Egészségügy | Endokrinológia » Dr. Monos Emil - Endokrinológia 2.félév, I-IV.

ENDOKRINOLÓGIA I. – GYTK ENDOCRINOLOGY I. – EP3 Prof. emer Dr MONOS Emil I. Bevezetés, általános jellemzők Introduction, general principles of endocrine physiology - A hormon definíciója: speciális intercelluláris kémiai hírvivő és szervező molekulák, elhanyagolhatóan kicsi metabolikus energiával rendelkeznek, specializált sejtreceptorokon keresztül, alacsony plazmakoncentrációban hatnak (pl. szteroid hormonok: 10-6-10-9 M; peptidek: 10-10-10-12 M), számos hormon specializált szervekben (endokrin, v. belsőelválasztású mirigyek: szisztémás hormonok) képződik, mások u.n lokális vagy szöveti hormonok - Az emberi szervezet fiziológiai információs és kontroll rendszere -Definition of the hormones: Special chemical intercellular messenger and organizing molecules with small metabolic energy content, acting via specialized receptors in small concentrations (e.g steroid and thyroid hormones: 10-6-10-9 M; peptide hormones: 10-10-10-12 M).

Several hormones are produced in specialized cells and organs (endocrine glands: systemic hormones), others are local (or tissue) hormones - The physiological information and control system of the human organism A szervezet mint egy energetikai és informatikai hálózattal működő üzemi rendszer A block-diagram of the organism regarded as a plant processing energy and information Szöveti (lokális) hormonok Bemeneti egységek Központi idegrendszer Neuroendokrin rendszer „Információ-fogyasztók” (izmok, mirigyek, egyéb célsejtek) Külső és belső környezet Fiziológiai információs- és kontroll-rendszer Input units Central nervous system Local (tissue) hormones Neuroendocrin system „Information “consumers” (muscles, glands et.c) External and internal environment Physiological information and control system Neuroendokrinrendszer hormonokat és citokineket termel Immunrendszer citokineket és hormonokat termel A neuroendokrin- és

az immun-rendszer kapcsolata Neuroendocrine system producing hormones and cytokines Immune system producing cytokines and hormones Relationship of the neuroednocrine system and the immune system - A sejtek kommunikációs mechanizmusai: intracrin, közvetlen („gap” és „tight”-junkciók), autocrin, paracrin, endocrin, neurocrin és neurális (szinaptikus) kapcsolatok - The way cells are communicating with each other (cell-to-cell signalling): intracrine, immediate (gap- and thight-junctions), autocrine, paracrine, endocrine, and neural (synaptic) communications A sejtek közötti hormonális jelátvitel mechanizmusai Mechanisms for cellto-cell signaling via hormone molecules A fő endokrin mirigyek The principal endocrine glands Endokrin és autonom idegi effektor mechanizmusok kooperációja Cooperation of endocrine and autonomic neural effector mechanisms A peptid hormonok szintézise Peptide hormone synthesis Peptid-hormonok exocitózisa

Mechanism of release: exocytosis of peptide hormones Peptid-hormonok exocitózisa Exocytosis of peptide hormones G-protein coupled receptor activation (a trimer structure, ~ 20 families) cAMP mediation (second messenger) CREB: cAMP binding protein (transcription f.) ; CRE: cAMP regulatory element Mediation via Calcium-ions Membrane phospholipid mediation Peptid hormonok receptorai és effektorai a sejtmembránban Receptors and downstream effectors for peptide hormones AC: adenylyl cyclase JAK: Janus kinase or just another kinase; PK: protein kinase; PL: phospholipid. Az angiotenzin receptor(zöld)-hormon komplexum internalizációja Internalization of AT1AR-GFP (green) after stimulation of the cells with Rhod-Ang II (red) A szteroid hormonok, a pajzsmirigy hormonok, valamint a D-vitamin hatásmechanizmusa Mechanism of action of vitamin D, steroid hormones, and thyroid hormones - A hormonok sajátosságainak (pl. oldékonyság, kémiai természet)

