Endokrinní systém
Mezibuněčná komunikace
• Endokrinní orgány (např. hypofýza, štítná žláza, příštítná tělíska, nadledviny)
• Endokrinní tkáň jako součást jiných orgánů
(pankreas, gonády, ledviny, placenta)
• Izolované endokrinní buňky (DNES, APUD)
• Neuroendokrinní buňky
Obecné vlastnosti endokrinního systému
• Jednotné vývojové schéma
- invaginace různých epitelů, které ztratily kontakt s původní tkání
- na rozdíl od exokrinních žláz nemají vývod
• Vazivové pouzdro + septa
• Trámce žlázového epitelu, folikuly nebo skupinky žlázových buněk
nebo
• Neurosekreční buňky
• Kapilární síť
- Fenestrované kapiláry
- Sinusoidy
Obecné vlastnosti endokrinních orgánů
• Merokrinní způsob sekrece
- nejen hormony – endokrinní žláza v širším smyslu např. játra
• Steroidy – hydrofobní, intracytoplazmaticé nebo jaderné receptory
(pohlavní hormony, kortikoidy)
• Proteiny a polypeptidy – hydrofilní, receptory na buněčné membráně
(insulin, hormon adenohypofýzy, PTH, …)
• Malé peptidy (liberiny)
• Aminokyseliny a jejich deriváty (adrenalin, noradrenalin, thyroxin)
Obecné vlastnosti hormpnů
v
Hypofýza (gl. pituitaria)
kost klínová
chiasma opticum
pons
HYPOFÝZA
HYPOTHALAMUS
corpus callosum
přepážka nosní
Hypofýza (gl. pituitaria)
• kost klínová
• sella turcica
• fossa hypophysialis
Chiasma opticum
Horní hypofyzární arterie
Diaphragma sellae
Dura mater
PŘEDNÍ LALOK
ZADNÍ LALOK
INFUNDIBULUM
HYPOTHALAMUS
Dolní hypofyzární arterie
Dolní hypofyzární žíla
Sella turcica kosti klínové
Hypofýza (gl. pituitaria)
• adenohypofýza (pars distalis, pars tuberalis, pars intermedia)
• neurohypofýza (pars nervosa)
• infundibulum, eminentia mediana
Hypofýza (gl. pituitaria)
Hypofýza (gl. pituitaria)
• adenohypofýza - glandotropní hormony, prolaktin, GH
• neurohypofýza - uvolňování hypothalamických hormonů - ADH, oxytocin
• anatomická i funkční asociace s hypothalamem
• kapilární systémy a neuroendokrinní sekrece
Hypothalamus
• malá oblast diencephala se složitou
neuroarchitekturou, limbický systém
• komplexní funkce
- regulace teploty, emocí, příjmu
potravy, cirkadiánních rytmů
- hormonální regulace na základě
různých podnětů (osmorecepce,
koncentrace živin, elektrolytů,
systémové funkce - bolest)
• hypothalamická jádra
- n. supraopticus, n. paraventricularis
- magnocelulární neurony - tractus
hypothalamo-hypophysialis
- parvocelulární neurony - kapiláry
eminentia mediana
CC
NC
Th PuGP
Hyp
SI
Hypothalamo-hypofyzární systém
Mechanismus neurosekrece
Tractus hypothalamo-hypophysialis
- axony magnocelulárních neuronů v nucleus supraopticus a paraventricularis
- zakončení na fenestrovaných kapilárách v neurohypofýze
- syntéza prohormonů - během axonálního transportu maturace
- kapilární plexus z a. hypophysialis inferior (větve a. carotis interna) sinus
cavernosus
Hypofyziální portální systém
- parvocelulární neurony např. nucleus arcuatus, preopticus, paraventricularis a
nuclei tuberales
- axonální transport na primární kapilární plexus (z předních a zadních a.
