ENDOKRINNÍ
SYSTÉM
2024
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
• Jednotné vývojové schéma endokrinních žláz
- invaginace různých epitelů, které ztratily kontakt s původní tkání
- na rozdíl od exokrinních žláz nemají vývod
OBECNÉ VLASTNOSTI ENDOKRINNÍHO SYSTÉMU
1. Negativní zpětná vazba změnou metabolického stavu
Nízká glykémie
Langerhansovy
ostrůvky
Insulin
Vysoká glykémie
2. Negativní zpětná vazba zvýšením koncentrace
sekretovaného hormonu
Hypothalamus Adenohypofýza Kůra nadledvin
CRH ACTH
Kortisol
3. Nervovým systémem – přímou inervací
CNS (sympatikus)
Dřeň nadledvin
Adrenalin
CNS
Hypothalamus
Neurohypofýza
ADH
JAK JE ŘÍZENÁ SEKRECE HORMONŮ?
• Vazivové pouzdro + septa
• Trámce žlázového epitelu nebo folikuly nebo skupinky žlázových buněk
• Kapilární síť
- Fenestrované kapiláry
- Sinusoidy
OBECNÁ MORFOLOGIE ENDOKRINNÍCH ORGÁNŮ
• Steroidy – hydrofobní, cytoplazmatické nebo jaderné receptory (pohlavní
hormony, kortikoidy)
• Proteiny a polypeptidy – hydrofilní, receptory na buněčné membráně
(insulin, hormony adenohypofýzy, PTH, …)
• Malé peptidy (ADH, vasopresin)
• Aminokyseliny a jejich deriváty (adrenalin, noradrenalin, thyroxin)
Testosteron
Insulin
Estradiol
Adrenalin
Růstový hormon
Melatonin
hCG
OBECNÉ VLASTNOSTI HORMONŮ
OBECNÉ VLASTNOSTI HORMONŮ
ENDOKRINNÍ ŽLÁZY
kost klínová
chiasma opticum
pons
HYPOFÝZA
HYPOTHALAMUS
corpus callosum
přepážka nosní
HYPOFÝZA (GL. PITUITARIA)
⚫ hypothalamus
⚫ sella turcica
⚫ fossa hypophysialis
⚫ optické chiasma
HYPOFÝZA (GL. PITUITARIA)
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
ZÁKLADNÍ STAVBA
1. Ektoderm stomodea: Rathkeho výchlipka
2. Neuroektoderm ventrální stěny diencefalonu
~3. týden ~8. týden
~16. týden~11. týden
~6. týden
EMBRYONÁLNÍ VÝVOJ HYPOFÝZY
4. týden - Rathkeho výchlipka
5. týden - růst, kontakt s divertikulem prosencephalonu
(infundibulum)
6. týden - spojení Rathkeho výchlipky a stomodea zaniká
10. týden - detekovatelné hladiny GH a ACTH
16. týden - adenohypofýza plně diferencovaná
EMBRYONÁLNÍ VÝVOJ HYPOFÝZY
A = fossa
B = hypothalamus
C = eminentia mediana
D = adenohypofýza
• adenohypofýza - trabekulární epitel
• neurohypofýza - nervová vlákna
• anatomická i funkční asociace s hypothalamem
• kapilární systémy a neuroendokrinní sekrece
MIKROSKOPICKÁ STAVBA HYPOFÝZY
• 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)
• neurosekrece z hypothalamických jader
- n. supraopticus, n. paraventricularis:
magnocelulární neurony → tractus hypothalamo-
hypophysialis
- hormony oxytocin, vasopresin vylučované
neurohypofýzou
- parvocelulární neurony → kapiláry eminentia
mediana: hypofyzární portální systém
- hormony statiny a liberiny řídící sekreci z
adenohypofýzy
HYPOTHALAMUS
• syntéza a transport efektorových hormonů z n.
supraopticus a n. paraventricularis via tractus
hypothalamo-hypohesialis do neurohypofýzy
• syntéza liberinů a statinů a jejich sekrece do kapilár
eminentia mediana a transport portálním systémem
do adenohypofýzy
ncl. paraventricularis
ncl. supraopticus
hypothalamo-hypofyzární trakt
zadní lalok
sekundární plexus předního laloku
primární kapilární plexus na e. mediana
přední lalok
MECHANISMUS NEUROSEKRECE
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
• nemyelinizovaná nervová vlákna
– axony neurosekrečních buněk (100 000)
hypotalamických jader (n. supraopticus a n.