fejlődéstani szempontjai: mesodermális (steroid), entodermális (peptid) és ectodermális (catecholaminok) eredetű glanduláris hormonok - Hormonok transzportja a vérben Transzportproteinek (pl. transcortin, thiroxin-kötő globulin) élettani szerepe: gyorsan mobilizálható nagy hormon pool, vesében nem tud kiválasztódni a hormon -Evolutionary aspects of chemical characteristics: glandular hormones of mesodermal (steroids), endtodermal (peptide hormones), and ectodermal (catecholamines) origin - Transport of hormones in the blood and the transport proteins (e.g transcortin, thyroid binding globulin) Physiological significance: easy-to-access large pool of hormones; bound hormones are not excreted by the kidneys Kölönböző hormonok plazmafelezési ideje Plasma half-life of different hormones ELISA: enzyme-linked immunosorbent assay H: hormone; AB: antibodies; E: enzyme; S: substrate; P: colored fluorescent product (measurable by colorimetric or fluorescent

optical methods) Radio immunoassay - RIA A hormonszekréció neuroendokrín regulációjának fő élettani mechanizmusai: I., II, III és IV típusú negatív feedback (visszacsatolásos) kontroll Major physiological mechanisms of the neuroendocrine regulation of glandular hormone release: types I., II, III, and IV of negative feed-back endocrine control Limbikus rendszer, agykéreg - Hypothalamus - Felsőbb agyi struktúrák - Hypothalamus Releasing és inhibiting hormonok Adenohypophysis ACTH, TSH, GTHs, STH (?) Célmirigyek Glükokortikoidok, T3 , T4 szexual-szteroidok, szomatomedinek Neurohypophysis Mellékvesevelő ADH, katekolaminok Célsejtek Kémiai változások a vérben Célsejtek Kémiai változások a vérben I. típusú szabályozás II. típusú szabályozás Limbic system, cortex, thalamus - Hypothalamus - Higher nervous structures - Hypothalamus Releasing és inhibiting hormones Adenohypophysis ACTH, TSH, GTHs, STH (?) Target

glands Glycocorticoids, T3 , T4 sexual-steroids, somatomedins Neurohypophysis Adrenal medulla ADH, catecholamines Target cells Chemical changes in blood Target cells Chemical changes in blood Type I. control Type II. control Humorális hatások Idegi (?) - Pancreas,- -sejtek Mellékpajzsmirigy Pajzsmirigy Inzulin, glukagon, parathormon, kalcitonin Célsejtek Kémiai változások a vérben III. típusú szabályozás Humoral and neural (?) effects - Pancreas, - -cells Parathyreoidea Thyreoidea Insulin, glucagon, parathormon, calcitonin Target cells Chemical changes in blood Type III. control Hemodinamikai, humorális és neurális hatások Máj Vese renin angiotenzinogén Vér angiotenzin I., II, III Mellékvesekéreg aldoszteron DOC Célsejtek Kémiai változások a vérben IV. típusú szabályozás Hemodynamic, humoral and neural effects ? Kidney Liver renin angiotensinogen Blood angiotensin I., II, III Adrenal cortex

aldosterone DOC Target cells Chemical changes in blood Type IV. control A hormonszekréció chronotrop kontrollja: oszcilláció, pulzatilitás, diurnális ritmus, menstruális ritmus, szezonális ritmus. Cirkadiális óra a hypothalamusban a chiasma opticum felett Chronotrop control of hormone secretion: oscillating release, pulsatile release, diurnal rhythm, menstrual rhythm, seasonal rhythm. Circadian clock in the hypothalamus just above the optic chiasm A hormonok szintézise ritmusos: a cirkadiális óra szerepe Rythmic nature of hormone production: role of the circadian clock Lokális GI-hormonok, pl. • gasztrin • szekretin • pankreozimin Glanduláris hormonok • inzulin, glukagon • STH, szomatomedinek • glükokortikoidok • T3, T4 glikogén glukóz táplálék G I enzimaktivitás aminósavak lipidek Felvétel és átalakítás a sejtekben (fogyasztók) energiatárolás zsír szintézis direkt felhasználás sejtstruktúra sejtfunkció „