hypophysiales superior - větve a. carotis interna; anastomózy s a. hypophysialis
inferior ) v eminentia mediana  hypofyzární portální véna (v. portalis
hypophysialis)  sekundární kapilární plexus v adenohypofýze  v. lobi
anterioris  sinus cavernosus  v. jugularis interna
ncl. paraventricularis
ncl. supraopticus
hypothalamo-hypofyzární trakt
zadní lalok
sekundární plexus předního laloku
Kapilární systémy hypofýzy
primární plexus e. mediana
přední lalok
Kapiláry v eminentia
mediana a infundibulu
Hypofyzární vény
A. hypophysyalis inf.
A. hypophysyalis sup.
Hypofyzární portální vény
Hypofyzární vény
Kapiláry hypofyzárního plexu v pars distalis
A. carotis int.
Kapilární systémy hypofýzy
Eminentia mediana
• vyvýšená část tuber cinereum, kde odstupuje infundibulum p. nervosa
• neurohemální oblast - není vytvořena hematoencefalická bariéra
• fenestrované kapiláry s širokými perivaskulárními prostory
Embryonální vývoj hypofýzy
• Ektoderm (Rathkeho výchlipka)
• Neuroektoderm ventrální stěny diencefalonu
Embryonální vývoj hypofýzy
A = fossa
B = hypothalamus
C = eminentia mediana
D = adenohypofýza
Adenohypofýza
Chromofilní buňky
Acidofilní
- Somatotropní (STH, somatotropní), 50%
- Mammotropní (LTH, prolaktin), 10-25%
Bazofilní
- Thyreotropní (TSH, tyreotropní), 3-5%
- Gonadotropní (FSH, LH), 10-15%
- Kortikotropní (POMC, ACTH, MSH
adrenokortikotropní), 15-25%
Chromofobní buňky
• nediferencované b.
• degranulované chromofilní b.
• stromální b.
Neglandotropní
- přímý účinek na cílové tkáně
Glandotropní
- regulace ostatních endokrinních žláz
Adenohypofýza
Adenohypofýza
”FLAT PEG”
• FSH
• LH
• ACTH
• TSH
• Prolaktin
• Endorfiny
• Růstový hormon (growth)
Pro-opio-melanocortin (POMC)
drsné ER  pre-prohormon
různé tkáně
• ACTH (kůra nadledvin  kortisol)
• MSH (melanocyty - zejména parakrinně)
• lipotropin (lipolýza, steroidogenze)
• endorfiny
FSH (folitropin), LH (lutropin)
• gonadotropní buňky adenohypofýzy v závislosti na GnRH
• glykoprotein, 30kDa
• heterodimer dvou nekovalentně spojených podjednotek (a/ - společná pro více
hormonů - lh, FSH, TSH, hCG, b/ - specifická)
• FSH receptor (testes, ovaria, uterus) ascociovaný s G-proteiny
- glykosylovaná extracelulární doména 11 leucine rich repeats specifická vůči FSH
- po vazbě ligandu aktivace G-proteinu a cAMP signální dráhy
- alternativní aktivace MAPK kaskády (ERK)
- komplexní signální odpověď (prostaglandiny a PLPc, NO)
FSH LH
ovarium vývoj folikulů (exprese FSHR v buňkách m.
granulosa)
ovulace, vývoj corpus luteum,
produkce androgenů v
buňkách théky
testes vývoj spermií, FSHR v Sertoliho buňkách produkce testosteronu v
Leydigových buňkách (LHR)
extragona
dální
FSHR v sekrečním endometriu luteální fáze uteru
(endometriální fukce, embryo-endometriální
interakce)
uterus, seminální váčky,
prostata, kůže... neznámá
funkce
TSH, thyrotropin
• thyrotropní buňky adenohypofýzy v závislosti na TRH
• produkce T4 (thyroxin) a T3 (trijodtyronin)
• glykoprotein, 28,5 kDa, heterodimer nekovalentně spojených podjednotek (a, b)
• TSH receptor na tyhroidních folikulárních buňkách
- G-proteinová signální kaskáda  adenylylcykláza
- cAMP  jodové kanály (pendrin), transkripce thyreoglobulinu, endo- a exocytická
dráha
• krosreaktivita s hCG  v těhotenství alterace syntézy thyroidních hormonů
(gestační hyperthyroidismus)
GH, somatotropin, růstový hormon
• somatotropní buňky adenohypofýzy v závislosti na GHRH (somatokrinin)
• několik molekulárních isoforem (alternativní sestřih), ~20-24 kDa
• široké spektrum cílových buněčných typů i fyziologických dějů
- transkripce DNA, translace RNA, proteosyntéza
- využití tuků (mobilizace mastných kyselin, konverze na acetyl-CoA)
- inhibice přímého využití glukózy, stimulace glukoneogeneze
- transport aminokyselin
- proteosyntéza v chondrocytech a osteoblastech, proliferace, osteogeneze
• GHR v různých tkáních
- RTK, JAK-STAT
• somatomediny
- malé proteiny (MW 7,5 kDa) typu IGF, produkované játry
• rozmanité projevy deregulace GH
Neurohypofýza
nemyelinizovaná nervová vlákna
– axony neurosekrečních buněk
(100000) hypotalamických jader (n.
