Классификация.
1. Центральные эндокринные железы.
А. Гипоталамус.
Б. Гипофиз
В. Эпифиз.
2. Периферические эндокринные железы.
А. Щитовидная железа.
Б. Околощитовидные железы.
В. Надпочечники.
3. Органы, объединяющие эндокринную и экзокринную функции.
А. Гонады (семенники и яичники)
Б. Плацента.
В. Поджелудочная железа.
4. Одиночные гормонпродуцирующие клетки. Совокупность этих клеток называют диффузной эндокринной системой.
1. APUD –клетки, нейрального происхожденя.
2. Одиночные эндокринные клетки (не нервного происхождения), продуцирующие стероидные и другие гормоны.
Центральные эндокринные железы.
ГИПОТАЛАМУС.
Гипоталамус является высшим нервным центром регуляции эндокринных функций. Оказывает влияние на аденогипофиз, за счет релизинг-факторов. Развивается из нейроэктодермы.
Структуру органа составляют нейросекреторные клетки, которые имеют строение как нейроны, но способны синтезировать гормоны, стекающие по аксонам данных клеток.
В составе гипоталамуса выделяют до 30 пар ядер, морфологически в гипоталамусе выделяют передний, средний задний отделы.
В переднем гипоталамусе располагаются парные супраоптические и паравентрикулярные ядра.
1. Супраоптческое ядро – образовано крупными холинергическими нейросекреторными клетками. Аксоны этих клеток проходят через медиальное возвышение, гипофизарную ножку в заднюю долю гипофиза (нейрогипофиз), где заканчиваются на капиллярах утолщенными терминалями (тельцами Херинга). Тельца Херинга образуют на сосудах нейрогипофиза – аксовазальные синапсы. Клетками данного ядра преимущественно синтезируется гормон- возопрессин (антидиуретический гормон, АДГ), вызывающий всасывание воды в дистальных отделах нефрона. Антидиуретический называется так, как уменьшает образование мочи, способствуя задержке воды в организме и повышению артериального давления. Вазопрессин – т.к. вызывает сокращение миоцитов артерий и повышает АД. Недостаток АДГ вызывает развитие несахарного диабета.
2. Паравентрикулярное ядро - устроено более сложно. Центральная часть этого ядра образована крупными холинергическими клетками, аксоны которых проделывают точно такой же путь, как и аксоны супраопического ядра, направляясь в задний гипофиз, где заканчиваются на капиллярной сети тельцами Херринга. Крупные нейросекреторные клетки этого ядра продуцируют гормон окситоцин, который вызывает сокращение гладкой мускулатуры внутренних органов, преимущественно матки, а также усиливает выделение молока во время кормления ребенка. У мужчин и женщин этот гормон способствует формированию полового влечения (гомон любви и материнства). Периферическая часть паравентрикулярного ядра состоит из мелких адренергических нейросекреторных клеток. Аксоны этих клеток направляются в срединное возвышение, где оканчиваются на первичной капиллярной сети портальной системы кровоснабжения гипофиза аксовазальными синапсами. Этими клетками вырабатываются релизинг-факторы - либерины и статины, контролирующие гормонообразовательную функцию аденогопофиза (передняя средняя доли гипофиза). Либерины при этом стимулируют выработку гормонов тропоцитами аденогипофиза, а статины угнетают этот процесс.
Важнейшими ядрами среднего (медиобазального) гипоталамуса являются парные:
1. Аркуатное (инфундибулярное) ядро.
2. Вентромедиальное ядро.
3. Дорзомедиальное ядро.
Данные ядра представлены мелкими адренергическими нейросекреторными клетками, вырабатывающие релизинг-факторы - либерины и статины. Аксоны этих клеток направляются в срединное возвышение и оканчиваются аксовазальными синапсами на первичной капиллярной сети портальной системы кровоснабжения гипофиза, контролируя гормонообразовательную функцию аденогопофиза.
Задний гипоталамус не относится к эндокринному, он регулирует содержание глюкозы и ряд поведенческих реакций.
Функции гипоталамуса. Влияние гипоталамуса на эндокринные органы осуществляется гуморально. Либерины гипоталамуса активирует аденоциты гипофиза к выработке тропных гормонов, которые влияют на клетки-мишени. Такое влияние называется трансаденогипофизарным влиянием. Парааденогипофизарное влияние гипоталамусом осуществляется за счет эфферентных импульсов к эфферентным органам по симпатическим и парасимпатическим нервам, минуя гипофиз.
