Эмбриология органов внутренней секреции

Эмбриология органов внутренней секреции

ОРГАНЫ ВНУТРЕННЕЙ СЕКРЕЦИИ Внутренняя секреция впервые открыта в 1830 г. и с этого времени началось ее изучение. Но первые гормоны открыли только в начале 20 века и изучают до сих пор Эндокринная система относится к регулирующей системе. Регулирует обмен веществ в целом с помощью специальных биоактивных веществ — гормонов. Гормоны могут возбуждать биологические процессы, а могут тормозить (блокировать).

Гормоны обладают точным действием на органы-мишени благодаря тому, что в клеточной мембране последних имеются специальные рецепторы к этим гормонам. Отсутствие рецептора приводит к отсутствию действия гормона. По химической природе гормоны чаще всего имеют белковое строение (гликопептиды. олигопептиды). Среди гормонов могут быть и производные аминокислот (тирозина-гормоны щитовидной железы), производные аминов (гормон мозгового вещества надпочечников) и часть гормонов имеют стероидную природу (половые гормоны и гормоны коркового вещества надпочечников).

Все железы внутренней секреции делятся на:

1. центральные (гипоталамус, гипофиз, эпифиз):

2. периферические (щитовидная, околощитовидная железы, надпочечники);

3. смешанные (гонады, поджелудочная железа);

4. одиночные диффузные системы клеток (АРШ — система).

Некоторые железы подчиняются гипофизу — гипофиззависимые, другие не контролируются гипфизом — гипофизнезависимые.

Периферические органы внутренней секреции

ЩИТОВИДНАЯ ЖЕЛЕЗА Щ.ж. развивается как вырост эпителия передней стенки глотки на уровне 1 и 2 пар жаберных карманов на 4 неделе эмбриогенеза. Затем этот зачаток спускается ниже и на уроне 3 и 4 пар жаберных карманов разрастается, образуя постепенно левую и правую доли и у некоторых животных — перешеек. Щ.ж. начинает дифферениировку на 7−8 неделе внутриутробного развития и очень рано в эмбриогенезе она начинает действовать. Снаружи она покрыта соединительнотканной капсулой.

От соединительно-тканной капсулы отходят перегородки, которые разделяют железу на дольки. В междольковой соединительной ткани проходят сосуды, нервы, затем от этих сосудов внутрь дольки идут более мелкие сосуды, которые ветвятся и оплетают фолликулы. Фолликул — структурно-функциональная единица щ.ж. Стенка фолликула представлена клетками — тироцитами. Они располагаются в один слой на базальной мембране и имеют кубическую и высокопризматическую форму. Полость фолликула заполнена коллоидом (тироглобулином). Коллоид при снижении функции имеет более вязкую (плотную) консистенцию, а при гиперфункции он более разжижен, пенистый (происходит его гидролиз). В коллоиде находятся гормоны, трийодтиронин и тетрайодтиронин.

Секреция гормона В 1 фазе в тироциты поступают продукты, из которых потом образуются гормоны: вода, электролиты и иодиды. Из этих продуктов в клетке вначале образуются молекулы тирозина в агрегате с ионом йода, поэтому называется — монойодтирозин. Затем эти молекулы поступают в коллоид и в нем образуются молекулы дийодтирозина. Из него в последствии образуется трийодтиронин — это активный гормон, который присоединяется к глобулину и находится в составе коллоида. Здесь же образуется и тетрайодтиронин (тироксин) — это неактивный гормон и он на периферии должен отцепить один атом йода, чтобы превратиться в активный трийодтиронин. Затем он соединяется с глобулином и находится в коллоиде до востребования. При воздействии тиреотропного гормона гипофиза (ТТТ) происходит расщепление (гидролиз) белковых агрегатов коллоида. Коллоид становится более разжиженным и тироциты резко изменяются (на апикальной поверхности микроворсинки), начинается потребление мелких агрегатов тироглобулина внутрь тироцитов. В тироците от молекулы тироглобулина отщепляется глобулин, который возвращается в полость, а гормон выделяется в тканевую жидкость, кровь, лимфу.

