Надпочечные железы. Диссоциированная эндокринная система. Кожа и ее производные.
Классификация эндокринных желез
Органы эндокринной системы подразделяют на несколько групп:
Ú гипоталамо-гипофизарная система: нейросекреторные нейроны и аденогипофиз;
Ú мозговые придатки: гипофиз и эпифиз;
Ú бранхиогенная группа (имеющая происхождение из эпителия глоточных карманов): щитовидная железа, паращитовидные железы, вилочковая железа;
Ú надпочечниково-адреналовая система: кора надпочечников, мозговое вещество надпочечников и параганглии;
Ú островки Лангерханса поджелудочной железы.
Ú APUD–система
Распространённость эндокринных клеток в организме весьма значительна, многие продуценты гормонов перечислены ниже. Ряд биологически активных веществ информационного характера (например, цитокины, факторы гемопоэза и др.) секретируется клетками, формально не рассматриваемыми как эндокринные.
Надпочечная железа
Надпочечная железа (glandula suprarenalis) — парный эндокринный орган, размещенный над верхним полюсом почки. Масса каждого надпочечника 6-
Надпочечники расположенные ретроперитонеально у верхних полюсов почки на уровне Th12 и L1; Фактически это две железы: кора (на долю коры приходится около 80% массы железы) и мозговая часть. Кора надпочечников синтезирует кортикостероиды (минералокортикоиды, глюкокортикоиды и андрогены), хромаффинная ткань мозговой части — катехоловые амины.
Надпочечник. В корковом веществе эпителиальные секреторные клетки формируют тяжи, между которыми находятся кровеносные капилляры. В клубочковой зоне (1) эпителиальные тяжи подворачиваются под капсулу в виде клубочков; в пучковой (2) — идут параллельно друг другу. В сетчатой зоне (3), на границе с мозговым веществом, эпителиальные тяжи образуют анастомозы. Окраска гематоксилин- эозином.
Надпочечник. Непосредственно под капсулой в составе корковой части находится клубочковая зона. Она состоит из узких и более мелких по сравнению с другими зонами клеток. Крупные многоугольные клетки образуют параллельные тяжи пучковой зоны. Правильный ход тяжей нарушается в сетчатой зоне корковой части надпочечника. Мозговая часть представлена переплетающимися тяжами крупных хромаффинных клеток. К тяжам прилегают синусоидные кровеносные капилляры с широким просветом.
Корковое вещество содержит три разные в морфологическом и функциональном отношениях зоны: поверхностную клубочковую, срединную пучковую и глубокую сетчатую. Соотношение ширины этих зон в толще коркового вещества надпочечной железы нормального зрелого организма соответственно 1:9:3.
Мелкие полигональные клетки клубочковой зоны образуют округлые скопления — «клубочки».
Эндокриноциты этой зоны продуцируют минералокортикостероидный гормон альдостерон, который регулирует содержание натрия в организме. Этот гормон также имеет свойство усиливать течение воспалительных процессов.
Большие клетки пучковой зоны размещены параллельными рядами — «пучками». В зависимости от функционального состояния эти клетки могут иметь светлую или темную цитоплазму, кубическую или призматическую форму. Эндокриноциты пучковой зоны синтезируют глюкокортикостероидные гормоны (кортизон, гидрокортизон, кортикостерон), которые регулируют обмен углеводов, белков, липидов, стимулируют энергетический обмен, а также подавляют воспалительные процессы в организме.
Эндокринные клетки коры надпочечника. А — клетка пучковой зоны, вырабатывающая глюкокортикоиды и андрогены. Клетку называют спонгиоцитом, т.к. она имеет пенистый вид из-за множества липидных капель в цитоплазме; содержит округлые митохондрии с кристами в виде трубочек и пузырьков, разветвлённую гладкую эндоплазматическую сеть. Б — клетка клубочковой зоны, вырабатывающая альдостерон. Присутствуют развитая гладкая эндоплазматическая сеть, некрупные митохондрии с пластинчатыми кристами и небольшое количество мелких липидных включений.
Клетки сетчатой зоны полигональной или округлой формы, более мелкие, чем клетки пучковой зоны, формируют разветвленные пучки, которые под микроскопом напоминают сетку. Эндокриноциты сетчатой зоны синтезируют половые стероиды — андрогенстероидный гормон (мужской половой гормон, который подобный тестостерону семенников), в меньшей степени — женские половые гормоны эстрогены и прогестерон.
Зоны коркового вещества надпочечника.Окраска гематоксилином-эозином
Клетки коркового вещества надпочечной железы содержат в цитоплазме хорошо развитую гладкую эндоплазматическую сеть, элементы комплекса Гольджи. Митохондрии этих клеток содержат характерные везикулярные кристы и обеспечивают синтез предшественников стероидных гормонов. Особенностью клеток пучковой и сетчатой зон является наличие в цитоплазме большого количества мелких капель липидов. Между тремя основными морфофункциональными слоями коркового вещества имеются скопления малодифференцированных клеток, которые являются источником физиологической регенерации этой части надпочечных желез. Первая прослойка таких клеток локализирована между капсулой и клубочковой зоной. Вторая герминативная прослойка, которую называют суданофобной зоной, размещена между клубочковой и пучковой зонами. Между сетчатой зоной и мозговым веществом находятся клетки с ацидофильной цитоплазмой, которые формируют так называемую Х-зону. Это остатки клеток эмбриональной коры надпочечных желез.
Клетки клубочковой, пучковой и сетчатой зон коры надпочечника
Стероидогенез
Стероидогенез гормонов коры надпочечника, а также стероидных гормонов половой сферы — сложный процесс (из железы выделено не менее 50 стероидов), по-разному происходящий в отдельных зонах коры (рис. 9-26). Стероидные гормоны, их промежуточные продукты, а также фармакологические аналоги гормонов синтезируются на базе холестерина. Процессы стероидогенеза обеспечивают ферменты, локализованные в митохондриях и гладкой эндоплазматической сети.
· Дегидроэпиандростерон(3b-гидрокси-5-андростен-17-он) — предшественник андрогенов, его синтез происходит в пучковой и сетчатой зонах коры надпочечников. В дальнейшем из дегидроэпиандростерона в клетках Лейдига яичка образуются андростендион и тестостерон.
· Прогестерон (4-прегнен-3,20-дион) в надпочечнике практически полностью — промежуточный продукт. Гидроксилирование прогестерона и образующегося из него 17-гидроксипрогестерона (реакцию катализирует 21-гидроксилаза и далее 11b-гидроксилаза) приводит к образованию кортизола и кортикостерона. Из 17-гидроксипрогестерона формируется слабый андроген андростендион (4-андростен-3,17-дион).
à 21–Гидроксилаза локализована в гладкой эндоплазматической сети.
à 11 b–Гидроксилаза — фермент митохондрий. При недостаточности фермента развивается гиперплазия коры надпочечника (5% случаев).
