Signaler mellom celler: Hormoner og reseptorer

Like dokumenter
Reseptorer og hormoner

Hormonsystem. Soneterapi og massasjeterapi Gihealth.com. Læringsmål hormonsystemet

Kapittel 20, introduksjon

Det endokrine system I

Naturfag for ungdomstrinnet

Regulering av karbohydratstoffskiftet

Regulering av karbohydratstoffskiftet

Transport av ioner og næringsstoffer over cellemembraner. Læringsmål IA: Beskrive ulike mekanismer for transport over membraner

HypofyseN. Hva skjer. når den ikke fungerer normalt?

Cellesignalisering II: Reseptor tyrosin kinaser, cytosoliske kinaser

Innhold. del i grunnleggende endokrinologi... 17

Fra DNA til livets kode... 29

Forelesninger i BI Cellebiologi. Enzymer : senker aktiveringsenergien. Figure 6.13

Ernæringsterapi Kjønnshormoner

KORTISOL Analytiske og kliniske utfordringer Egil Haug Hormonlaboratoriet OUS HF - Aker

Den representerer livets ungdomstid, kjærlighet, hengivelse og glede.

Transport av ioner og næringsstoffer over cellemembranen

Grunnleggende cellebiologi

Bachelorutdanning i sykepleie. Nasjonal eksamen i Anatomi, fysiologi og biokjemi. 20. april Bokmål

Oppgave: MED2200-2_OPPGAVE1_H16_ORD

REGULERING AV KARBOHYDRATSTOFFSKIFTET DEL 2 Stadium IA Egil Lien, Inst. For Kreftforskn og Mol Med: Endokrint vev i pancreas

HYPOFYSESVIKT. Marianne Øksnes, LMS 2018

Fosfolipaser, identifikasjon av intracellulære signaliseringsdomener og integrering av multiple signal

Seminar 5a Hormonsykdommer

Seminar 5a Hormonsykdommer

MED2200-2_OPPGAVE3_V17_ORD DEL 1

Farmakodynamikk! Farmakodynamikk, definisjon:! Legemidlers virkningssted (targets) og virkningsmåte. Reseptorbegrepet; definisjon

På de åpne spørsmålene (26-30) kan det oppnås maksimalt 5 poeng per oppgave.

HVILKE PRØVER BØR EN TA?

Bachelorutdanning i sykepleie. Nasjonal eksamen i Anatomi, fysiologi og biokjemi. 18. desember Bokmål

Proteiner og aminosyrer

Spiser du deg syk? Kan vi gjøre noe for å bedre helsen? Ernæring og helse. NLH Stavanger Jens Veiersted. Jens Veiersted

1. Medfødt og ervervet immunitet. Karl Schenck, V2015

Bachelorutdanning i sjukepleie. Nasjonal eksamen i Anatomi, fysiologi og biokjemi. 20. april Nynorsk

NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET INSTITUTT FOR FYSIKK EKSAMEN I EMNE TFY4260 CELLEBIOLOGI OG CELLULÆR BIOFYSIKK

Oppgave: MED2200-2_OPPGAVE3_V17_ORD

Bachelorutdanning i sykepleie. Nasjonal eksamen i Anatomi, fysiologi og biokjemi. 11. april Bokmål

c) Beskriv mekanismen(e) som under B-cellemodningen sikrer at B-celler ikke blir autoreaktive og gjenkjenner kroppens egne strukturer.

Lykke til! God sommer! Er du klar for en temaquiz som dreier seg om stoffskiftet?

Uke 16 (nb, spm. fra uke 16 og uke 17 overlapper ofte)

Hva påvirker menstruasjonen? Som det sees ovenfor i beskrivelsen av hva som skjer når en kvinne får menstruasjon, kan du se at

Måling av kjønnshormoner. Kjønnshormonforstyrrelser menn. Ellen M Haave, Hormonlaboratoriet November 2015

Årsaker til overvekt. Torunn Kristin Nestvold Seksjonsoverlege ved Regionalt senter for behandling av sykelig overvekt. Nordlandssykehuset Bodø HF

Bachelorutdanning i sykepleie. Nasjonal eksamen i Anatomi, fysiologi og biokjemi. 17. desember 2015 Bokmål

Litt grunnleggende cellebiologi Vevene Blodet

Eksamen. Innføring i medisin for ikke-medisinere MFEL Lørdag 4. Juni 2005.