При повышенной активности при тиреотоксикозе происходит неполное отщепление глобулина от молекулы гормона и в кровь попадает вместе с гормоном и глобулин. Это будет служить антигеном и начнётся аутоиммунный процесс (агрессия против фолликулов). Фолликулы начинают размножаться, образуются новые — у женщин развивается увеличение щитовидной железы. Тиреотоксикоз — типично женская болезнь. При гипофункции железы клетки из кубических становятся даже плоскими, фолликулы увеличиваются в размерах, коллоид накапливается, ничего не выводится. Железа увеличивается в целом в размере.

При гиперфункции тироциты становятся высокими, коллоид подвергается гидролизу и фолликулы выводят гормон из себя, но уже при тиреотоксикозе образуются новые фолликулы. Они образуются из интерфолликулярных клеток, которые у взрослых располагаются в виде островков между фолликулами, а у детей клетки располагаются диффузно.

Т.о. щ.ж. вырабатывает 2 йодсодержащих гормона: трийодтиронин и тетрайодтиронин. Они контролируют общий обмен веществ (его скорость).

Гипофункция у плода и в первый год жизни ведёт к нарушению дифферецировки коры больших полушарий и в крайней степени — к кретинизму. Впоследствии гипофункция приводит к нарушению умственного развития и появлению микседемы — тучность с повышенным тургором соединительной ткани, так как происходит ослизнение соединительной ткани, слизистые оболочки подвергаются перерождению, увеличен язык, приоткрыт рот. У взрослых гипофункция приводит к нарушению обмена веществ: чуть снижена температура, ничего особо серьезного, так как кора уже сформировалась.

В щ.ж. выделяется и нейодсодержащий гормон — тирокальцитонин. Клетки, которые вырабатывают его — паратироциты. Они могут располагаться в стенке фолликула, но гормон выводят не в полость фолликула, а в кровь. Могут располагаться и в интерфолликулярной ткани и при образовании новых фолликулов встраиваться в их стенку. Гормон снижает содержание ионов кальция в крови, снижая его реабсорбцию в почках и всасывание в ЖКТ. Он является антагонистом гормона околощитовидных желез. Природа паратироцитов нейральная (не из эпителия).

Щ.ж. обладает высокой способностью к регенерации за счет гипертрофии фолликулов, отпочковывания от них новых фолликулов и образования новых за счет интерфолликулярных тироцитов. При тиреотоксикозе иногда удаляют часть щ.ж.

ОКОЛОШИТОВИДНЫЕ ЖЕЛЕЗЫ Обычно 4 дольки. Образуются из эпителия 3 и 4 пар жаберных карманов на 4 неделе эмбриогенеза. Верхние дольки локализованы над щитовидной железой или под единой капсулой. Нижние дольки располагаются ниже и сзади, а иногда между долек щ.ж.

Околощитовидные железы являются жизненно важными органами. Удаление всех долек приводит к смерти в течение первых двух суток от нарушения сократимости мышечной ткани.

Гистологически железа устроена просто: каждая долька покрыта соединительно-тканной капсулой, представленной тяжами эпителиальных клеток, которые перекручиваются, анастомозируют между собой. Между тяжами — прослойки соединительной ткани с кровеносными сосудами. Среди эпителиальных клеток выделяют базофилъные и ацидофильные (впервые появляются в возрасте 5 лет и их количество нарастает). Это старые клетки. Среди базофилов более темные и светлые — это разные фазы секреции. Гормон — паратироидин (парат-гормон). Он повышает содержание ионов кальция в крови, за счет повышения всасывания его в ЖКТ, повышения реабсорбции ионов кальция в почках, активации остеокластов, разрушающих межклеточное вещество костей и выводящих ионы кальция в кровь.

При гипофункции снижается содержание ионов кальция, нарушается мышечная сократимость, нервно-мышечная проводимость, появляются судороги. Новорожденные с гипофункцией живут не больше 20 лет. Гиперфункция ведет к повышенной ломкости костей (т.н. «хрустальная болезнь»).

