Reproduktív funkciók Androgén hormonok Mellékvesekéreg (Zona reticularis) Androgének Dehidroepiandroszteron-szulfát Dehidroepiandroszteron Androszténdion Here (Leydig sejtek) (Petefészek) Androgének (Androgének) Támpont: 85 Férfi nemi szervek Húgyvezeték Húgyhólyag Ondóhólyag Húgycső Prostata Ondóvezeték Herezacskó Mellékhere Here 1
Ondóvezeték Mellékhere Sertoli sejt Here Herecsatornácska Interstitialis (Leydig) sejtek A here androgén hormon termelése Koleszterin TESZTOSZTERON Hormontranszport a vérben Szabad: 2 % Fehérjéhez kötött: -Albumin 54 % -Szexuálszteroid-kötő globulin 44 % (β-globulin) Hatás: elsősorban intracelluláris receptorokon a fehérjeszintézis befolyásolásával. 2
Biológiailag aktív tesztoszteron metabolitok képződése a perifériás szövetekben HERE BŐR 5α-reduktáz aromatáz ZSÍRSZÖVET (agy, máj, Sertoli sejt) Dihidrotesztoszteron 17β-Ösztradiol Androgén hormonok hatáserőssége Dihidrotesztoszteron : : Dehidroepiandroszteron = 60 : 20 : 1 mennyisége 100x több közvetlen és közvetett celluláris hatásai 5α-reduktáz Dihidrotesztoszteron aromatáz Ösztradiol Biológiai hatás 3
Hormonok hatása a méhen belüli fejlődésre Y-kromoszóma Nemet meghatározó gén Embrionális (differenciálatlan) gonád szövet Embrionális here Sertoli sejt Leydig sejt Müller cső regressziós faktor Müller cső regressziója Wolff cső anyai human Chorion-Gonadotropin (hcg) stimuláló hatása Dihidrotesztoszteron Mellékhere Ondóvezeték fejlődése Penis Scrotum fejlődése Herék leszállása a herezacskóba Ellenáramlásos mechanizmus alacsony tesztoszteron koncentráció Ellenáramlásos mechanizmus Hő hasüreg 37 o C artéria véna 32 o C 4
közvetlen és közvetett celluláris hatásai 5α-reduktáz Dihidrotesztoszteron aromatáz Ösztradiol Férfi nemi szerv vezetékrendszerének fejlődése Férfi külső nemi szervek fejlődése Férfi hypothalamus differenciálódása defeminizálódás A plazma tesztoszteron koncentrációjának változása férfiakban 5
A here által termelt androgén hormonok hatásai Születés előtt Nemi szerv vezetékrendszerének fejlődése Külső nemi szervek fejlődése Nemi érés idején ill. felnőttkorban Here: spermiumok funkcióképessé válása Prostata, vesicula seminalis további fejlődése, szekréciója Külső nemi szervek további növekedése Bőr: szőrzet sűrűbbé válik, bajusz, szakáll növekedése, hónalj- és szeméremszőrzet növekedése faggyúmirigyek fokozott működése Csont: szervetlen anyagok beépülése, növekedési zónák záródása Hangszalagok: vastagodás Vázizomzat: anabolikus hatás fokozott fehérje szintézis (dopping!) Vérképzés Központi idegrendszer: nemi vágy (libido) magatartás?? termelés szabályozása Leptin FSH Hypothalamus LH GnRH FSH LH Hypophysis Leydig sejt Inhibin limbikus rendszer szagló-, látórendszer negatív visszacsatolás: + egyéb androgének, ösztrogén magzatban: LH anyai human Chorion-Gonadotropin (hcg) Sertoli sejtek Tubulus Here spermium órák GnRH: Gonadotropin releasing hormon FSH: Follikulusstimuláló hormon LH: Luteinizáló hormon 6
