Gruczoły dokrewne

Typy sygnalizacji międzykomórkowej wykorzystującej hormony
Gruczoły
dokrewne
hormon
naczynie
komórki posiadające
receptory dla hormonu
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)
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
akson
kula
Herringa
ziarno
wydzielnicze
kapilara
1
Dwa szlaki podwzgórze-przysadka:
• małe komórki neurosekretoryczne
duże komórki
(jąder drobnokomórkowych)
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
Hormony (czynniki) uwalniające i hamujące
- produkowane przez komórki jąder
drobnokomórkowych podwzgórza
- pobudzają lub hamują wydzielanie hormonów
przez komórki części gruczołowej przysadki
małe
komórki
neurosekr.
• hormon uwalniający tyreotropinę (TRH)
• hormon uwalniający kortykotropinę (CRH)
• hormon uwalniający somatotropinę (GHRH)
• hormon uwalniający gonadotropiny (GnRH)
• hormon uwalniający prolaktynę (PrRP)
krążenie
wrotne
wyrostek
lejkowaty
płat
przedni
• dopamina (hormon hamujący wydzielanie
prolaktyny, PIH)
• somatostatyna (SRIH, hormon hamujący
wydzielanie somatotropiny i tyreotropiny)
Skupisko zakończeń aksonów komórek
neurosekretorycznych przylegających
do naczyń włosowatych to narząd
neurohemalny
Charakterystyka komórek barwnikochłonnych
Część gruczołowa
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)
Elementy składowe:
• nieregularne sznury
i grupy komórek
• liczne szerokie kapilary
o ścianie okienkowej
KOM. BARWNIKOOPORNE
(b. nieliczne ziarna
lub ich brak)
- KOM. MACIERZYSTE
- KOM. PĘCHERZYKOWOGWIAŹDZISTE
- „WYCZERPANE” KOM.
DOKREWNE
KOM. BARWNIKOCHŁONNE
KWASOCHŁONNE
Klasyfikacja komórek
(liczne ziarna)
części gruczołowej
wynika z obecności
i barwliwości ziarn
wydzielniczych
w komórkach
ZASADOCHŁONNE
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
- SOMATOTROPY
- MAMMOTROPY
- KORTYKOTROPY
- GONADOTROPY
- TYREOTROPY
Komórki dokrewne przysadki można identyfikować immunohistochemicznie…
ACTH
MSH
LPH
endorfiny
Gonadotropy
250-300 nm
FSH, LH
Tyreotropy
120-200 nm
TSH
... i w mikroskopie elektronowym (różnice w wyposażeniu
cytoplazmatycznym i w wielkości ziarn)
somatotropy
kortykotropy
gonadotropy
mammotropy
T-tyreotrop, G-gonadotrop, C-kortykotrop, S-somatotrop, F-okienka w kapilarach
2
Rozmieszczenie komórek w części
gruczołowej:
Część nerwowa nie produkuje hormonów
- w wyrostku lejkowatym hormony produkowane przez komórki neurosekretoryczne
podwzgórza: oksytocyna i wazopresyna
(ADH) są uwalniane z zakończeń aksonów
do naczyń
• część obwodowa: wszystkie typy komórek
• część pośrednia: chromofoby i komórki
zasadochłonne, u człowieka ulega redukcji,
występują tu duże cysty (Rathkego)
wypełnione koloidem (bogatobiałkowy płyn)
Elementy składowe:
• aksony komórek neurosekretorycznych
• pituicyty (odmiana astrocytów)
• naczynia włosowate
• część guzowa: bogata sieć naczyniowa
(naczynia wrotne), chromofoby i mało aktywne
komórki zasadochłonne
Oś podwzgórzowo-przysadkowa reguluje czynność wielu narządów
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
Etapy produkcji hormonów tarczycowych T3 i T4:
TSH związany
z receptorami
(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
3
Komórki C (okołopęcherzykowe) leżą pomiędzy tyreocytami a blaszką
podstawną, zawierają liczne ziarna wydzielnicze i produkują kalcytoninę
kalcytonina
aktywna
aktywna
Komórki pęcherzykowe tarczycy
spoczynkowa
Nadnercze rozwija się z dwóch odrębnych zawiązków,
różnicujących się w korę i rdzeń gruczołu
Kora nadnerczy ma trzy warstwy o różnym
układzie komórek i naczyń włosowatych
torebka
warstwa kłębkowata
(gniazda)
KORA
RDZEŃ
warstwa pasmowata
(sznury)
KORA
warstwa siatkowata
(ukł. nieregularny)
Komórki kory nadnerczy produkują hormony steroidowe
Wszystkie komórki produkujące
hormony steroidowe (komórki
steroidogenne) mają podobne cechy:
• obfita gładka siateczka
(synteza steroidów)
• mitochondria z tubularnymi
grzebieniami (końcowe etapy
syntezy steroidów)
• krople lipidowe
Komórki różnych warstw kory produkują różne hormony
warstwa kłębkowata
Małe komórki
z nielicznymi kroplami
lipidowymi
mineralokortykosteroidy
(np. aldosteron)
warstwa pasmowata
Duże, jasne komórki
z licznymi kroplami
lipidowymi
glikokortykosteroidy
(np. kortyzol,
kortykosteron)
warstwa siatkowata
Małe, kwasochłonne
komórki z ziarnami
lipofuscyny
androgeny nadnerczowe
(głównie dehydroepiandrosteron - DHEA)
4
Wysepki trzustkowe (Langerhansa): grupy komórek dokrewnych
produkujących hormony białkowe
Rdzeń nadnerczy
Elementy składowe:
• komórki chromochłonne:
barwią się solami chromu, produkują
adrenalinę i noradrenalinę
• komórki nerwowe (kom. zwojowe
układu sympatycznego)
• naczynia krwionośne (kapilary
i liczne żyły)
kom. chromochłonne
komórka zwojowa
Wysepki trzustkowe zlokalizowane są na terenie zrazików
trzustkowych pomiędzy komórkami części zewnątrzwydzielniczej
Elementy składowe wysepki:
• komórki dokrewne
• kapilary okienkowe
• włókna nerwowe
Komórki dokrewne:
• szorstka siateczka
• aparat Golgiego
• liczne ziarna wydzielnicze
Typy komórek można identyfikować immunohistochemicznie...
B
D
A
Komórki dokrewne wysepek trzustkowych
Typ
%
A (alfa)
B (beta)
D (delta)
PP
10-35
55-80
5-7
0,5-2
Lokalizacja
w wysepce *
Produkowany
hormon
obwodowa
centralna
rozproszona
rozproszona
glukagon
insulina
somatostatyna
polipeptyd trzustkowy
* u zwierząt, u człowieka wszystkie komórki są rozproszone
5
Cztery przytarczyce o budowie zrazikowej leżą
w torebce otaczającej tarczycę
A
B
... lub w mikroskopie
elektronowym, z uwagi
na różną wielkość
i obraz ziarn
wydzielniczych
D
PP
Charakterystyka ziarn:
Komórka A :
250 nm, okrągły ciemny rdzeń, wąskie „halo”
Komórka B:
300 nm, nieregularny ciemny rdzeń, szerokie „halo”
Komórka D:
350 nm, jaśniejsza zawartość, bez rdzenia
Komórka PP:
150 nm, ciemna zawartość, bez rdzenia
Komórki główne:
Elementy składowe:
• komórki główne (dokrewne)
• komórki oksyfilne
• grupy adipocytów
• kapilary okienkowe
a. ciemne (aktywne)
• bardzo małe (6-8 um)
• siateczka szorstka,
ap. Golgiego, ziarna
wydzielnicze
• hormon produkowany:
parathormon (PTH)
b. jasne (nieaktywne)
• mniej siateczki i ap. Golg.