НАДПОЧЕЧНИКИ Парные органы. Представлены двумя самостоятельными железами: — корковое вещество, вырабатывает гормоны стероидного ряда, минералокортикоиды, глюкокортикоиды, половые гормоны — андрогены (из них образуются и мужские, и женские). Мозговое вещество, имеет нейральную природу, образует котехоламины: адреналин и норадреналин. В нервной ткани в других местах — медиаторы.

Снаружи надпочечник покрыт хорошо выраженной соединительно-тканной капсулой. В корковом веществе выделяют три зоны:

1. Клубочковая зона (сразу под капсулой). Эпителиальные клетки наслаиваются друг на друга.

2. Пучковая юна — 70%. Клетки расположены длинными пучками и идут радиально. Между ними очень тонкая прослойка соединительной ткани.

3. Сетчатая зона. Представлена пучками, которые начинают переплетаться между собой. Между этими эпителиальными структурами образуется больше промежутков, где располагаются кровеносные капилляры.

В надклубочковой зоне определяются мелкие базофильно окрашенные клетки (мало дифференцированные), из которых образуются клетки клубочковой зоны или дополнительные адреналовые тела.

Клетки клубочковой зоны содержат хорошо выраженные органеллы; в них (клетках) синтезируются минералокортикоиды. Главный — альдостерон. который образуется под действием ренина почек. Минералокортикоиды регулируют в целом минеральный обмен, усиливают воспалительную реакцию (коллагенообразование), способствуют заживлению ран. Это гипофизнезависимая. жизненно важная зона.

Пучковая зона наиболее широкая. Клетки крупные, кубической или призматической формы и более светлые по сравнению с клубочковой зоной. Их тяжи идут параллельно друг другу. На границе с клубочковой зоной выделяют малодифференцированные клетки, которые являются источником регенерации для пучковой и сетчатой зон. Хорошо выражены органеллы, особенно митохондрии, которые участвуют в синтезе гормонов глюкокортикоидов (кортизон, кортизол и др.). Они регулируют углеводный и жировой обмен в организме, и отвечают за неогликолиз, то есть образование углеводов за счет белков. Они отвечают за депонирование гликогена и синтез его в печени и мышцах. Они ослабляют воспалительную реакцию, так как блокируют фибробласты и снижают коллагенообразование. Большой выброс глюкокортикоидов может вызвать разрушение эозинофильных лейкоцитов и лимфоцитов. При этом снижается иммунная ответная реакция. При этом массированное выделение глюкокортикоидов может вызвать разрушение лейкоцитов в тимусе — акцедентальная инволюция тимуса (бывает при стрессах).

Сетчатая юна. Клетки более интенсивно окрашены, хорошо выражены органеллы. Вырабатываются гормоны-андрогены. Гормонпродуцирующие опухоли могут приводить к большим изменениям в организме в сторону противоположного пола.

Пучковая и сетчатая зоны контролируются гипофизом, его адренокортикотропным гормоном.

Мозговое вещество представлено крупными хромафинными нитями, которые окрашиваются солями хрома и иногда серебра. Здесь располагаются крупные капилляры синусоидного типа и венозные синусы. Выделяют 2 типа клеток: светлые и темные. Одним приписывают роль выработки адреналина, другим норадреналина, но, видимо, это лишь разные фазы секреции. Эти гормоны усиливают кровообращение тех жизненно важных органов, которые обеспечивают выживание: поперечно-полосатая мускулатура, сердце, головной мозг, легкие. Снижают кровоснабжение гладкомышечной ткани.

Центральные органы внутренней секреции гипофиз гипоталамус секреция щитовидный ГИПОФИЗ Закладывается на 6−7 неделе эмбрионального развития из двух зачатков. Из крыши эпителия ротовой полости в направлении основания мозга образуется эпителиальный карман (карман Ратке). Навстречу ему от основания мозга формируется вырост в виде воронки. Проксимальная часть этой воронки формирует гипоталамус. Только при наличии контакта между двумя зачатками возможна дальнейшая дифференцировка.