SENSORVEILEDNING FOR ICD-MD4020 VÅREN JUNI

Introduksjon til Biokjemi. Ingar Leiros, Institutt for Kjemi, UiT

Repetisjonsoppgaver i anatomi/fysiologi Nervesystemet

På de åpne spørsmålene (26-30) kan det oppnås maksimalt 5 poeng per oppgave.

Bachelorutdanning i sykepleie. Nasjonal eksamen i Anatomi, fysiologi og biokjemi. 10. august 2017

REPRODUKSJON. 1. I noen målceller blir testosteron gjort om til a. Progesteron b. LH c. Østrogen d. Dihydrotestosteron

Oppgave: MED1100-3_OPPGAVE2_H16_KONT

Idrett og energiomsetning

Embryologi og normal fosterutvikling for patologer

«Effekten(av(aku,(stress(på(en( hjerne(i(utvikling»(

NYHETSAVIS NR. 1/2010

Intracellulære reseptorer. Arne Sunde Fertilitetsseksjonen St. Olavs Hospital Professor II, Institutt for laboratoriemedisin Barne og Kvinnesykdommer

Hypotalamus Hypofyse. Anatomi og fysiologi. Hypothalamus - hypofyse. Endokrinologi. Endokrine organer. Hormoner - klassifisering/struktur

Kliniske verktøy. Mål. Overbelastning = Ubalanse = Symptom. Hva kan vi påvirke? Klinisk manuellmedisinsk vinkling på Nevro Endokrin Immun Sammenheng

Oppgave: MED2200_OPPGAVE1_H18_ORD

LEHNINGER PRINCIPLES OF BIOCHEMISTRY

Intracellulær proteinsortering, endocytose, eksocytose.. riktig protein på riktig sted i cellen.

Idiopatisk, autoimmun og pseudohypoparathyroidisme. Overlege Kari Lima Endokrinologisk avdeling Akershus Universitetssykehus

Regulering av DNA Transkripsjon i Eukaryote Organismer. ID, Kull 99, Vår 2001 Frank Skorpen IKM, DMF

Brukbarhet og nyttige anvendelser av marine proteiner

Eksamensoppgave i Bi3016 Celle og molekylærbiologi Examination in Bi3016 Cell and molecular biology

Figurer og diagrammer

Bachelorutdanning i sykepleie. Nasjonal eksamen i Anatomi, fysiologi og biokjemi. 9. august 2018 Bokmål

Sustained arousal en samlende forklaringsmodell for kronisk utmattelsessyndrom?

Emnenavn: Eksamenstid: Kl. 09:00 til 13:00. Faglærer: Eksamenskontoret: Hanne Holm

K1 - Redegjøre for hovedtrekk i norsk kosthold, hvordan utviklingen i kostholdet er, og kunne gi råd om anbefalt kosthold til normalbefolkningen.

BI 212- Protein Sorting - Kap. 17 Syntese og mål for mitokondrie- og kloroplast-proteiner (forts.)

T celle aktivering og HLA Trond S. S. Halstensen

Intracellulær proteinsortering, endocytose, eksocytose.. riktig protein på riktig sted i cellen.

Polycystisk ovarialsyndrom Polycystisk ovariesyndrom PCOS

Oncogenic Mutations Affecting Cell Proliferation

Bachelorutdanning i sjukepleie. Nasjonal eksamen i Anatomi, fysiologi og biokjemi. 18. desember Nynorsk

STEROIDHORMONERS ROLLE I KREFTUTVIKLING - Et litteraturstudium

HYPOTHALAMUS Disposisjon Overordnet funksjon Hypofysen og endokrin regulering Regulering av kroppstemperatur Regulering av matinntak

FORDØYELSE OG ERNÆRING. 3. (MR) Hvilke komponenter består en micelle av? (4 SVAR RIKTIGE) Kolesterol Triasylglyserol

BIOS 2 Biologi

Forløp av ikke-adaptiv og adaptiv immunrespons. Mononukleære celler, metylfiolett farging

Eksamensoppgave i PSY1013/PSYPRO4113 Biologisk psykologi I

Blodsukkersenkende legemidler. Vegar Lindland Nordeng Apoteker Boots apotek Grünerløkka

Bakgrunn Kvinner føder barn på et senere tidspunkt i livet enn tidligere Føder færre barn enn tidligere. Alder og fertilitet. Årsaker: Eggkvantitet

SENSORVEILEDNING. Dato: Eventuelt:

Bachelorutdanning i sjukepleie. Nasjonal eksamen i Anatomi, fysiologi og biokjemi. 10. august 2017

Medisinske aspekter; rehydreringsterapi

Viktige opplysninger: Oppgavesettet utgjør totalt 100 vekttall. Antall vekttall er vist i parentes ved hver spørsmålsgruppe.