paraventricularis)
• pituicyty (neuroglie)
- astrocyty, sekrece z neureskerčních
termini - lokální kontrola
- Herringova tělíska – neurosekreční
zakončení – dilatace poblíž kapilár
• hormony
- oxytocin (OT)
- antidiuretický hormon (ADH, vasopresin)
NEUROHYPOFÝZA
NEUROHYPOFÝZA
ncl. paraventricularis
ncl. supraopticus
hypothalamo-hypofyzární trakt
zadní lalok
sekundární plexus předního laloku
primární kapilární plexus na e. mediana
přední lalok
NEUROHYPOFÝZA
NEUROHYPOFÝZA
NEUROHYPOFÝZA – HERRINGOVA TĚLÍSKA
Oxytocin
• nonapeptid
• magnocellulární neurony n. supraopticus a paraventricularis
• OR - G-protein coupled receptor
• laktace (→ myoepitelie mléčné žlázy)
• kontrakce myometria
• behaviorální účinek
ADH - vasopressin
• nonapeptid
• retence vody
• epitelie t. reuniens a d. colligens
• kontrakce svaloviny t.media cév
• diabetes insipidus, hypernatremia, polyuremia
HORMONY NEUROHYPOFÝZY
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.
ADENOHYPOFÝZA
Chromofilní buňky
• Acidofilní
- Somatotropní (STH), 50%
- Mammotropní (LTH, prolaktin), 10-25%
• Bazofilní
- Thyreotropní (TSH), 3-5%
- Gonadotropní (FSH, LH), 10-15%
- Kortikotropní (ACTH), 15-25%
Chromofobní buňky
• nediferencované b.
• degranulované chromofilní b.
• stromální b.
NEGLANDOTROPNÍ
- přímý účinek na cílové tkáně
GLANDOTROPNÍ
- regulace ostatních endokrinních žláz
Folikulostromální buňky
• nejasná funkce
• produkce cytokinů
• možná charakter kmenových buněk
ADENOHYPOFÝZA
ADENOHYPOFÝZA
ADENOHYPOFÝZA
ADENOHYPOFÝZA
”FLAT PEG”
• FSH
• LH
• ACTH
• TSH
• Prolaktin
• Endorfiny
• Růstový hormon (growth)
REGULACE HORMONY HYPOTHALAMU
• gonadoliberin → FSH a LH
• kortikoliberin → kortikotropin
• thyreoliberin → thyreotropin
• prolactin releasing hormone (?)→ prolaktin
• somatoliberin → somatotropin
• follistatin FSH a LH
• somatostatin somatotropin, TSH
• dopamin prolaktin
ADENOHYPOFÝZA – FUNKČNÍ VZTAH K HYPOTHALAMU
• drsné ER → pre-prohormon
různé tkáně
• ACTH (kůra nadledvin → kortisol)
• MSH (melanocyty - zejména parakrinně)
• lipotropin (lipolýza, steroidogenze)
• endorfiny
ADENOHYPOFÝZA – HORMONY
Pro-opio-melanocortin (POMC)
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
membrana granulosa)
ovulace, vývoj corpus luteum,
produkce androgenů v
buňkách théky
testes vývoj spermií, FSHR v Sertoliho buňkách produkce testosteronu v
Leydigových buňkách (LHR)
extragonadální FSHR v sekrečním endometriu luteální fáze
uteru (endometriální fukce, embryoendometriální
interakce)
uterus, seminální váčky,
prostata, kůže... neznámá
funkce
ADENOHYPOFÝZA – HORMONY
TSH, thyrotropin
• thyrotropní buňky adenohypofýzy v závislosti na TRH
• indukuje produkci T4 (thyroxin) a T3 (trijodtyronin)
• glykoprotein, 28,5 kDa, heterodimer nekovalentně
spojených podjednotek (a, b)
• TSH receptor na thyroidních 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)
ADENOHYPOFÝZA – HORMONY
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
ADENOHYPOFÝZA – HORMONY
ADENOHYPOFÝZA – DALŠÍ HORMONY A CYTOKINY
ADENOHYPOFÝZA – HORMONY
Tumory hypofýzy
• útlak okolních struktur (optické chiasma)
Hyperfunkce endokrinní
komponenty
• prolaktinom - galactorrhea
• hypogonadismus (poruchy GnRH)
• gigantismus - akromegalie
• nanismus
ADENOHYPOFÝZA – KLINICKÉ SOUVISLOSTI
Hypofunkce
kortikotropních buněk
Cushing’s Syndrome
Hyperfunkce
kortikotropních buněk
Harvey W. Cushing
1912
1855
Thomas Addison
Anatomická stavba Mikroskopická struktura Hormony a cílové tkáně
Přednílalok(adenohypofýza)
pars distalis
horní
hypofyzární
arterie →
eminentia
mediana →
primární
kapilární plexus,
fenestrované
kapiláry →
portální vény →
sekundární
kapilární plexus,
sinusoidní
kapiláry
trabekulární epitel v trámcích a clusterech,
retikulární vlákna, folikulostelátní buňky
chromofobníb.