fűtőanyag” FFA glukóz A nutritív anyagáramlás és anyagcsere hormonális kontrollja a szervezetben – áttekintő vázlat Local GI hormones, eg. • gastrin • secretin • pancreosymin Glandular hormones • insulin, glucagon • STH, somatomedins • glucocorticoids • T3, T4 glycogen glucose food GI ensyme activity aminoacids lipids Uptake and transformation in target cells energy stores fat synthesis direct utilisation cell structure cell function “fuel” FFA glucose Overall hormonal control of metabolism of nutritive materials in the body ENDOKRINOLÓGIA II. – GYTK ENDOCRINOLOGY II. – EP3 Prof. emer Dr MONOS Emil A hypophysis működése Physiology of the pituitary gland A hypothalamo-hypophysis rendszer felépítése és működése Az adenohypophysis (elülső lebeny) és hormonjai The hypothalamo-hypophyseal system Physiological function of the pituitary gland (hypophysis) Adenohypophysis (anterior lobe) and its hormones

Az adenohypophysis központi szerepe, mint a perifériás endokrín mirigyek dirigense (idegi és endokrin összefüggések) The central role of adenohypohysis as a dirigent of the peripheral endocrine glands (neural and endocrine interrelations) A hypothalamo−hypophysis tengely The hypothalamo−hypophyseal axis A hypothalamohypophysis tengely The hypothalamopituitary axis Információáramlás a portális vérkeringés révén Flow of information via the portal blood circulation Neuropeptidek és neurotranszmitterek a nucl. arcuatusban Neuropeptides and neurotransmitters in the arcuate nucleus Corticotrop Releasing Hormon neuronok (CRF) kapcsolatai Afferent connections of CRF neurons A többszintű hormonális feed-back szabályozás elvi vázlata Block-diagram of hierarchical negative feedback regulation of adenohypophyseal hormones Hypothalamikus neurohormonok Hypothalamic neurohormones A hypophysis mellső lebeny sejt típusai és az általuk

termelt hormonok Anterior pituitary cell types and the hormones they produce A preproopiomelanocortin és származékai The processing of preproopiomelanocortin Az ACTH-szekréció többszintű szabályozása Hyerarchical regulation of ACTH secretion Az ACTH-szekréciót serkentő és gátló hatások Effects stimulating and inhibiting ACTH secretion Az ACTH-szekréció ritmusa: éjszaka fokozott leadás Augmented nocturnal release of ACTH A cortisol bioszintézis gátlás hatása az ACTH szekrécióra Effect of inhibition of cortisol biosynthesis on ACTH release pre Rx: előkezelés a kortizol egy szintetikus analógjával pre Rx: pretreatment with a synthetic analog of cortisol CRH hatása az ACTH és cortisol termelésre pre Rx után Effect of CRH on ACTH and cortisol release after pre Rx A TSH-termelés szabályozása Regulation of TSH secretion Strukturális hasonlóságok a gonadotrop-hormonok és a TSH felépítésében Structural similarities

among TSH, LH, HCG, and FSH LHRH-infúzió bifázisos hatása a luetotróp hormon (LH) szekréciójára Stimulation of luteotropic hormone (LH) release by LHRH infusion Biphasic response of LH: initial fast release and augmented sythesis A gonadotróp- és a hím nemi-hormonok pulzatilis módon termelődnek Release of gonadotropic and male sex hormones is pulsatile Az LH Releasing Hormon és a luteotróp hormon (LH) pulzatilis módon termelődnek Release of LHRH and LH is pulsatile A gonadotrop szekréció szabályozása Regulation of gonadotropin release A növekedési hormon (STH) és a növekedés élettana Somatotropic (growth) hormone (STH, GH) and physiology of growth A növekedési hormon (STH) felépítése Structure of human growth hormone (GH, STH) A növekedési hormon elválasztás szabályozása II. Regulation of GH secretion II. A növekedési hormon szekréció feedback szabályozása I. Feedback control of growth hormone secretion I.

A humán IGF-II és három variánsának primer struktúrája Primary structure of human IGF-II and three identified variants (carrier proteins: IGFBP1-6!) A dimerizált növekedési hormon (GH) receptor által aktivált fő szignalizációs pálya The principal signaling pathway activated by the dimerized growth hormone (GH) receptor STATs: signal transducer and activator of transcription factors JAK: intracytoplasmic tyrosine kinases (Janus kinases) STATs: signal transducer and activator of transcription factors A dimerizált növekedési hormon receptor (GHR) által aktivált néhány szignalizációs pálya Some of the principal signaling pathways activated by the dimerized growth hormone receptor (GHR). A növekedési hormon fiziológiás hatásai Physiological actions of GH Növekedési hormon termelés változása az élet során Lifetime pattern of growth hormone (GH) secretion A növekedés sebessége lányoknál és fiúknál a születéstől 20