Врождённая гиперплазия коры надпочечника. Наиболее частая её причина (>90%) — недостаточность 21-гидроксилазы (все формы — r). Дефицит кортизола стимулирует выработку АКТГ, что приводит к гиперплазии коры надпочечников и избыточной продукции андрогенов. Подобные нарушения при развитии плода часто вызывают изменения гениталий у девочек. При избытке андрогенов в постнатальном периоде происходит вирилизация в препубертатном возрасте и у молодых женщин. У младенцев мужского пола следствие избытка андрогенов во время развития плода — макрогенитосомия. В постнатальном периоде наступает преждевременное половое созревание. При тяжёлой (натрий-дефицитной) форме недостаточности — наряду с уменьшением синтеза кортизола — снижена продукция альдостерона; дефицит минералокортикоидов приводит к гипонатриемии, гиперкалиемии, дегидратации и гипотензии.
· Кортикостерон [11 b,21-дигидрокси-4-прегнен-3,20-дион, соединение В (по Кендаллу)] — субстрат для синтеза альдостерона (присутствующие только в клетках клубочковой зоны 18-гидроксилаза и 18-гидроксистероид-дегидрогеназа катализируют превращения кортикостерона).
Врождённые дефекты митохондриальной 18b-гидроксилазы приводят к развитию недостаточности альдостерона (r).
Пути синтеза стероидных гормонов надпочечника.
Гормоны
Глюкокортикоиды
Основной глюкокортикоид, секретируемый надпочечниками, — кортизол; на его долю приходится 80%. Остальные 20% — кортизон, кортикостерон, 11-дезоксикортизол и 11-дезоксикортикостерон. Кортизол (17-гидрокортизон, гидрокортизон) — 11b,17a,21-тригидрокси-4-прегнен-3,20-дион, соединение F, C21H30O5, Mr 362,47.
Кортизон — 17a,21-дигидрокси-4-прегнен-3,11,20-трион, соединение E — имеет крайне слабую активность.
11-Дезоксикортизол — 17,21-дигидрокси-4-прегнен-3,20-дион, соединение S (рис. 9-26).
11-Дезоксикортикостерон — 21-гидрокси-4-прегнен-3,20-дион, соединение В (рис. 9-26) — преобладают минералокортикоидные эффекты.
Кортикостерон
Дексаметазон— 11 b,16 a)-9-фтор-11,17,21-тригидрокси-16-метилпрегна-1,4-диен-3,20-дион, C22H29FO5, Mr 392,47, как и преднизон, преднизолон, метилпреднизолон, синтетический препарат).
Стероидные гормоны надпочечника.
Регуляция синтеза
АКТГ — основной регулятор синтеза глюкокортикоидов. Для синтеза и секреции кортиколиберина, АКТГ и кортизола характерна выраженная суточная периодичность. При нормальном ритме сна увеличение секреции кортизола наступает после засыпания и достигает максимума при пробуждении.
Ось «гипоталамус–аденогипофиз–кора надпочечника». А — кортиколиберин гипоталамуса в передней доле гипофиза взаимодействует с кортикотрофом через рецептор, связанный с G–белком, запуская каскад аденилилциклаза (АЦ)–цАМФ–протеинкиназа A (ПКА). Активация Ca2+-каналов L-типа повышает содержание внутриклеточного Ca2+ и секрецию накопленного клеткой АКТГ. Кортиколиберин также увеличивает синтез POMC, предшественника АКТГ; Б — секретированный АКТГ связывается с MC2R-рецепторами мембраны клетки коры надпочечника. Активация рецептора запускает каскад аденилилциклаза (АЦ)–цАМФ–протеинкиназа A (ПКА), что приводит к быстрому усилению преобразования холестерина в прегненолон и более медленному увеличению продукции белков, участвующих в синтезе кортизола.
Метаболизм
Глюкокортикоиды находятся в крови в виде восстановленных ди- и тетрагидро- производных. Более 90% глюкокортикоидов циркулирует в крови в связи с белками — альбумином и связывающим кортикоиды глобулином (транскортин, ген CBG). Около 8% кортизола плазмы — активная фракция. Время циркуляции определяется прочностью связывания с транскортином (время полужизни кортизола — до 2-х часов, кортикостерона — менее 1-го часа). Модификация липофильного кортизола осуществляется преимущественно в печени, формируются конъюгаты с глюкуронидом и сульфатом. Модифицированные глюкокортикоиды — водорастворимые соединения, способные к экскреции. Конъюгированные формы глюкокортикоидов секретируются с жёлчью в ЖКТ, из них 20% теряется с калом, 80% всасывается в кишечнике. Из крови 70% глюкокортикоидов экскретируется с мочой.
Функции
Функции глюкокортикоидов разнообразны: от регуляции метаболизма до модификации иммунологического и воспалительного ответов. Наиболее важный метаболический эффект глюкокортикоидов — преобразование жира и мышечных белков в гликоген.
Глюконеогенез. Глюкокортикоиды ингибируют поглощение глюкозы, но стимулируют образование глюкозы в печени путём увеличения скорости глюконеогенеза (синтез ключевых ферментов) и синтеза гликогена. Глюкокортикоиды стимулируют в мышцах катаболизм белков и освобождения аминокислот как субстратов глюконеогенеза в печени. Синтез гликогена усиливается за счёт активации гликогенсинтетазы.
Липидный обмен. Глюкокортикоиды стимулируют липолиз в жировой ткани, в результате чего образуется глицерол, используемый гепатоцитами для глюконеогенеза, и жирные кислоты, метаболизируемые гепатоцитами для получения энергии.
Липолиз усиливается в конечностях. Липогенез усиливается в других частях тела (туловище и лицо). Эти дифференциальные эффекты придают больным (например, при синдроме Кушинга) характерный внешний вид.
Белки и нуклеиновые кислоты. Глюкокортикоиды оказывают анаболический эффект в печени, катаболический эффект в других органах. Длительное применение глюкокортикоидов поддерживает катаболизм мышц, что приводит к их атрофии и мышечной слабости.
Инсулин. Глюкокортикоиды снижают чувствительность к инсулину в мышечной и жировой тканях.
Иммунная система. В высоких дозах глюкокортикоиды выступают как иммунодепрессанты (применяют для предупреждения отторжения трансплантированных органов, при myasthenia gravis).
Воспаление. Глюкокортикоиды имеют выраженный противовоспалительный эффект. Глюкокортикоиды ингибируют: фосфолипазу A2, способствующую образованию арахидоновой кислоты; продукцию ИЛ2 (предотвращая таким образом пролиферацию T–лимфоцитов); дегрануляцию тучных клеток. Введение глюкокортикоидов может уменьшить отёк слизистой оболочки в воздухоносных путях.
· Гиперкортицизм (синдром Кушинга) возникает в результате значительного повышения содержания глюкокортикоидов в крови. Двусторонняя гиперплазия коры надпочечников (болезнь Иценко–Кушинга) — наиболее частая причина развития синдрома. Эктопический синтез АКТГ опухолями (например, овсяно-клеточная карцинома лёгкого, карцинома поджелудочной железы) также вызывает гиперплазию надпочечников и синдром Кушинга. Ятрогенный синдром Кушинга обычно развивается у больных, длительное время получающих глюкокортикоиды по поводу бронхиальной астмы, артрита и других заболеваний.