nediferencované b.
degranulované chromofilní b.
stromální b.
nemají zřejmou 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
melanocyty
pars 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)
infundibulum
dolní
hypofyzární
arterie →
kapilární plexus,
fenestrované
kapiláry
nemyelinizované axony
hypothalamických neuronů n. supraopticus,
n. paraventricularis (tractus hypothalamo-
hypophysialis),
pituicyty
malépeptidy
ADH
tubulus reuniens,
ductus colligens
t.media cév
oxytocin
myometrium uteru
během gravidity
myoepithelium
mléčné žlázy v
laktaci
pars nervosa
Anolis rudokrký
Parietální oko
→ epifýza
• 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
EPIFÝZA (C. PINEALE)
EPIFÝZA (C. PINEALE)
EPIFÝZA - ACERVULUS CEREBRI
• pinealocyty
- hvězdicovité, modifikované neurony v trámcích
- asociace s fenestrovanými kapilárami
- neurosekreční dilatace
- nevizuální fotorecepce
- melatonin – acetylace serotoninu
(hydroxytryptaminu)
- cirkadiánní rytmy
MIKROSKOPICKÁ STAVBA EPIFÝZY
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
• Bohatá kapilární síť
• Jednoduchý kubický epitel
• Koloid
ŠTÍTNÁ ŽLÁZA (GL. THYROIDEA)
ŠTÍTNÁ ŽLÁZA (GL. THYROIDEA)
C buňky (parafolikulární) - báze epitelu, bez kontaktu s koloidem
C-buňky
FOLIKULY ŠTÍTNÉ ŽLÁZY
Kapilární síť kolem folikulů
FOLIKULY ŠTÍTNÉ ŽLÁZY
T3 a T4 hormony
Syntéza T3 z T4
• T4 v krevním oběhu 6.5 dnů, T3 2.5
• tkáňově specifické deiodinasy generují 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
• kritické pro vývoj mozku
• metabolismus (dusíková bilance, proteosyntéza, lipolýza)
HORMONY ŠTÍTNÉ ŽLÁZY
thyreoglobulin
trijodothyronin T3
tetrajodothyronin (thyroxin) T4
HORMONY ŠTÍTNÉ ŽLÁZY
- 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 ŠTÍTNÉ ŽLÁZY
C buňky (parafolikulární)
• 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
PŘÍŠTÍTNÁ ŽLÁZA (GL. PARATHYREOIDEA)
• 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)
HORMON PŘÍŠTÍTNÉ ŽLÁZY
PTH vs. calcitonin
HORMON PŘÍŠTÍTNÉ ŽLÁZY
• glandulae parathyroideae superiores z dorsálního výběžku 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
NADLEDVINA (CORPUS SUPRARENALIS)
• Vazivový obal + septa
• Kapilární síť
• Dvojí embryonální původ: kůra - coelomový epitel, dřeň - neuronální lišta (neuroektoderm)
NADLEDVINA (CORPUS SUPRARENALIS)
Kůra
- mesoderm
- coelomový epitel
• primitivní (fetální) kůra: 5. (-6.) týden
- součást fetoplacentární jednotky
• definitivní kůra:
- druhá vlna proliferace,
- zona reticularis se plně diferencuje
kolem 3. roku života
Dřeň
- neurální lišta
EMBRYONÁLNÍ VÝVOJ NADLEDVINY
KŮRA NADLEDVINY (CORTEX)
• steroidogenní buňky
- hladké ER, Golgi, lipidové kapénky, početné
mitochondrie s tubulárními kristami
- steroidní hormony kortexu = KORTIKOSTEROIDY
• 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
- glukokortikoidy (kortisol)
• Zona reticularis (3/10)
- větvené trámce malých, acidofilních buněk
- lipofuscin
- androgenní prekurzory
KŮRA NADLEDVINY (CORTEX)
• Steroidy produkované v kortexu
= KORTIKOSTEROIDY
• Steroidogenní buňky
- SER, lipidové kapénky,
mitochondrie
Aldosteron – zona glomerulosa
Kortisol – zona fasciculata
Testosteron – zona reticularis
HORMONY KŮRY NADLEDVINY
• Shluky žlázových buněk v retikulárním vazivu
- chromafinní buňky – modifikované postgangliové neurony
- gangliové buňky (A, N)
- kapiláry, venuly, nervová vlákna
• adrenalin a noradrenalin
DŘEŇ NADLEDVINY
DŘEŇ NADLEDVINY
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 Chronický stres
CNS
(sympatikus)
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, lipidů 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
Děkuji za pozornost
Dotazy a komentáře
pvanhara@med.muni.cz