ГИПОФИЗ.
Гипофиз состоит из аденогипофиза (передняя, промежуточная доли и туберальная часть) и нейрогипофиза (задняя доля, стебель, воронка).
Аденогипофиз развивается из гипофизарного кармана (карман Ратке - эктодермального происхождения) верхней части ротовой полости, направляющегося к основанию мозга. Нейрогипофиз образуется как выпячивание промежуточного мозга, направляющегося навстречу к карману Ратке. Дифференцировка гипофиза начинается, как только соприкасаются эти 2 образования. При этом из передней стенки кармана Ратке формируется передняя доля гипофиза, из задней – средняя доля, а из выпячивания промежуточного мозга – нейрогипофиз (задняя доля гипофиза).
Передняя доля образована эпителиальными тяжами, между которыми прослойки соединительной ткани с гемокапиллярами. Клетки аденогипофиза называются аденоцитами. При окраске передней доли определяются клетки по - разному воспринимающие карасители: одни хорошо воспринимают - хромафильные клетки, другие не воспринимают – хромофобные клетки.
Хромофобные клетки (60%) – это клетки, цитоплазма которых плохо воспринимает красители и не содержит секреторных гранул. Хромофобные клетки расположены в центре трабекул. Среди них выделяют:
1. клетки разной степени дифференцировки (это могут быть клетки, которые не успели накопить специфические секреторные гранулы, либо клетки, которые уже выдели свой секрет)
2. клетки, которые являются камбиальными или резервными.
3. фолликулозвездчатые клетки – небольшие по размеру, имеющие длинные отростки с помощью которых они соединяютя в широкопетлистую сеть, эти клетки также могут образовывать фолликулоподобные структуры, в полостях которых накапливается секрет. Функция этих клеток не ясна.
Хромафильные клетки в зависимости от воспринимаемого ими красителя делятся на базофильные и ацидофильные.
1. Базофильные клетки (4-10%) – имеют в цитоплазме базофильные гранулы.
А. Гонадотропоциты (Д гранул 200-300нм) – эти клетки имеют округлую или овальную форму с эксцентрично расположенным ядром, в центре клетки видоизмененный комплекс Гольджи – макула. Эти клетки вырабатывают фоллитропин (фолликулостимулирующий гормон, ФСГ), стимулирующий в мужском организме - образование половых клеток при сперматогенезе, а в женском – овогенез и синтез половых гормонов эстрогенов. Лютропин (лютотропный гормон, ЛГ), который способствует у женщин образованию желтого тела в яичнике и выработке им прогестерона, а в мужском - образованию мужского полового гормона (тестостерона) семенниками.
При недостаточности в организме половых гормонов, в гипофизе развивается гипертрофия гонадотропоцитов - макула становится крупной в виде кольца, занимая практически всю клетку, по периферии тонкий ободок цитоплазмы, уплощенное ядро. Такие клетки называются клетки кастрации.
Б. Тиротропоциты – (Д гранул 80-150 нм) – клетки треугольной формы, вырабатывают тиротропный гормон (ТТГ), симулирующий тироциты щитовидной железы. При недостаточности тироидных гормонов происходит гипертрофия тиротропоцитов – при этом эти клетки называются клетками тиреоидэктомии.
2. Ацидофильные клетки (30-35%) – имеют крупные оксифильно окрашивающиеся гранулы. Форма клеток округлая, ядро в центре клетки, хорошо развита гранулярная ЭПС.
А. Соматотропоциты – вырыбатывают гормон роста – соматотропный гормон (СТГ)
Б. Маммотропоциты (пролактиноциты) – продуцируют пролактин (лактотропный гормон, ЛТГ), который стимулирует продукцию молока в послеродовом периоде, пролангирует функционирование желтого тела в яичнике.
Еще одну группу хромафильных клеток составляют:
3. Кортикотропоциты – продуцируют адренокортикотропный гормон (АКТГ), стимулирующий выработку гормонов пучковой и сетчатой зонами коры надпочечников. АКТГ участвует в адаптации организма к травмам, голоданию и др. видам стресса. Эти клетки занимают промежуточное положение между базофилами и оксифилами. Секреторные гранулы этих клеток содержат плотную белковую сердцевину, окруженной мембраной, между мембраной и сердцевиной остается светлое пространство.
