Typy sygnalizacji międzykomórkowej wykorzystującej hormony hormon naczynie komórki posiadające receptory dla hormonu UKŁAD DOKREWNY (Cz. I) endokrynowa (dokrewna) parakrynowa autokrynowa dalekiego zasięgu lokalna autoregulacja Charakter chemiczny hormonów: • peptydy/białka • pochodne aminokwasów • steroidy (pochodne cholesterolu) Ogólna charakterystyka gruczołów dokrewnych: • brak przewodów wyprowadzających • komórki dokrewne • komórki pomocnicze/towarzyszące (nie zawsze) • bogata sieć naczyń włosowatych o ścianie okienkowej • brak podziału na jednostki (odcinki) wydzielnicze (wyjątek: tarczyca) Przysadka mózgowa powstaje z dwóch odrębnych zawiązków i składa się z dwóch części wyniosłość pośr. szypuła międzymózgowie kieszonka Rathkego część guzowa część obwodowa wyrostek lejkowaty część pośrednia nabłonek sklepienia jamy ustnej Część gruczołowa przysadki: • część obwodowa (dalsza, płat przedni) • część pośrednia • część guzowa Część nerwowa przysadki: • szypuła • wyrostek lejkowaty (płat tylny) CZĘŚĆ GRUCZOŁOWA CZĘŚĆ NERWOWA Podwzgórze zawiera komórki neurosekretoryczne, które produkują hormony i przenoszą je transportem aksonalnym na teren przysadki. Hormony te regulują aktywność wydzielniczą komórek dokrewnych przysadki i wpływają na czynność niektórych narządów. Układ ten nosi nazwę osi podwzgórzowo-przysadkowej. PODWZGÓRZE wyrostek lejkowaty akson kula Herringa ziarno wydzielnicze kapilara 1 Dwa szlaki podwzgórze-przysadka: Krążenie wrotne przysadki: • małe komórki neurosekretoryczne (jąder drobnokomórkowych) duże komórki neurosekretoryczne produkują czynniki (hormony) regulujące aktywność wydzielniczą komórek części gruczołowej przysadki. Hormony te są wydzielane do naczyń włosowatych wyniosłości pośrodkowej i dostają się do płata przedniego poprzez naczyniowy układ wrotny • duże komórki neurosekretoryczne (jąder wielkokomórkowych, nadwzrokowego i przykomorowego) produkują ADH i oksytocynę, które transportowane są długimi aksonami do wyrostka lejkowatego i tam uwalniane do naczyń włosowatych małe komórki neurosekr. krążenie wrotne płat przedni wyrostek lejkowaty Skupisko zakończeń aksonów komórek neurosekretorycznych przylegających do naczyń włosowatych to narząd neurohemalny Hormony (czynniki) uwalniające i hamujące pobudzają lub hamują wydzielanie hormonów przez komórki części gruczołowej przysadki • hormon • hormon • hormon • hormon • hormon uwalniający tyreotropinę (TRH) uwalniający kortykotropinę (CRH) uwalniający somatotropinę (GHRH, SRH) uwalniający gonadotropiny (GnRH) uwalniający prolaktynę (PrRP) • dopamina (hormon hamujący wydzielanie prolaktyny, PIF) • somatostatyna (hormon hamujący wydzielanie somatotropiny i tyreotropiny) • hormon hamujący gonadotropiny (GnIH) małe komórki neurosekr. • jest elementem szlaku z jąder drobnokomórkowych • transportuje czynniki regulujące aktywność wydzielniczą komórek części gruczołowej przysadki (hormony uwalniające i hamujące) z zakończeń aksonów do przedniego płata przysadki • tętnice przysadkowe górne rozpadają się na naczynia włosowate w wyniosłości pośrodkowej (pierwotna sieć kapilarna). Tu znajduje się narząd neurohemalny • od tej sieci odchodzą naczynia wrotne (długie kapilary), które łączą się z siecią kapilarną (wtórną) płata przedniego wyniosłość pośrodkowa pierwotna sieć kapilarna naczynia wrotne ? wtórna sieć kapilarna wyrostek lejkowaty płat przedni Część gruczołowa przysadki Elementy składowe: • nieregularne sznury i grupy komórek • liczne szerokie kapilary (zatokowe) o ścianie okienkowej KOM. BARWNIKOOPORNE (b. nieliczne ziarna lub ich brak) - KOM. MACIERZYSTE - KOM. PĘCHERZYKOWOGWIAŹDZISTE) - „WYCZERPANE” KOM. DOKREWNE Klasyfikacja komórek