supraopticus a paraventricularis)
pituicyty (neuroglie)
- astrocyty, sekrece z
neureskerčních termini - lokální
kontrola
- Herringova tělíska –
neurosekreční zakončení –
dilatace poblíž kapilár
Hormony
- oxytocin (OT)
- antidiuretický hormon (ADH,
vasopresin)
Oxytocin
• nonapeptid
• magnocellulární neurony n. supraopticus a paraventricularis
• OR - G-protein coupled receptor
• laktace (myoepitelie mléčné žlázy)
• kontrakce myometria
• behaviorální účinek
Vasopressin
• nonapeptid
• retence vody
• epitelie t. reuniens a d. colligens
• kontrakce svaloviny t.media cév
• diabetes insipidus, hypernatremia, polyuremia
Klinické souvislosti
Tumory hypofýzy
útlak okolních struktur
(optické chiasma)
hyperfunkce endokrinní komponenty
• prolaktinom - galactorrhea
• hypogonadismus (poruchy GnRH)
• gigantismus - akromegalie
• nanismus
Anatomická stavba Mikroskopická struktura Hormony a cílové tkáně
Přednílalok(adenohypofýza)
pars distalis
hypofyzární
portální vény +
dolní
hypofyzární
arterie 
sekundární
kapilární plexus,
sinusoidní
kapiláry
trabekulární epitel v trámcích a clusterech,
retikulární vlákna
chromofobníb.
nediferencované b.
degranulované chromofilní b.
stromální b.
nemají hormonální aktivitu
chromofilníb.
acidofilní
neglandotropní
mammotropní b.
malépolypeptidy
dopamin (PIH)

(PRF  prolactin
změny mléčné
žlázy v graviditě a
aktivita v laktaci
somatotropní b.
somatostatin (GHIH)

GHRH  somatotropin (STH)
přímo játra,
růstové ploténky
různé další tkáně
via somatomediny
bazofilní
glandotropní
kortikotropní b.
glykoproteiny
CRH  ACTH, MSH
kortex nadledvin
 kortisol
melanocytypars tuberalis
thyrotropní b. TRH  TSH
štítná žláza
 thyroxin, T3
pars intermedia
Rathkeho cysty gonadotropní b. GnRH  FSH (ICSH), LH
gonády
 androgeny,
estrogeny,
progesteron
Zadnílalok
(neurohypofýza)
eminentia
mediana 
infundibulum
přední a zadní
horní
hypofyzární
arterie 
primární
kapilární plexus,
fenestrované
kapiláry
nemyelinizované axony
hypothalamických neuronů n. supraopticus,
n. paraventricularis (tractus
hypothalamohypophysialis),
pituicyty
malépeptidy
ADH
tubulus reuniens,
ductus colligens
t.media cév
oxytocin
myometrium uteru
během gravidity
myoepithelium
mléčné žlázy v
laktaci
pars nervosa
PŘESTÁVKA
Epifýza (c. pineale)
• epithalamus
• vazivové pouzdro navazující na pia mater
• tenká vazivová septa
• nemyelinizovaná nervová vlákna
• pinealocyty (95%, velké, světlé, kulatá jádra)
• intersticiální neuroglie (astrocyty, tmavé,
podlouhlá jádra)
• acervulus cerebri
• melatonin
Acervulus cerebri
• pinealocyty
- hvězdicovité, modifikované neurony v trámcích