Средняя (промежуточная) доля гипофиза содержит базофильные и хромафобные клетки:
А. Меланотропоциты – продуцирующие меланостимулирующий гормон, регулирующий пигментный обмен в организме, а также ответственный за сумеречное зрение.
Б. Липотропоцит – вырабатывающий липотропин, усиливающий метаболизм липидов.
Туберальная часть – окружена тонким тяжом эпителиальных клеток. В ней проходят гипофизарные портальные вены. Эндокринная функция этой доли отсутствует.
Задняя доля гипофиза образована клетками эпиндимы, представленной питуицитами, которые имеют отротчатую форму. Нейрогипофиз не вырабатывает собственные гормоны, но накапливает вазопрессин и окситоцин, которые поступают в него по аксонам холинергических клеток супраоптического и паравентрикулярного ядер и накапливающихся в тельцах Херинга.
Гипоталамо-гипофизарное кровоснабжение:
Кровоснабжение аденогипофиза и нейрогипофиза изолированное.
Аденогипофиз кровоснабжается из верхней гипофизарной артерии, которая в области срединного возвышения распадается на первичную капиллярную сеть, на которой оканчиваются терминали аксонов адренергических клеток паравентрикулярного ядра и ядер среднего гиполамуса (аксовазальные синапсы). По ним в кровоток поступают релизинг-факторы - либерины и статины. Первичная капиллярная сеть собирается в портальную вену, которая проходит через гипофизарную ножку в аденогипофиз и в переднем гипофизе образует вторичную капиллярную сеть, разветвляющуюся между трабекулами паренхимы железы. По ней релизин-факторы достигают аденоцитов и сюда же выделяются гормоны аденогипофиза. Капилляры вторичной сети собираются в выносящие вены, по которым кровь, обогащенная гормонами передней доли поступает в общий кровоток и достигает органов-мишений. Капилляры аденогипофиза относятся к «чудесной» сети, т.к. лежат между 2 венами.
Нейрогипофиз кровоснабжается из нижней гипофизарной артерии. На капиллярах нейрогипофиза аксовазальными синапсами заканчиваются тельца Херинга.
Связь гипоталамуса с гипофизом осуществляется через гипоталамо-гипофизарную систему, которая представлена гипоталамо-аденогипофизарной системой (связь среднего гипоталамуса с аденогипофизом, по ней поступают либерины и статины) и гипоталамо-нейрогипофизарной системой (связь переднего гипоталамуса с нейрогипофизом, поступают в заднюю долю гипофиза вазопрессин и окситоцин).
Нейрогемальные образования - это образования, которые не участвуют в выработке гормонов, но способны их накапливать. К таким органам относятся медиальное возвышение – нейрогемальный орган гипоталамо-аденогипофизарной системы, в которой аккумулируются либерины и статины, поступающие через портальную систему в гипофиз. Нейрогипофиз – нейрогемальный орган гипоталамо-нейрогипофизарной системы, где аккумулируются вазоп рессин и окситоцин.
ЭПИФИЗ.
Эпифиз или шишковидное тело. Эпифиз расположен между передними буграми четверохолмия среднего мозга. Развивается как выпячивание крыши промежуточного мозга. Эпифиз участвует в регуляции процессов, протекающих в организме циклически (овариально-менструальный цикл и др.), а также ответственен за циркадные ритмы в организме, связанные со сменой дня и ночи.
Снаружи покрыт соединительнотканной оболочкой, от которой внутрь органа проходят прослойки, делящие строму органа на дольки. В паренхиме выделяют:
1. Секретирующие пинеалоциты (90%) – располагаются в центре дольки, они крупные, имеющие длинные отростки, ветвящиеся наподобие дендритов и переплетающиеся с отростками глиальных клеток, булавовидно расширенные отростки контактируют с гемокапиллярами. Различают светлые и темные пинеалоциты, светлые крупнее и преобладают в количественном соотношении и называются главными. Вырабатывают около 40 гормонов, среди которых выделяют: серотонин, превращающийся в мелатонин, антигонадотропин, ослабляющий секрецию лютропина гипофизом, гормон, повышающий уровень калия в крови, аргинин-вазотоцин и ряд либеринов и статинов и др. Пинеалоциты принадлежат к АРUD- системе, т.к. вырабатывают и нейроамины и олигопептиды.
