21. Układ dokrewny I

Układ hormonalny reguluje podstawowe procesy życiowe organizmu:

• Wpływa na reakcje biochemiczne

• Kontroluje aktywność enzymów

• Wywołuje następstwa morfologiczne, biochemiczne i czynnościowe w tkankach docelowych

• Modyfikuje (wzmacnia lub hamuje) czynności komórek, ale ich nie rozpoczyna.

Pierwszym hormonem wyizolowanym z organizmu i otrzymanym w stanie krystalicznym była adrenalina. Uzyskał ją w 1901 roku japoński naukowiec Jokichi Takamine.

Duży wkład w badania mieli dwaj polscy uczeni N. Cybulski i A. Szymonowicz.

HORMONY

Regulacyjne związki wydzielane endogennie przez gruczoły endokrynne lub komórki wydzielnicze, działające zwykle w miejscach oddalonych od miejsc, w których są produkowane, transportowane w obrębie organizmu przez krew (powiązane z białkami).

Działają na komórki docelowe za pośrednictwem receptorów błonowych lub zlokalizowanych wewnątrzkomórkowo. Każdy hormon modyfikuje (aktywuje lub inaktywuje) wiele różnych procesów (działanie plejotropowe).

HORMONY – przekaźniki układu hormonalnego

Działają wybiórczo – tylko na komórki docelowe, wyposażone w receptory.

• Wymagają dłuższego czasu działania na komórki docelowe

• Skutki działania trwają dłużej (nawet do dni i tygodni po zaprzestaniu działania hormonu)

• Produkowane przez gruczoły, wydzielane do otaczającego środowiska, transportowane do komórek docelowych

• Mogą być też wydzielane pod wpływem pobudzenia nerwowego – NEUROHORMONY (noradrenalina, adrenalina, oksytocyna, wazopresyna, hormony fizjotropowe [podwzgórzowe]).

Układ hormonalny:

• Regulacja chemiczna czynności organizmu jest ewolucyjnie starsza niż regulacja nerwowa.

• Układ hormonalny jest wolniejszy w działaniu niż nerwowy.

• Nie rozpoczyna nowych czynności komórkowych, modyfikuje (wzmaga lub hamuje) istniejące funkcje

• Reguluje głównie procesy długotrwałe (wzrost, przemianę materii, rozmnażanie).

Oba układy: hormonalny i nerwowy są ze sobą wzajemnie powiązane:

• Działanie różnych gruczołów jest skorelowane

• Działanie hormonów może być synergiczne lub antagonistyczne

• Synergiczne – hormony współdziałąją i efekt ich łącznego działani jest silniejszy niż suma (np. działanie strogenów i progesteronu na śluzówkę macicy)

• Antagonistyczne – działanie przeciwstawne (insulina i glukagon, parathormon i kalcytonina)

Sygnalizacja hormonalna:

1. Neuronalna (uwalnianie neuroprzekaźników z zakończeń nerwowych)

2. Parakrynna (na sąsiednie komórki)

3. Endokrynna (transportowane przez krew)

4. Autokrynna (na komórki przez które są wydzielane)

Transport hormonów przez krew:

• Poziom hormonów we krwi jest bardzo niski (10-6-1 mg/l)

• Związane z białkami osocza – nośnikami (albuminy, alfa i beta globuliny)

• Tylko wolne (niezwiązane z białkami) hormony mogą dyfundować do płynu tkankowego i wiązać się z receptorem

• Rytmiczne zmiany w poziomie hormonów we krwi:

- rytmy dobowe i okołodobowe - tyroksyna

- rytmy pulsacyjne – krótkotrwałe zmiany do 100% - kortyzol

- rytmy sezonowe lub roczne – np. hormony płciowe

Hormony – podział ze względu na miejsce wytwarzania:

• Gruczołowe – wytwarzane przez gruczoły wydzielania wewnętrznego, takie jak przysadka mózgowa, tarczyca, przytarczyce, trzustka, nadnercza, gonady.

• Tkankowe – produkowane przez tkankę nerwową (neurohormony) lub przez wyspecjalizowane komórki będące częściami różnych narządów (np. komórki APUD, komórki w nerce czy ścianie przewodu pokarmowego)

Podział ze względu na czynność:

• Efektorowe – działające na narządy docelowo

• Tropowe – regulujące wytwarzanie i wydzielanie

• Uwalniające – regulujące syntezę i wydzielanie hormonów tropowych (np. przysadka mózgowa wydziela hormony gonado-tropowe, wpływające na wydzielanie przez narządy męskie i żeńskie).

