Gruczoły dokrewne

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
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
wyrostek lejkowaty
Rozmieszczenie obszarów przysadki u zwierząt
cz. obwodowa (1)
i guzowa (4)
koń
cz. pośrednia
owca
krowa
cz. nerwowa
świnia
pies
kot
1
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
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.
wyniosłość
pośrodkowa
krążenie
wrotne
wyrostek
lejkowaty
płat
przedni
kapilara
Hormony (czynniki) uwalniające i hamujące
pobudzają lub hamują wydzielanie hormonów przez komórki
części gruczołowej przysadki
• hormon
• hormon
• hormon
• hormon
• hormon
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)
Charakterystyka komórek barwnikochłonnych
Część gruczołowa
przysadki
Elementy składowe:
• nieregularne sznury
i grupy komórek
• liczne szerokie kapilary
(zatokowe) o ścianie
okienkowej
KOM. BARWNIKOOPORNE
(b. nieliczne ziarna
lub ich brak)
- KOM. MACIERZYSTE
- KOM. PĘCHERZYKOWOGWIAŹDZISTE)
- „WYCZERPANE” KOM.
DOKREWNE
Klasyfikacja komórek
KOM. BARWNIKOCHŁONNE
części gruczołowej
(liczne ziarna)
KWASOCHŁONNE
wynika z obecności
i barwliwości ziarn
wydzielniczych
ZASADOCHŁONNE
w komórkach
- SOMATOTROPY
- MAMMOTROPY
- KORTYKOTROPY
- GONADOTROPY
- TYREOTROPY
Komórki dokrewne przysadki można identyfikować immunohistochemicznie…
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
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
kortykotropy
gonadotropy
mammotropy
ACTH
MSH
LPH
endorfiny
Gonadotropy
250-300 nm
FSH, LH
Tyreotropy
120-200 nm
TSH
2
Część nerwowa nie produkuje hormonów
- w wyrostku lejkowatym hormony produkowane przez komórki neurosekretoryczne
podwzgórza (oksytocyna i ADH)
są uwalniane do naczyń
... i w mikroskopie
elektronowym
(różnice w wyposażeniu
cytoplazmatycznym
i w wielkości ziarn)
Elementy składowe:
• aksony komórek neurosekretorycznych
• pituicyty (odmiana astrocytów)
• naczynia włosowate
GONADOTROP
W wyrostku
lejkowatym
wypustki pituicytów
regulują dostęp
zakończeń aksonów
do naczyń.
SOMATOTROP
KORTYKOTROP
MAMMOTOTROP
Rozmieszczenie komórek w części gruczołowej:
• część obwodowa: wszystkie typy komórek
Oś podwzgórzowoprzysadkowa
reguluje czynność
wielu narządów
nadnercze
• część pośrednia: chromofoby i komórki
zasadochłonne produkujące MSH i LPH;
występuje tu szczelina lub jamki (cysty)
wypełnione koloidem (pozostałość po
kieszonce Rathkego)
nerka
Oksytocyna
tarczyca
macica
jądro
STH
Prolaktyna
• część guzowa: bogata sieć naczyniowa
(naczynia wrotne), chromofoby i mało aktywne
komórki zasadochłonne, produkujące
śladowe ilości ACTH, FSH i LH
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
Pęcherzyk
tarczycowy
endocytoza
magazynowanie tyreoglobuliny
koloid
egzocytoza
• koloid
• jedna warstwa sześciennych
komórek dokrewnych (komórek
pęcherzykowych = tyreocytów)
• komórki C
• blaszka podstawna
pęch. hydrolazowe
jodowanie tyreoglobuliny
utlenianie
pęcherzyk
wydzielniczy
trawienie jodowanej
tyreoglobuliny
w lizosomach
synteza
tyreoglobuliny
i tyreoperoksydazy
Pomiędzy pęcherzykami:
• naczynia włosowate
• delikatna tkanka łączna
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
aktywna
aktywna
Komórki pęcherzykowe
spoczynkowa
Dlaczego w tarczycy są jednostki wydzielnicze (pęcherzyki)?