Vér-here gát Spermiumok érése: 65-70 nap Naponta kb. 45-200 millió termelődik Sertoli-sejtek Spermatogonium Spermatocyta Spermatida Spermium NINCS androgén receptoruk TESZTOSZTERON (koncentrációja a herében a vérkoncentráció sokszorosa!) Vér-here gát (tight junctions) Bazális kompartment Adluminális kompartment Epithel Bazálmembrán Sterilizálás (vazektomia) születésszabályozási módszer Kasztrálás - Nemi érés előtt (eunuchoid alkat): magas termet, hosszú végtagok, keskeny váll, kisebb izomtömeg, szőrnövekedés mérsékelt jelentős tüdőtérfogat + gége növekedésének elmaradása bravúros hangképzés - Nemi érés után: másodlagos nemi jelleg lassú regressziója, hang mély marad, nemi vágy csökken Kasztrált énekesek jelentős szerepe a barokk zenében! Carlo Maria Michelangelo Nicola Broschi Farinelli (1705 1782) 7
Megtermékenyítés, terhesség, szülés, tejelválasztás Támpont: 87, 88 A herecsatornában ösztrogén által kiváltott Na + - és vízvisszaszívódás következtében a spermiumok bekoncentrálódnak A mellékherében 2-10 napot töltenek a spermiumok. Ez a spermiumok további érésének, raktározásának, dekapacitációjának és immunológiai védelmének helye. Ondó: spermiumok + járulékos mirigyek váladéka Ondó átlagos térfogata 3 ml, kb. 150 millió spermiumot tartalmaz. 8
A nemi aktus élettana Férfiaknál: -Erekció : penis vértartalma megnövekszik -Emisszio: a vas deferens simaizmának ritmikus kontrakciója a proximális urethrába juttatja a mellékhere tartalmát + prostata és vesicula seminalis váladéka -Ejakuláció: ondó kiürülése az urethrából, közben az urethra záródik a hólyag felé Vazodilatátor impulzusok Artériás beáramlás fokozódik Vénás elfolyás csökken Erekciót kiváltó afferens ingerek: Központi idegrendszer (erotikus látvány, hallási inger, gondolat, szagok) Taktilis ingerek (erogén zónák) Alvás REM fázisa (egyéb vegetatív reakciókkal együtt) foszfodiészteráz gátló Simaizom relaxáció Paraszimpatikus végződések Ach/NO 9
Magasabb idegi központok + oxitocin felszabadulás vázizom Ejakuláció központja motoros ideg vázizom Szimpatikus Th10-L2 szimpatikus ideg gerincvelő Erekció központja Cervix Sacralis paraszimpatikus S2-S4 paraszimpatikus ideg bőr Erogén zónák bőr Erogén zónák érző ideg férfi Fázisai: 3 orgazmus 2 Izgalmi fázis 1 Nemi vágy refrakter fázis Izgalom oldódása 4 nő orgazmus Izgalmi fázis Nemi vágy Izgalom oldódása Az orgazmus szubjektiv érzet! Kísérő tünetek: Szívfrekvencia nő Artériás nyomás nő Hiperventilláció Vázizom kontrakció 10
Megtermékenyítés és beágyazódás Spermiumok száma: az ejakulátumban - 150 millió az uterusban - 100 000 a petevezetékben - 200 megtermékenyítés - 1 A spermiumok az ejakulációt követően max.48 óráig életképesek. A petesejt az ovulációt követően max. 24 óráig életképes. Megtermékenyítés A spermiumok a méh űrterén keresztül a megtermékenyítés helyére, a petevezetékbe jutnak. Kapacitáció: a spermiumok a női szervezeten belül érik el teljes megtermékenyítő képességüket. 1. Spermium feje a zona pellucidához tapad (fajspecifikus receptor felismerés) 2. Acrosomareakció (proteázok felszabadulása) 3. Spermium átfúrja a zona pellucidát 11
4. Spermium bejut a perivitellinaris térbe 5.-6. Spermium feje a membránhoz rögzül és átjut rajta befejeződik a petesejt második meiotikus osztódása. 7.-8. Spermium magállománya dekondenzálódik A két ivarsejt haploid krómoszóma állománya fúzionál. Polispermia megakadályozása kortikális reakció kortikális granulumok tartalmának kiürülése. Blastocysta beágyazódása a méh nyálkahártyájába blastocysta 7 beágyazódás Extrauterin terhesség Az anya immunrendszere tolerálja a magzatot! 12