Клиническая картина. Ожирение обусловлено эффектами избыточной секреции кортизола на распределение жира. Жир накапливается на лице, шее и туловище, в то время как конечности остаются тонкими. Лунообразное лицо, бизоний горб (жировая подушка в области шеи) и надключичные жировые подушки придают больным характерную кушингоидную внешность. Гипертензия возникает в результате сосудистых и других эффектов кортизола, включая задержку натрия. Симптомы избытка андрогенов (например, олигоменорея, гирсутизм и акне). Пурпурные полосы живота (тонкая и дряблая кожа растягивается подлежащим жиром). Атрофии и слабость мышц возникают из-за катаболических эффектов кортизола на мышечные белки. Остеопороз обусловлен повышенным метаболизмом кости и ингибирующим эффектом кортизола на синтез коллагена и всасывание кальция. Предрасположенность к возникновению синяков связывают с повышенной ломкостью капилляров. Психозы (особенно депрессия) — частый результат избытка кортизола. У детей возможна выраженная задержка роста.
· Гипокортицизм — пониженная секреция адренокортикоидов может быть вызвана первичной надпочечниковой недостаточностью (болезнь Аддисона) или отсутствием стимуляции коры надпочечников АКТГ (вторичная надпочечниковая недостаточность). Наиболее частой причиной аддисоновой болезни является атрофия коры надпочечников, обусловленная аутоиммунным процессом.
Клиническая картина. Ожирение обусловлено эффектами избыточной секреции кортизола на распределение жира. Жир накапливается на лице, шее и туловище, в то время как конечности остаются тонкими. Лунообразное лицо, бизоний горб (жировая подушка в области шеи) и надключичные жировые подушки придают больным характерную кушингоидную внешность. Гипертензия возникает в результате сосудистых и других эффектов кортизола, включая задержку натрия. Симптомы избытка андрогенов (например, олигоменорея, гирсутизм и акне). Пурпурные полосы живота (тонкая и дряблая кожа растягивается подлежащим жиром). Атрофии и слабость мышц возникают из-за катаболических эффектов кортизола на мышечные белки. Остеопороз обусловлен повышенным метаболизмом кости и ингибирующим эффектом кортизола на синтез коллагена и всасывание кальция. Предрасположенность к возникновению синяков связывают с повышенной ломкостью капилляров. Психозы (особенно депрессия) — частый результат избытка кортизола. У детей возможна выраженная задержка роста.
Минералокортикоиды
Альдостерон
Альдостерон (11b,21-дигидрокси-3,20-диоксо-4-прегнен-18-аль, Mr 360,45) — основной минералокортикоид. Другие стероиды надпочечника — глюкокортикоиды (кортизол, 11-дезоксикортизол, 11-дезоксикортикостерон, кортикостерон) — имеют и минералокортикоидную активность, хотя — сравнительно с альдостероном — их суммарный вклад мал.
Регуляция синтеза
Ангиотензин II — компонент системы “ренин-ангиотензины” — главный регулятор синтеза и секреции альдостерона. Этот пептид стимулирует выброс альдостерона. Натриуретические факторы ингибируют синтез альдостерона. Эффекты ионов Na+ (гипо- и гипернатриемии) реализуются через систему “ренин-ангиотензины”. Эффекты ионов К+ не зависят от содержания в крови Na+ и ангиотензина II. Гиперкалиемия стимулирует секрецию альдостерона. Гипокалиемия тормозит секрецию минералокортикоидов. Простагландины E1 и E2 стимулируют синтез альдостерона. F1a и F2b тормозят секрецию минералокортикоидов. Травмы и стрессовые состояния увеличивают секрецию альдостерона.
Метаболизм
Альдостерон практически не связывается с белками плазмы крови, по этой причине время его циркуляции в крови (время полужизни) не превышает 15 минут. Альдостерон из крови удаляется печенью, где он трансформируется в экскретируемый почками тетрагидроальдостерон-3-глюкуронид.
Функции
Функция минералокортикоидов — поддержание баланса электролитов жидкостей организма, осуществляется посредством влияния на реабсорбцию ионов в почечных канальцах.
Na+. Альдостерон увеличивает реабсорбцию ионов натрия в канальцах почки, энтероцитами в толстом кишечнике и клетками эккриновых потовых желёз. Задержка натрия приводит к увеличению содержания воды в организме и повышению АД.
К+. Альдостерон увеличивает экскрецию ионов калия. Потеря калия вызывает гипокалиемию.
Cl–, HCO3–, Н+. Альдостерон увеличивает реабсорбцию хлора, бикарбоната и почечную экскрецию ионов водорода.
Рецептор альдостерона (ген MCR) — внутриклеточный полипептид с Мr 107 кД, связывает альдостерон (также глюкокортикоиды) и активирует транскрипцию генов. Дефекты рецептора ведут к развитию псевдогипоальдостеронизма (задержка калия, потеря натрия, гипертензия при нормальной или даже повышенной секреции альдостерона).
Основная патология
· Альдостеронизм (гиперальдостеронизм) — гиперсекреция альдостерона. Причины: аденома или двусторонняя гиперплазия коры надпочечников, сердечная недостаточность, нефроз, вызванное диуретиками снижение объёма циркулирующей крови. Задержка натрия вызывает повышение АД. Потеря калия вызывает гипокалиемию, мышечную слабость, парестезии и тетанию (в тяжёлых случаях).
· Гипоальдостеронизм — пониженная секреция альдостерона. Потеря натрия приводит к гиповолемии, снижению сердечного выброса и кровотока в почках, слабости, гипотензии. Задержка калия ведёт к гиперкалиемии и нарушениям сердечного ритма.
Андрогены
В коре надпочечников синтезируются дегидроэпиандростерон и в меньшей степени андростендион.
Функции
У женщин конверсия дегидроэпиандростерона и андростендиона в тестостерон является основным источником тестостерона. В период полового созревания дегидроэпиандростерон и андростендион могут служить субстратами для образования эстрогенов.
У мужчин конверсия дегидроэпиандростерона и андростендиона в тестостерон имеет небольшое биологическое значение, поскольку основное количество тестостерона образуется в яичках.
Недостаточность ферментов стероидогенеза (11-, 17- и 21-гидроксилазы) приводит к вирилизации, преждевременному половому созреванию мальчиков.
Взаимодействие стероидного гормона с клеткой. Транспорт стероидных гормонов во внутренней среде осуществляют специальные белки. Стероидный гормон отделяется от связывающего белка и проходит через клеточную мембрану внутрь клетки-мишени, где соединяется с рецептором, присутствующим в цитоплазме (или в ядре). Комплекс гормона с рецептором поступает в ядро и взаимодействует со строго определённым фрагментом ДНК, называемым элементом стероид-ответа (SRE, Steroid Response Element), с последующей активацией конкретных генов. Hsp — белок теплового шока
Мозговая часть надпочечника
Эндокринную функцию мозговой части надпочечника выполняют происходящие из нервного гребня хромаффинные клетки. При активации симпатической нервной системы надпочечники выбрасывают в кровь катехоловые амины (адреналин и норадреналин). Катехоламины имеют широкий спектр эффектов (воздействие на гликогенолиз, липолиз, глюконеогенез, существенное влияние на сердечно-сосудистую систему). Вазоконстрикция, параметры сокращения сердечной мышцы и другие эффекты катехоловых аминов реализуются через a– и b‑адренергические рецепторы на поверхности клеток-мишеней (ГМК, секреторные клетки, кардиомиоциты). Серьёзные клинические проблемы возникают при опухолях эндокринных клеток и их предшественников (нейробластома, феохромоцитома).