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
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
warstwa pasmowata
(sznury)
RDZEŃ
KORA
warstwa siatkowata
(ukł. nieregularny)
rdzeń
Komórki różnych warstw kory produkują różne hormony
Komórki kory nadnerczy produkują hormony steroidowe
warstwa kłębkowata
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
Małe komórki
z nielicznymi kroplami
lipidowymi
mineralokortykosteroidy
(np. aldosteron)
warstwa pasmowata
Duże, jasne komórki
z licznymi kroplami
lipidowymi
glukokortykosteroidy
(np. hydrokortyzon,
kortykosteron)
warstwa siatkowata
Małe, kwasochłonne
komórki z ziarnami
lipofuscyny
androgeny nadnerczowe
(głównie dehydroepiandrosteron - DHEA)
Rdzeń nadnerczy
Komórki chromochłonne
Elementy składowe:
• komórki chromochłonne:
produkują adrenalinę
i noradrenalinę
• komórki nerwowe (kom. zwojowe
układu sympatycznego)
• naczynia krwionośne (kapilary
i liczne żyły)
kom. chromochłonne
• 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)
komórka zwojowa
5
Wysepki trzustkowe (Langerhansa): grupy komórek dokrewnych
produkujących hormony białkowe
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:
glukokortykosteroidy produkowane
w korze dostają się z krwią
do rdzenia, gdzie pobudzają
konwersję noradrenaliny
w adrenalinę
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
5-30
55-80
5-7
0,5-2
obwodowa
centralna
rozproszona
rozproszona
glukagon
insulina
somatostatyna
polipeptyd trzustkowy
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:
150 nm, ciemna zawartość, bez rdzenia
6
Cztery przytarczyce o budowie zrazikowej leżą w torebce
otaczającej tarczycę
Cukrzyca jest dość częstą chorobą psów. Powoduje ją
degeneracja i zwłóknienie trzustki, obejmujące również
wysepki trzustkowe.
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. Golgiego
• duże skupiska glikogenu
• ziarna lipofuscyny
Komórki oksyfilne:
• większe (10-15 um)
• silnie kwasochłonne
• bardzo dużo mitochondriów
• są to degenerujące komórki,
główne
• są odmianą onkocytów
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
7
Elementy składowe zrazika:
• pinealocyty (komórki dokrewne)
• komórki śródmiąższowe (zmodyfikowane
astrocyty)
• kapilary okienkowe
• piasek szyszynkowy (złogi mineralne)
Pinealocyty
• wypustki dochodzące do kapilarów
• siateczka szorstka, ap. Golgiego, ziarna wydzielnicze, „wstążki synaptyczne”
• białka błonowe charakterystyczne dla fotoreceptorów
• zakończenia włókien nerwowych układu sympatycznego
regulacja
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.
kapilara
synteza
zakończenia wypustek
pinealocytów
transport
Główne produkty wydzielnicze:
• melatonina (amina biogenna)
• serotonina (substrat dla syntezy
melatoniny), dopamina
• peptydy (somatostatyna, VIP)
egzocytoza
są transportowane wewnątrz
wypustek i uwalniane w pobliżu
naczyń
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.
Melatonina steruje
rytmami organizmu:
• okołodobowym
• rocznym (sezonowym)
System rozproszonych komórek dokrewnych (DNES)
światło
szyszynka
oko
• pochodzenie: ektoderma
zaprogramowana w kierunku nerwowym
• hormony: peptydy i aminy biogenne
drogi nerwowe
układu
sympatycznego
Melatonina działa m.in.
przysadka
na podwzgórze, hamując
wydzielanie hormonu
uwalniającego gonadotropiny
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.
• 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
8
• morfologia i ultrastruktura:
- liczne ziarna wydzielnicze
- szorstka siateczka, wolne rybosomy, Golgi
- rozbudowany cytoszkielet
- w nabłonkach: odwrócona polaryzacja,
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)
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
9