Продукция серотонина существенно преобладает в дневное время. При этом солнечный свет переключает эпифиз с образования мелатонина на синтез серотонина, что ведет к пробуждению организма. Мелатонин образуется из серотонина в темное время суток, тормозит секрецию гонадолиберина, СТГ, тиреоидных гормонов и настраивает организм на отдых.
2. Глиальные клетки – на периферии дольки, функции – поддержание пинеалоцитов, трофическая и регуляторная.
Функция эпифиза выражена в детском возрасте. В это время он предотвращает преждевременное половое созревание, позволяя организму ребенка физически окрепнуть. При старении орган уменьшается в размерах, в нем могут откладываться кристаллы фосфата и карбонаты кальция (эпифизарный песок).
Периферические железы внутренней секреции.
ЩИТОВИДНАЯ ЖЕЛЕЗА.
Развивается из эпителия глоточной кишки между I и II парами жаберных карманов в виде эпителиального тяжа. Сначала щитовидная железа похожа на экзокринную и имеет аналог выводного протока, который затем редуцируется. На уровне III-IV жаберных карманов эпителиальный тяж раздваивается, давая начало фолликулам правой и левой долей щитовидной железы, в верхних отделах тяж атрофируется, сохраняется только перешеек между долями, а его проксимальная часть - в виде ямки корня языка. Парафолликулярные клетки обравазутся из нервного гребешка.
Функции. Щитовидная железа за счет тиреоидных гормонов (Т3, Т4), регулирует соматическое и умственное развитие, влияет на психоэмоциональное состояние, регулирует все виды обмена. Гомон кальцитонин участвует в регуляции уровня кальция в крови и костях. Образование тиреоидных гормонов щитовидной железой усиливается тиротропным гормоном гипофиза (ТТГ).
Находится щитовидная железа на передней поверхности шеи и состоит из 2 долей, соединенных между собой перешейком. Эта железа покрыта соединительнотканной капсулой, прослойки которой направляются вглубь и разделяют орган на дольки, а в дольках различают микродольки, в прослойках содержатся сосуды и нервы. Основной структурной единицей щитовидной железы является фолликул, имеющий округлую или овальную форму. Фолликулы разделены прослойкой соединительной ткани с большим количеством гемокапилляров. Фолликул имеет вид пузырька, в полости которого накапливается секрет – коллоид, образованный тироглобулином, с резорбционными вакуолями – участки расходования коллоида.
Щитовидная железа содержит 2 вида эндокринных клеток, лежащих на базальной мембране:
1. Тироциты – в норме это клетки кубической формы, на апикальной поверхности имеются микроворсинки, в базальной части располагается ядро, органеллы синтеза хорошо развиты. Соседние тироциты соединяются между собой десмосомами, замыкательными пластинками. Тироциты синтезируют тироксин.
Фазы секреции:
А. Фаза продукции:
a) Поступление исходных веществ (тирозин, вода, иодиды, ионы и др.) в тироцит диффузно из крови через базальную мембрану.
b) Синтез в цитоплазме тироцита на гранулярной ЭПС белково-полисахаридного комплекса- тироглобулина и его гликозилирование с помощью фермента тиропероксидазы в аппарате Гольджи. Затем путем экзоцитоза тироглобулин поступает в полость фолликула. На апикальной поверхности тироцита тироглобулин соединяется с атомарным йодом, в результате чего в полости фолликула образуется коллоид. При соединении с одним атомом йода образуется монойодтирозин, с двумя – дийодтирозин, которые объединяются попарно в тетрайодтиронин (тироксин, Т4). Наряду с тироксином образуется также трийодтиронин (Т3), который значительно активнее тироксина.
Б. фаза выведения:
c) Фаза резорбции тироглобулина путем пиноцитоза и гидролиза из коллоида, с образованием тироксина (Т4) и трийодтиронина (Т3),
d) Выведение через базальную мембрану в гемокапилляры тироксина и трийодтиронина.