Строма. В нежном поддерживающем каркасе, состоящем из рыхлой волокнистой соединительной ткани, расположены многочисленные сосудистые полости — венозные синусы — вариант капилляров типа синусоидов. Их отличительная особенность — значительный диаметр просвета, достигающий десятков и сотен мкм.
Иннервация. Мозговая часть органа содержит множество преганглионарных нервных волокон симпатического отдела нервной системы, хромаффинные клетки расценивают как постганглионарное звено (модифицированные постганглионарные симпатические нейроны) двигательной вегетативной иннервации. Между хромаффинными клетками в мозговом веществе можно также видеть рассеянные небольшие группы ганглионарных клеток с неясной
функцией.
функцией
Хромаффинные клетки
Хромаффинные клетки содержат гранулы с электроноплотным содержимым, которое с бихроматом калия даёт хромаффинную реакцию. Хромаффинные клетки — основной клеточный элемент мозговой части надпочечников и параганглиев, расположенных по ходу крупных артериальных стволов (например, каротидное тело). Мелкие скопления и одиночные хромаффинные клетки находят также в сердце, почках, симпатических ганглиях.
Цитология
Хромаффинные клетки содержат многочисленные митохондрии, выраженный комплекс Гольджи, элементы гранулярной эндоплазматической сети, многочисленные электроноплотные гранулы, содержащие преимущественно норадреналин и/или адреналин (по этому признаку хромаффинные клетки подразделяют на две субпопуляции), а также АТФ, энкефалины и хромогранины. Адреналин-содержащие гранулы гомогенны. Норадреналин-содержащие гранулы характеризуются повышенной плотностью содержимого в центральной части и наличием светлого ободка по периферии под мембраной гранулы.
Секреция гормонов из хромаффинных клеток происходит в результате стимулирующего влияния со стороны преганглионарных симпатических волокон и глюкокортикоидов.
Рис. 9-29. Хромаффинная клетка. Характерны многочисленные электроноплотные гранулы с катехоламинами. Значительный объём клетки занимает крупное ядро. Клетка содержит митохондрии, выраженный комплекс Гольджи, элементы гранулярной эндоплазматической сети. [17]
Гормоны
Катехоламины имеют широкий спектр эффектов (воздействие на гликогенолиз, липолиз, глюконеогенез, существенно влияние на сердечно-сосудистую систему). Вазоконстрикция, параметры сокращения сердечной мышцы и другие эффекты катехоловых аминов реализуются через a– и b-адренергические рецепторы на поверхности клеток-мишеней (ГМК, секреторные клетки, кардиомиоциты). Серьёзные клинические проблемы возникают при опухолях эндокринных клеток и их предшественников (нейробластома, феохромоцитома).
Катехоловые амины синтезируются из тирозина по цепочке: тирозин (превращение тирозина катализирует тирозингидроксилаза) ® ДОФА (ДОФА-декарбоксилаза) ® дофамин (дофамин-b-гидроксилаза) ® норадреналин (фенилэтаноламин-N–метилтрансфераза) ® адреналин. В ходе синтеза происходит 3 перемещения веществ и продуктов реакций (рис. 9-30). В синтезе участвует 4 фермента.
Синтез катехоламинов.
Хромаффинная клетка синтезирует и запасает адреналин после последовательных этапов с участием четырёх ферментов и трёх перемещений продуктов реакций (пояснения см. в тексте). TH — тирозингидроксилаза; DDC — ДОФА-декарбоксилаза; DBH — дофамин- b-гидроксилаза; PNMT — фенилэтаноламин-N–метилтрансфераза; VMAT1 — катехоламин/H+-обменник; ДА — дофамин; А — адреналин; НА — норадреналин. [114]
· Тирозингидроксилаза (ген TH) конвертирует тирозин в L-ДОФА. Аминокислота ДОФА (рис. 9-31) выделена из Vicia faba L, активна и применяется как антипаркинсоническое средство, её L-форма — леводопа (L-ДОФА, леводофа, 3-гидрокси-L-тирозин, L-дигидроксифенилаланин). Симпатическая стимуляция и АКТГ увеличивают активность тирозингидроксилазы.
· ДОФА-декарбоксилаза (ген DDC) конвертирует L-ДОФА в дофамин, а также участвует в синтезе серотонина (из 5-гидрокситриптофана) (не только в надпочечнике, но и в других тканях) (рис. 9-31). Дофамин — 4-(2-аминоэтил)пирокатехол (рис. 9-31). Катехоламин/H+-обменник (VMAT1) (Vesicular Monoamine Transporter) переносит дофамин в мембранные пузырьки с электроноплотной сердцевиной — хромаффинные гранулы.
· Дофамин-b-гидроксилаза (ген DBH) конвертирует дофамин в норадреналин. Дофамин-b-гидроксилаза локализуется на внутренней поверхности мембраны гранул хромаффинных клеток мозгового вещества и симпатических норадренергических терминалей. В терминалях на этом этапе синтез прекращается, и норадреналин запасается в гранулах для последующей секреции. Дофамин-b-гидроксилаза секретируется из хромаффинных клеток и норадренергических терминалей вместе с норадреналином, её определение в крови предложено для оценки симпатической активности. Активность дофамин-b-гидроксилазы стимулируется симпатическими терминалями и АКТГ.
· В хромаффинных клетках мозгового вещества норадреналин конвертируется вне гранулы в адреналин с участием фенилэтаноламин-N–метилтрансферазы (ген PNMT), присутствующей в цитозоле. Кортизол, поступающий из коркового вещества, стимулирует активность этого фермента. Образовавшийся адреналин поступает в секреторные гранулы также с участием катехоламин/H+-обменника VMAT1. Таким образом, в гранулах накапливаются оба гормона; они связаны с АТФ, Ca2+ и с хромогранинами (в основном хромогранин B). После секреции, находясь в кровотоке, гормоны отделяются от связывающего комплекса и взаимодействуют с клеткой-мишенью.
Норадреналин — деметилированный предшественник адреналина (2-амино-1-(3,4-дигидроксифенил)этанол (рис. 9-31). Адреналин — l-1-(3,4-дигидроксифенил)-2-(метиламино)этанол — только гуморальный фактор, в синаптической передаче не участвует.
Секрет хромаффинных клеток содержит 10% норадреналина и 90% адреналина.
Пирокатехины.
Деградация адреналина и других биогенных аминов происходит в печени под влиянием моноаминооксидаз и катехол-О-метилтрансферазы. В результате образуются экскретируемые с мочой метанефрины и ванилилминдальная кислота, маркёры феохромоцитомы.