- asociace s fenestrovanými kapilárami
- neurosekreční dilatace
- nevizuální fotorecepce
- melatonin – acetylace serotoninu
(hydroxytryptaminu)
- cirkadiánní rytmy
Epifýza (c. pineale)
Embryonic development of epiphysis
(c. pineale)
• thickening of caudal part of
ependyma that does not
contribute to development of
choroid plexus at the roof of
diencephalon
• neuroectoderm
Štítná žláza (gl. thyroidea)
• Thyroidní hormony (T3, T4)
• C buňky calcitonin,
Vazivový obal + septa
Laloky  lalůčky - folikuly
Folikuly (50 µm -1 mm)
- Odděleny řídkým vazivem
- Jednoduchý kubický epitel
- Koloid
Folikuly štítné žlázy
C buňky (parafolikulární) - báze epitelu, bez kontaktu s koloidem
C-buňky
Kapilární síť kolem folikulů
Syntéza T3 a T4 hormonů
Syntéza T3 z T4
• T4 v krevním oběhu 6.5 dnů, T3 2.5
• tkáňově specifické deiodinasy generují T3 T3
Syntéza T4 ve štítné žláze
• Na-I symporter přenáší z krevního oběhu 2 Na+ and 1 I- přes membrány
• I transportér (pendrin) přenáší I do koloidu folikulárních buněk
• thyroperoxidasa oxiduje 2 I−  I2.
• folikulární buňky produkují thyroglobulin (660kDa, <100 Tyr)
• thyroperoxidasa iodinuje tyrosylové zbytky (cca 20) thyroglobulinu
• endocytóza koloidu
• endocytické vesikuly + lysosomy, lysosomální enzymy
odštěpují T4 z molekuly thyroglobulinu
• exocytóza
Funkce
• kritocké pro vývoj mozku
• metabolismus (dusíková bilance, proteosyntéza,
lipolýza)
thyreoglobulin
trijodothyronin T3
tetrajodothyronin (thyroxin) T4
- původ z neurální lišty
- při bázi folikulárního epitelu
- nemají kontakt s koloidem
- deriváty 4. entodermální
výchlipky
- rER, Golgi
- sekreční granula
Calcitonin
- metabolismus CaII+
Parafolikulární (C)
buňky
• endodermální proliferace epitelu faryngu mezi tuberculum impar a copulou
• slepě zakončený epitelový čep, vazivové stroma z neurální lišty
• obliterující ductus thyreoglossus  foramen caecum
• ektopická tkáň štítné žlázy
Vývoj štítné žlázy
Příštítná žláza (gl. parathyreoidea)
6 mm, 130 mg
Vazivové pouzdro + septa
Kapilární síť
Trámce nebo skupiny žlázových buněk
- Hlavní
- Oxyfilní
- Tukové
Hlavní buňky
- nejpočetnější
- malé buňky (7-10 µm) s velkým
jádrem
- mírně acidofilní
- PTH – vápníkový metabolismus
• Oxyfilní
- větší, polyedrické,
- silně acidofilní/eozinofilní
- kulaté jádro
- glykogen
Příštítná žláza (gl. parathyreoidea)
Parathyroidní hormon (PTH,
parathormone, parathyrin)
• 84 aminokyselin
• stimulace resorpce osteoklasty
• zvyšuje resorpci Ca2+ a Mg2+ v nefronu
• zvyšuje absorpci Ca2+ ve střevě (via vD3)
PTH vs. calcitonin
• glandulae parathyroideae superiores z dorsálního výběžku endodermu 4.