Гипофункция щитовидной железы проявляется уплотнением коллоида, его застоем внутри фолликулов, при этом исчезают резорбционные вакуоли. Уменьшается высота тироцитов, они принимают уплощенную форму, а их ядра вытягиваются параллельно поверхности фолликула.
При гиперфункции щитовидной железы тироциты приобретают призматическую форму, на их поверхности увеличивается содержание микроворсинок, коллоид при этом становится более жидким и пронизывается многочисленными резорбционными вакуолями.
2. Парафолликулярные эндокриноциты (кальцитониноциты, С-клетки) – локализуются в стенке фолликулов, залегая между основаниями соседних тироцитов, не достигая своей верхушкой просвета фолликула. Эти клетки крупнее, чем тироциты, имеют угловатую или округлую форму, хорошо развитые органоиды синтеза. Также эти клетки располагаются в межфолликулярных прослойках соединительной ткани, образуя парафолликулярные островки. Эти клетки образуют нейроамины (норадреналин, серотонин) и олигопептидные гормоны – кальцитонин и соматостатин и поэтому относятся к APUD-системе. Кальцитонин снижает уровень кальция в крови и способствует его депонированию в костях, являясь антогонистом паратирина околощитовидных желез. Соматостатин подавляет рост и размножение клеток.
Регенерация. Паренхима щитовидной железы отличается повышенной способностью к пролиферации, источником роста является эпителий фолликулов. Деление фолликулов приводит к увеличению площади фолликула и образованию в нем складок и сосочков (интрафолликулярная регенерация). Размножение клеток может привести также к появлению эпителиальных почек, с течением времени в них возобновляется биосинтез тироглобулина, в результате чего, образуются микрофолликулы, которые по мере накопления в них коллоида становятся как материнские (экстрафолликулярная регенерация). Парафолликулярные клетки в фолликулогенезе не участвуют.
ПАРАЩИТОВИДНЫЕ ЖЕЛЕЗЫ.
Развиваются на уровне 3-4 жаберных карманов. Околощивидные железы расположены на задней поверхности щитовидной железы, окружены тонкой соединительнотканной капсулой. Паренхима железы образована эпителиальным тяжами паратироцитов, разделенных прослойками соединительной ткани с многочисленными капиллярами. Соседние клетки связаны интердигитациями и демосомами. Трабекулы представлены 2 видами клеток:
1. Главные клетки секретируют паратирин, преобладают в железе, небольших размеров, полигональной формы. Секреторные гранулы диаметром 150-200 нм. Выделяют светлые (малоактивные) клетки, содержащие гликоген и темные (активно функционирующие) клетки.
2. Оксифильные паратироциты – крупные клетки,малочисленные, располагаются поодиночке или группами. Эти виды клеток рассматривают как стареющие формы главных клеток.
Функция паращитовидных желез заключается в регуляции уровня кальция в организме. Паратирин стимулирует резорбцию кости остеокластами, повышая уровень кальция в крови, и снижает уровень фосфора в крови, уменьшает экскрецию кальция почками, участвует в метаболизме витамина Д. Деятельность желез усиливается при гипокальциемии и ослабляется при гиперкальциемии.
НАДПОЧЕЧНИКИ.
Надпочечники – парные органы, образованные соединением 2 гормонопродуцирующих желез, составляющих корковое и мозговое вещество. Снаружи надпочечники покрыты соединительнотканной капсулой, в которой выделяют 2 слоя – наружный (плотный) и внутренний (более рыхлый). Корковое вещество надпочечников развивается из утолщений целомического эпителия корня брыжейки. Мозговое вещество имеет нейральное происхождение.
В корковом веществе надпочечников образуются глюкокортикоиды, регулирующие обмен веществ, минералкортикоиды – регулирующие вводно-электролитный обмен, половые гормоны – влияющие на половые функции. В мозговом веществе продуцируются катехоламины, влияющие на частоту сердечных сокращений, сокращение гладких мышц, метаболизм углеводов и липидов. Функция коры (пучковой и сетчатой зон) контролируется АКТГ и гормонами ренин-ангиотензиновой системы почек.
Корковое вещество.
