Podwzgórze i przysadka

5
Podwzgórze i przysadka
David C. Aron, MD, MS; James W. Findling, MD; J. Blake Tyrrell, MD
Tłumaczenie: prof. dr hab. n. med. Andrzej Lewiński
ACTH
ADH
CLIP
CRH
CRHBP
FSH
GABA
GH
GHBP
GHRH
GHS-R
GnRH
hCG
hMG
hPL
Hormon adrenokortykotropowy
(adrenocorticotropic hormone)
Hormon antydiuretyczny (wazopresyna)
(antidiuretic hormone)
Kortykotropinopodobny peptyd płata
pośredniego (corticotropin-like intermediate lobe
peptide)
Hormon uwalniający kortykotropinę
(kortykoliberyna) (corticotropin-releasing
hormone)
Białko wiążące CRH (corticotropin-releasing
hormone-binding protein)
Hormon folikulotropowy (folitropina) (follicle-stimulating hormone)
Kwas gamma-aminomasłowy (gamma-aminobutyric acid)
Hormon wzrostu (somatotropina)
[growth hormone (somatotropin)]
Białko wiążące hormon wzrostu
(growth hormone-binding protein)
Hormon uwalniający hormon wzrostu
(somatoliberyna) (growth hormone-releasing
hormone)
Receptor dla związków uwalniających hormon
wzrostu (growth hormone secretagogue receptor)
Hormon uwalniający gonadotropiny
(gonadoliberyna) (gonadotropin-releasing
hormone)
Ludzka gonadotropina kosmówkowa
(human chorionic gonadotropin)
Ludzka gonadotropina menopauzalna
(human menopausal gonadotropin)
Ludzki laktogen łożyskowy (human placental
lactogen)
Podwzgórze oraz przysadka tworzą jednostkę czynnościową, która sprawuje kontrolę nad działaniem kilku
gruczołów dokrewnych – tarczycy, kory nadnerczy i gonad – a także nad wieloma funkcjami fizjologicznymi
organizmu. Jednostka ta stanowi typowy przykład regulacji neuroendokrynologicznej, ilustrujący wzajemne oddziaływania zachodzące pomiędzy mózgiem a gruczołami dokrewnymi. Wzajemne oddzia ły wania pomiędzy
układem nerwowym a układem wydzielania wewnętrznego, poprzez które układ nerwowy reguluje czynność
układu hormonalnego, a układ dokrewny moduluje
czynność układu nerwowego, stanowią główne mechanizmy regulujące praktycznie wszystkie fizjologiczne
ICMA
IGF
IRMA
LH
β-LPH
MEN
MR
MSH
POMC
Prl
SHBG
SIADH
TK
TRH
TSH
VIP
Metoda immunochemiluminescencyjna
(immunochemiluminescent assay)
Insulinopodobny czynnik wzrostowy (insulin-like growth factor)
Metoda immunoradiometryczna
(immunoradiometric assay)
Hormon luteinizujący (lutropina) (luteinizing
hormone)
β-lipotropina (β-lipotropin)
Mnoga gruczolakowatość wewnątrzwydzielnicza
(multiple endocrine neoplasia)
Rezonans magnetyczny (magnetic resonance
imaging)
Hormon pobudzający melanocyty
(melanotropina) (melanocyte-stimulating
hormone)
Proopiomelanokortyna (proopiomelanocortin)
Prolaktyna (prolactin)
Globulina wiążąca hormony płciowe
(sex hormone-binding globulin)
Zespół niedostosowanego wydzielania hormonu
antydiuretycznego (syndrome of inappropriate
secretion of antidiuretic hormone)
Tomografia komputerowa (computed tomography)
Hormon uwalniający tyreotropinę
(tyreoliberyna) (thyrotropin-releasing hormone)
Tyreotropina [thyroid-stimulating hormone
(thyrotropin)]
Wazoaktywny peptyd jelitowy (vasoactive
intestinal peptide)
funkcje organizmu. Również układ immunologiczny
oddziałuje zarówno z układem wewnętrznego wydzielania, jak i z układem nerwowym (patrz rozdz. 3). Te
neuroendokrynne oddziaływania mają także znaczenie
w patogenezie wielu chorób. W poniższym rozdziale zawarto przegląd prawidłowych funkcji przysadki, neuroendokrynnych mechanizmów kontrolnych podwzgórza
oraz zaburzeń tych mechanizmów.