Proteiner og aminosyrer

Tester til bruk i praktisk pediatrisk endokrinologi

BIOS 1 Biologi

Bachelorutdanning i sykepleie. Nasjonal eksamen i Anatomi, fysiologi og biokjemi. 31. mars 2016 Bokmål

Hvorfor er hypotyreose så vanskelig? Pål I. Holm Med. Avd. FSS

PROSJEKTOPPGAVE: ADRENALIN AV RENATE HEDER OG CAMILLA H. BENDIKSEN

Andre studieår: Institutt Delemneansvarlig

Transkript:

Signaler mellom celler: Hormoner og reseptorer Forelesning IA, Terje Espevik, IKM Innhold: Oversikt over forskjellige signaler mellom celler Definisjon av et hormon Hormonreseptorer: definisjoner og inndeling De viktigste hormonklassene Feed back mekanismer Hypotalamus/hypofyse og de endokrine organene Noen viktige signalveier som membranreseptorer aktiverer: GPCR, reseptor tyrosin kinaser Forskjelliger typer av signaler mellom celler 1

Reseptorer Alle reseptorer er proteiner Molekyler som binder seg spesifikt til reseptorer kalles ligander (signalmolekyler) Konsentrasjonen av ligander er vanligvis svært lave i blod og vevsvæsker (pm-µm) Binding mellom ligand og reseptor er spesifikk og skjer med høy affinitet: [L] + [R] [LR], [L]: Konsentrasjonen av fritt ligand, [R]: konsentrasjonen fri reseptor, [LH]: kons. av ligand-reseptorkompleks K a = [LH] [L] [R] K a : assosiasjonskonstanten ved likevekt. K a er et uttrykk for affiniteten mellom ligandet og reseptoren K d = 1/K a K d : dissosiasjonskonstanten er også mye brukt Reseptorer for signalmolekyler finnes enten på PM eller intracellulært Alle hormoner og vekstfaktorer virker ved å binde seg til spesifikke reseptorer på målcellene Membranreseptorer Reseptorer som sitter i cellemembranen og formidler signal gjennom membranen. (Alle proteinhormoner og noen småmolekylære hormoner) Intracellulære reseptorer Reseptorer som aktiveres inne i cellen av hormoner som diffunderer over plasmamembranen (steroider, thyroxin, vitamin A/D) Lehninger, 4th ed 2

Intracellulære reseptorer Steroidhormon reseptorfamilien Steroidhormonreseptorer aktiveres ved intracellulær liganbinding Steroidhormonreseptorer er transkripsjonsfaktorer De regulerer RNA syntese Klassisk definisjon: Hormoner Hormoner er kjemiske forbindelser som produseres på ett sted og som virker på et annet sted i kroppen. Hormoner fraktes med blodet (endokrine signaler mellom celler). Hovedområder for hormonvirkning: 1. Opprettholdelse av fysiologiske betingelser (homeostase) 2. Vekst og utvikling 3. Reproduksjon 4. Metabolisme Sekresjon av hormoner reguleres av negativ tilbakekobling. For at et hormon skal gi en bestemt virkning, må det først binde seg til en spesifikk reseptor på eller i den hormonfølsomme cellen. 3

Klasser av hormoner, med noen eksempler: Peptidhormoner Insulin Glukagon Catecholamin hormoner Adrenalin Noradrenalin Eicosanoider (dannes fra arakidonsyre) Prostaglandiner Leukotriener Tromboxaner Steroidhormoner Cortisol Aldosteron Testosteron Østradiol Vitamin D hormon Øker opptak av Ca 2+ fra tarm Kontraksjon av glatt muskel Medierer smerte og inflammasjon Blodplatefunskjon og koagulering Retinoid hormoner cellevekst/-overlevelse og differensiering Thyroid Hormoner Thyroksin (T4) stimulerer energimetabolismen Triiodothyroksin (T3) Nitrogen oxid (NO) Vasodilator (utvider blodkar) Lehninger, 4th ed Det endokrine system Hypotalamus-Hypofyse Noen viktige endokrine organ 4

