Gruczoły dokrewne Typy sygnalizacji międzykomórkowej wykorzystującej hormony Charakter chemiczny hormonów: peptydy/białka pochodne aminokwasów: - aminy (np. adrenalina) - hormony tarczycy (T3 i T4) steroidy (pochodne cholesterolu) adrenalina tyroksyna (T4) 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 Część gruczołowa przysadki: część obwodowa (dalsza, płat przedni) część pośrednia część guzowa Część nerwowa przysadki: szypuła lejka 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. 1
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. Skupisko zakończeń aksonów komórek neurosekretorycznych przylegających do naczyń włosowatych to narząd neurohemalny. krążenie wrotne płat przedni małe komórki neurosekr. wyrostek lejkowaty Hormony (czynniki) uwalniające i hamujące - produkowane przez komórki jąder drobnokomórkowych podwzgórza - pobudzają lub hamują wydzielanie hormonów przez komórki części gruczołowej przysadki - docierają do części gruczołowej przysadki naczyniami krążenia wrotnego HORMONY UWALNIAJĄCE (RELEASING HORMONES) hormon uwalniający tyreotropinę (TRH) hormon uwalniający kortykotropinę (CRH) hormon uwalniający somatotropinę (GHRH) hormon uwalniający gonadotropiny (GnRH) hormon uwalniający prolaktynę (PrRH) HORMONY HAMUJĄCE (INHIBITING HORMONES) dopamina (hormon hamujący wydzielanie prolaktyny, PIH) somatostatyna (SRIH, hormon hamujący wydzielanie somatotropiny i tyreotropiny) Część gruczołowa przysadki Elementy składowe: nieregularne sznury i grupy komórek liczne szerokie kapilary 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 Kwasochłonne Zasadochłonne Charakterystyka komórek barwnikochłonnych 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 Somatotropy Mammotropy Kortykotropy Gonadotropy Tyreotropy Wielkość ziarn 300-400 nm nieaktywne 200 nm aktywne 600-900 nm 400-500 nm 250-300 nm 120-200 nm Produkowane hormony GH (STH) PRL ACTH POMC MSH LPH endorfiny FSH, LH TSH Komórki dokrewne przysadki można identyfikować immunohistochemicznie... 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 obwodowa: wszystkie typy komórek Część nerwowa nie produkuje hormonów - w wyrostku lejkowatym hormony produkowane przez komórki neurosekretoryczne podwzgórza: oksytocyna i wazopresyna (ADH) są uwalniane do naczyń w narządzie neurohemalnym Elementy składowe: aksony komórek neurosekretorycznych pituicyty (odmiana astrocytów) naczynia włosowate nagromadzenie ziaren w aksonach kule Herringa część pośrednia: chromofoby i komórki zasadochłonne, u człowieka ulega redukcji, występują tu duże cysty (Rathkego) wypełnione koloidem (bogatobiałkowy płyn) 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 Etapy produkcji hormonów tarczycy Pomiędzy pęcherzykami: naczynia włosowate delikatna tkanka łączna (1) w komórkach pęcherzykowych: synteza i wydzielanie białka 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 aktywna aktywna Komórki pęcherzykowe tarczycy kalcytonina spoczynkowa Nadnercze rozwija się z dwóch odrębnych zawiązków, różnicujących się w korę i rdzeń gruczołu Kora nadnerczy ma trzy warstwy (kłębkowata, pasmowata, siatkowata) o różnym układzie komórek i naczyń włosowatych KORA RDZEŃ KORA 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 4
Komórki różnych warstw kory produkują różne hormony Rdzeń nadnerczy warstwa kłębkowata małe komórki z nielicznymi kroplami lipidowymi mineralokortykosteroidy (np. aldosteron) warstwa pasmowata warstwa siatkowata duże, jasne komórki z licznymi kroplami lipidowymi glikokortykosteroidy (np. kortyzol, kortykosteron) małe, kwasochłonne komórki z ziarnami lipofuscyny androgeny nadnerczowe (głównie dehydroepiandrosteron - DHEA) Elementy składowe: komórki chromochłonne: barwią się solami chromu, produkują adrenalinę i noradrenalinę komórki nerwowe (kom. zwojowe układu sympatycznego) naczynia krwionośne (kapilary i liczne żyły) aminokwasy ER Golgi DBH chromograniny proenkefaliny DBH chromogr. enkefaliny ATP ziarno wydzielnicze DOPA dopamina NA tyrozyna 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 DDC DBH PNMT TH A egzocytoza Produkty wydzielnicze komórki chromochłonnej A, NA chromograniny enkefaliny DBH ATP Enzymy: TH hydroksylaza tyrozyny DDC dekarboksylaza DOPA DBH β-hydroksylaza dopaminy PNMT metylotransferaza 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: glikokortykosteroidy produkowane w korze dostają się do rdzenia, gdzie aktywują metylotransferazę i pobudzają konwersję noradrenaliny w adrenalinę. Nadnercze płodowe warstwa płodowa produkuje DHEA-S będący prekursorem dla estrogenów wytwarzanych w łożysku jednostka płodowo-łożyskowa Wysepki trzustkowe (Langerhansa): grupy komórek dokrewnych produkujących hormony białkowe Wysepki trzustkowe zlokalizowane są na terenie zrazików trzustkowych pomiędzy komórkami części zewnątrzwydzielniczej 5
Elementy składowe wysepki: komórki dokrewne kapilary okienkowe włókna nerwowe Komórki dokrewne wysepek trzustkowych Typ Komórki dokrewne: szorstka siateczka aparat Golgiego liczne ziarna wydzielnicze % Lokalizacja w wysepce * Produkowany hormon Alfa (A) 10-35 obwodowa glukagon Beta (B) Delta (D) PP 55-80 5-7 0,5-2 centralna rozproszona rozproszona 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 elektronowym, z uwagi na różną wielkość i obraz ziarn wydzielniczych D PP Charakterystyka ziarn: Komórka alfa : 250 nm, okrągły ciemny rdzeń, wąskie halo Komórka beta: 300 nm, nieregularny ciemny rdzeń, szerokie halo Komórka delta: 350 nm, jaśniejsza zawartość, bez rdzenia Komórka PP: 150 nm, ciemna zawartość, bez rdzenia Cztery przytarczyce o budowie zrazikowej leżą w torebce otaczającej tarczycę Elementy składowe: komórki główne (dokrewne) komórki oksyfilne grupy adipocytów kapilary okienkowe 6
Komórki główne: Komórki oksyfilne: a. ciemne (aktywne) bardzo małe (6-8 um) siateczka szorstka, ap. Golgiego, ziarna wydzielnicze hormon produkowany: parathormon (PTH) większe (10-15 um) silnie kwasochłonne bardzo dużo mitochondriów są to degenerujące komórki główne b. jasne (nieaktywne) mniej siateczki i ap. Golg. duże skupiska glikogenu 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 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 Główny hormon: melatonina (amina biogenna), jest transportowana wewnątrz wypustek i uwalniana w pobliżu naczyń. 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 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) 7
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 (zwykle elektronowo gęste) - szorstka siateczka, wolne rybosomy, Golgi - rozbudowany cytoszkielet - w nabłonkach: odwrócona polaryzacja (ziarna wydzielnicze przypodstawnie), 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 Obwodowe: nabł. dróg oddechowych chromogranina jądro nadwzrokowe - ADH 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 i inne białka charakterystyczne dla neuronów te same komórki mogą należeć do obu układów (komórki neurosekretoryczne podwzgórza, pinealocyty) 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 8