIH). Oba jsou produkovány hypotalamickými jádry, která přiléhají k chiasma opticum. GHRH stimuluje uvolňování STH, GHIH jej naopak tlumí.
Uvolňování GHRH je pulzního charakteru. Pulz je závislý na cyklu bdění / spánek a jeho maximum přichází pravidelně 4. hodinu po usnutí. Pulz GHRH s jistým zpožděním vyvolá pulz STH. Počet uvolněných kvant (neboli amplituda pulzu) je ovlivněn věkem, pohlavím, stravou a fyzickou aktivitou.
Obecně platí, že největší amplitudu má pulz u chlapců, kteří právě procházejí pubertou. S vyšší amplitudou GHRH se uvolní více STH. Proto se u dospívajících chlapců setkáváme s fenoménem zvaným růstový spurt, tedy náhlé zrychlení růstu dlouhých kostí. Není bez zajímavosti, že jako většina účinků STH je i tento efekt zprostředkován přes IGF (přesněji IGF-1). U africké populace pygmejů jsou mutovány receptory, které zprostředkovávají uvolňování IGF-1 v závislosti na hladině STH. Během puberty tak u pygmejů nedochází k růstovému sprutu.
Faktor stravy a fyzické aktivity má menší význam v období růstového spurtu a výrazněji tak nezmění celkovou výšku jedince, ale jinak ovlivňuje amplitudu pulzu po celý život jedince. K vyššímu uvolňování přispívá pravidelná lehká fyzická aktivita a strava bohatá na proteiny. Situace je významně odlišná, pokud uvážíme náročnější cvičení. Prudké zvýšení fyzické aktivity, které trvá alespoň 30 minut, může vyvolat nadbytečný pulz růstového hormonu. Tento extra pulz je fyziologicky velice důležitý neboť pomáhá utilizovat tukové zásoby a šetří sacharidy. Dle dostupných informací se jedná o významný mechanismus prevence hypoglykemie.
Uvolňování GHIH má naopak kontinuální charakter se zjistitelnou bazální hladinou. Sekrece je zpětnovazebně regulována samotným STH a IGF-1. Při vyšších hladinách těchto dvou působků dochází ke zvýšené sekreci GHIH a atenuaci amplitudy nočních pulzů STH.
Poruchy funkce růstového hormonu
Poruchy funkce růstového hormonu se stejně jako u ostatních hormonů dělí na hypofunkce a hyperfunkce.
Hypofunkce STH v dětství se projevuje zpomalením až zástavou růstu – hypofyzárním nanismem (trpaslictví), léčba spočívá v podávání STH. Hypofunkce v dospělosti bývá většinou součástí panhypopituarismu.
Hyperfunkce STH před uzávěrem růstových štěrbin (v dětství) vede k nadměrnému růstu – gigantismu. Pokud se hyperfunkce objeví až po uzavření epifyzárních štěrbin (v dospělosti), rozvijí se obraz akromegalie – nadměrný růst akrálních (okrajových) částí těla – rukou, nohou, prstů, nosu, jazyka, rtů, dolní čelisti – brady (řec. akron = koncová část) a některých vnitřních orgánů (organomegálie). Současně je akromegálie doprovázena poruchou intermediárního metabolismu – porucha glukózové tolerance až rozvoj diabetes mellitus. Nejčastější příčinou zvýšení sekrece STH bývá adenom hypofýzy (nezhoubný nádor), který utlačuje okolní struktury.
_
Hormony odvozené od proopiomelanokortinu
Proopiomelanokortin (POMC, „big mama“) je rozměrný prekurzor (241 AK), jehož štěpením vzniká několik funkčních hormonů a peptidů. Sám POMC vzniká štěpením delšího polypeptidu – pre-POMP (285 AK), ze kterého se odštěpí 44-AK signální sekvence. Mezi enzymy zodpovědné za štěpení POMC patří např. prohormon konvertáza 1 a 2 (PC1 a PC2) či karboxypeptidáza E (CPE). Dále podrobněji zmíníme tři molekuly vznikající z POMC – adrenokortikotropní hormon (ACTH), melanocyty stimulující hormony (MSH) a ß-endorfin.
Adrenokortikotropní hormon (ACTH)
ACTH ovlivňuje funkci kůry nadledvin – zvyšuje sekreci glukokortikoidů (kortizolu). Jeho molekulu tvoří 39 aminokyselin, jež v sobě obsahují i celou sekvenci α-MSH. Po vazbě ACTH na receptor dochází skrze G-protein k aktivaci adenylátcyklázy, zvyšuje se intracelulární koncentrace cAMP aktivující proteinkinázu A.
Melanocyty stimulující hormony (MSH α, ß a γ)
Jejich role u zdravých lidí se zdá být minimální. U některých onemocnění (např. Addisonova choroba), kde dochází k jejich nadprodukci, nejspíše vedou k hyperpigmentaci kůže.