Из эпителия выроста (спереди) формируется аденогипофиз, в котором выделяют среднюю долю (образуется из задней стенки выроста) и переднюю долю, формирующуюся за счет сильного разрастания передней стенки выроста. Щель между этими долями сохраняется только у низших млекопитающих, а у высших и человека она зарастает. Из нейтрального зачатка формируется задняя доля гипофиза, в центре которой видна полость (остатки мозговой воронки), а ближе к проксимальной части уже располагается третий желудочек мозга. Задняя доля гипофиза также называется нейрогипофизом. Наиболее просто построена задняя доля гипофиза. Она представлена в основном элементами глии. Глиоциты здесь называются питуицитами. Клетки имеют отросчатую форму, отростки заканчиваются у сосудов: либо в адвентиции, либо соприкасаются с базальной мембраной. Со стороны гипоталамуса из супраоптического и паравентрикулярного ядер от крупных нервных клеток отходят отростки — аксоны, которые по ножке гипофиза проникают в заднюю дольку, где заканчиваются терминалями около сосудов. При этом окончания несколько расширены. В самой задней доле гормоны не вырабатываются, они вырабатываются в этих крупных клеточных ядрах гипоталамуса и по аксонам спускаются к терминалям, где накапливаются. Эти накопления видны в виде телец Херринга. А потом при необходимости эти гормоны выделяются в кровь. Т.о. здесь выделяется антидиуретический гормон (вазопрессин) — вырабатывается в супраоптических ядрах, и окситоцин — вырабатывается в паравентрикулярных ядрах. Задний гипофиз с гипоталамусом связан нейрально (отростками нейроцитов). [Окситоцин вызывает сокращения матки и отдачу молока]

Средняя доля в эмбриогенезе представлена задней стенкой кармана Ратке (мало разрастается). Представляет собой типичный эпителиальный пласт. Клетки окрашены слабобазофильно, между клетками встречаются сосуды, в которые выделяются гормоны, вырабатывающиеся здесь. Иногда между клетками может накапливаться секрет наподобие коллоида и образовываться фолликулы. В средней доле вырабатывается мечаноцитотропный и итотропный гормоны. Т.о., средняя доля участвует в регуляции жирового обмена, частично минерального и держит под контролем пигментообразование. У человека средняя доля выражена плохо и клетки могут мигрировать на территорию передней доли.

Наиболее сложно устроена передняя доля гипофиза. Снаружи она окружена тонкой волокнистой капсулой, внутрь отходят тонкие перегородки, которые разделяют всю паренхиму на маленькие дольки, в перегородках располагаются крупные синусоидные капилляры. Паренхима дольки представлена различными по окраске и степени дифференцировки клетками.

Все клетки передней доли гипофиза можно разделить на две части:

1. хромофильные клетки;

2. хромофобные.

Хромофильные клетки подразделяют на:

— базофильные:

— ацидофильные.

Хромофобные клетки называют главными, так как в процентном отношении они занимают 60% от всех клеток. Главные клетки гормонов не производят, Это небольшие по размеру клетки неправильной угловатой формы со светлыми ядрами и плохо окрашенной цитоплазмой. Среди этих клеток выделяют малодифференцированные (возможно, клетки, находящиеся в состоянии покоя после секреции).

Базофильные хромофильные клетки. Они более крупного размера, в цитоплазме содержат базофильно окрашенные гранулы. Среди этих клеток выделяют гонадотропоииты. вырабатывающие одни — ФСГ, другие — ЛГ. Клетки имеют крупный размер, ядро в гонадотропоцитах сдвинуто на периферию (эксцентрично). Крупные гранулы занимают периферическую часть цитоплазмы, хорошо развиты органеллы. При гиперсекреции клетки, перед ядром сильно гипертрофируется комплекс Гольджи. Особенно резко он увеличивается в размере при крайней степени активности (при кастрации), поэтому эти клетки приобретают пестневидную форму — эти клетки называются клетками кастрации. Кроме гонадотропоцитов к базофильным клеткам относятся и тиротропоциты. Они более мелкие, ядра в них расположены в центре. Крупная базофильная зернистость расположена по всему периметру цитоплазмы. Эти клетки занимают 6−10%, то есть их немного.