éves korig Rate of growth in girls and boys from birth to age 20 Különböző szövetek ill. szervek növekedési üteme a 20-ik életévi méret százalékában Growth rate of different tissues at various ages as a percentage of size at age 20 A hormonok viszonylagos fontossága az ember növekedésében különböző életkorokban Relative importance of hormones in human growth at various ages Hypophysis-irtás hatása éretlen rhesus majom növekedésére Effect of hypophysectomy on growth of the immature rhesus monkeys. Both monkeys were the same size and weight 2 years prevously, when the one on the left was hypophysectomized Normális és abnormális növekedés: hypothyreoid (kretenizmus) és hypophyser törpeség Normal and abnormal growth (dwarfism) Robert Wadlow (1918-1940) was one of history's largest humans standing 8' 11.1" = 272cm (right) Born and educated in Alton, Illinois, he was later buried there at age 22, weighing 490 pounds

at the time of his passing. Acromegaliás arc Acromegaliás arc kialaklása Acromegalia (STH túlprodukció felnőtt korban) típusos tünetei Typical findings in acromegaly (GH overproduction in an adult) A prolactin és a tejtermelés élettani szabályozása Physiology of prolactin and control of milk production A prolaktin molekula szerkezete (3 diszulfid-híd) Structure of prolactin (3 intramolecular disulfid bridges) Szoptatás hatása a prolaktin-szekrécióra Effect of nursing on prolactin secretion A prolaktin-szekréciót serkentő és gátló hatások Stimulators and inhibitors of prolactin secretion A prolaktin-szekréció feed-back szabályozása Feed-back control of prolactin secretion A prolaktin hatásmechanizmusa Mechanism of prolactin action A hypophysis hátsó lebeny (neurohypophysis) működése Posterior pituitary (lobe), or neurohypophysis hormones Hátsó lebeny hormonok Structures of posterior pituitary hormones

A hátsó lebeny neurohormonok (ADH és oxytocin) szintézise Synthesis of the two posterior pituitary neuropeptides: ADH (vasopressin) and oxytocin Az ADH (vasopressin) kémiai jellegzetességei, szintézise a nucleus supraopticusban és paraventricularisban (prepro-pressophysin), elválaszásának mechanizmusa, fiziológiás szabályozása. Élettani hatásai: - antidiuretikus és vasculáris hatások mechanizmusai; - a szomjúság mechanizmusa; - ACTH szekréció; - az ADH szekréciót kontrolláló reflex mechanizmusok ADH, its chemical characteristics, synthesis in the supraoptic and paraventricular hypothalamic nuclei (prepropressophysin), release, physiological regulation of secretion. Effects: - mechanisms of antidiuretic and vascular effects; - thirst, ACTH secretion; - reflex mechanisms controlling ADH secretion Az ADH-szekréció szabályozása: a plazma ozmolalitásának szerepe Regulation of ADH release:role of plasma osmolality Az ADH-szekréció

szabályozása: az artériás vérnyomás csökkenésének hatása Regulation of ADH release: effect of decrease in arterial blood pressure Az ADH-szekréció szabályozása: a vértérfogat és a plazma ozmolalitás szerepe Regulation of ADH release: effect of changes in blood volume and plasma osmolality Az ADH-szekréciót serkentő és gátló hatások Stimulators and inhibitors of ADH release ADH hatása a víz-visszaszívásra a vesében Effect of ADH on water reabsorption in the kidney Az oxytocin kémiai természete, szintézise (prepro-oxyphysin), elválsztásának mechanizmusa, szabályozása. Élettani hatásai: - a tej-ejekciós reflex; - terhes és nem terhes uterusra gyakorolt hatások; - vasculáris hatások Oxytocin: its chemical characteristics, synthesis in the paraventricular nucleus (preprooxyphysin), release, and control. Physiological effects: - the milk ejection reflex; - effects on pregnant and nonpregnant uterus; - vascular effects