ß-endorfin
Endorfiny fungují jako neurotransmitery (neuromodulátory). Jejich účinky jsou podmíněny vazbou na opioidní receptory (mí, kappa a delta) – modulují vnímání bolesti (více viz Podkapitola 12/6). ß-endorfin obsahuje 31 aminokyselin a váže se převážně na μ-opioidní receptory.
_
Thyreotropní hormon, gonadotropiny a prolaktin
Thyreotropní hormon (TSH)
Řízení tvorby hormonů štítné žlázy je dvojstupňové. Podílí se na něm:
1) Hypotalamický tripeptid thyreoliberin (thyroliberin)
2) Hypofyzární glykoprotein thyreotropní hormon (thyreotropin, thyrotropin, TSH = thyroid stimulating hormone)
TSH má dimerní strukturu (stejně jako FSH a LH) – je složen ze dvou podjednotek: α a ß. TSH se váže na receptory buněk štítné žlázy, aktivuje adenylátcyklázu, a tím zvyšuje tvorbu a uvolňování hormonů štítné žlázy – trijodtyroninu (T3) a tyroxinu (T4). Účinky TSH se dají rozlišit na rychlé (minuty, koncentrování jodu a syntéza T3 a T4) a pomalé (metabolické změny). Sekrece nadřazených hormonů (thyroliberin a TSH) je ovládána hormony štítné žlázy (T3 a T4) cestou negativní zpětné vazby.
Gonadotropiny a prolaktin
Regulace funkcí pohlavních orgánů a tvorby pohlavních hormonů je víceúrovňová a řídí ji několik hormonů. Z hormonů hypotalamu a hypofýzy mezi ně patří:
1) Hypotalamický gonadoliberin (GnRH): dekapeptid stimulující sekreci hypofyzárních gonadotropních hormonů
2) Gonadotropiny: folikuly stimulující hormon (FSH, folitopin) a luteinizační hormon (LH, lutropin)
3) Prolaktin (PRL)
Gonadotropiny: folikuly stimulující hormon (FSH) a luteinizační hormon (LH)
Folikuly stimulující hormon podporuje vývoj folikulů v ovariích před ovulací, u mužů podporuje spermiogenezi.
Luteinizační hormon stimuluje u mužů i u žen produkci pohlavních hormonů. U žen stimuluje tvorbu progesteronu (v buňkách žlutého tělíska), u mužů podporuje sekreci testosteronu. Výrazné zvýšení hladiny LH během menstruačního cyklu vyvolá ovulaci.
Po menopauze u žen vyhasíná tvorba pohlavních hormonů ovarii. Z důvodu poklesu jejich hladin mizí jimi vyvolaná zpětnovazebná inhibice sekrece gonadotropinů (FSH a LH). U postmenopauzálních žen proto měříme vysoké hladiny gonadotropinů.
Prolaktin (PRL)
Prolaktin je proteohormon, jehož molekula vykazuje značnou homologii s růstovým hormonem. Stimuluje vývin prsní žlázy (růst jejich alveolů) a připravuje ji tak během těhotenství ke kojení. Po porodu udržuje tvorbu mléka a blokuje opětovný nástup menstruačního cyklu během kojení. Jeho sekreci inhibuje dopamin. Hladiny prolaktinu se zvyšují během stresových situací, proto je zahrnován mezi stresové hormony. Kromě výše zmíněných účinků byly u prolaktinu popsány i určité metabolické účinky a parakrinní působení na imunitní systém (prolaktin se netvoří jen v adenohypofýze, ale i v jiných tkáních).
_
Hormonální funkce zadního laloku hypofýzy
V neurohypofýze se vylučují (ale netvoří) dva hormony – vasopresin a oxytocin. Jejich axonální transport z jader hypotalamu (ncl. paraventricularis a ncl. supraopticus) do neurohypofýzy probíhá ve vazbě na nosičové proteiny neurofysiny (I a II). Neurofysiny vznikají štěpením prekurzorů obou hormonů (neurofysin I – oxytocin, neurofysin II – vasopresin).
Oba hormony mají strukturu cyklických nonapeptidů, vzájemně se liší jen ve dvou aminokyselinách. Cyklická struktura je podmíněna vznikem disulfidového můstku mezi dvěma molekulami cysteinu. Podobnost obou molekul hormonů způsobuje mírný překryv jejich účinků – oxytocin má slabé antidiuretické působení a vysoké hladiny vasopresinu mohou vyvolat kontrakce dělohy.