Хромофильные ацидофильные клетки. Количество 30−35%. К ним относят клетки, вырабатывающие гормон роста соматотропоциты, лактотропоциты. Клетки по размеру крупные, близкие к базофильным. Имеют более округлую форму, в цитоплазме содержатся специфические гранулы, окрашивающиеся ацидофильно.

Промежуточное положение занимают клетки, вырабатывающие адренокортикотропный гормон. Их можно отличить только в электронный микроскоп. Гранулы в виде небольших пузырьков с плотной центральной частью. Гормон, который вырабатывается в этих клетках, стимулирует пучковую зону коры надпочечников.

ГИПОТАЛАМУС Является более центральным звеном по отношению к гипофизу, так как здесь образуются релизинг — факторы, которые относятся к мюеринам (возбуждают) или к статинам (тормозят).

Химически эти вещества относят к олигопептидам. Они стали изучаться в 70-х годах. В гипоталамусе известно более 30 пар ядер. Среди них некоторые обладают эндокринной функцией. В них располагаются нейросекреторные клетки, а в некоторых и нервные, и нейросекреторные. Нейросекреторные клетки крупные, ядра иногда называют крупноклеточными (супраопптческое и паравентрикулярное ядра). В паравенрикулярном ядре есть и мелкоклеточная часть. Супраоптическое и паравентрикулярное ядра располагаются в переднем отделе, отростки их клеток через ножку гипофиза проникают в заднюю долю гипофиза, где и выделяют вазопрессин и окситоцин. Окситоцин стимулирует гладкую мышечную ткань.

В средней части гипоталамуса располагаются мелкоклеточные ядра:

— аркуатное ядро;

— вентромедиалъное ядро.

Отростки клеток этих ядер проходят к сосудам нижней эминенции гипоталамуса, то есть туда, где сосуды образуют первичную капиллярную сеть. Затем этот кровоток направляется в аденогипофиз. где сосуды формируют вторичную капиллярную сеть. Т.о., выделенные в гипоталамусе либерины и статины через кровоток попадают в аденогипофиз, т. е. аденогипофиз связан с гипоталамусом единым кровотоком. Опосредованное действие либеринов и статинов, минуя гипофиз, на периферические органы очень слабое.

ЭПИФИЗ Небольшой эндокринный орган массой до 0,3 гр. Эпифиз является центральным органом, который регулирует все биоритмы в организме. Эпифиз снаружи покрыт соединительной капсулой от которой внутрь отходят тонкие перегородки, которые делят эпифиз на маленькие дольки. В междольковой ткани — кровеносные сосуды.

В дольках 2 типа клеток: один относится к нейральным — пинеалоциты (по всей вероятности они по своему происхождению относятся к АПУД-системе). Второй тип клеток — глиоциты.

Секреторные клетки (пинеалоциты) — крупные, их тела в центре дольки, а на периферию отходят их многочисленные отростки, которые контактируют с кровеносными капиллярами, а в месте контакта булавовидно расширяются. В этих отростках (особенно в области гранулы секрета, которые постепенно выделяются в кровь. Из известных многочисленных биоактивных веществ, которые здесь вырабатываются, в первую очередь — серотонин, который вырабатывается в большом количестве в светлое время суток, в темное из него образуется мелатонин. Т.о. и осуществляется циркадность, регулировка биоритмов. В первые годы жизни эти выделяемые вещества блокируют работу либеринов из гонадотропоцитов и замедляют половое созревание. Опухоли, которые нарушают процесс регулировки, могут приводить раннему половому созреванию. При большом световом потоке наблюдается более раннее половое созревание, при более меньшем — половое созревание задерживается.

Кроме того, эпифиз вырабатывает около 60 других биологически активных соединений, которые оказывают регулирующее действие на жировой, минеральный обмен и регулируют биоритмы обмена веществ в целом.