Mechanizmy działania hormonów

1. działanie na poziomie błony komórkowej – wpływające na transport błonowy, np. insulina wzmaga transport glukozy i aminokwasów do komórek (zwykle przepuszczalność zmienia się niespecyficznie – dla wielu substancji)

2. działanie na aktywność enzymów - np. katecholaminy, glukagon

3. wpływ na syntezę enzymów na poziomie jądra komórkowego – hormony sterydowe

KOMÓRKI ENDOKRYNOWE TO KOMÓRKI, KTÓRYCH GŁÓWNĄ ROLĄ JEST WYDZIELANIE HORMONÓW

Modele rozmieszczenia komórek endokrynowych:

• zgromadzone w jednym narządzie tworzącym gruczoł dokrewny np. przysadka, szyszynka

• tworzące wyosobnione grupy komórek w innym wyspecj. narządzie, np. w jajniku, jądrze, trzustce

• rozmieszczone pojedynczo między komórkami nabłonkowymi, szczególnie w jelicie, przypisane do rozproszonego układu neuroendokrynowego

Możliwy jest jeszcze podział ze względu na katalizowane procesy metaboliczne

• kataboliczne – nasilające procesy degradacji

• anaboliczne – stymulujące procesy biosyntezy.

Ze względu na miejsce i zakres działania:

• Miejscowe – acetylocholina, serotonina, prostaglandyny, histamina

• Tkankowe – gastryna, renina, sekretyna, erytropoetyna

• Ogólne – hormony przysadki, nadnerczy, tarczycy, jajników, jąder, przytarczyc, trzustki, łożyska

Budowa hormonów (struktura chemiczna)

1. aminokwasowe – hormony tarczycy, rdzenia nadnerczy i szyszynki – AD< NAD (katecholaminy), T3, T4, melatonina – rozpuszczalne w wodzie, trudno przechodzą przez bariery lipidowe, reagują z receptorami na błonie komórkowej

2. peptydowe i białkowe – hormony przytarczyc i trzustki, podwzgórza – TRH, przysadki – GH, rozpuszczalne w wodzie, reagują z receptorami na błonie komórkowej

3. steroidowe – kortykosteroidy, hormony płciowe żeński i męski, aktywna witamina D, rozpuszczalne w tłuszczach, powstają z cholesterolu, łatwo przenikają przez błony komórkowe, wiązane z receptorami wewnątrzkomórkowymi.

Kontrola wydzielania hormonów:

• hormonalna – pobudzający wpływ hormonów na wydzielanie innych gruczołów lub działanie troficzne – hormony tropowe – np. przysadki działają na odległe gruczoły dokrewne

• nerwowa – regulacja czynności dokrewnych przez układ autonomiczny (np. uwalnianie insuliny pod wpływem pobudzenia nerwu błędnego lub katecholamin po pobudzeniu układu współczulnego)

• metaboliczna – bezpośredni wpływ substratów lub produktów metabolicznych na wydziealnie (np. jonów Ca2+ na PTH, glukozy na insulinę itd) regulacja na zasadzie sprzężenia zwrotnego – zwykle ujemnego

Podwzgórze integruje pracę układu nerwowego i hormonalnego – jest częścią mózgu i jednocześnie nadrzędnym gruczołem dokrewnym

Układ dokrewny w pewnym stopniu sam kontroluje swoje działanie.

Podwzgórze wytwarzając liberyny, statyny działa na przysadkę i nadnercza. One wytwarzając odpowiednio: prolaktynę, hormon wzrostu, hormony tropowe, oksytocynę i wazopresynę oraz adrenalinę, noradrenalinę (rdzeń nadnerczy) działają na gonady, tarczycę i korę nadnerczy.

PODWZGÓRZE ma ścisły związek anatomiczno-histologiczny z przysadką.

Najważniejsze hormony podwzgórzowe: wazopresyna, oksytocyna, podwzgórzowe hormony sterujące czynnością przysadki.

Hormony pobdzające podwzgórza: kortykoliberyna CRH, tyreoliberyna TRH, gonadoliberyna GnRH, somatokrynina GRH.

Hamujące: somatostatyna SRIF, polaktostatyna PIF

PRZYSADKA MÓZGOWA

• gruczoł dokrewny o masie

• dzieli się na część przednią i tylną, obie mają różne pochodzenie i różną budowę

• zlokalizowane wewnątrz czaszki w okolicy kostnego zagłębienia kości klinowej (siodło tureckie)

• płat przedni – budowa gruczołowa, jest częścią mózgowia

• płat tylny – część mózgowia, nosi nazwę części nerwowej przysadki

• jeden z najważniejszych gruczołów ciała

• pełni nadrzędną rolę w układzie dokrewnym – większość hormonów przysadki działa pobudzająco na inne gruczoły dokrewne.

