UKŁAD DOKREWNY. Typy sygnalizacji międzykomórkowej wykorzystującej hormony. parakrynowa. autokrynowa. endokrynowa (dokrewna) dalekiego zasięgu

Transkrypt

1 Typy sygnalizacji międzykomórkowej wykorzystującej hormony komórki posiadające hormon naczynie receptory dla hormonu UKŁAD DOKREWNY endokrynowa (dokrewna) dalekiego zasięgu parakrynowa lokalna autokrynowa 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 międzymózgowie kieszonka Rathkego wyniosłość pośr. szypuła wyrostek lejkowaty część guzowa część obwodowa 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 Rozmieszczenie obszarów przysadki u zwierząt wyrostek lejkowaty cz. obwodowa (1) i guzowa (4) cz. pośrednia krowa koń owca cz. nerwowa świnia pies kot 1

2 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 ziarno wydzielnicze kula Herringa Dwa szlaki podwzgórze-przysadka: małe komórki neurosekretoryczne (jąder drobnokomórkowych) duże komórki produkują czynniki (hormony) neurosekretoryczne 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 krążenie wrotne płat przedni małe komórki neurosekr. wyniosłość pośrodkowa wyrostek lejkowaty kapilara Hormony (czynniki) uwalniające i hamujące pobudzają lub hamują wydzielanie hormonów przez komórki części gruczołowej przysadki Część gruczołowa przysadki hormon uwalniający tyreotropinę (TRH) hormon uwalniający kortykotropinę (CRH) hormon uwalniający somatotropinę (GHRH, SRH) hormon uwalniający gonadotropiny (GnRH) hormon uwalniający prolaktynę (PrRP) dopamina (hormon hamujący wydzielanie prolaktyny, PIF) somatostatyna (hormon hamujący wydzielanie somatotropiny i tyreotropiny) 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. PĘCHERZYKOWOlub ich brak) GWIAŹDZISTE) - WYCZERPANE KOM. DOKREWNE KOM. BARWNIKOCHŁONNE (liczne ziarna) KWASOCHŁONNE - SOMATOTROPY - MAMMOTROPY ZASADOCHŁONNE - KORTYKOTROPY - GONADOTROPY - TYREOTROPY Charakterystyka komórek barwnikochłonnych Komórki dokrewne przysadki można identyfikować immunohistochemicznie szorstka siateczka, aparat Golgiego, ziarna wydzielnicze produkują hormony białkowe/glikoproteidowe komórki zasadochłonne produkują hormony wpływające na aktywność wydzielniczą innych gruczołów dokrewnych Typ komórki Somatotropy Wielkość ziarn nm Produkowane hormony GH (STH) Mammotropy Kortykotropy Gonadotropy nieaktywne 200 nm aktywne nm nm nm PRL ACTH POMC MSH LPH endorfiny FSH, LH somatotropy kortykotropy gonadotropy mammotropy Tyreotropy nm TSH 2

3 ... i w mikroskopie elektronowym (różnice w wyposażeniu cytoplazmatycznym i w wielkości ziarn) Rozmieszczenie komórek w części gruczołowej: część obwodowa: wszystkie typy komórek SOMATOTROP GONADOTROP część pośrednia: chromofoby i komórki zasadochłonne produkujące MSH i LPH; występuje tu szczelina lub jamki (cysty) wypełnione koloidem (pozostałość po kieszonce Rathkego) KORTYKOTROP MAMMOTOTROP część guzowa: bogata sieć naczyniowa (naczynia wrotne), chromofoby i mało aktywne komórki zasadochłonne, produkujące śladowe ilości ACTH, FSH i LH Część nerwowa nie produkuje hormonów - w wyrostku lejkowatym hormony produkowane przez komórki neurosekretoryczne podwzgórza (oksytocyna i ADH) są uwalniane do naczyń Oś podwzgórzowoprzysadkowa reguluje czynność wielu narządów aksony komórek neurosekretorycznych pituicyty (odmiana astrocytów) naczynia włosowate nadnercze nerka Oksytocyna W wyrostku lejkowatym wypustki pituicytów regulują dostęp zakończeń aksonów do naczyń. tarczyca jądro Prolaktyna STH macica gr. mlekowy jajnik Tarczyca ma budowę zrazikową i w odróżnieniu od innych gruczołów dokrewnych składa się z jednostek wydzielniczych: pęcherzyków tarczycowych wypełnionych bogatobiałkowym koloidem Gruczolaki przysadki, uciskając skrzyżowanie nerwu wzrokowego, mogą powodować ślepotę. Guzy części nerwowej poprzez wpływ na wydzielanie ADH powodują zaburzenia funkcji nerek i równowagi wodno-jonowej 3