• duże skupiska glikogenu
Komórki oksyfilne:
• większe (10-15 um)
• silnie kwasochłonne
• bardzo dużo mitochondriów
• są to degenerujące komórki,
główne
Szyszynka rozwija się z tkanki nerwowej
Szyszynka jest
uwypukleniem międzymózgowia pełniącym
funkcję wydzielniczą
(dokrewną). Stąd jej
komórki są zmodyfikowanymi neuronami lub
komórkami neurogleju
Tkanka łączna opony miękkiej tworzy
torebkę szyszynki i niekompletne
przegrody dzielące miąższ na zraziki
6
Elementy składowe zrazika szyszynki:
• pinealocyty (komórki dokrewne)
• komórki śródmiąższowe (zmodyfikowane
astrocyty)
• kapilary okienkowe
• piasek szyszynkowy - złogi mineralne
fosforanów i węglanów wapnia, ich ilość
wzrasta z wiekiem
Pinealocyty (przekształcone kom. nerwowe)
• wypustki dochodzące do kapilarów
• siateczka szorstka, ap. Golgiego, ziarna wydzielnicze, „wstążki synaptyczne”
• białka błonowe charakterystyczne dla fotoreceptorów
• w pobliżu: zakończenia włókien nerwowych układu współczulnego
System rozproszonych komórek dokrewnych (DNES)
System DNES (diffuse neuroendocrine system) obejmuje komórki dokrewne
o podobnym pochodzeniu, strukturze, metabolizmie i charakterze chemicznym
produkowanych hormonów. Komórki te mogą wchodzić w skład niektórych
gruczołów dokrewnych, albo mogą się znajdować w nabłonkach i gruczołach
zewnątrzwydzielniczych różnych układów.
• pochodzenie: ektoderma
zaprogramowana w kierunku nerwowym
• hormony: peptydy i aminy biogenne
Główny hormon:
• melatonina (amina biogenna),
• jest transportowana wewnątrz
wypustek i uwalniana w pobliżu
naczyń.
Melatonina steruje rytmami
organizmu:
• okołodobowym
• rocznym (sezonowym)
Bodźce nerwowe generowane w
siatkówce oka pod wpływem światła,
docierają ostatecznie do szyszynki
włóknami układu współczulnego.
Noradrenalina (neuroprzekaźnik) hamuje
syntezę melatoniny, która produkowana
jest głównie w ciemności.
Melatonina działa m.in. na podwzgórze,
hamując wydzielanie hormonu
uwalniającego gonadotropiny (GnRH)
• metabolizm:
- produkują aminy biogenne
(adrenalina, noradrenalina,
dopamina, serotonina, melatonina)
- pobierają ich prekursory
- przekształcają prekursory
w aminy biogenne (dekarboksylacja)
- zawierają enzymy charakterystyczne
dla neuronów (AChE, NSE)
- syntetyzują peptydy
• morfologia i ultrastruktura:
- liczne ziarna wydzielnicze
- szorstka siateczka, wolne rybosomy, Golgi
- rozbudowany cytoszkielet
- w nabłonkach: odwrócona polaryzacja
(ziarna wydzielnicze przypodstawnie),
typy: otwarty
i zamknięty
Powiązania pomiędzy systemem DNES a układem nerwowym
•
•
•
•
podobne pochodzenie
te same produkty wydzielnicze (niektóre aminy i peptydy są
również neuroprzekaźnikami, np. noradrenalina, dopamina, CGRP,
VIP, substancja P)
komórki obu układów zawierają enzymy charakterystyczne dla
neuronów
te same komórki mogą należeć do obu układów (komórki
neurosekretoryczne podwzgórza, pinealocyty)
7
Klasyfikacja komórek systemu DNES
Centralne:
• komórki neurosekretoryczne
podwzgórza
• pinealocyty
• komórki dokrewne przysadki
Obwodowe:
• komórki
• komórki
• komórki
• komórki
C (tarczyca)
główne (przytarczyce)
A, B, D, PP (wysepki trzustkowe)
chromochłonne (rdzeń nadnerczy)
• komórki
• komórki
• komórki
• komórki
• komórki
dokrewne
dokrewne
dokrewne
dokrewne
Merkla
cewy pokarmowej
dróg oddechowych
dróg moczowych*
dróg rozrodczych*
*b. nieliczne
8