Antidiuretický hormon (ADH), vasopresin (argininvasopresin)
Účinky antidiuretického hormonu
Jak jeho dva názvy napovídají, vykazuje ADH dva základní účinky:
1) Snížení diurézy (množství vylučované vody močí – proto ADH) a snížení osmolarity tělesných tekutin
2) Zvýšení krevního tlaku (proto vasopresin)
1) Snížení diurézy a snížení osmolarity tělesných tekutin
Tyto účinky jsou vyvolány jeho vlivem na buňky distálních tubulů a sběrných kanálků ledvin. ADH způsobuje zvýšení permeability těchto buněk pro vodu, čímž vyvolává tzv. fakultativní resorpci vody a tvorbu více koncentrované moče. Zmíněné buňky nesou v membráně V2 receptory pro ADH, po jehož vazbě dochází k aktivaci adenylátcyklázy. Následuje tvorba cAMP a inkorporace aquaporinů-2 (kanály pro vodu) do apikální membrány buněk. Aquaporiny umožní průchod vody dle osmotického gradientu z lumen nefronu do hyperosmolárního prostředí dřeně ledvin, odkud je voda odváděna krevními cévami. Výsledkem je nárůst osmolarity moče (je z ní odebírána voda, ale rozpuštěné látky ne) a pokles tělesné osmolarity (pro zadržování volné vody v těle). ADH současně zvyšuje permeabilitu buněk sběracích kanálků pro ureu skrze zvýšení exprese přenašečů pro ureu (např. UT-A), které usnadňují reabsorpci močoviny do intersticia dřeně ledvin. Toto dále posiluje vstřebávání vody.
2) Zvýšení krevního tlaku
ADH zvyšuje periferní vaskulární rezistenci skrze své V1 receptory, jejichž aktivace vyústí ve vasokonstrikci. U zdravých osob za fyziologických podmínek se tento jeho vliv na krevní tlak výrazně neuplatňuje. Může ale nabývat významu za některých patologických situací – např. jako kompenzatorní mechanismus při hypovolemickém šoku (při rozsáhlém krvácení). Jeho intravenózní podání se využívá v resuscitační péči při závažných hypotenzích.
Sekrece antidiuretického hormonu
Sekreci ADH ovlivňuje několik faktorů:
1) Osmolarita plazmy (snímají osmoreceptory v hypotalamu): čím je osmolarita vyšší, tím je vyšší sekrece ADH – hlavní regulační mechanismus
2) Tlak krve: vysoký TK a zvýšený objem krve tlumí sekreci ADH
3) Další faktory: produkci ADH zvyšuje tělesný i duševní stres, horko, nikotin; naopak ji tlumí chlad, ethanol (vyšší diuréza po příjmu alkoholu) a kofein
Poruchy sekrece antidiuretického hormonu
Při nedostatečném účinku ADH (nedostatečná sekrece hormonu či chybění jeho receptorů) se objeví nadměrná diuréza (polyúrie – až 30 litrů za den) a nadměrná žízeň (polydipsie). Tomuto onemocnění se říká diabetes insipidus (úplavice močová, žíznivka).
Opačným stavem je syndrom nepřiměřené sekrece ADH – SIADH (syndrome of inappropriate ADH secretion, Schwartzův-Bartterův syndrom), kdy dochází k nadměrné sekreci ADH, která neodráží aktuální stav osmolarity. Dochází k retenci vody, hypoosmolaritě a diluční hyponatremii (relativní nedostatek Na+ – normální množství Na+ je rozpuštěno ve větším množství vody). V těžších stavech se vyvine až postižení mozku v důsledku jeho edému. Příčinou SIADH jsou některé nitrolební patologické procesy či nádory ektopicky produkující ADH.
Oxytocin
Oxytocin je hormon působící uterokineticky – zesiluje kontrakce děložní svaloviny při porodu a koitu. Estrogeny přitom zvyšují počet jeho receptorů. Oxytocin současně vyvolává ejekci mléka z mléčné žlázy (kontrakcí myoepitelových buněk vývodů) a má nejspíše i vliv na rozvoj mateřského chování. Oxytocin dále ovlivňuje kvalitu paměťové stopy, protože přidává zážitkům prostřednictvím limbického systému pozitivní afektivní hodnotu. Dle některých autorů (mužů) je porod jedinou bolestivou událostí v životě ženy, která zanechává pozitivní vzpomínky. U mužů vyvolává příjemné pocity během orgasmu a napomáhá ejakulaci.
V nedávné studii (prováděné na surikatách) byla nalezená pozitivní korelace mezi hladinou oxytocinu a věrností. Samci s nižšími bazálními hladinami oxytocinu si udržovali početnější harémy samic a naopak. Podobná závislost u lidí zatím nebyla zkoumána. Její validita by navíc byla přinejmenším zpochybnitelná díky možnosti nepravdivého vyplnění dotazníku o partnerské věrnosti.
Autoři podkapitoly: Petra Lavríková, Patrik Maďa a Josef Fontana