Zarówno komórki nerwowe, jak i komórki gruczołów
dokrewnych – tj. typy komórek, które zaangażowane są
w komunikację międzykomórkową – posiadają pewne
wspólne cechy charakterystyczne: wydzielanie przekaźników chemicznych (neurotransmiterów lub hormonów)
❚ 107
❚
Rozdział 5
TABELA 5-1. Przekaźniki neuroendokrynne: substancje, które funkcjonują jako neurotransmitery, neurohormony
i klasyczne hormony
Dopamina
Noradrenalina
Adrenalina
Somatostatyna
Gonadoliberyna (GnRH)
Tyreoliberyna (TRH)
Oksytocyna
Wazopresyna
Wazoaktywny peptyd jelitowy
Cholecystokinina (CCK)
Glukagon
Enkefaliny
Pochodne proopiomelanokortyny
Inne hormony przedniego płata przysadki
Neuroprzekaźnik
(obecny w zakończeniach nerwowych)
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
oraz aktywność elektryczną [zamiennie z terminem
„neurotransmiter” może być stosowane określenie „neuroprzekaźnik” – przyp. tłum.]. Pojedynczy, określony
przekaźnik chemiczny – peptyd lub amina – może być
wydzielany przez neurony jako neurotransmiter czy
neurohormon oraz przez komórki gruczołu dokrewnego jako klasyczny hormon. W tabeli 5-1 zostały podane
przykłady takich wielofunkcyjnych przekaźników chemicznych. Komunikacja międzykomórkowa może zachodzić na drodze czterech mechanizmów: 1) komunikacji autokrynnej poprzez przekaźniki, które dyfundują
do płynu międzykomórkowego (śródmiąższowego), gdzie
wywierają działanie na komórki, które je wydzielają,
2) komunikacji nerwowej poprzez połączenia synaptyczne, 3) komunikacji parakrynnej poprzez przekaźniki, które dyfundują w płynie międzykomórkowym do przylegających komórek docelowych (nie przechodząc do układu
krwionośnego) oraz 4) komunikacji endokrynnej poprzez
+
+
+
+
+
+
Hormon wydzielany
przez komórki gruczołów dokrewnych
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
krążące w układzie krwionośnym hormony (ryc. 5-1).
Dwoma głównymi mechanizmami regulacji nerwowej
funkcji wewnątrzwydzielniczych są: bezpośrednie unerwienie i neurosekrecja (wydzielanie hormonów przez
neurony). Rdzeń nadnerczy, nerki, przytarczyce i wyspy
trzustkowe to narządy zbudowane m.in. z tkanki gruczołowej, posiadające bezpośrednie unerwienie autonomiczne (patrz rozdz. 9, 11, 12 i 18). Przykładem regulacji
neurosekrecyjnej jest wydzielanie neurohormonów przez
określone jądra podwzgórza do naczyń wrotnych przysadki; neurohormony te regulują czynność wydzielniczą
komórek przedniego płata przysadki. Innym przykładem regulacji neurosekrecyjnej jest tylny płat przysadki,
zbudowany z zakończeń neuronów, których ciała komórkowe mieszczą się w jądrach podwzgórza. Neurony te
wydzielają wazopresynę i oksytocynę do krążenia ogólnoustrojowego.
Szczelinowe połączenia
międzykomórkowe
Komunikacja synaptyczna
(gap junctions)
Komunikacja parakrynna
Komunikacja
endokrynna
Przekazywanie informacji
Bezpośrednio
z komórki do komórki
Przez szczeliny
synaptyczne
Poprzez dyfuzję do płynu
tkankowego (śródmiąższowego)
Poprzez krążące
płyny ustrojowe
Miejscowe lub ogólne
Miejscowe
Miejscowe
Miejscowo rozproszone
Ogólne
Położenia anatomicznego
i receptorów
Receptorów
Receptorów
Swoistość zależna od
108 ❚
Hormon wydzielany
przez neurony
+
+
Położenia
anatomicznego
RYC. 5-1. Komunikacja międzykomórkowa poprzez przekaźniki chemiczne.