Oxytocin-szekréció szabályozása: szoptatás hatása Regulation of oxytocin secretion: effect of nursing A tej belövelés alveolaris mirigyből myoepitheliális sejtek kontrakciója révén Milk ejection from an alveolar gland due to the contraction of myoepithelial cells A tej ejekciós reflex Milk ejection reflex ENDOKRINOLÓGIA III. – GYTK ENDOCRINOLOGY III. – EP3 Prof. emer Dr MONOS Emil A mellékvesekéreg élettana Physiology of adrenal cortex A mellékvesekéreg zónái és fő hormoncsoportjai Zones of the adrenal gland and their main secretory products A mellékvese morfológiája Morphology of the adrenal gland Weight: 10-15g Blood flow total: 5-10 ml/min/g effective: 1-3 ml/min/g Glukokortikoid szintézis a zona fascuculata-ban I. Synthesis of gluicocorticoids in the zona fasciculata I. Glukokortikoid szintézis a zona fascuculata-ban II. Synthesis of gluicocorticoids in the zona fasciculata II. Lipid vakuolák (L)

kitapadása a mitokondriumokhoz Attachement of lipid vacuoles (L) to mitochondria Androgén szintézis a zona reticularisban Synthesis of androgens in the zona reticularis Adrenogenitális szindróma (4-éves fiú) Adrenogenital syndrom in a 4year-old boy Mineralokortikoidok szintézise a zona glomerulosában Synthesis of mineralocorticoids in the zona glomerulosa Kortizol (17-hidroxikortikoszteron) metabolizmus a májban Metabolism of cortisol (17-hydroxicorticosteron) in the liver corticosterone 18-methyloxidase (ang. II) + ANP − ACTH + metyraprone − ACTH + 20, 22-desmolase (ang. II, ACTH) + ANP − aminogluthethimide − dopamine − A mellékvesekéreg hormonok szintézisének szabályozása Control of hormone synthesis in the adrenal cortex ACTH szubcelluláris hatásai a mellékvesekéregben Subcellular effects of ACTH in the adrenal cortex A kortizoltermelés pulzatilis és napi ritmusa Pulsatile and diurnal nature of cortisol secretion

Természetes és szintetikus kortikoszteroidok relatív hatáserőssége Relative glucocorticoid and mineralcorticoid potency of natural corticosteriods and some synthetic analogues in clinical use A glukokortikoidok hatásmechanizmusa a célsejtekben Mechanism of glucocorticoid (cortisol) action in target cells Kortizol hatások: Anyagcsere: katabolikus, antianabolikus glukoneogenezis Stresszhormon antiinzulin zsíranyagcsere Váz- és szívizom inotróp-hatás ACh-szintézis ↑ ß-receptor ↑ lassú gyors Csont I. típusú kollagén-rost szintézis ↓ mátrix osteoblast differenciálódás ↓ kalcium felszívódás ↓ csontfelszívódás ↑ osteoporosis Kötőszövet kollagén-szintézis ↓ törékeny kapillárisok Vérkeringés permisszív hatás Vese GFR ↑, szabad víz C ↑ ← anti ADH CNS alvás, szenzórium Magzat szövetek érése (surfactant!) Gyulladásos és immunreakciók: immunszuppresszió Effects of cortisol Metabolism: catabolic,

antianabolic gluconeogenesis Stress hormone antiinsulinic (diabetogenic) fat metabolism Skeletal and cardiac muscle inotropic action Ach synthesis ↑ ß receptors ↑ slow fast Bone synthesis of type I. collagen ↓ bone matrix ↓ osteoprogenotor osteoblast ↓ absorption of Ca ↓ bone resorption ↑ osteoporosis Connective tissue collagen synthesis ↓ fragile capillaries Vascular system permissive effects Kidney GFR ↑, free water C ↑ ← anti ADH CNS effects on sleeping, sensory functions Fetus maturation of tissues (surfactant!) Inflammatory and immune responses: immune suppressive Glukokortikoidok metabolikus hatásai Metabolic effects of glucocorticoids Glukokortikoidok és inzulin kölcsönhatásai Interactions of glucocorticoids and insulin Glukokortikoidok és a gyulladásos, valamint immunválaszok Glucocorticoids and inflammatory, as well as immune responses Kortizol hatása a leukocyta számra Effect of cortisol on leukocyte count