Placenta A placentában az anyai vér az intervillosus üregrendszerben áramlik. Ebben lebegnek a chorion-bolyhok hálózatszerű elágazódásai. Az anyai- és a magzati vér közvetlenül nem keveredik egymással! Vena umbilicalis köldökzsinór Arteria umbilicalis Diffúzió: O 2,CO 2, szteroid hormonok Facilitált diffúzió: glukóz Aktív transzport: Na + -symportcarrier az aminosavak számára Endocitózis: IgG (Rh-inkompatibilitás!) Terhesség időtartama: 38 hét post conceptionem vagy 40 hét post menstruationem Az anyai szervezet fiziológiás paramétereinek változása a terhesség alatt: 1) Keringési perctérfogat +40% 2) Vértérfogat +30% 3) Szisztémás vérnyomás -15 mmhg 4) Fokozott tápanyag igény: + fehérje, vas, folsav Ajánlott testtömeg növekedés a terhesség folyamán: 12 kg 3,3 kg magzat 0,7 kg placenta 1 kg amnion folyadék 0,7 kg uterus 1,3 kg vér 0,2 kg emlő 5 kg zsír/intersticiális folyadék A placenta leptint is elválaszt, a hypothalamus viszont nagymértékben rezisztenssé válik rá, így az étvágy és a táplálékbevitel nő. 13
Az anya vérének hormonkoncentrációi a terhesség alatt Koncentráció HPL Human placentaris laktogén (HPL) terhességi hét hcg Human chorion-gonadotropin (hcg) terhességi hét Progeszteron terhességi hét Ösztradiol terhességi hét Ösztriol terhességi hét Glikoprotein hormonok Szénhidrát oldalláncok β 3 β 4 hcg ovuláció 14
Terhességi teszt szabad antitest hcg-antigén kötött antitestek vizelet TERHES NEM TERHES teszt kontroll FÖTOPLACENTÁRIS EGYSÉG ANYA MÉHLEPÉNY MAGZAT MELLÉKVESÉJE 15
A placentából és a magzatból érkező impulzusok indítják meg a szülést. Méh kontrakciói prosztaglandinok hatására kezdődnek és oxitocin hatására fokozódnak. Méh simaizom Szülés prosztaglandin szintézis oxytocin Anyai vér ösztrogén progeszteron oxytocin receptor szintézis depolarizáció gap junction képzés fokozott ingerlékenység ingerület ingerületvezetés pozitív visszacsatolás kontraktilis fehérjék szintézise kontrakció + Relaxin cervix feszülése Emlő mirigy fejlődése: Pubertás: Ösztradiol Progeszteron Terhesség: Ösztrogének Progeszteron Human placentaris laktogén Prolaktin Glukokortikoid Inzulin Prolaktin 199 aminosav Termelődés: Hypophysis, emlőmirigy, endothel, bizonyos neuronok, T-lymphociták Hatásai: Terhesség alatt az emlőmirigy teljes kifejlődése, azt követően tej szekréciója. Gátolja a GnRH szekrécióját (természetes születésszabályozás) Fokozza a REM alvást Immunmodulátor 16
alvás stressz Prolaktin szekréció szabályozása Szoptatás alatt: a plazma emelkedett ozmotikus koncentrációja opiátok dopamin glukokortikoid ösztrogén idegi impulzus prolaktin feedback emlőmirigy lymphocyta Magzati fejlődés alkalmazkodás az extrauterin élethez Növekedés hormonális szabályozása Támpont: 89, 90 17
Magzati keringés Perctérfogat % O 2 -szaturáció % felső testfél Botalli TÜDŐ Tüdőben a keringési ellenállás nagy (hipoxiás vazokonstrikció) HbF (α 2 γ 2 ) O 2 szállítása máj jobb kamra köldök véna Arantii bél 2,3-DPG gyengébb kötődése a HbF-hez + Magasabb Hb koncentráció Placenta köldök artériák alsó testfél A megszületés drámai változása az életnek, az addig az anya által biztosított homeosztatikus folyamatokat az újszülött szervezetének kell átvenni. Légzés megindulása A szervezet O 2 -nel való ellátását a placentától a tüdő veszi át. Váltás a