❚
Podwzgórze i przysadka
Jądro podwzgórzowe tylne
Pole grzbietowe podwzgórza
Jądro grzbietowo-przyśrodkowe
Jądro przykomorowe
Jądro brzuszno-przyśrodkowe
Pole przednie podwzgórza
Jądro przedsuteczkowate
Pole przedwzrokowe
Jądro przyśrodkowe
ciała suteczkowatego
Jądro nadwzrokowe
Jądro boczne ciała suteczkowatego
Jądro nadskrzyżowaniowe
Jądro łukowate
Ciało suteczkowate
Skrzyżowanie nerwów
wzrokowych
Wyniosłość pośrodkowa
Tętnica przysadkowa górna
Naczynie wrotne przysadki
Przedni płat przysadki
Przysadka
Tylny płat przysadki
RYC. 5-2. Schematyczne przedstawienie budowy podwzgórza u człowieka z uwzględnieniem naczyń wrotnych
przysadki. (Przedrukowano, za zgodą, z: Ganong WF: Review of Medical Physiology, wyd. 15. McGraw-Hill, 1993).
ANATOMIA I EMBRIOLOGIA
Na rycinie 5-2 przedstawiono anatomiczne powią zania
przysadki i głównych jąder podwzgórza. Tylny płat
przysadki (część nerwowa przysadki, neurohypophysis)
ma pochodzenie nerwowe, w rozwoju embriologicznym
powstaje jako wynicowanie brzusznej części podwzgórza
i komory trzeciej. Część nerwowa przysadki składa się
z aksonów i zakończeń nerwowych neuronów, których
ciała komórkowe mieszczą się w jądrach nadwzrokowym
i przykomorowym podwzgórza, oraz z tkanek mających
znaczenie podporowe. Ten szlak nerwowy podwzgórza
i części nerwowej przysadki zawiera około 100 000 włókien nerwowych. Zakończenia nerwowe poszczególnych
włókien mają charakter zgrubień osiągających od 1 μm
do 50 μm.
Zawiązek przedniego płata przysadki w rozwoju płodowym człowieka jest rozpoznawalny w 4-5. tygodniu
ciąży, a szybkie różnicowanie komórek prowadzi do powstania dojrzałej jednostki podwzgórzowo-przysadkowej
w 20. tygodniu ciąży. Przedni płat przysadki (część
gruczołowa przysadki, adenohypophysis) wywodzi się
z kieszonki Rathkego, ektodermalnego uwypuklenia
części ustnej gardła, które następnie migruje, by połączyć się z częścią nerwową przysadki. Część kieszonki
Rathkego, która styka się z częścią nerwową przysadki,
rozwija się mniej intensywnie i tworzy płat pośredni
przysadki. U niektórych gatunków płat ten pozostaje
jako odrębna struktura (nienaruszony), ale u człowieka
jego komórki ulegają rozproszeniu wśród komórek płata przedniego i rozwijają zdolność syntezy oraz wydzielania proopiomelanokortyny (POMC) i hormonu adrenokortykotropowego (ACTH). Pozostałości kieszonki
Rathkego mogą przetrwać na granicy części nerwowej
przysadki, tworząc małe torbiele koloidowe. Ponadto komórki mogą pozostać w dolnej części kieszonki Rathkego, poniżej kości klinowej, jako przysadka gardłowa.
Komórki te mają zdolność wydzielania hormonów i mogą
rozwijać się z nich gruczolaki.
Sama przysadka usytuowana jest na podstawie czaszki
w części kości klinowej zwanej sella turcica („siodło tureckie”). Część przednia, guzek siodła, ograniczony jest
przez wyrostki klinowe przednie oraz tylny brzeg skrzydeł kości klinowej. Grzbiet siodła tworzy ścianę tylną,
a jego rogi górne sięgają wyrostków klinowych tylnych.