Cushing-kór − Adrenalectomia hatása A person with Cushing’s disease before adrenalectomy (left) and after subtotal adrenalectomy (right) Jatrogen Cushing-kór! Jatrogenic Cushing syndrome! Az aldoszteron szekréció szabályozása I. Regulation of aldosterone secretion I. Az aldosteron szekréció szabályozása II. Control of aldosteron secretion II. Aldoszteron hatása a vesetubulusra The action of aldosterone on the renal tubule Stressz által kiváltott integrált biológiai válaszok Integration of responses to stress ENDOKRINOLÓGIA IV. – GYTK ENDOCRINOLOGY IV. – EP3 Prof. emer Dr MONOS Emil A kalcium-anyagcsere hormonális szabályozása és a csont élettana Endocrine regulation of calcium metabolism and physiology of the bone Az emberi csont „minősége” felülmúlja a szuperötvözetekét Quality of human bone is superior to super−duper alloys A kalcium kulcsszerepe élettani folyamatokban - Harántcsíkolt-, szív-,

simaizom kontrakciója - Véralvadás - Idegimpulzusok transzmissziója - Hormonszekréció (exocitózis) triggere - Sejtosztódás - Enzimek aktivitásának modulációja stb. Key role of calcium in physiological processes - Contraction of skeletal, cardiac and smooth muscles - Blood clotting - Transmission of nerve impulses - Triggering release of hormones (exocytosis) - Cell division - Modulation of enzyme activities etc. Napi kalciumforgalom ember esetében Average daily calcium turnover in humans Átlagos napi foszfát forgalom embernél Average daily phosphate turnover A dominánsan (70-80%) kortikális (hosszú csöves) és a trabekuláris (borda) csont funkcionális anatómiája Functional anatomy of the primarily (70-80%) cortical (long) and the trabecular (vertebra) bone A kortikális és trabekuláris csont szöveti szerkezete (osteon: a hosszú csont kortexének cirkumferenciális lamelláin belül koncentrikus gyűrűk a Havers-féle csatornákkal)

Structure of cortical and trabecular bone tissues (osteon) A csontműködés celluláris elemei Cellular elements of bone functions A homeosztatikus szabályozás elemei (plazma Ca++ koncentráció: 2,15-2,65 mmol/L, kb. 50%-a szabad) Szervek: csont, bél, vese Endokrin: PTH, D3-vitamin, calcitonin Jel: plazma kalciumszint Ca++ receptor: G-proteinhez kapcsolt, 7 transzmembrán domain Elements of homeostatic regulation (plasma Ca++ concenration: 2,15-2,65 mmol/L, cca. 50% free) Organs: bone, gut, kidney Endocrine: PTH, vitamine D3, calcitonin Signal: plasma calcium level Ca++-receptor: G-protein-linked, 7 transmembrane domains Osteoblast és osteoclast sejtek: csont remodeling Osteoblast and osteoclast cells: bone remodeling Csontképződés és reszorpció Bone formation and resorption Az osteoclast sejt révén történő csont reszorpció Bone resorption by the osteoclast A csontfelépítés és csontlebontás endokrin szabályozása Endocrine

regulation of bone formation and resorption 1,25 –(OH)2 –D3 metabolizmusa Metabolism of 1,25 –(OH)2 –D3 A parathormon szekrécióját döntően a plazma szabad Caszintje szabályozza Plasma calcium as the major determinant of PTH secretion A PTH-szekréció szabályozása Mechanism of regulation of PTH secretion A parathormon (PTH) célszervei Target organs of parathormone (PTH) PTH hatása a kalciumürülés és a kalcium plazmaszint viszonyára Effect of PTH on the relationship between urine calcium excretion and plasma calcium level PTH hatásai Effects of PTH Hypocalcémia kontraktúrát okozhat („őzfej”) ► tetánia! Hypocalcemia may result in carpopedal spasm („deer-head”) ► hypocalcemic tetany! A szervezet integrált válaszai kalciumhiányra Integrated responses to calcium deprivation A szervezet integrált válaszai foszfáthiányra Integrated responses to phosphate deprivation 1,25 –(OH)2 –D3 metabolizmusa

I. Metabolism of 1,25 –(OH)2 –D3 I. 1,25 –(OH)2 –D3 metabolizmusa II. Metabolism of 1,25 –(OH)2 –D3 II