Portál:Otázky z biochemie (1. LF UK, VL, ÚLB)/Mechanismus účinku hormonů regulujících vodní a minerálový metabolismus
Antiduretický hormon
| Antidiuretický hormon | |
 Prostorový model ADH | |
| Prekurzor | preprohormon |
|---|---|
| Žláza | nc. supraopticus a nc. paraventricularis hypothamu |
| Struktura | 9 aminokyselin |
| Cílový orgán/tkáň | sběrné kanálky nefronů |
| Receptor | pro ADH spražený s G-proteinem |
| Účinky | zvýšení resorpce vody v ledvinách zvýšením propustnosti buněk konce DT a sběrných kanálků |
| OMIM | 192340 |
ADH (antidiuretický hormon, vazopresin, adiuretin) je neurosekreční hormon syntetizovaný supraoptickým a paraventrikulárním jádrem hypothalamu a secernovaný zadním lalokem hypofýzy spolu s oxytocinem.
Produkce
Vazopresin je rovněž v menší míře produkován v gonádách a v kůře nadledvin. Jedná se o cyklický nonapeptid obsahující disulfidickou vazbu. U člověka se nachází v podobě arginin-vazopresinu (Arg v poloze 8). U jiných savců, jako jsou hroši nebo vepři, se vyskytuje lyzin-vazopresin.
Funkce
Základní fyziologickou funkcí antidiuretického hormonu je resorpce vody v ledvinách, čímž umožňuje zvýšení příjmu tekutin a nárůst krevního tlaku. ADH zvyšuje propustnost buněk konce distálních tubulů a sběrných kanálků pro vodu a tím její retenci v těle. Prostup vodními kanály (akvaporiny) je pasivní děj nevyžadující dodání energie. Zpětná resorpce funguje na principu osmózy a dává vzniknout koncentrovanější moči o menším objemu.
ADH funkce - YouTube video
Receptory
Účinek vazopresinu je zprostředkován receptory. Antidiuretický účinek je zajištěn receptory V2, které způsobují zvýšení hladiny cAMP. Tento mechanismus je založen na přesunu proteinových kanálů pro vodu (akvaporinů) do luminárních membrán sběrných kanálků a následné difuzi vody. Dalším typem receptorů jsou receptory V1 zvyšující intracelulární koncentraci Ca2+. Tyto receptory umožňují vazokonstrikční účinky vazopresinu. Mimo jiné se vyskytují v játrech, kde vazopresin působí glykogenolýzu. V předním laloku hypofýzy tyto receptory zprostředkovávají zvýšenou sekreci adrenokortikotropního hormonu (ACTH).
Regulace
Vazopresin ovlivňuje funkci ledvin velice rychle, avšak je rovněž rychle inaktivován (biologický poločas = 18 min). Zvýšená sekrece vazopresinu tedy způsobuje zvýšení objemu tělesných tekutin a pokles osmolality krevní plazmy. Důležitým faktorem řízení sekrece ADH je tedy osmotický tlak plazmy. Sekrece je ovládána osmoreceptory umístěnými v hypothalamu, které se rovněž podílejí na spouštění pocitu žízně. Dalším podnětem podporujícím sekreci vazopresinu je objem extracelulární tekutiny. Při zvýšeném množství tekutiny je sekrece tlumena, snížení objemu stimuluje sekreci antidiuretického hormonu. Nárůst sekrece tak podporuje zvýšení osmotického tlaku, pokles objemu extracelulární tekutiny a kromě toho i horko, bolest, emoce, tělesný a duševní stres, fyzická námaha, nausea a zvracení, stání, nikotin, morfin, acetylcholin, angiotenzin II. Naproti tomu útlum sekrece ADH a diuretický účinek způsobují faktory jako snížení osmotického tlaku, nárůst objemu extracelulární tekutiny, chlad, adrenalin, alkohol a kofein.