❚ 109
❚
Rozdział 5
Komora trzecia
Wyniosłość pośrodkowa
Tętnica szyjna wewnętrzna
Skrzyżowanie nerwów wzrokowych
Przepona siodła
Szypuła przysadki
Wyrostek klinowy przedni
Wyrostek klinowy tylny
Żyły wrotne długie
Opona twarda
Tylny płat przysadki
(część nerwowa przysadki)
(neurohypophysis)
Przedni płat przysadki
(część gruczołowa przysadki)
(adenohypophysis)
Zatoka klinowa
RYC. 5-3. Stosunki anatomiczne i zaopatrzenie przysadki w krew. (Przedrukowano, za zgodą, z: Frohman LA: Diseases of the anterior pituitary. [W:] Endocrinology and Metabolism, wyd. 3. Felig P, Baxter JD, Frohman LA (red.).
McGraw-Hill, 1995).
Gruczoł otoczony jest przez oponę twardą, a sklepienie
utworzone jest przez odgięcie opony twardej przyczepione do wyrostków klinowych, nazwane przeponą siodła.
Opona pajęcza, a więc i płyn mózgowo-rdzeniowy nie
mogą przeniknąć do siodła tureckiego dzięki obecności
przepony siodła. Szypuła przysadki i jej naczynia krwionośne przechodzą przez otwór w przeponie. Ściany boczne gruczołu przylegają bezpośrednio do zatok jamistych
i są od nich oddzielone przez blaszki opony twardej.
Skrzyżowanie wzrokowe leży 5-10 mm powyżej przepony siodła i z przodu szypuły przysadki (ryc. 5-3).
Wielkość przysadki, z czego płat przedni stanowi
dwie trzecie masy, jest bardzo różna. Jej wymiary wynoszą około 15 x 10 x 6 mm, a masa 500-900 mg; w czasie
ciąży rozmiary te mogą ulec podwojeniu. Siodło tureckie
przystosowuje się do kształtu i wielkości gruczołu i z tego
powodu wykazuje znaczną różnorodność zarysu.
ZAOPATRZENIE W KREW
110 ❚
Przedni płat przysadki jest najbardziej bogato unaczynioną tkanką spośród wszystkich tkanek ssaków, otrzymuje bowiem 0,8 ml/g/min krwi z krążenia wrotnego
łączącego wyniosłość pośrodkową podwzgórza z przednim płatem przysadki. Krew tętnicza dostarczana jest
z tętnic szyjnych wewnętrznych przez tętnice przysadkowe górne, środkowe i dolne. Tętnice przysadkowe górne tworzą sieć naczyń włosowatych w wyniosłości pośrodkowej podwzgórza; sieć ta przechodzi w długie żyły
wrotne docierające w dół szypuły przysadki do przedniego płata gruczołu, gdzie znowu rozgałęzia się w sieć
naczyń włosowatych, po czym ponownie tworzy naczynia (kanały) żylne. Do szypuły i tylnego płata przysadki
krew dopływa bezpośrednio z rozgałęzień środkowych
i dolnych tętnic przysadkowych (ryc. 5-2 i 5-3).
Drenaż żylny przysadki – droga, którą hormony
przedniego płata przysadki docierają do krążenia ogólnoustrojowego – ma zmienny przebieg, ale kanały żylne
ostatecznie przechodzą przez zatokę jamistą w kierunku
tylnym do zatoki skalistej górnej i dolnej, a następnie do
opuszki żyły szyjnej i samej żyły szyjnej (ryc. 5-4). Aksony części nerwowej przysadki kończą się na naczyniach
włosowatych, które poprzez żyły tylnego płata przysadki
i zatoki jamiste łączą się z krążeniem ogólnoustrojowym.
Układ naczyń włosowatych krążenia wrotnego podwzgórza pozwala na kontrolowanie czynności przedniego płata przysadki przez podwzgórzowe hormony hipofizotropowe, wydzielane do przysadkowych naczyń wrotnych.
Jest to krótkie, bezpośrednie połączenie brzusznej części
podwzgórza i wyniosłości pośrodkowej z przednim płatem przysadki (ryc. 5-5). Pomiędzy przysadką i podwzgórzem może także istnieć wsteczny przepływ krwi,
co daje możliwość wystąpienia bezpośredniego sprzężenia zwrotnego pomiędzy hormonami przysadki i ośrodkami ich kontroli neuroendokrynnej.