3-Endokrynologia-owadow [tryb zgodności]

2016-05-30
Układ Endokrynny Owadów
2
•
Funkcja:
– Kontrola środowiska wewnętrznego poprzez wydzielanie i transport w hemolimfie chemicznych
czynników integrujących – hormonów – przenoszenie informacji między komórkami położonymi w
różnych częściach organizmu
• Hormon – produkt komórek neurosekrecyjnych lub typowych gruczołów
endokrynnych
• Regulacja procesów życiowych:
Wybrane zagadnienia z Fizjologii owadów
–
–
–
–
–
–
–
–
–
ENDOKRYNOLOGIA OWADÓW
Wzrost i różnicowanie organizmu
Linienie
Diapauza
Rozród
Przemiany metaboliczne
Zmiany behawioru
Transport błonowy
Krążenie
Polimorfizm i inne
„Wybrane zagadnienia z fizjologii owadów”
Budowa układu endokrynnego owadów
Corpora Allata CA
3
4
•
•
•
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
„Wybrane zagadnienia z fizjologii owadów”
Mózg
Zwój podprzełykowy
Corpus allatum
Corpus cardiacum
Zwój przedtułowiowy
Zwój śródtułowiowy
Zwój zatułowiowy
Tracheole
Tchawki
•
•
Zakończenia
aksonów z
nervus corporis
allati
Przemysław Grodzicki, Toruń 21 marca 2016
CA otoczone są stosunkowo cienką warstwą
tkanki łącznej (neurylemma) z licznymi
wgłębieniami na powierzchni
Zbudowane są z wielkich parenchymalnych
komórek z jądrami komórkowymi różnego
kształtu.
Komórki parenchymalne maja nieregularne
kształty. Cytoplazma zawiera liczne
pęcherzyki i różne wydzieliny
Komórki są zwykle połączone ze sobą przez
tkankę łączną.
Cechy charakterystyczne komórek
gruczołowych:
• Olbrzymia liczba mitochondriów i
rybosomów
• Wielkie, nieregularnego kształtu jądra
komórkowe i jąderka
• Rozwinięty Aparat Golgiego
„Wybrane zagadnienia z fizjologii owadów”
Gruczoły prothorakalne PG
Corpora Cardiaca CC
5
•
•
•
•
•
•
•
Parzyste narządy zbudowane z kilku
rozgałęzionych grup komórek
neurosekrecyjnych
Wytwarzany jest tu Ekdyzon E
Liczba komórek budujących PG jest różna u
różnych gatunków owadów
Jądra komórkowe są nieregularnego kształtu i
prawie całkowicie wypełniają komórki.
Jądra komórkowe są poliploidalne
Cytoplazma w formie cienkiej warstewki, która
zwiększa swoje rozmiary w okresie największej
aktywności wydzielniczej tych komórek.
W komórce obecne są pęcherzyki
mikropinocytotyczne, które uczestniczą w
sekrecji ekdyzonu do hemolimfy
6
•
•
Zakończenia
aksonów
•
Zewnętrzne komórki neurosekrecyjne
Komórki neurosekrecyjne
W tych narządach ma swoje
zakończenie wiele aksonów
komórek neurosekrecyjnych
Poza zakończeniami nerwowymi
występują tu także komórki
wydzielnicze specyficzne dla tego
organu
Poza akumulacją i neurosekrecją
(organ neurohemalny) CC
wytwarzają swoje własne hormony
Wewnętrzne komórki neurosekrecyjne
1 – nervi corporis cardiaci; 2 – hemocyty; 3 – nervus cardiaco-suboesophagealis;
4 – nervus corporis allati; 5 - mięśnie
„Wybrane zagadnienia z fizjologii owadów”
„Wybrane zagadnienia z fizjologii owadów”
1
2016-05-30
Białka nośnikowe
Hormon juwenilny JH
8
7
•
•
•
•
•
Synteza i uwalnianie zachodzi w CA
Grupa związków o szkielecie
seskwiterpenoidowym
Wyróżnia się kilka form tego
związku (rycina po lewej)
Stan czynnościowy CA zależy od:
• Aktualnego poziomu JH w
hemolimfie
• Aktywności gonad
• Sygnałów nerwowych
• Neuropeptydów, allatropin
Transport JH do hemolimfy – białka
nośnikowe
• Ułatwienie transportu hormonów do układu krążenia
• Zabezpieczenie hormonu przed rozkładem enzymatycznym
• Zabezpieczenie przed gwałtownym obniżeniem stężenia
hormonu w wyniku jego ekskrecji
• Ograniczenie możliwości niespecyficznych wiązań
• Tworzenie zapasu hormonu
• Ułatwienie rozpoznawanie hormonu w miejscach docelowych
„Wybrane zagadnienia z fizjologii owadów”
„Wybrane zagadnienia z fizjologii owadów”
Funkcja hormonu juwenilnego
Hormon juwenilny JH
9
• Tworzenie kutikuli larwalnej i poczwarkowej
• Stymuluje utrzymanie istniejącego stanu larwalnego –
korepresor zespołu genów larwalnych
• Decyduje o występowaniu okresów zahamowania
rozwoju lub diapauzy
• Stymuluje rozwój jajników i syntezę witellogenin w ciele