Рецепторы катехоламинов. b1– и b2-адренорецепторы и рецепторы дофамина DA-1 связаны с Gas, который активирует аденилатциклазу (AC), что приводит к увеличению содержания цАМФ в цитозоле. a2-Адренорецепторы, рецепторы дофамина DA-2 взаимодействуют с GaI, который подавляет активность аденилатциклазы. a1–Адренорецептор взаимодействует с белком Gaq, который активирует фосфолипазу С (PLC) с последующим конвертированием фосфоинозитидов в инозитолтрифосфат (IP3) и диацилглицерол (DAG).
Адренорецепторы
Адренорецепторы клеток-мишеней (включая синаптические) связывают норадреналин, адреналин и другие адренергические препараты, как активирующие (агонисты, адреномиметики), так и блокирующие (антагонисты, адреноблокаторы). Адренергические рецепторы подразделяют на a– и b-подтипы. Среди a– и b-адренорецепторов различают: a1– (например, постсинаптические в симпатическом отделе вегетативной нервной системы), a2– (например, пресинаптические в симпатическом отделе вегетативной нервной системы и постсинаптические в головном мозге), b1– (например, кардиомиоциты) и b2-адренорецепторы.
Эффекты, опосредуемые разными адренергическими рецепторами
a1 — усиление гликогенолиза; сокращение ГМК сосудов и мочеполовой системы.
a2 — расслабление ГМК ЖКТ; подавление липолиза; подавление секреции инсулина, ренина.
b1 — увеличение силы сокращения кардиомиоцитов; усиление липолиза.
b2 — усиление секреции инсулина, глюкагона, ренина; расслабление ГМК бронхов, ЖКТ, кровеносных сосудов, мочеполовой системы; усиление гликогенолиза и глюконеогенеза в печени; усиление гликогенолиза в мышцах.
Дофаминовые рецепторы
Дофаминовые рецепторы, как и адренергические, относят к мембранным рецепторам, связанным с G–белком (активируют либо ингибируют аденилатциклазу).
· Феохромоцитома — опухоль, состоящая из хромаффинных клеток, синтезирующих катехоламины. Феохромоцитому обнаруживают примерно у 0,5% больных с гипертензией. Большая часть феохромоцитом — одиночные опухоли надпочечников, 10–20% расположено вне надпочечников, 1–3% — в грудной клетке или в области шеи. Около 20% опухолей множественные, 10% — злокачественные.
· Семейный (поли)эндокринный аденоматоз (СПЭА) типа II и III: при этих синдромах развивается, наряду с опухолями других эндокринных желёз, и феохромоцитома. Определение катехоловых аминов, продуцируемых большинством опухолей, полезно для установления диагноза, контроля эффективности лечения и диагностики рецидивов. Особенно информативно определение суточной экскреции ванилилминдальной и гомованилиновой кислот.
· Нейробластома — злокачественное новообразование, возникающее из клеток нервного гребня и их малодифференцированных клеточных потомков в составе ганглиев симпатического отдела нервной системы, мозгового вещества надпочечников и параганглиев. Повышение содержания в крови нейроно-специфической енолазы и амплификация протоонкогена N–myc в опухолевых клетках ассоциированы с неблагоприятным прогнозом.
Мозговое вещество отделено от коркового небольшой прослойкой соединительной ткани. Построено из больших клеток округлой или полигональной формы, которые за характером синтезированных ими веществ деляться на эпинефроциты и норэпинефроциты. Эпинефроциты имеют светлую, заполненную секреторными гранулами цитоплазму, секретируют адреналин. Цитоплазма норэпинефроцитов под электронным микроскопом выглядит темной, содержит секреторные гранулы норадреналина.
Мозговое вещество надпочечной железы
Схема синтеза катехоламинов /адреналина и норадреналина/ в хромаффинных клетках
Надпочечник. В корковом веществе эпителиальные секреторные клетки формируют тяжи, между которыми находятся кровеносные капилляры. В клубочковой зоне (1) эпителиальные тяжи подворачиваются под капсулу в виде клубочков; в пучковой (2) — идут параллельно друг другу. В сетчатой зоне (3), на границе с мозговым веществом, эпителиальные тяжи образуют анастомозы. Окраска гематоксилином и эозином.
Рецепторы катехоламинов. b1– и b2-адренорецепторы и рецепторы дофамина DA-1 связаны с Gas, который активирует аденилатциклазу (AC), что приводит к увеличению содержания цАМФ в цитозоле. a2-Адренорецепторы, рецепторы дофамина DA-2 взаимодействуют с GaI, который подавляет активность аденилатциклазы. a1–Адренорецептор взаимодействует с белком Gaq, который активирует фосфолипазу С (PLC) с последующим конвертированием фосфоинозитидов в инозитолтрифосфат (IP3) и диацилглицерол (DAG).
Развитие
Надпочечная железа развивается из двух эмбриональных зачатков: мозговое вещество — из парааортальных нервных ганглиев, корковое, — из разрастаний целомического эпителия, которые формируют так называемое интерреналовое тело. Закладка коркового вещества осуществляется на пятой неделе эмбриогенеза. Большие ацидофильные клетки интерреналового тела — источник образования первичной (фетальной) коры будущих надпочечных желез.
На 6-й неделе внутриутробного развития крупные мезодермальные клетки целомического эпителия образуют скопления между основанием дорзальной брыжейки первичной кишки и развивающимися урогенитальными валиками. По направлению к этим скоплениям из ближайших симпатических ганглиев мигрируют клетки нервного гребня — будущие хромаффинные клетки мозгового вещества. На 8-й неделе мезодермальные клетки начинают интенсивно размножаться, и формируется две зоны коры: наружная — дефинитивная и эмбриональная (фетальная), расположенная на границе с мозговым веществом.
Развитие надпочечника. А — в течение 6-й недели клетки промежуточной мезодермы формируют два симметричные скопления между основанием дорзальной брыжейки первичной кишки и развивающимися урогенитальными валиками; эти клетки, дающие начало фетальной коре, происходят из мезотелия, выстилающего заднюю стенку брюшной полости. Мозговое вещество формируется за счёт клеток нервного гребня, мигрирующих из ближайших симпатических ганглиев; Б — мигрировавшие клетки нервного гребня вначале образуют скопления с медиальной стороны формирующейся фетальной коры, в дальнейшем они окружаются клетками фетальной коры и дифференцируются в клетки мозгового вещества; В — на 7-й неделе развития фетальная кора составляет почти 70% всего объёма коры; Г — в возрасте 4-х месяцев дефинитивная кора вполне развита, её зоны отчётливо выражены; Д — хромаффинные клетки образуют также небольшие скопления (овалы чёрного цвета) вне надпочечника (например, по ходу крупных артериальных стволов, в симпатических ганглиях).
Фетальная кора
Клетки фетальной зоны коры надпочечника у плода крупные, с ацидофильной цитоплазмой и большим бледным ядром. На 10–20-й неделе фетальная кора быстро растёт, к 30-й неделе объём этой зоны увеличивается вдвое. В плодном периоде на долю фетальной зоны приходится большая часть коры надпочечника. Незадолго до рождения начинается дегенерация этой зоны, и к концу первого года жизни фетальная кора полностью исчезает.
