Typy sygnalizacji międzykomórkowej wykorzystującej hormony komórki posiadające hormon naczynie receptory dla hormonu UKŁAD DOKREWNY (Cz. I) 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 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
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 Krążenie wrotne przysadki: jest elementem szlaku z jąder drobnokomórkowych transportuje czynniki regulujące aktywność wydzielniczą komórek części gruczołowej przysadki (hormony uwalniające i hamujące) z zakończeń aksonów do przedniego płata przysadki tętnice przysadkowe górne rozpadają się na naczynia włosowate w wyniosłości pośrodkowej (pierwotna sieć kapilarna). Tu znajduje się narząd neurohemalny od tej sieci odchodzą naczynia wrotne (długie kapilary), które łączą się z siecią kapilarną (wtórną) płata przedniego pierwotna sieć kapilarna naczynia wrotne wtórna sieć kapilarna płat przedni? wyniosłość pośrodkowa małe komórki neurosekr. wyrostek lejkowaty 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) Elementy składowe: 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 pęcherzykowo-gwiaździste wypustki cytoplazmatyczne komunikują się miedzy sobą i z komórkami dokrewnymi poprzez połączenia szczelinowe reagują na substancje regulacyjne (cytokiny, czynniki wzrostu, niektóre hormony) wysyłając sygnały do komórek dokrewnych przysadki wpływające na ich aktywność tworzą drugi (obok hormonów uwalniających i hamujących) system regulacji aktywności wydzielniczej komórek dokrewnych 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) Typ komórki Somatotropy Mammotropy Kortykotropy Gonadotropy Wielkość ziarn 300-400 nm nieaktywne 200 nm aktywne 600-900 nm 400-500 nm 250-300 nm Produkowane hormony GH (STH) PRL ACTH POMC LPH MSH endorfiny FSH, LH Tyreotropy 120-200 nm TSH 2
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 Rozmieszczenie komórek w części gruczołowej: część obwodowa: wszystkie typy komórek część pośrednia: chromofoby i komórki zasadochłonne początkowo produkujące płodowy MSH, a potem niewielkie ilości ACTH i LPH; u człowieka ulega redukcji, występują tu duże cysty (Rathkego) wypełnione koloidem część guzowa: bogata sieć naczyniowa (naczynia wrotne), chromofoby i mało aktywne komórki zasadochłonne, produkujące śladowe ilości ACTH, FSH i LH Łagodne gruczolaki przysadki występują u ok. 15% dorosłych (!), są jednak zazwyczaj niewielkie i rzadko rosną do wymiarów powodujących ucisk na otaczające tkanki, zaburzenia hormonalne i dających objawy kliniczne 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 Elementy składowe: aksony komórek neurosekretorycznych pituicyty (odmiana astrocytów) naczynia włosowate nadnercze nerka Oksytocyna W narządzie neurohemalnym wyrostka lejkowatego wypustki pituicytów regulują dostęp zakończeń aksonów do naczyń. tarczyca jądro Prolaktyna STH macica gr. mlekowy jajnik 3
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 TSH związany z receptorami aktywna 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 aktywna Komórki pęcherzykowe spoczynkowa Komórki C (okołopęcherzykowe) leżą pomiędzy tyreocytami a blaszką podstawną, zawierają liczne ziarna wydzielnicze i produkują kalcytoninę Dlaczego w tarczycy są jednostki wydzielnicze (pęcherzyki)? 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. 4
Nadnercze rozwija się z dwóch odrębnych zawiązków, różnicujących się w korę i rdzeń gruczołu KORA Patologicznie powiększona tarczyca (wole) może być wynikiem: obniżonej aktywności dokrewnej, np. przy niedostatecznej podaży jodu w diecie podwyższonej aktywności dokrewnej, np. w chorobie Graves-Basedowa KORA RDZEŃ Kora nadnerczy ma trzy warstwy o różnym układzie komórek i naczyń włosowatych torebka warstwa kłębkowata (gniazda) warstwa pasmowata (sznury) 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 warstwa siatkowata (ukł. nieregularny) rdzeń Komórki różnych warstw kory produkują różne hormony warstwa kłębkowata Małe komórki z nielicznymi kroplami lipidowymi mineralokortykoidy (np. aldosteron) Nadnercze płodowe (15 tyg.) warstwa dojrzała (nieaktywna) warstwa pasmowata warstwa siatkowata Duże, jasne komórki z licznymi kroplami lipidowymi glukokortykoidy (np. hydrokortyzon, kortykosteron) Małe, kwasochłonne komórki z ziarnami lipofuscyny androgeny nadnerczowe (głównie dehydroepiandrosteron - DHEA) warstwa płodowa tworzący się rdzeń Komórki warstwy płodowej wytwarzają DHEA, który przechodzi do łożyska i tam jest substratem do produkcji estrogenów 5
Rdzeń nadnerczy Komórki chromochłonne ułożone w nieregularne skupiska i sznury wybarwiają się solami chromu szorstka siateczka, ap. Golgiego liczne drobne ziarna wydzielnicze z ciemnymi rdzeniami Elementy składowe: komórki chromochłonne: produkują adrenalinę i noradrenalinę komórki nerwowe (kom. zwojowe układu sympatycznego) naczynia krwionośne (kapilary i liczne żyły) kom. chromochłonne komórka zwojowa aminokwasy ER Golgi chromograniny proenkefaliny chromogr. enkefaliny ATP ziarno wydzielnicze DOPA DDC dopamina NA PNMT TH A tyrozyna egzocytoza Produkty wydzielnicze komórki chromochłonnej A, NA chromograniny enkefaliny ATP Enzymy: TH hydroksylaza tyrozyny DDC dekarboksylaza DOPA β-hydroksylaza dopaminy 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: glukokortykoidy produkowane w korze dostają się do rdzenia, gdzie aktywują PNMT i pobudzają konwersję noradrenaliny w adrenalinę 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 6