Det endokrine system Det endokrine system regulerer sammen med nervesystemet kroppens funksjoner Det endokrine systemet reagerer langsommere og virker over lenger tid enn nervestyrte prosesser Det endokrine system Alle organer i det endokrine system er kjertler (men ikke alle kjertler hører til det endokrine system) Bare endokrine kjertler hører til dette systemet og de sekreterer hormoner inn til det intercellulære rom som deretter diffunderer inn i blodbanen Exokrine kjertler sekreterer sine produkter inn i hulrom (galleblære, talgkjertler.) 5

Negativ tilbakekobling ( feedback ) Produksjon av endokrine hormoner reguleres ved hjelp av negativ tilbakekobling Eksempel Insulin: Økt blodsukker stimulerer frigjøring av Insulin fra bukspyttkjertelen. Insulin øker opptaket av sukker fra blodet lavt blodsukker hemmer frigivelsen av Insulin Negativ tilbakekobling er et allment prinsipp for regulering av endokrine systemer. De viktigste endokrine kjertler Endokrine kjertler Hypothalamus Hypofyse Skjoldbruskkjertler (Thyroidea, Parathyroidea Thymus Bukspyttkjertel (Pancreas) Binyrebark (Adrenal cortex) Binyremarg (Adrenal medulla) Eggstokker (Ovaries) Testikler (Testes) 6

Hypothalamus og hypofysen Hypotalamus er koordineringssenteret for de endokrine kjertlene Hypofysen ligger dypt inne i basis av hjerne forbundet med hypotalamus ved hjelp av en stilk. Hypofysen består av to ulike deler som har forskjellig embryologisk opprinnelse Hypofyseframlappen (adenohypofysen) har en struktur som et endokrint organ Hypofysebaklappen (neurohypofysen) har struktur som nervevev Lehninger, 4th ed Hypotalamus-Hypofyse Hypofyse framlapp Framlappen skiller ut hormoner som stimulerer endokrine kjertler til vekst og til syntese av hormoner (trofiske hormoner) F.eks Thyroidea stimulerende hormon (TSH) stimulerer thyroideas vekt og til å sekretere thyroideahormoner (thyroxin) Adrenocorticotropin (ACTH) stimulerer binyrebarken til vekst og til utskillelse av Glucocorticoider (cortisol, cortison) Melanocytt stimulerend hormon (MSH) stimulerer til syntese av melanin granula i hudceller 7

Hypotalamus-Hypofyse Hypofyse framlapp Framlappen skiller ut hormoner som stimulerer endokrine kjertler til vekst og til syntese av hormoner (trofiske hormoner) Follikkel stimulerende hormon (FSH) stimulerer til vekst og produksjon av kjønnsceller i eggstokker og testikler Luteniserende hormon (LH) stimulerer til produksjon av østrogener (eggstokker) eller androgener (testikler) Hypotalamus-Hypofyse Hypofyse framlapp Framlappen skiller ut hormoner som stimulerer endokrine kjertler til vekst og til syntese av hormoner (trofiske hormoner) Veksthormon (GH) øker: cellens opptak av aminosyrer proteinsyntesen fettnedbrytning blodsukkernivået (ved å senke glukoseopptaket) Prolaktin (PRL) stimulerer til vekst av melkekjertler og til melkesekresjon etter fødsel 8

Hypotalamus-Hypofyse Hypofyse baklapp Baklappen skiller ut: Antidiuretisk hormon (ADH) stimulerer nyretubuli til re-absorpsjon av vann (mindre vann i urinen). For lite ADH gir diabetes insipidus; en tilstand der det blir dannet store mengder urin Oxytosin stimulerer til muskelsammentrekninger i livmoren under fødsel og til utskillelse av melk under amming Hypotalamus-Hypofyse Hypofysen Produksjon av ADH og Oxytosin forgår i Hypotalamus. De blir deretter fraktet ned til Hypofysen og skilt ut til blodbanen derfra (baklapphormoner) Hypotalamus produserer også frigjøringsfaktorer og frigjøringshemmende faktorer som fraktes ned til Hypofysen og regulerer frigjørelse av hormoner fra Hypofyse framlappen 9

Hypotalamus-Hypofyse Hypofysen Den kombinerte nervøse og endokrine funksjon av hypofysen gjør at den spiller en sentral rolle i reguleringen av mange kroppsfunksjoner Hypotalamus-hypofyse regulerer hormonproduksjonen fra de endokrine kjertler Kontrollsenteret (Adrenalin) Lehninger, 4th ed 10