• Pozostaje w ścisłym związku rozwojowym, anatomicznym i czynnościowym z podwzgórzem, które jest głównym ośrodkiem autonomicznym

• Ośrodki autonomiczne podwzgórza i przysadka tworzą wspólny układ podwzgórzowo-przysadkowy.

Część gruczołowa przysadki:

Składa się z : części przedniej (=płat przedni, =część dalsza), części pośredniej, części guzowatej

Część przednia przysadki.

• Jest największą częścią gruczołu – 70% masy całego narządu

• Zawiera komórki gruczołowe zgrupowane w:

- sznurach komórkowych

- gronach

- w postaci pęcherzyków (rzadziej) zawierających niewielkie ilości koloidu.

Budowa komórkowa (podział oparty na właściwościach wybarwiania się ziarnistości w hematoksylinie i eozynie):

1. Komórki chromofilne – chromatofilne, barwnikochłonne – wykazują powinowactwo do jednego z barwników:

1. kwasochłonne (acidofilne)

2. zasadochłonne (bazofilne)

1. komórki chromofobowe – chromatofobowe, barwnikooporne – w obrazie histologicznym jasne, niewybarwione.

Komórki przysadki wydzielają do krwi hormony tropowe wpływające stymulująco na inne gruczoły endokrynowe i inne komórki wydzielnicze. Nomenklatura czynnościowa:

• somatotropy

• laktotrofy

• kortykotrofy

• melanotrofy

• tyreotrofy

• gonadotrofy

1. somatotrofy (komórki kwasochłonne):

- owalne lub okrągłe

- zawierają małe ziarnistości wydzielnicze (o średnicy 300-400 nm) z hormonem wzrostu STH (somatotropina)

- dobrze rozwinięte RER, aparat Golgiego

Somatotropina STH:

- białkowy hormon wydzielany przez całe życie

- pobudza syntezę białek w komórce (pobudza komórki wątrobowe do syntezy somatomedyn)

- pobudza podziały mitotyczne (chondroblastów chrząstek wzrostowych kości długich

- wpływa na metabolizm węglowodanów i tłuszczy (aktywuje lipazę lipoproteinową rozkładającą trójglicerydy w komórkach tłuszczowych do wolnych kwasów tłuszczowych i glicerolu)

- nadmiera sekrecja przed zakończeniem wzrostu kości na długość powoduje gigantyzm, a po zakończeniu – akromegalię.

• Akromegalia: pogrubienie rysów twarzy itd.

1. laktotrofy

- komórki wielościenne

- wydzielają prolaktynę (PRL, LTH)

- typowe komórki wydzielnicze

PROLAKTYNA:

- zapoczątkowuje i podtrzymuje laktację (dzialanie mammotropowe)

- wpływa na wytworzenie zachowań macierzyńskich

- działa luteotropowo (pobudza ciałko żółte do wydzielania progesteronu)

1. kortykotrofy

- wydzielają kortykotropinę (ACTH) i melanotropinę

KORTYKOTROPINA – pobudza proliferację komórek warstwy pasmowatej i siateczkowatej kory nadnerczy, przyspiesza wydzielanie hormonów kory nadnerczy, głównie glikokortykoidów, zwiększa metabolizm glukozy w korze nadnerczy

1. tyreotrofy

- wydzielają tyreotropinę (TSH)

- wielościenne, duże jądra,

TYREOTROPINA – wpływa na przepływ krwi przez tarczycę i zwiększenie jej masy, zmniejsza zawartość jodu w tarczycy, zwiększenie produkcji i wydzielania hormonów tarczycy.

Powoduje zmiany cytofizjologiczne komórek pęcherzykowych tarczycy i koloidu:

1. podwyższenie wysokości komórek

2. degradację enzymatyczną koloidu (tyreoglobuliny)

Pozatarczycowo wpływa na metabolizm tkanki tłuszczowej – powoduje wzmożenie lipolizy.

1. gonadotrofy

- działają na gruczoły płciowe przez foliotropinę (FSH) i lutropinę (LH)

FOLIOTROPINA pobudza wzrost i dojrzewanie pęcherzyków Graafa, stymuluje wydzielanie estrogenów. U mężczyzn pobudza spermatogenezę i wpływa na zwiększenie kanalików nasiennych.

LUTROPINA powoduje u kobiet jajeczkowanie i powstawanie ciałka żółtego, u mężczyzn działa na komórki śródmiąższowe jąder (Leydiga) pobudzając je do wydzielania testosteronu.

Część nerwowa przysadki …

Zawiera:

zakończenia aksonów