В нем выделяют зоны:
1. Клубочковая зона (10% толщины коры) – образована мелкими корковыми эндокриноцитами, которые формируют округлые скопления «клубочки». В цитоплазме мало липидных включений, имеется агранулярная ЭПС, свободные рибосомы, митохондрии, аппарат Гольджи. В этой зоне вырабатываются минералкортикоиды (альдестерон) – обеспечивающие вводно-электролитный обмен. Между капсулой и клубочковой зоной расположена субкапсулярная зона, играющая роль камбия для клубочковой зоны коры.
На границе с пучковой зоной располагается промежуточная или суданофобная зона, представленная малоспециализированными клетками, обеспечивающими регенерацию пучковой и сетчатых зон коры надпочечников.
2. Пучковая зона (75%) – занимает среднюю часть тяжей, клетки этой зоны крупные, кубической или призматической формы, на поверхности обращенной к гемокапиллярам имеются микроворсинки. В эндокриноцитах данной зоны много липидных включений. Среди клеток выделяют светлые и темные, которые представляют разные функциональные состояния одних тех же клеток. В этой зоне вырабатываются глюкокортикоиды: кортикостерон, кортизон, гидрокортизон, влияющие на метаболизм углеводов, белков и липидов. Влияют на глюконеогенез – образование глюкозы в крови. Глюкокортикоиды угнетают воспалительные процессы в организме, а также способствуют уменьшению числа лимфоцитов в крови.
3. Сетчатая зона (10-15%) – эпителиальные тяжи разветвляются, формируя рыхлую сеть. Клетки уменьшаются в размерах, приобретая кубическую, округлую, угловатую форму. В этой зоне вырабатывается андрогенстероидный гормон, похожий по структуре на тестостерон, поэтому опухоли этой зоны коры надпочечников у женщин взывают развитие вирилизма (развитие вторичных половых признаков по мужскому типу – усы, борода и др.). В сетчатой зоне в небольших количествах образуются также эстрогены и прогестерон.
Мозговое вещество.
Мозговое вещество отделяется от коркового тонкой, местами прерывающейся прослойкой соединительной ткани. В этой зоне располагаются крупные, округлой формы клетки – мозговые эндокриноциты, котрые бывают 2 видов:
1.светлые эндокриноциты (эпинефроциты) – секретируют адреналин.
2. темные эндокриноциты (норэпинефроциты) – секретируют норадреналин.
Нейромедиатор норадреналин и гормон адреналин - это катехоламины, вырабатываются в ответ на стресс и оказывают влияние на гладкую мускулатуру сосудов, на мускулатуру желудочно-кишечного тракта, бронхов, сердца, а также на липолиз, глюконеогенез. Кроме этих катехоламинов клетки мозгового слоя вырабатывают пепиды - энкефалины, что позволяет отнести эти клетки к АРUD- системе.
Регенерация коры надпочечников осуществляется за счет субкапсулярной и суданофобной зон. Регенерация мозгового вещества не изучена.
ОДИНОЧНЫЕ ГОРМОНПРОДУЦИРУЮЩИЕ КЛЕТКИ.
Совокупность этих клеток называют диффузной эндокринной системой. Среди этих клеток выделяют нейроэндокринные клетки АРUD – системы (нервного происхождения) и клетки не нервного происхождения.
Клетки АРUD – системы или ПОДПА-системы (поглощение и декарбоксилирование предшественников аминов) развиваются из нервного гребешка (нейральное происхождение), обладают с одной стороны способностью продуцировать нейроамины (норадреналин, серотонин, дофамин и др.), а с другой стороны – олигопептидные гормоны. Клетки АРUD – системы развиваются из нейроэктодермы, а также всех зародышевых листков:
1. производные нейроэктодермы ((нейроэндокринные клетки гипоталамуса, эпифиза)
2. производные кожной эктодермы (клетки Меркеля в эпидермисе)
3. производные кишечной энтодермы (клетки гастроэнтеропанкриотической системы)
4. производные мезодермы (секреторные кардиомиоциты)
5. производные мезенхимы (тучные клетки)
Вторая группа включает одиночные гормонпродуцирующие клетки, развивающиеся не из нейробластов, а из других источников. К этой группе относят такие клетки, как эндокриноциты островков Лангерганса ПЖЖ; клетки Лейдига (гландулоциты) семенников, продуцирующие тестостерон; клетки зернистого слоя фолликулов яичника, вырабатывающие эстрогены и прогестерон, ЮГА- клетки, вырабатывающие ренин.