Binyrene Binyre bark og Binyre marg. Binyrene Binyrebarken Zona reticularis syntetiserer og skiller ut små mengder kjønnshormoner (androgener) Zona glomerulosa syntetiserer mineralcorticosteroider Viktigst er Aldosteron som øker Na + opptaket i nyrene Zona fasciculata sytetiserer glucocorticosteroider (Cortisol og Cortison, Hydrocortison) øker syntesen av sukker. Aminosyrer omdannes til sukker. hemmer også immunsystemets funskjoner 11

Cushings syndrom Før behandling 2 år etter behandling Sykdomsbilde forårsaket av overproduksjon av glukokortikoider Skyldes enten forhøyet ACTH produksjon fra hypofseframlappen eller forhøyet kortisolproduskjon fra svulst i binyrebarken Karakteristisk: måneansikt diabetes infeksjonssykdommer H H O HO- -C-C-C-OH H NH Tyrosin + 3 Binyrene Binyremargen HO- HO H H HO- -C-C-N-CH 3 H H Adrenalin Binyremargen skiller ut adrenalin og noradrenalin. Impulser fra det sympatiske nervesystem (aktiveres i krisesituasjoner) stimulerer binyremargen til å skille ut adrenalin/noradrenalin til blodbanen BØØØ! - Hjerteklapp 12

Hypotalamus-hypofyse regulerer hormonproduksjonen fra de endokrine kjertler Kontrollsenteret (Adrenalin) Lehninger, 4th ed Aktivering av membranreseptorer og signaloverføring 1. Signalmolekyl bindes til reseptoren 2. Konformasjonsendring av reseptoren 3. Reseptoraktivering 4. Omforming og forsterking av signalet 5. Aktivering av signalproteiner 6. Endring av effektorproteiner 13

Molekylære brytere for intracellulære signalkaskader Protein kinaser setter på en fosfatgruppe på serin, threonin eller tyrosin. Tre klasser av membranreseptorer Neurotransmitters >700 GPCRs in humans Smell, taste and sight depend on GPCRs, Many hormones, Chemokines... Insulin Growth factors Many cytokines 14

G-protein koblede reseptorer Bindingsted for hormonet Hormoner som virker via G-koblede reseptorer Adrenalin Glukagon G-protein Er festet til innsida av plasmamembranen TSH ACTH LH ADH Aktivering av G- proteinet 15

Activation of a G protein by an activated GPCR Production of camp can alter gene transcription 16

Effekter som aktivert G-protein reseptor setter i gang CREB: cyclic AMP response element binding Det finnes flere klasser av G α -proteiner G sα : stimulerer frigjøring av camp G iα : hemmer frigjøring av camp G qα : stimulerer frigjøringa av inositol-3-fosfat og diacylglycerol Gjenkjenning av lukter (Olfactory receptors). Økning i camp medieres av G olf som fører til åpning av camp styrte Na + kanaler og depolarisering av neuroner som har reseptorer for lukter Rhodopsin på staver i retina er GPCR som gjenkjenner fotoner. Rhodopsin aktivering fører til aktivering av en cgmp fosfodiesterase via G t. Senking av cgmp nivået åpner en cgmp-følsom kation kanal som gir hyperpolarisering på stav cellen. membrane Table 15-3 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) 17

Tre klasser av membranreseptorer Neurotransmitters >700 GPCRs in humans Smell, taste and sight depend on GPCRs, Many hormones, Chemokines... Insulin Growth factors Many cytokines Reseptor tyrosine kinaser Vekstfaktorer er ligander Figure 15-52 Molecular Biology of the Cell ( Garland Science 2008) 18

Insulinreseptoren er en tyrosin kinase. α Insulin α β β Insulin binder seg til en reseptor på plasmamebranen Insulin gir en konformasjonsendring av reseptorer og aktiverer den Den aktive reseptoren er kinaser som tar fosfatgrupper fra ATP og setter de på Tyr enheter i proteiner som da kan overføre signalet Gir mange effekter: -syntese av glykogen -økning I glukoseopptaket -økt cellevekst Insulinreseptoren er en tyrosin kinase. Fosforylering = signal GTP binding = signal GTP kløyving = signal av Fosforyleringskasakde = signalforsterking 19

Sammendrag Typer av signaler mellom celler Reseptorer: definisjon; de to hovedtypene Hormoner: definisjon og inndeling i klasser Det endokrine system: hypotalamus/ hypofyse og de endokrine organ Signaloverføring fra membranreseptorer GPCR (adrenalin og glukagon) Enzymkoblete reseptorer (insulin) 20