Функция. Фетальная кора синтезирует преимущественно глюкокортикоид кортизол и дегидроэпиандростерон, преобразуемый в печени плода в 16a-производные, из которых в плаценте образуются эстрогены материнского организма (эстриол, эстрадиол и эстрон).
Дефинитивная кора
Клетки дефинитивной зоны мелкие, имеют базофильную цитоплазму и плотное ядро. К 30-й неделе объём дефинитивной зоны значительно увеличивается. В течение первого года жизни в дефинитивной коре различимы клубочковая, пучковая и сетчатая зоны; полностью дифференцировка корковой части надпочечника завершается к третьему году жизни. В дальнейшем кора продолжает увеличиваться в объёме (особенно интенсивно при половом созревании), достигая окончательных размеров к 20 годам.
Мозговая часть
К 30-й неделе объём мозгового вещества увеличивается в 4 раза. В дальнейшем число хромаффинных клеток возрастает вплоть до завершения полового развития.
Функция. В плодном периоде хромаффинные клетки весьма чувствительны к малейшим изменениям гомеостаза (например, к изменениям pO2), отвечая на них выбросом катехоловых аминов (адреналина и норадреналина).
Схема взаимосвязи между гипоталамусом, гипофизом и корой надпочечника
На десятой неделе эмбрионального развития первичная кора обрастает мелкими базофильными клетками, которые также происходят из целомического эпителия, из которой образуется дефинитивная кора. Перемещение нейробластов из парааортальних симпатических узлов в интерреналовое тело осуществляется на шестой-седьмой неделе эмбриогенеза. Сначала хромаффинные клетки мозгового вещества продуцируют лишь норадреналин, на более поздних стадиях развития зародыша начинает синтезироватся адреналин.
Надпочечник при гипофизэктомии (вверху) и при стрессе(внизу).
Максимальное развитие надпочечная железа приобретает в 20— 25 лет. Начиная с 50—60 лет отмечается возрастная инволюция клубочковой и пучковой зон коркового вещества, замещение их эндокринных элементов разрастаниями соединительной ткани. Характеристики мозгового вещества и клеток сетчатой зоны с возрастом существенно не изменяются.
Схема взаимодействия между иммунной, нервной и эндокринной системами
Регенерация
Клетки коры и мозговой части железы способны поддерживать свою численность как путём их пролиферации, так и за счёт камбиального резерва.
Кора
Непосредственно под капсулой органа находятся эпителиальные камбиальные клетки, постоянно дифференцирующиеся в эндокринные клетки коры. АКТГ стимулирует пролиферацию камбиального резерва. При хроническом избытке АКТГ развивается гиперплазия коры надпочечников с избыточной секрецией её стероидных гормонов.
Мозговая часть
Часть мигрировавших сюда клеток нервного гребня сохраняется в виде камбиального резерва. Эти малодифференцированные клетки — источник развития опухолей (феохромоцитом), продуцирующих избыточное количество катехоловых аминов
Кровоснабжение
Схема кровоснабжения надпочечника
Кровоснабжение железы осуществляется из трёх источников: верхняя надпочечниковая артерия (ветвь нижней диафрагмальной артерии), средняя надпочечниковая артерия (отходит от аорты), нижняя надпочечниковая артерия (ветвь почечной артерии) (рис. 9-23). Верхняя и средняя надпочечниковые артерии дают начало капиллярам, пронизывающим корковое вещество и заканчивающимися мозговыми венозными синусами в мозговом веществе. Это означает, что гормоны, продуцируемые клетками коркового вещества, покидают кору, проходя через мозговое вещество, при этом глюкокортикоиды коры стимулируют секрецию адреналина из хромаффинных клеток. Это обстоятельство объясняет сочетанное вовлечение органа в развитие стрессовых ситуаций (адаптационный синдром, по Селье). Нижняя надпочечниковая артерия даёт начало мозговой артерии, которая кровоснабжает только мозговое вещество, минуя корковое, и заканчивается на мозговых венозных синусах. Медуллярные венозные синусы открываются в центральную вену.
Кровоснабжение надпочечника.
Диссоциированная эндокринная система
Диссоциированная эндокринная система состоит из изолированных эндокриноцитов, рассеянных практически во всех органах и системах организма. Различают два вида клеточных элементов диссоциированной эндокринной системы: клетки нейрального происхождения, которые развиваются из нейробластов нервного гребня и клетки, которые не имеют нейрального происхождения. Эндокриноциты первой группы объединяют в АРUD-систему. Они имеют свойство накапливать и декарбоксилировать предшественники биологически активных аминов (серотонина, норадреналина, адреналина) — отсюда происходит их название (анг. Amine Precursors Uptake and Decarboxylatioti). Образование нейроаминов в этих клетках совмещается с синтезом биологически активных регуляторных пептидов. Концепция APUD-системы сформулирована в
К APUD-системе принадлежат диссоциированные эндокринные клетки пищеварительной системы, ряд нейросекреторных клеток головного мозга, мелатонинсинтезирующие клетки эпифиза, парафолликулярные клетки щитовидной железы, клетки мозгового вещества надпочечной железы. Регуляторные пептиды клеток APUD-системы обеспечивают местную (паракринную), а также дистантную регуляцию деятельности органов и систем организма, их функция не зависит от гипофиза, однако тесно связанная с действием нервных импульсов, которые поступают по симпатическим и парасимпатическим стволам.
Диссоциированные клетки не нейральной природы не имеют способности накапливать и декарбоксилировать предшественники биологически активных аминов. К этой группе клеток принадлежат, в частности, эндокриноциты яичка и фолликулярные клетки яичников. Эти клетки продуцируют не белковые, а стероидные гормоны (тестостерон, эстрогены, прогестерон), их деятельность зависит от влияния соответствующих тропных гормонов гипофиза.
Завершая характеристику эндокринной системы, следует заметить, что некоторые регуляторные пептиды (инсулин, гастрин, соматостатин, холецистокинин, субстанция Р) производятся отдельными нервными клетками, а ряд биологически активных аминов (адреналин, серотонин) совмещают свойства гормона и нейротрансмиттера, передавая возбуждение через синаптичечкую щель. Эндокринные механизмы лежат в основе многих мозговых дисфункций: дефицит серотонину являются патогенетическим фактором развития депрессии; серотонину и норадреналину принадлежит важная роль в механизмах развития шизофрении. Приведены факты однозначно свидетельствуют о существовании тесной фило- и онтогенетической связи между нервной и эндокринной системами как важнейшими регуляторными системами организма, причем нервная система, очевидно, является более поздним достоянием эволюции.
Кожа
Кожа пальца человека
Двухслойность строения кожи обусловлена ее развитием из эктодермы и мезенхими. Кожа состоит из эпидермиса — многослойного плоского ороговевшего эпителия, и дермы, подлежащей соединительнотканнной основы, которая без резких границ переходит в гиподерму, — подкожную клетчатку. Граница между эпидермисом и дермой неровная, дерма заходит в эпидермис в виде вторичных сосочков, что увеличивает площадь поверхности обмена между ними. Внешний рельеф эпидермиса часто повторяет контуры соединительнотканных сосочков, которым присущий индивидуальный характер.