4 Pęcherzyk tarczycowy koloid jedna warstwa sześciennych komórek dokrewnych (komórek pęcherzykowych = tyreocytów) komórki C blaszka podstawna Pomiędzy pęcherzykami: naczynia włosowate delikatna tkanka łączna koloid egzocytoza pęcherzyk wydzielniczy synteza tyreoglobuliny i tyreoperoksydazy magazynowanie tyreoglobuliny aminokwasy jodowanie tyreoglobuliny utlenianie anion jodkowy pęch. hydrolazowe Etapy produkcji hormonów tarczycowych T3 i T4: endocytoza TSH związany z receptorami trawienie jodowanej tyreoglobuliny w lizosomach (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 - T3 i T4 do cytoplazmy i dalej, przez błonę komórkową do otaczających pęcherzyk naczyń (faza resorbcyjna) Fazy wydzielnicza i resorbcyjna mogą w komórce pęcherzykowej zachodzić jednocześnie aktywna Dlaczego w tarczycy są jednostki wydzielnicze (pęcherzyki)? aktywna Komórki pęcherzykowe spoczynkowa Środkowe etapy produkcji hormonów (jodowanie tyreoglobuliny, sprzęganie jodowanych reszt tyrozynowych) odbywają się w przestrzeni międzykomórkowej (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 C (okołopęcherzykowe) leżą pomiędzy tyreocytami a blaszką podstawną, zawierają liczne ziarna wydzielnicze i produkują kalcytoninę Nadczynność tarczycy jest stosunkowo częsta u kotów, zwłaszcza starszych. Zwierzę dużo je, ale często wymiotuje i chudnie. Niekiedy można wyczuć powiększoną tarczycę (wole). 4

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 nadnerczy produkują hormony steroidowe Komórki różnych warstw kory produkują różne hormony 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 warstwa kłębkowata warstwa pasmowata warstwa siatkowata Małe komórki z nielicznymi kroplami lipidowymi mineralokortykosteroidy (np. aldosteron) Duże, jasne komórki z licznymi kroplami lipidowymi glukokortykosteroidy (np. hydrokortyzon, kortykosteron) 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 komórki chromochłonne: produkują adrenalinę i noradrenalinę komórki nerwowe (kom. zwojowe układu sympatycznego) naczynia krwionośne (kapilary i liczne żyły) kom. chromochłonne komórka zwojowa 5

6 Komórki chromochłonne Naczynia włosowate kory i rdzenia nadnerczy mają taki sam układ jak komórki. Krew przepływa od torebki poprzez korę do rdzenia. ułożone w nieregularne skupiska i sznury wybarwiają się solami chromu szorstka siateczka, ap. Golgiego liczne drobne ziarna wydzielnicze z ciemnymi rdzeniami produkują noradrenalinę, częściowo przekształcają ją w adrenalinę, produkują również białka wiążące te hormony (chromograniny) Kora nadnerczy wpływa na czynność rdzenia poprzez naczynia krwionośne: glukokortykosteroidy produkowane w korze dostają się z krwią do rdzenia, gdzie pobudzają konwersję noradrenaliny w adrenalinę Wysepki trzustkowe (Langerhansa): grupy komórek dokrewnych produkujących hormony białkowe komórki dokrewne kapilary okienkowe włókna nerwowe Komórki dokrewne: szorstka siateczka aparat Golgiego liczne ziarna wydzielnicze Typy komórek można identyfikować immunohistochemicznie... B D A Typy komórek dokrewnych wysepek trzustkowych Typ % Lokalizacja w wysepce Produkowany hormon A (alfa) B (beta) D (delta) PP ,5-2 obwodowa centralna rozproszona rozproszona glukagon insulina somatostatyna polipeptyd trzustkowy 6