KOM. BARWNIKOCHŁONNE części gruczołowej (liczne ziarna) KWASOCHŁONNE wynika z obecności i barwliwości ziarn wydzielniczych ZASADOCHŁONNE w komórkach - SOMATOTROPY - MAMMOTROPY - KORTYKOTROPY - GONADOTROPY - TYREOTROPY Charakterystyka komórek barwnikochłonnych Komórki pęcherzykowo-gwiaździste • wypustki cytoplazmatyczne • komunikują się miedzy sobą i z komórkami dokrewnymi poprzez połączenia szczelinowe • reagują na substancje regulacyjne (cytokiny, czynniki wzrostu, niektóre hormony) wysyłając sygnały do komórek dokrewnych przysadki wpływające na ich aktywność • tworzą drugi (obok hormonów uwalniających i hamujących) system regulacji aktywności wydzielniczej komórek dokrewnych przysadki • szorstka siateczka, aparat Golgiego, ziarna wydzielnicze • produkują hormony białkowe/glikoproteidowe • komórki zasadochłonne produkują hormony wpływające na aktywność wydzielniczą innych gruczołów dokrewnych Typ komórki Wielkość ziarn Produkowane hormony Somatotropy 300-400 nm GH (STH) Mammotropy nieaktywne 200 nm aktywne 600-900 nm PRL Kortykotropy 400-500 nm POMC ACTH LPH MSH endorfiny Gonadotropy 250-300 nm FSH, LH Tyreotropy 120-200 nm TSH 2 Komórki dokrewne przysadki można identyfikować immunohistochemicznie… ... i w mikroskopie elektronowym (różnice w wyposażeniu cytoplazmatycznym i w wielkości ziarn) somatotropy kortykotropy gonadotropy mammotropy GONADOTROP SOMATOTROP KORTYKOTROP MAMMOTOTROP Rozmieszczenie komórek w części gruczołowej: • część obwodowa: wszystkie typy komórek • część pośrednia: chromofoby i komórki zasadochłonne początkowo produkujące płodowy MSH, a potem niewielkie ilości ACTH i LPH; u człowieka ulega redukcji, występują tu duże cysty (Rathkego) wypełnione koloidem Łagodne gruczolaki przysadki występują u ok. 15% dorosłych (!), są jednak zazwyczaj niewielkie i rzadko rosną do wymiarów powodujących ucisk na otaczające tkanki, zaburzenia hormonalne i dających objawy kliniczne • część guzowa: bogata sieć naczyniowa (naczynia wrotne), chromofoby i mało aktywne komórki zasadochłonne, produkujące śladowe ilości ACTH, FSH i LH Oś podwzgórzowo-przysadkowa reguluje czynność wielu narządów Część nerwowa nie produkuje hormonów - w wyrostku lejkowatym hormony produkowane przez komórki neurosekretoryczne podwzgórza (oksytocyna i ADH) są uwalniane do naczyń Elementy składowe: • aksony komórek neurosekretorycznych • pituicyty (odmiana astrocytów) • naczynia włosowate W narządzie neurohemalnym wyrostka lejkowatego wypustki pituicytów regulują dostęp zakończeń aksonów do naczyń. 3 Tarczyca ma budowę zrazikową i w odróżnieniu od innych gruczołów dokrewnych składa się z jednostek wydzielniczych: pęcherzyków tarczycowych wypełnionych bogatobiałkowym koloidem Pęcherzyk tarczycowy • koloid • jedna warstwa sześciennych komórek dokrewnych (komórek pęcherzykowych = tyreocytów) • komórki C • blaszka podstawna Pomiędzy pęcherzykami: • naczynia włosowate • delikatna tkanka łączna endocytoza magazynowanie tyreoglobuliny koloid egzocytoza pęch. hydrolazowe jodowanie tyreoglobuliny utlenianie pęcherzyk wydzielniczy trawienie jodowanej tyreoglobuliny w lizosomach synteza tyreoglobuliny i tyreoperoksydazy aminokwasy anion jodkowy TSH związany z receptorami aktywna Etapy produkcji hormonów tarczycowych T3 i T4: (1) W komórkach pęcherzykowych: synteza i wydzielanie tyreoglobuliny do koloidu, synteza tyreoperoksydazy i jej wbudowywanie do szczytowej błony komórkowej, pobieranie jonów jodkowych i ich transport do koloidu (faza wydzielnicza) (2) W koloidzie: utlenianie jonów jodkowych, jodowanie tyreoglobuliny, sprzęganie jodowanych reszt tyrozynowych (wynik działania tyreoperoksydazy) (3) W komórkach pęcherzykowych: endocytoza