placentáris gázcseréről a pulmonáris gázcserére feltételezi: 1. A korábban folyadékkal telt alveolusok levegővel való telítődését 2. Tüdőkeringés fokozódását a pulmonális keringési ellenállás csökkenése révén Javuló O 2 -ellátást eredményez ad 1. Alveolusok levegővel telítése: Magzatvíz eltávolítása a tüdőből: Mechanikai kompresszió a szülőcsatornán való áthaladás során Első légvételek (születés során fellépő hipoxia, hiperkapnia, hideg környezeti hőmérséklet váltják ki) Ozmotikus vízfelszívódás az alveolusokból az adrenalin által is serkentett aktív Na + - transzport következményeként. +Surfactant! ad 2. Tüdő véráramlásának fokozódása: Születés előtt a pulmonális hipoxiás vazokonstrikció miatt magas a tüdőerek ellenállása. A meginduló légzés következtében növekvő O 2 kínálat vazodilatációt okoz. Ezt segíti az endothelből lokálisan felszabaduló vazodilatátor hatású prosztaciklin és NO. 18
A keringés átrendeződése a születést követően előtt születés után A tüdőben a keringési ellenállás csökken. Ennek következtében megnő a tüdő felől a vénás visszaáramlás a bal szívfél irányába. A bal szívfélnek a köldökzsinór lekötése és átvágása után nagyobb perifériás ellenállással szemben kell a vért továbbítani. Ez átmenetileg nyomásesést okoz a jobb pitvarban. A foramen ovale funkcionális záródása (vérkörök elkülönülése). A ductus arteriosus Botalli a megváltozott nyomásviszonyok miatt most balról jobbra lesz átáramolva, később kötőszövetesen záródik (Prostaglandin E 2 koncentráció csökkenése fontos) Az önálló légzés megindulásával az arteriás po 2 kb. 25-30 Hgmm-ről kb. 80-100 Hgmm-re emelkedik, az O 2 szaturáció pedig 60 %-ról 95 %-ra. Ilyen körülmények között már nincs szükség a magas Hb koncentrációra. Nincs szükség a Hb O 2 szaturáció balra tolódására. Megindul az alacsonyabb O 2 -affinitással rendelkező HbA szintézise és az első életév végére teljesen átveszi az O 2 szállítás feladatát a HbF-től. 19
Újszülött kori sárgaság (Icterus neonatorum) Az újszülöttek kb. 60 %-ánál jelentkező, a születést követően néhány nappal kialakuló emelkedett bilirubin koncentráció következménye. A magzati HbF lebontásának következménye, ami a májban még éretlen glukoronyltranszferáz aktivitással társul. Ha a bilirubin a vérben kritikus szintet ér el, átlépve a vér-agy gáton a bazális ganglionokban rakódhat le (Kernicterus) ami maradandó idegrendszeri károsodást eredményezhet. Az ilyen újszülötteket rövid hullámhosszú kék fénnyel kezelik. Növekedési hormon (191 aminosav) acidofil sejtek, sejtek 40 %-a Szerkezeti hasonlóság: prolaktin, hpl Hatását a célsejtek növekedési hormon receptorain fejti ki. A receptor a hormon megkötését követően dimerizáció révén aktiválódik A receptor extracelluláris része enzimatikus hasítással szabaddá válhat és a keringésben GH-kötő fehérjeként viselkedhet, csökkentve a GH hatás erősségét, egyben hormon raktárként szolgál. Janus-kináz 2 (Tirozinkináz) Foszforiláció + Transzkripció Janus a római mitológiában az átjárások (iani) és kapuk (ianuae), így a kezdet és vég megtestesítője. Egyik arcával a múltba, a másikkal a jövőbe tekint. Growth hormone receptor signalling pathways. Reprinted from TRENDS in Endocrinology and Metabolism 12(6), J. Herrington and C. Carter-Su, Signaling pathways activated by the growth hormone receptor, 252-257, 2001, with permission from Elsevier, 20
