UKŁAD DOKREWNY

Typy sygnalizacji międzykomórkowej wykorzystującej hormony
hormon
naczynie
komórki posiadające
receptory dla hormonu
UKŁAD DOKREWNY
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
Hormony (czynniki) uwalniające i hamujące
Dwa szlaki podwzgórze-przysadka:
• 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.
pobudzają lub hamują wydzielanie hormonów przez komórki
części gruczołowej przysadki
• hormon
• hormon
• hormon
• hormon
• hormon
krążenie
wrotne
płat
przedni
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)
wyrostek
lejkowaty
Skupisko zakończeń aksonów komórek
neurosekretorycznych przylegających
do naczyń włosowatych to narząd
neurohemalny
Charakterystyka komórek barwnikochłonnych
Elementy składowe
części gruczołowej:
Kwasochłonne: obfita szorstka siateczka, ap. Golgiego
(produkują hormony białkowe)
Zasadochłonne: ap. Golgiego, mniej siateczki szorstkiej
(produkują hormony glikoproteidowe)
• nieregularne sznury
i grupy komórek
• liczne szerokie kapilary
(zatokowe) o ścianie
okienkowej
Klasyfikacja komórek
części gruczołowej
wynika z obecności
i barwliwości ziarn
wydzielniczych
w komórkach
KOM. BARWNIKOOPORNE - KOM. MACIERZYSTE
(b. nieliczne ziarna
- KOM. PODPOROWE (PĘCHERZYlub ich brak)
KOWO-GWIAŹDZISTE)
- „WYCZERPANE” KOM.
DOKREWNE
KOM. BARWNIKOCHŁONNE
(liczne ziarna)
KWASOCHŁONNE
- SOMATOTROPY
- MAMMOTROPY
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
- KORTYKOTROPY
- GONADOTROPY
- TYREOTROPY
ACTH
MSH
LPH
endorfiny
Gonadotropy
250-300 nm
FSH, LH
Tyreotropy
120-200 nm
TSH
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
2
Rozmieszczenie komórek w części gruczołowej:
• część obwodowa: wszystkie typy komórek
• część pośrednia: chromofoby i komórki
zasadochłonne początkowo produkujące
płodowy MSH, a potem ACTH i LPH;
u człowieka ulega redukcji, występują tu
cysty (Rathkego) wypełnione koloidem
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.
• 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
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/
walcowatych komórek dokrewnych
(pęcherzykowych)
• komórki C
• blaszka podstawna
Pomiędzy pęcherzykami:
• naczynia włosowate
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
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
3
aktywna
Dlaczego w tarczycy są jednostki wydzielnicze (pęcherzyki)?
aktywna
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.
Komórki pęcherzykowe
spoczynkowa
Komórki C (okołopęcherzykowe) leżą pomiędzy komórkami pęcherzykowymi,
a blaszką podstawną, zawierają liczne ziarna wydzielnicze i produkują kalcytoninę
Cztery przytarczyce o budowie zrazikowej leżą w torebce
otaczającej tarczycę
Komórki główne:
Elementy składowe:
• komórki główne
• komórki oksyfilne
• grupy adipocytów
• kapilary okienkowe
a. ciemne (aktywne)
• bardzo małe (6-8 um)
• siateczka szorstka,
ap. Golgiego, ziarna
wydzielnicze
• ziarna lipofuscyny
• hormon produkowany:
parathormon (PTH)
b. jasne (nieaktywne)
• mniej siateczki i ap. Golgiego
• skupiska glikogenu
4
Wysepki trzustkowe (Langerhansa): grupy komórek dokrewnych
produkujących hormony białkowe
Komórki oksyfilne:
• większe (10-15 um)
• silnie kwasochłonne
• bardzo dużo mitochondriów
• są to degenerujące komórki,
główne (mogą wydzielać
niewielkie ilości PTH)
• sa odmianą onkocytów
Elementy składowe:
• komórki dokrewne
• kapilary okienkowe
• włókna nerwowe
Typy komórek dokrewnych
wysepek trzustkowych
Komórki dokrewne:
• szorstka siateczka
• aparat Golgiego
• liczne ziarna wydzielnicze
Typ
%
Lokalizacja
w wysepce*
Produkowany
hormon
A (alfa)
B (beta)
D (delta)
PP
10-35
55-80
5-7
0,5-2
obwodowa
centralna
rozproszona
rozproszona
glukagon
insulina
somatostatyna
polipeptyd trzustkowy
*u zwierząt, u człowieka wszystkie komórki są rozproszone
Typy komórek można identyfikować immunohistochemicznie...
B
A
D
A
B
... lub w mikroskopie
electronowym, z uwagi
na różną wielkość
i morfologię 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:
180 nm, ciemna zawartość, bez rdzenia
5
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 nadnercza 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
mineralokortykoidy
(np. aldosteron)
warstwa pasmowata
Duże, jasne komórki
z licznymi kroplami
lipidowymi
glukokortykoidy
(np. hydrokortyzon,
kortykosteron)
warstwa siatkowata
Małe, kwasochłonne
komórki z ziarnami
lipofuscyny
androgeny nadnerczowe
(głównie dehydroepiandrosteron - DHEA)
Rdzeń nadnerczy
Glukokortykoidy mają silne działanie przeciwzapalne –
tzw. steroidowe leki przeciwzapalne należą właśnie do tej grupy
Elementy składowe:
• komórki chromochłonne:
produkują adrenalinę
i noradrenalinę
• komórki zwojowe (sympatyczne)
• naczynia krwionośne (kapilary
i liczne żyły)
kom. chromochłonne
komórka zwojowa
6
Komórki chromochłonne
• wybarwiają się solami
chromu
• szorstka siateczka,
ap. Golgiego
• liczne drobne ziarna
wydzielnicze z ciemnymi
rdzeniami
Kora nadnerczy wpływa
na czynność rdzenia poprzez
naczynia krwionośne:
glukokortykoidy produkowane
w korze dostają się do rdzenia,
gdzie pobudzają konwersję
noradrenaliny w adrenalinę
Komórki dokrewne gonad
produkują hormony steroidowe
Jądro - komórki Leydiga to typowe
komórki steroidogenne, cecha
szczególna – kryształki Reinkego
Komórki dokrewne jajnika i produkowane przez nie hormony:
• komórki pęcherzykowe (warstwy ziarnistej)
• komórki osłonki wewnętrznej pęcherzyka
• komórki ziarnisto-luteinowe ciałka żółtego
• komórki osłonkowo-luteinowe ciałka żółtego
• komórki śródmiąższowe
• komórki wnękowe (rzadkie, w zrębie
wnęki jajnika, podobne do komórek
Leydiga w jądrze)
* mogą być aromatyzowane
do estrogenów
produkują: testosteron
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.
estrogeny
androgeny*
progesteron, estrogeny
progesteron
androgeny*
androgeny
• morfologia i ultrastruktura:
- liczne ziarna wydzielnicze
- szorstka siateczka, wolne rybosomy, Golgi
- rozbudowany cytoszkielet
- w nabłonkach: odwrócona polaryzacja,
typy otwarty i zamknięty
• pochodzenie: ektoderma
zaprogramowana w kierunku nerwowym
• hormony: peptydy i aminy biogenne
• 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
7
Klasyfikacja komórek systemu DNES
Centralne:
• komórki neurosekretoryczne
podwzgórza
• pinealocyty (kom. dokrewne szyszynki)
• komórki dokrewne przysadki
Obwodowe:
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)
• 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