Klinické korelace
Krvácení přivozuje stav hypotenze a hypovolémie a tím vzbuzuje vydatnou sekreci ADH. Při nedostatečné produkci vazopresinu či při neschopnosti cílových orgánů na něj reagovat se projevuje syndrom zvaný diabetes insipidus. Příznakem tohoto je nadměrné vylučování silně hypotonické moči (polyurie). V případě, že není poškozen mechanismus pocitu žízně, je toto kompenzováno extrémním příjmem tekutin (polydipsie). Pokud by se i pocit žízně vytratil, nastane fatální dehydratace organismu. Dalším poruchou spojenou s poruchou produkce ADH je syndrom hypersekrece antidiuretického hormonu – SIADH. Pacienti postižení tímto syndromem jsou ohroženi zvýšeným příjmem tekutin, který u nich může způsobit otravu vodou. Paradoxně může tento syndrom vyvolat i zvýšený výdej soli a to v tom případě, že objem extracelulární tekutiny vzroste natolik, že způsobí pokles sekrece aldosteronu odpovědného za resorbci Na+.
Aldosteron
| aldosteron | |
 Chemická struktura aldosteronu | |
| Žláza | kůra nadledvin |
|---|---|
| Cílový orgán/tkáň | ledviny, potní a slinné žlázy, střevo |
| Účinky | regulace natrémie, kalémie a objemu ECT |
Aldosteron je steroidní hormon, který vzniká a je secernovaný v zona glomerulosa kůry nadledvin. Jedná se o hlavní mineralokortikoid, jehož prekurzorovou molekulou je cholesterol. Aldosteron je v plazmě transportován buď volně nebo ve vazbě na plazmatické bílkoviny, jeho účinek v cílové tkáni je zprostředkován jadernými receptory. Sekrece aldosteronu se zvyšuje vlivem hyperkalémie a angiotenzinu II. Naopak mírný pokles sekrece aldosteronu je způsoben hypernatrémií. Přítomnost adrenokortikotropního hormonu (ACTH) je nezbytná pro sekreci aldosteronu, ale má jen malý regulační význam.
Funkce
Hladina plazmatického aldosteronu je nízká, obvykle se pohybuje kolem hodnoty 0,17 nmol/l [1]. Hormon je hlavním regulátorem natrémie, kalémie a objemu extracelulární tekutiny.
- Účinky aldosteronu
- Působí hlavně v ledvinách (distálním tubulu), dále pak v potních a slinných žlázách a ve střevě. V cílových orgánech podporuje resorpci Na+, a to vazbou na receptory buněk ve sběracích kanálcích a v distálních tubulech. Resorpce Na+ stimulovaná aldosteronem je doprovázená resorpcí vody (pasivně, po osmotickém gradientu), což vede ke zvýšení objemu extracelulární tekutiny a následnému zvýšení krevního tlaku. V ledvinách rovněž stimuluje exkreci K+.
Atriální natriuretický peptid
| natriuretické peptidy | |
 Vzorec CNP | |
| Žláza | kardiomyocyty (ANP, BNP), endotel (CNP), ledviny (urodilatin) |
|---|---|
| Receptor | NPR-A, NPR-B, NPR-C |
| Účinky | vazodilatace, zvýšení natriurézy a diurézy, inhinice buněčného růstu a snížení aktivity sympatiku |
Srdeční insuficence a srdeční selhání jsou spojeny s patologickou aktivací neurohumorálních mechanismů (především osy renin-angiotenzin-aldosteron – RAAS), které vedou k retenci sodíku a vody, vazokonstrikci, patologickému buněčnému růstu a srdeční fibróze, čímž dochází k potenciaci progrese srdečního selhání. Fyziologickým protimechanismem takovéto patologické aktivace osy renin-angiotenzin-aldosteron je systém natriuretických peptidů. Natriuretické peptidy mají vazodilatační účinek, zvyšují natriurézu a diurézu, inhibují buněčný růst a snižují aktivitu sympatiku.[2] [3]
Zástupci
V současnosti rozlišujeme 4 natriuretické peptidy. Jsou to:[3]
- Natriuretický peptid A (ANP, atriální natriuretický peptid). ANP je secernován kardiomyocyty srdečních síní ve formě prohormonu (pro-ANP), který je tvořen 126 aminokyselinami a který je štěpen na 2 fragmenty – vlastní ANP (biologicky aktivní, tvořen 28 aminokyselinami) a N-terminální fragment (N-ANP, biologicky inaktivní). Stimulem pro sekreci ANP je zvýšené napětí ve stěně srdečních síní.
- Natriuretický peptid B (BNP, mozkový natriuretický peptid, brain natriuretic peptide). Poprvé byl popsán v prasečím mozku (odtud jeho název). U člověka je secernován především kardiomycyty srdečních komor, jakožto odpověď na zvýšené napětí ve stěně srdečních komor nebo při dilataci komorového myokardu. Také je secernován ve formě prohormonu (pro-BNP, 108 aminokyselin) a štěpen na 2 fragmenty – vlastní BNP (biologicky aktivní) a N-terminální fragment (NT-proBNP, biologicky inaktivní).