Növekedési hormon Hatásai: Akut anyagcsere hatások: Fehérje anyagcsere: fehérje szintézis fokozódik (anabolikus hatás) Zsírszövet: raktározott zsírok mobilizálása (lipolysis) Szénhidrát anyagcsere: Inzulin antagonista hatás: sejtek glukóz felvétele gátolt (izom) májban a glukoneogenesis fokozódik sejtek inzulin-érzékenysége csökken Dopping vércukor szint emelkedik Hosszú távú növekedésre gyakorolt hatás: Máj, porc, izom, vese endokrin parakrin Szomatomedin (Inzulinszerű növekedési faktor) keletkezését fokozza Inzulinszerű hatás: sejtek glukóz felvétele fokozódik Fehérje szintézis fokozódik Testhossz növekedése: chondrociták osztódása és érése, mitogén hatás Somatomedin - Inzulinszerű növekedési faktor Insulin-like growth factor-1 (IGF-1) Insulin-like growth factor-2 (IGF-2) Polypeptid Valamennyi növekedési hormonra érzékeny szövet termeli, legnagyobb mennyiségben a máj. Az intrauterin növekedésben szerepet játszó Insulin-like growth factor-2 (IGF-2) termelése nem áll a növekedési hormon szabályozó hatása alatt. 21
Pajzsmirigy hormonok Glukokortikoidok (fiziológiás koncentrációban) A GHRH receptorok szintézisét fokozzák Ösztrogén Androgén öröklés, fizikai munka, alvás, stressz, éhezés, magas fehérje tartalmú diéta 10 p.m. 10 a.m. növekedési hormon glukóz bázikus aminosavak szabad zsírsavak GHRH gyomor Somatotrop hormon releasing hormon (GH gén átírása és GH szekréciója ) Somatotrop hormon release inhibiting hormon (GH szekréció ) Somatostatin Növekedési hormon máj GHRH SS: Somatostatin Vér glukóz Lipolysis Protein szintézis epiphysis porc GH órák Növekedési hormon túltermelés Gyermekkorban: Óriásnövés (arányos!) Felnőttkorban: Akromegália Növekedési hormon hiánya Gyermekkorban: Törpenövés (arányos!) Felnőttkorban: metabolizmust érintő tünetek 22
2009. szept. 17. Guinness-Rekord 2011. febr. 8. 251 cm Kéz- és lábujjak, orr, áll megvastagodása Bőr megvastagodása, fokozott verejtékezés Hyperglycaemia Látótér kiesés (bitemporalis hemianopia) Prolaktin receptorok stimulációja (szerkezeti hasonlóság!) Növekedési hormon túladagolásának következményei 23
Laron-törpék Pigmeusok: Közép-Afrikában élő, kisnövésű népcsoportok összefoglaló neve Gyermekkorban a növekedés üteme kb. megfelel a normálisnak, ezt követően azonban nem nőnek tovább. Csökkent IGF-1 termelő képességgel rendelkeznek. A felnőtt férfiak átlagos testmagassága 152 cm, a nőké 147 cm. 24
Növekedés Megtermékenyített petesejt felnőtt ember Hiperplázia: a szövetet alkotó sejtek számának növekedése Hipertrófia: a szövetet alkotó sejtek méretének növekedése + Differenciálódás Intrauterin növekedést meghatározó faktorok: (újszülött kb. 50 cm) Genetikai információ Anya tápláltsága, általános állapota (gyógyszer, drog, alkohol) Metabolikus hatás (pl. anya diabetes mellitusa) Hormonális hatások Inzulin Növekedési faktorok (Insulin-like growth factor-2) Human placentaris laktogén Pajzsmirigy hormon Extrauterin növekedés: Növekedési hormon Insulin-like growth factor-1 (IGF-1) Androgén, ösztrogén (csont növekedési zónájának záródása) Ca ++ -háztartást szabályozó hormonok (Parathormon, Kalcitonin, Kalcitriol) Pajzsmirigy hormon (permissziv hatás) Glukokortikoid (túlprodukció gátol) kreténizmus 25