UKŁAD DOKREWNY (Cz. I)

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)
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
Kwasochłonne: obfita szorstka siateczka, ap. Golgiego
(produkują hormony białkowe)
Zasadochłonne: ap. Golgiego, mniej siateczki szorstkiej
(produkują hormony glikoproteidowe,
wpływające na aktywność 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 podwzgórzowoprzysadkowa
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
nadnercze
nerka
Oksytocyna
tarczyca
W narządzie neurohemalnym wyrostka
lejkowatego
wypustki pituicytów
regulują dostęp
zakończeń aksonów
do naczyń.
macica
jądro
STH
Prolaktyna
gr. mlekowy
jajnik
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
torebka
warstwa kłębkowata
(gniazda)
Wszystkie komórki produkujące
hormony steroidowe (komórki
steroidogenne) mają podobne cechy:
warstwa pasmowata
(sznury)
• obfita gładka siateczka
(synteza steroidów)
• mitochondria z tubularnymi
grzebieniami (końcowe etapy
syntezy steroidów)
• krople lipidowe
warstwa siatkowata
(ukł. nieregularny)
rdzeń
Komórki różnych warstw kory produkują różne hormony
Nadnercze płodowe (15 tyg.)
warstwa kłębkowata
Małe komórki
z nielicznymi kroplami
lipidowymi
warstwa „dojrzała”
(nieaktywna)
mineralokortykoidy
(np. aldosteron)
warstwa pasmowata
Duże, jasne komórki
z licznymi kroplami
lipidowymi
warstwa płodowa
glukokortykoidy
(np. hydrokortyzon,
kortykosteron)
warstwa siatkowata
Małe, kwasochłonne
komórki z ziarnami
lipofuscyny
androgeny nadnerczowe
(głównie dehydroepiandrosteron - DHEA)
tworzący się rdzeń
Komórki warstwy płodowej wytwarzają DHEA, który przechodzi do łożyska
i tam jest substratem do produkcji estrogenów
5
Rdzeń nadnerczy
Komórki chromochłonne
• ułożone w nieregularne
skupiska i sznury
• wybarwiają się solami
chromu
• szorstka siateczka,
ap. Golgiego
• liczne drobne ziarna
wydzielnicze z ciemnymi
rdzeniami
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
aminokwasy
TH
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
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
• 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
6