tłuszczowym
10
•
Ciało tłuszczowe
proliferacja
Model działania JH
• Wniknięcie do komórki
• Utworzenie kompleksu z receptorem
cytoplazmatycznym lub jądrowym
• Hamowanie przez kompleks JH-receptor
jądrowy określonej sekwencji genów –
wpływ na kolejność procesów
zachodzących w komórce
• Regulacja procesu transkrypcji – indukcja
produkcji witellogenin w ciele tłuszczowym
Uwalnianie
witellogeniny
Jajnik
„Wybrane zagadnienia z fizjologii owadów”
Stymulacja rozwoju jajników
oraz syntezy witellogenin
„Wybrane zagadnienia z fizjologii owadów”
Wybrane zagadnienia z Fizjologii owadów
ENDOKRYNOLOGIA OWADÓW
2
2016-05-30
Hormon prothorakotropowy (PTTH)
Hormon wylinkowy
13
• Syntetyzowany przez komórki neurosekrecyjne mózgu. Uwalniany przez
Corpora Cardiaca CC i Corpora Allata CA
• Stymuluje Gruczoły Prothorakalne PG do wydzielania Ekdyzonu E
• Odgrywa rolę w stymulacji i regulacji rozwoju oraz metamorfozy
• Uwalnianie PTTH pod kontrolą:
14
•
•
•
•
– Bodźców środowiskowych
Stymuluje kolejnośc zachowań związanych z linieniem
Produkowany w mózgu; uwalniany przez Corpora Cardiaca
Działa przez
Hormon
wtórny przekaźnik – cAMP
Obniżenie wylinkowy
poziomu endogennych ekdysteroidów:
– Nasilenie syntezy hormonu wylinkowego
– Zwiększenie wrażliwości kutikuli na ten hormon, zwiększenie
rozciągliwości
• Fotoperiod
• Temperatura
– Sygnałów pochodzących ze środowiska wewnętrznego organizmu
• Mechano- i proprioreceptory przekazujące informację przez układ nerwowy i dokrewny
• Nadmiar hormonu wylinkowego:
– Rhodnius – rozciągnięcie ciała poprzez wypełnienie wola pokarmem
– Lucusta, Oncopeltus i Manduca – osiągnięcie krytycznej masy ciała
– Zwrotne hamowanie syntezy w mózgu
– Uwalnianie bursykonu oraz kardioaktywnych enzymów parawisceralnych
– Fotoperiod i temperatura – indukcja lub zahamowanie diapauzy
– Hormon Juwenilny JH – działa zwrotnie jako inhibitor uwalniania PTTH
Zachowanie
przedwylinkowe
„Wybrane zagadnienia z fizjologii owadów”
Degeneracja
mięśni
Aktywacja
Zachowania
dorosłego owada
„Wybrane zagadnienia z fizjologii owadów”
Hormon wylinkowy
Ekdyzon
15
•
•
•
•
16
Stymuluje kolejność zachowań związanych z linieniem
Produkowany w mózgu; uwalniany przez Corpora Cardiaca CA
Działa przez wtórny przekaźnik – cAMP
Obniżenie poziomu endogennych ekdysteroidów:
•
•
– Nasilenie syntezy hormonu wylinkowego
– Zwiększenie wrażliwości kutikuli na ten hormon, zwiększenie
rozciągliwości
•
•
• Nadmiar hormonu wylinkowego:
– Zwrotne hamowanie syntezy w mózgu
– Uwalnianie bursykonu oraz kardioaktywnych enzymów parawisceralnych
„Wybrane zagadnienia z fizjologii owadów”
Hormon produkowany w enocytach
Powstaje w procesie dealkilacji z sitosterolu,
kampasterolu, stigmasterolu, które przekształcają się w
cholesterol
Synteza pod kontrolą PTTH – dodatnie sprzężenie
zwrotne
Ekdysteroidy oddziałują na komórki:
• Ciała tłuszczowego
• Gruczołów ślinowych
• Epidermy jajników
• Dysków imaginalnych
„Wybrane zagadnienia z fizjologii owadów”
Ekdyzon
Hormon diapauzy DH
17
Pochodna cholesterolu
1.
2.
3.
4.
18
Wniknięcie do cytozolu
Utworzenie kompleksu hormon-receptor
Związanie receptora z chromatyną – synteza mRNA
Przejście mRNA do cytoplazmy – synteza białka
Hormon ten pobudza jajniki do produkcji jaj diapauzujących. Między innymi stymuluje przechodzenie z hemolimfy do jajników 3-hydroksynureiny, która
przekształca się w barwnik nadający ciemny kolor diapauzujacym jajom.
„Wybrane zagadnienia z fizjologii owadów”
„Wybrane zagadnienia z fizjologii owadów”
3
2016-05-30
Hormony owadów
19
Hormon stymulujący transport chloru (CTSH) – uwalniany
przez CC – wywołuje zwiększenie transportu chloru
Neurohormon D - Zwiększa częstotliwość i amplitudę
skurczów serca. Stymuluje zmiany zabarwienia kutikuli. Pełni
funkcje osmoregulacyjną. Ma działanie antydiuretyczne.
Proktolina – funkcja neuroprzekaźnika, moduluje pobudliwość
mięśni, wywołuje wolne, stopniowe skurcze mięśni
wzdłużnych
„Wybrane zagadnienia z fizjologii owadów”
4