- Natriuretický peptid C (CNP). CNP je secernován endotelem cév jakožto reakce na endoteliální stres.
- Urodilatin.
K sekreci ANP a BNP kardiomyocyty dochází při tlakovém a objemovém přetížení srdce. Peptidy se dostávají do krevního oběhu a váží se na specifické receptory (NPR-A, NPR-B, NPR-C) na povrchu cílových buněk. Označení jednotlivých receptorů nevyjadřuje jejich selektivní afinitu k jednotlivým receptorům.
Indikace
Stanovení BNP nebo jeho N-terminální frakce (NT-proBNP) se využívá ve 2 hlavních indikacích:[4]
- k vyloučení srdečního selhání u náhle dušného pacienta;
- pro určení prognózy nemocného se srdečním selháním.
Laboratorní hodnoty
| Chronické srdeční selhávání [5] | Akutní srdeční selhávání [5] | |
|---|---|---|
| BNP | > 100 pg/ml | > 500 pg/ml |
| NT-proBNP | > 125 pg/ml | > 1 800 pg/ml |
| u mladších osob > 450 pg/ml |
Interpretace hodnot BNP dle věku
Dle : Akutne.cz
| Akutní srdeční selhání vyloučené | Akutní srdeční selhávání vysoce pravděpodobné | |
|---|---|---|
| do 50 let | méně než 300 pg/ml | > 450 pg/ml |
| 50–75 let | méně než 300 pg/ml | > 900 pg/ml |
| nad 75 let | méně než 300 pg/ml | > 1 800 pg/ml |
Kalcitonin
Kalcitonin, (tyreokalcitonin, CT), je peptidový hormon tvořený (parafolikulárními) C-buňkami štítné žlázy. Jeho koncentrace stoupá při hyperkalcemii. Snižuje hladinu vápenatých iontů v krvi a představuje tak antagonistu k parathormonu produkovanému hlavními buňkami příštítných tělísek. Parathormon i kalcitonin stimulují zpětnou resorpci ve vzestupné části Henleovy kličky, kde se vápník opět resorbuje transcelulárně i paracelulárně. [6] Parathormon snižuje výslednou koncentraci vápníku v moči, kalcitonin ji zvyšuje. V distální části nefronu se na zpětné resorpci vápníku podílí vedle parathormonu a kalcitoninu i kalcitriol.
- Kost: zadržuje Ca + P;
- ledvina: snižuje zpětnou resorbci Ca + P;
- střevo – žádný přímý efekt (kalcitonin nejspíše snižuje tvorbu kalcitriolu v ledvinách).[7]
Referenční hodnoty
muži, normální laboratorní hodnota: 3–26 ng/l
ženy, normální laboratorní hodnota: 2–17 ng/l
| Parathormon | Kalcitonin | Vitamin D [8] | |
|---|---|---|---|
| kost | aktivace osteoklastů, kalcemie a fosfatemie stoupá |
inhibice osteoklastů, ukládání Ca2+ do kostí |
mineralizace skeletu; vysoké hladiny naopak odvápňují |
| ledviny | stimuluje resorpci Ca2+, tlumí resorpci fosfátů, stimuluje syntézu vitaminu D |
zvyšuje vylučování Ca2+, zvyšuje vylučování fosfátů |
zvyšuje reabsorpci Ca2+ a fosfátů |
| střevo | stimuluje resorpci Ca2+ a fosfátů | – | stimuluje resorpci Ca2+ a fosfátů |
Parathormon
Parathormon (PTH, hormon příštítných tělísek) je lineární polypeptid o 84 aminokyselinách, jenž zvyšuje propustnost buněk pro vápenaté a fosfátové ionty. Reguluje hladinu vápníku v krvi. Produkován je hlavními buňkami příštítných tělísek.
Parathormon se syntetizuje z většího prekurzoru (115 AMK) a v buňkách není uložen v zásobách. Proto se několikrát za hodinu obnovuje. Indikátorem pro syntézu je hladina kalcémie v krvi, kdy hypokalcémie stimuluje a hyperkalcémie inhibuje syntézu parathormonu. Sekreci parathormonu dále ovlivňuje inhibičně kalcitriol. Syntézu PTH stimuluje i zvýšená koncentrace fosforečnanů. Hořčík působí na sekreci PTH podobně jako vápník, avšak jeho účinek je mírnější.