Различают толстую и тонкую кожу.Толстая кожа (на ладонях и подошве) образована толстым эпидермисом, который состоит из базального, остистого, зернистого, блестящего и развитого рогового слоя, а также относительно тонкой дермой, из-за отсутствия волос и сальных желез.
Эпидермис и сосочковый слой дермы толстой кожи
Тонкая кожа на других частях тела имеет тонкий эпидермис, в котором отсутствует блестящий слой, слабо развитой роговой слой, относительно толстые остистый слой эпидермиса и дерма, есть волосы, сальные и потовые железы
.
Тонкая кожа
Эпидермис представлен такими диферонами клеток: кератиноцити, меланоцити, внутриэпидермальные макрофаги (клетки Лангерганса), касательные епителиоцити — клетки Меркеля. Кератиноцити, что развиваются из ектодерми, являются основным морфологическим компонентом всех слоев эпидермиса.
Схема строения меланоцита
Меланоцит и кератиноцит.Электронная микрофотография
Клетка Меркеля
Базальный слой представлен расположенными на базальной мембране базофильными призматическими эпителиоцитами с развитыми органеллами, в частности тонофиламентами,которые состоят из специфического белка — цитокератина. Эти эпителиоцити играют роль камбиальных элементов (среди них есть стволовые клетки, встречаются фигуры митоза), они обеспечивают крепкое соединение в пределах эпидермиса и с базальной мембраной (связанные с соседними клетками десмосомами, а с базальной мембраной — полудесмосомами). Базальные кератиноцити постепенно перемещаются в выше расположенные слои, вступают в дифференциацию, финалом чего является превращение их в роговую чешуйку, которая отслаивается из поверхности кожи. Пролиферацию и дифференциацию кератиноцитов регулируют клетки Лангерганса, которые также расположены в пределах базального слоя. Своими отростками и цитокинами внутриэпидермальные макрофаги объединяют кератиноцити разных слоев эпидермиса в эпидермальные пролиферативные единицы (ЭПО). Пролиферативная единица, которая осуществляет самообновление ткани, имеет вид вертикальной колонки, которая содержит центрально расположенную клетку Лангерганса и кератиноцити всех слоев эпидермиса.
Остистый слой состоит из нескольких рядов больших эпителиоцитов полигональк формы, связанных между собой десмосомами в местах многочисленных коротких отростков (“шипов”),которые содержат пучкики тонофиламентов — тонофибриллы. Встречаются клетки которые делятся, поэтому базальный и остистый слои часто объединяют в ростковый слой эпидермиса.
Зернистый слой эпидермиса — тонкий, образованный несколькими рядами плоских: клеток, в цитоплазме которых имеются гранулы двух типов: 1) пластинчатые (кератиносомы) — мелкие, с пластинчатой структурой, содержат ферменты и липиды которые путем экзоцитоза выделяются в межклеточное пространство, обеспечивают барьерную функцию и водонепроницаемость эпидермиса; 2) кератогиалиновые — большие, базофильные которые содержат полисахариды, липиды, и белки, богатые на гистидин и цистин.С кератогиалиновыми гранулами плотно связаны тонофиламенты. У клетках выявляется большое количество лизосом, которые в последующем будут способствовать аутофагоцитозу органелл, фрагментации и лизису ядра и десмосом. Под плазмолеммой расположен электронноплотный слой толщиной 10-12 нм; ядро светлое, а в верхних рядах слоя — исчезает.
Блестящий слой — светлый, гомогенный, состоит из 1-2 рядов плоскиих оксифильных клеток, в которых органеллы и ядро не определяются. Из зерен кератогиалина и тонофибрилл путем окисления сульфгидрильниых групп образуется специфический белок элеидин, который пропитывает цитоплазму клеток.
Роговой слой образован плоскими роговыми чешуйками, в которых нет ядер иорганелл, а нитевидные молекулы белка кератина (мягкий кератин) расположены упорядочено. В роговых чешуйках кроме кератина содержатся пузырьки воздуха. Кератин является плотным фибриллярным белком с высокой стойкостью к действию химических веществ. В состав эпидермиса, как было отмечено ранее, входят клетки с отростками — меланоциты внутриэпидермальные макрофаги, клетки Меркеля.
Меланоциты происходят из клеток нервного гребня. их тело локализуется в базальном слое, а цитоплазматические отростки направлены в остистый слой. Эти клетки содержат меланосомы, которые образуют пигмент — меланин, во время окисления аминокислоты тирозина с помощью ферментов тирозиназы и ДОФА-оксидази. Меланин выделяется из меланоцитов, захватывается кератиноцитами и располагается вокруг их ядер защищая таким образом их генетический аппарат от действия ультрафіолетового излучения а также от разрушающего действия лучей на организм.
Меланоцит
Клетки Лангерганса происходят из моноцитов костно-мозгового происхождения лежат в базальном и остистом слоях. Это клетки с отростками, имеют ядро неправильной формы за счет инвагинаций, умеренно развитую гранулярную эндоплазматическую сеть, комплекс Гольджи, многочисленные лизосомы, гранулы в форме тенисной ракетки. Клетки Лангерганса способны к захватыванию антигенов, которые проникают в эпидермис, осуществления их процессингуа и транспорта к лимфоцитам. Последние мигрируют к периферийным лимфатическим узлам для презентации Т- и В-лимфоцитам; благодаря этому возникает иммунная реакция. Во время процесса ороговения клетки Лангерганса, выделяют лизосомальные ферменты и способствуют разрушению в эпителиоцитах органелл и межклеточных контактов.
Касательные клетки Меркеля развиваются из клеток нервного гребня, связаны с афферентными нервными волокнами и осуществляют рецепторную функцию. Их тело. расположено в базальном слое эпидермиса, формирует отростки, которые с помощью десмосом контактируют из кератиноцитами.
.
Нервные окончания в коже
Цитоплазма светлая, содержит органеллы и специфические осмиофильные гранулы в зонах контакта с нервным окончанием. Обнаружены в клетке Меркеля пептиды и нейроспецифические вещества свидетельствующие об их эндокринной функции.
Дерма обеспечивает трофику эпидермиса, придает коже прочность (тургор) и содержит ее производные: сальные и потовые железы, корень волоса.
Сосочковый слой дермы состоит из рыхлой соединительной ткани с многочисленными лимфатическими и кровеносными сосудами микроциркуляторного русла, а также нервных элементов. Он обеспечивает трофику эпидермиса и связь с базальной мембраной эпидермиса с помощью ретикулярных эластичных и специфических якорных фибрилл. Поверхностное расположение развитого бассейна микроциркуляторного русла в сосочковом слое, многочисчисленные артериоловенуллярные анастомозы формируют основу для выполнения функции теплообмена.
Сетчатый слой дермы образован плотной волокнистой неоформленной соединительной тканью, которая содержит толстые, ориентированные в разных направлениях пучки коллагеновых волокон.