faryngeální výchlipky
• glandulae parathyroideae inferiores z dorsálního výběžku 3. faryngeální výchlipky
- společně s thymem sestupují ke spodní části štítné žlázy
• možnost ektopické příštítné žlázy v thymu nebo mediastinu
Embryonální vývoj příštítné žlázy
Vazivový obal + septa
Kapilární síť
Různý embryonální původ kůry (coelomový epitel) a dřeně (neuronální lišta -
neuroektoderm)
Nadledviny (corpus suprarenalis)
Vývoj nadledviny
Kůra
- mesoderm
- mesothelium, coelomic epithelium
• primitivní (fetální) kůra: 5. (6.) týden
- součást fetoplacentární jednotky
• definitivní kůra:
- druhá vlna proliferace,
- zona reticularis se plně diferencuje
kolem 3. roce života
Dřeň
- neurální lišta
Kůra nadledviny (cortex)
Kůra nadledviny
• steroidogenní buňky
- hladké ER, Golgi, lipidové kapénky, početné
mitochondrie s tubulárními kristami
- steroidní hormony cortexu = CORTICOSTEROIDY
• Zona glomerulosa (1/10)
- tenká vrstva pod vazivovým obalem
- malé buňky, klubíčka
- nepočetné lipidové kapénky
- mineralokortikoidy (aldosteron)
• Zona fasciculata (6/10)
- radiálně uspořádané trabekuly
- lipidové kapénky v cytoplazmě
- glucocorticoids (kotisol)
• Zona reticularis (3/10)
- větvené trámce malých, acidofilních buněk
- lipofuscin
- androgenní prekurzory
Hormony kůry nadledviny
• Steroidy produkované v kortexu
= KORTIKOSTEROIDY
• Steroidogenní buňky
- SER, lipidové kapénky,
mitochondrie
- mineralokortikoidy
- glukokorticoidy
Aldosteron – zona glomerulosa
Kortisol – zona fasciculata
Androgeny, estrogeny,
progesteron – zona reticularis
Shluky žlázových buněk v retikulárním vazivu
- chromafinní buňky – modifikované postgangliové neurony
- gangliové buňky (A, N)
- kapiláry, venuly, nervová vlákna
- adrenalin a noradrenalin
Dřeň nadledviny
arteriae suprarenales (3)  arteriální
plexus kůry pod vazivovým pouzdrem
 radiálně orientované fenestrované
sinusoidní kapiláry přecházející do
kapilár dřeně  dřeňové vény  v.
suprarenalis
Vaskularizace
nadledvin
Tři regiony arteriálního zásobení
1) vazivové pouzdro a subkapsulární
oblast kůry
2) radiální kapiláry kůry a navazující
dřeňové kapiláry
3) dřeňové kapiláry z aa. perforantes
vazivové pouzdro
z. glomerulosa
z. fasciculata
z. reticularis
dřeň
kortikální arteriola
kapsulární
arteriola kapsulární venula
dřeňová arterie
kapiláry z.
glomerulosa
arteria
perforans
kapiláry z.
fasciculata
kapiláry z.
reticularis
vény z.
reticularis
dřeňové kapiláry
dřeňové vény
kůra
Region (zóna) Hormony Cílová tkáň Hormonální efekt Kontrola
Kůra
Zona
glomerulosa
Mineralokortikoidy
(aldosteron)
Ledviny
Zvýšení renální reabsorpce
Na+ a vody
Synergický efekt s ADH
Vylučování K+
součást reninangiotensinového
systému,
produkce na základě
zvýšené hladiny K+ nebo
nízké hladiny Na+
Zona
fasciculata
Glukokortikoidy
(hydrokortison)
Většina buněk
Uvolnění aminokyselin ze
svalů, lipidlů z tukové tkáně,
periferní utilizace lipidů
protizánětlivé účinky
Stimulace ACTH
Zona
reticularis Androgeny Většina buněk
U dospělých mužů
nepodstatný
U dětí a žen růst kostí, svalů,
krvetvorba
Stimulace ACTH
Dřeň Epinefrin, norepinefrin Většina buněk
Zvýšení srdeční aktivity,
centralizace oběhu,
bronchodilatace,
glykogenolýza, regulace
glykémie
Sympatikus
Hormony nadledvin
STRES Hypothalamus
Kůra nadledvin
ACTH
Kortisol
- štěpení glykogenu
- udržení stabilní hladiny glukózy v
krevním oběhu
- suprese imunitního systému
Hypofýza
Dřeň nadledvin
Adrenalin
- krevní tlak, vazokonstrikce, zvýšení
srdeční frekvence…
Fight or Flight Adaptace
CNS
(sympatikus)
Děkuji za pozornost
Dotazy a komentáře
pvanhara@med.muni.cz