Cílové tkáně PTH jsou ledviny, kosti (a zuby) a střevo. Tyto struktury jsou významné pro regulaci kalcémie; obsahují specifické receptory, které podléhají down-regulation. Kalcémie je v těle přísně regulovaná.
Účinky
PTH účinkuje trojím způsobem na cílové tkáně:
- Kosti – resorpce kostí, po vazbě hormonu na receptory osteoblastů se uvolňuje vápník z kostní tekutiny díky vápníkové pumpě. Osteoblasty zprostředkovávají účinek hormonu osteoklastům, které takto kost resorbují. Při déletrvajícím účinku kost řídne a aktivují se zároveň osteoblastické pochody k udržení hutnosti kostí. Resorpce ale převládá nad novotvorbou.
- Ledviny – díky PTH se zvyšuje zpětná resorpce vápníku ve vzestupném raménku Henleovy kličky, distálním tubulu a sběracím kanálku. Zvyšuje tubulární resorpci horčíku. Naopak se zvyšuje vyloučení fosfátů snížením zpětné resorpce v proximálním tubulu.
- Střevo – prostřednictvím parathormonu je stimulována ledvinná 1-hydroxyláza, která mění kalcidiol na kalcitriol. Ten zajišťuje zvýšenou absorpci jak vápníku, tak fosfátů ze střev.
Má opačné účinky než kalcitonin, hormon štítné žlázy, snižující hladinu vápníku v krvi. Při hypoparathyreóze dochází k tetanickým křečím. Naopak hyperparathyreóza může znamenat riziko osteoporózy.
- ↑ GANONG, William F. Přehled lékařské fyziologie. 20. vydání. Praha : Galén, 2005. 890 s. s. 374. ISBN 80-7262-311-7.
- ↑ JANOTA, Tomáš. Natriuretické peptidy v diagnostice srdečního selhání. Zdravotnické noviny [online]. 2003, roč. -, vol. 19, s. 8, dostupné také z <https://zdravi.euro.cz/clanek/priloha-lekarske-listy/natriureticke-peptidy-v-diagnostice-srdecniho-selhani-153800>. ISSN 1214-7664.
- ↑ a b MÁLEK, Filip. Natriuretické peptidy. Remedia [online]. 2002, roč. 2002, vol. 12, no. 2, s. 146-150, dostupné také z <http://www.remedia.cz/Clanky/Aktuality/Natriureticke-peptidy/6-E-fx.magarticle.aspx>. ISSN 0862-8947.
- ↑ MÁLEK, Ivan, et al. Sledování dynamika B-natriuretického peptidu může zásadně ovlivnit volbu léčebného postupu u pacienta se srdečním selháním. Cor et Vasa [online]. 2009, roč. 51, vol. 1, s. 45-48, dostupné také z <https://actavia.e-coretvasa.cz/artkey/cor-200901-0012_monitoring-the-dynamics-of-b-natriuretic-peptide-may-have-a-major-impact-on-the-choice-of-treatment-of-the-pati.php>. ISSN 1803-7712.
- ↑ a b ŠPINAR, J, L ŠPINAROVÁ a J VÍTOVEC. BNP a NT-pro BNP u akutního srdečního selhání. Kardiofórum [online]. 2006, roč. 2006, vol. 14, no. 2, s. 39, dostupné také z <http://www.kardiologickeforum.cz/pdf/kf_06_02_05.pdf>. ISSN 1214-2255.
- ↑ WILHELM, Z. Co je dobré vědět o vápník. Praktické lékárenství [online]. 2007, roč. -, vol. 4, s. 184-189, dostupné také z <http://solen.cz/pdfs/lek/2007/04/09.pdf>.
- ↑ GANONG, William F. Přehled lékařské fyziologie. 20. vydání. Praha : Galén, 2005. 890 s. s. 396. ISBN 80-7262-311-7.
- ↑ SILBERNAGL, Stefan a Agamemnon DESPOPOULOS. Atlas fyziologie člověka : 6. vydání, zcela přepracované a rozšířené. 3. vydání. Praha : Grada, 2004. s. 290-293. ISBN 80-247-0630-X.