7 A B... lub w mikroskopie electronowym, z uwagi na różną wielkość i morfologię ziarn wydzielniczych D PP Cukrzyca jest dość częstą chorobą psów. Powoduje ją degeneracja i zwłóknienie trzustki, obejmujące również wysepki trzustkowe. 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 Przytarczyce o budowie zrazikowej leżą w torebce otaczającej tarczycę komórki główne (dokrewne) komórki oksyfilne grupy adipocytów kapilary okienkowe Komórki główne: a. ciemne (aktywne) bardzo małe (6-8 um) siateczka szorstka, ap. Golgiego, ziarna wydzielnicze hormon produkowany: parathormon (PTH) Komórki oksyfilne: większe (10-15 um) silnie kwasochłonne bardzo dużo mitochondriów są to degenerujące komórki, główne są odmianą onkocytów b. jasne (nieaktywne) mniej siateczki i ap. Golgiego duże skupiska glikogenu ziarna lipofuscyny 7

8 Szyszynka rozwija się z tkanki nerwowej Szyszynka jest uwypukleniem międzymózgowia pełniącym funkcję wydzielniczą (dokrewną). Stąd jej komórki są zmodyfikowanymi neuronami lub komórkami neurogleju. Tk. łączna opony miękkiej tworzy torebkę szyszynki i niekompletne przegrody dzielące miąższ na zraziki Elementy składowe zrazika: pinealocyty (komórki dokrewne) komórki śródmiąższowe (zmodyfikowane astrocyty) kapilary okienkowe piasek szyszynkowy (złogi mineralne) regulacja kapilara synteza zakończenia wypustek pinealocytów transport Pinealocyty wypustki dochodzące do kapilarów siateczka szorstka, ap. Golgiego, ziarna wydzielnicze, wstążki synaptyczne białka błonowe charakterystyczne dla fotoreceptorów zakończenia włókien nerwowych układu sympatycznego Główne produkty wydzielnicze: melatonina (amina biogenna) serotonina (substrat dla syntezy melatoniny), dopamina peptydy (somatostatyna, VIP) są transportowane wewnątrz wypustek i uwalniane w pobliżu naczyń egzocytoza Piasek szyszynkowy (corpora arenacea) to niewielkie ziarna zbudowane z fosforanów i węglanów wapnia, obecne w miąższu pomiędzy komórkami i w tkance łącznej. Ich liczba wzrasta z wiekiem. Bodźce nerwowe generowane w siatkówce pod wpływem światła, docierają do szyszynki włóknami układu sympatycznego. Neuroprzekaźnik (NA) hamuje syntezę melatoniny, która produkowana jest głównie w ciemności. szyszynka światło oko Melatonina steruje rytmami organizmu: okołodobowym rocznym (sezonowym) drogi nerwowe układu Melatonina działa m.in. na podwzgórze, hamując przysadka wydzielanie hormonu uwalniającego gonadotropiny sympatycznego 8

9 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. 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 Klasyfikacja komórek systemu DNES Centralne: komórki neurosekretoryczne podwzgórza pinealocyty komórki dokrewne przysadki 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) Obwodowe: komórki C (tarczyca) komórki główne (przytarczyce) komórki A, B, D, PP (wysepki trzustkowe) komórki chromochłonne (rdzeń nadnerczy) komórki dokrewne cewy pokarmowej komórki dokrewne dróg oddechowych komórki dokrewne dróg moczowych* komórki dokrewne dróg rozrodczych* komórki Merkla *b. nieliczne 9