jodowanej tyreoglobuliny, jej trawienie w lizosomach, transport produktów trawienia - T 3 i T 4 – do cytoplazmy i dalej, przez błonę komórkową do otaczających pęcherzyk naczyń (faza resorbcyjna) Fazy wydzielnicza i resorbcyjna mogą w komórce pęcherzykowej zachodzić jednocześnie aktywna Komórki pęcherzykowe spoczynkowa Komórki C (okołopęcherzykowe) leżą pomiędzy tyreocytami a blaszką podstawną, zawierają liczne ziarna wydzielnicze i produkują kalcytoninę Dlaczego w tarczycy są jednostki wydzielnicze (pęcherzyki)? Środkowe etapy produkcji hormonów odbywają się w przestrzeni pozakomórkowej (w koloidzie), a zatem przestrzeń ta musi być oddzielona od otoczenia, a w szczególności od naczyń krwionośnych. W przeciwnym razie półprodukty hormonalne (tyreoglobulina i jodowana tyreoglobulina) dostawałyby się do krwiobiegu i byłyby tracone. 4 Nadnercze rozwija się z dwóch odrębnych zawiązków, różnicujących się w korę i rdzeń gruczołu KORA RDZEŃ Patologicznie powiększona tarczyca (wole) może być wynikiem: • obniżonej aktywności dokrewnej, np. przy niedostatecznej podaży jodu w diecie • podwyższonej aktywności dokrewnej, np. w chorobie Graves-Basedowa Kora nadnerczy ma trzy warstwy o różnym układzie komórek i naczyń włosowatych KORA Komórki kory nadnerczy produkują hormony steroidowe Wszystkie komórki produkujące hormony steroidowe (komórki steroidogenne) mają podobne cechy: torebka warstwa kłębkowata (gniazda) • obfita gładka siateczka (synteza steroidów) • mitochondria z tubularnymi grzebieniami (końcowe etapy syntezy steroidów) • krople lipidowe warstwa pasmowata (sznury) warstwa siatkowata (ukł. nieregularny) Komórki różnych warstw kory produkują różne hormony warstwa kłębkowata Małe komórki z nielicznymi kroplami lipidowymi mineralokortykoidy (np. aldosteron) warstwa pasmowata Duże, jasne komórki z licznymi kroplami lipidowymi glukokortykoidy (np. hydrokortyzon, kortykosteron) warstwa siatkowata Glukokortykoidy mają silne działanie przeciwzapalne – tzw. steroidowe leki przeciwzapalne należą właśnie do tej grupy Małe, kwasochłonne komórki z ziarnami lipofuscyny androgeny nadnerczowe (głównie dehydroepiandrosteron - DHEA) 5 Rdzeń nadnerczy Nadnercze płodowe (15 tyg.) warstwa „dojrzała” (nieaktywna) warstwa płodowa tworzący się rdzeń Komórki warstwy płodowej wytwarzają DHEA, który przechodzi do łożyska i tam jest substratem do produkcji estrogenów Elementy składowe: • komórki chromochłonne: produkują adrenalinę i noradrenalinę • komórki nerwowe (kom. zwojowe układu sympatycznego) • naczynia krwionośne (kapilary i liczne żyły) kom. chromochłonne komórka zwojowa tyrozyna Komórki chromochłonne aminokwasy TH • ułożone w nieregularne skupiska i sznury • wybarwiają się solami chromu • szorstka siateczka, ap. Golgiego • liczne drobne ziarna wydzielnicze z ciemnymi rdzeniami Produkty wydzielnicze komórki chromochłonnej DOPA ER DDC DBH chromograniny proenkefaliny egzocytoza dopamina ATP A, NA chromograniny enkefaliny DBH ATP DBH Golgi DBH chromogr. enkefaliny NA ziarno wydzielnicze PNMT A Enzymy: TH – hydroksylaza tyrozyny DDC – dekarboksylaza DOPA DBH – β-hydroksylaza dopaminy • noradrenalina (NA) jest pochodną tyrozyny i może zostać przekształcona w adrenalinę (A) przez enzym, metylotransferazę (PNMT) • w ziarnie wydzielniczym adrenalina i noradrenalina są związane z białkami - chromograninami Naczynia włosowate kory i rdzenia nadnerczy mają taki sam układ jak komórki. Krew przepływa od torebki poprzez korę do rdzenia. Kora nadnerczy wpływa na czynność rdzenia poprzez naczynia krwionośne: glukokortykoidy produkowane w korze dostają się do rdzenia, gdzie aktywują PNMT i pobudzają konwersję noradrenaliny w adrenalinę 6