Такая конструкция придает коже прочность, способность противостоять разной механической нагрузке. Дополнительную прочность коже предоставляет постепенный переход сетчатого слоя дермы в гиподерму, с которой собственно кожа связана отдельными пучками коллагеновых волокон. В сосочковом и сетчатом слоях существуют сосудистые сплетения, способные депонировать кровь.
Свободные нервные окончания, несвободне нервные окончания , тельца Мейснера и колбы Краузе в коже
Производные кожи
К производным кожи относятся потовые, сальные железы, волосы, ногти.
Рассматривая железы кожи, выясните, что это простые экзокринные железы
Схема взаимного размещения волоса, потовых и сальных желез
Потовые железы имеют трубчатые или трубчато-альвеолярные концевые отделы и длинный извилистый выводной проток, который открывается на поверхности кожи. Концевые отделы расположены в глубоких слоях кожи и гиподермы, состоят из секреторных клеток пирамидной формы (светлых или темных) и миоэпителиальных клеток. Светлые гландулоциты выделяют секрет, богатый на воду и соли, а темные — богатый на органические компоненты. Стенка выводных протоков образована двухслойным кубическим эпителием. Различают эккриновые (мерокриновые) и апокриновые потовые железы. Эккриновые потовые железы расположены в коже ладоней, подошв и лба, а апокриновые — в месте паховых впадин, промежности, гениталий, начинают функционировать с момента полового
созревания.
.
Сальные железы секретируют смесь липидов — кожное сало, которое покрывает поверхность кожи, смягчая ее и усиливая ее барьерные и антимикробные свойства. Эти железы хорошо развитые в коже, за исключением ладоней, подошв и тыла стопы. Обычно их выводные протоки открываются в волосяные луковицы. Сальные железы — простые альвеолярные с разветвленными конечными отделами. Конечные отделы образованы многослойным эпителием, в котором есть клетки двух типов: 1) базальные мелкие базофильные клетки, которые лежат на базальной мембране и постоянно находятся в митотическом цикле; 2) себоциты — большие секреторно-активные клетки, способные накапливать липиды . Себоциты постепенно смещаются по направлению к выводному протоку, где разрушаются, а их секрет превращается в кожное сало (голокриновий тип секреции). Выводной проток выстлан многослойным эпителием.
К производным кожи также относятся волосы и ногти.
Волосы состоят из стержня, который выступает над кожей, и корня, погруженного у нее к уровню гиподермы. Корень волоса окружен волосяным фолликулом, который состоит из цилиндрических эпителиальных образований и соединительнотканной волосяной сумки . Около поверхности эпидермиса фолликул образует расширение — лейку, куда открываются протоки сальных желез. Дистальная часть фолликула формирует волосяную луковицу, в которую врастает соединительнотканный волосяной сосочек. Клетки волосяной луковицы являются камбиальными элементами, которые обеспечивают рост волоса
В корне волоса различают мозговое и корковое вещество, кутикулу, тогда как в зоне фолликула — внутреннюю и внешнюю эпителиальные корневые влагалища. Мозговое вещество волоса образуется клетками центральной части луковицы и состоит из больших слабо пигментирующих клеток, которые расположены в виде монетных столбиков и содержат в цитоплазме гранулы трихогиалина (предшественника рогового вещества). Клетки полностью поддаются ороговению только на уровне сальных желез, где заполняются мягким кератином. Корковое вещество волоса (образуется средней частью луковицы) состоит из плоских клеток, которые быстро ороговевают, заполняются твердым (механически и химически стойким) кератином, который содержит больше цистина и дисульфидных связей, чем мягкий кератин. Кутикула волоса окружает корковое вещество и состоит из клеток, которые превращаются в ороговевшую чешую и располагаются в виде черепицы.
Внутреннее эпителиальное корневое влагалище образовано цилиндрической частью луковицы и окружает корень волоса к уровню протоков сальных желез. В ее состав входят три слоя: кутикула, внутренний гранулярный и внешний бледный слой. Кутикула внутреннего эпителиального влагалища похожая за строением на кутикулу волоса, однако ее чешуйки содержат мягкий кератин, а своими краями они соединенны с чешуйками кутикулы волоса Внутренний слой корневого влагалища представлен кубическими клетками, которые содержат гранулы трихогиалина, а в верхних участках — мягкий кератин. Внешний бледный слой образован одним слоем светлых кубических клеток, заполненных мягким кератином Внешнее эпителиальное корневое влагалище является продолжением росткового слоя эпидермиса у фолликуле.
Производные кожи:волос,потовая и сальная железы
Ноготь представляет собой образование в виде пластинки, которая лежит на дермальной поверхности дистальной фаланги пальца .
Общий план строения ногтя
В нем различают ногтевую пластинку и ногтевое ложе.
Ногтевая пластинка состоит из многочисленных слоев роговых чешуек, которые содержат твердый кератин, крепко связанные между собой и лежит на ногтевом ложе. Проксимальная ее часть — корень ногтя — находится в задней ногтевой щели и покрыта эпинихием (сверхкожей), за исключением небольшой светлой зоны в виде полумесяца (луночки). Дистально пластинка заканчивается свободным краем, который лежит над подногтевой пластинкой (гипонихием) латеральная ногтевая пластинка окружена двумя кожными складками – ногтевыми валиками, от которых она отделена ногтевыми щеляминогтевая пластинка имеет корень, тель и край. Корень ногтя почти целиком утоплен в заднюю ногтевую щель. Небольшая его часть, которая выходит за пределы ногтевой щели, белесоватого цвета, имеетформу полумесяца и называется ногтевой луночкой. Тело ногтя размещенное между ногтевой луночкой и краем ногтя, который выходит за пределы ногтевого ложа.
Концевая фаланга пальца с ногтем
Ногтевое ложе — эпителиальное образование, которое состоит из базального и остистого ряда клеток и лежит под ногтевой пластинкой, которая отвечает его роговому слою. Оно образует продольные эпидермальные гребни, которые чередуются со складками подлежащей дермы, которая содержит сосуды, эластические и коллагеновые волокна, которые крепко фиксируют к надкостнице фалангових костей.
Матрица ногтя — сплющенная проксимальна часть ногтевого ложа, образованная клетками, которые активно делятся (ее дистальный отдел отвечает краю луночки). Новообразованные клетки передвигаются к корню ногтя, где быстро (без образования кератогиалина) превращаются в роговую чешую, обеспечивая непрерывное медленное движение ногтевой пластинки в ложе — рост ногтя.
Кожа интенсивно иннервуется эфферентными и афферентными нервными волокнами. В ней выявлется большое количество капсулированных и свободных нервных окончаний.
Функции кожи:
1)защитная — защищает организм от действия механических и химических факторов, проникновения антигенов благодаря толщине эпидермиса, его активной пролиферации, способности к слущиванию роговой чешуи, кроме того, роговое вещество является проницательным для воды. Содержание меланина в клетках эпидермиса защищает орган от влияния избытка ультрафиолетового излучения. Наличие клеток Лангерганса и внутриэпидермальных лимфоцитов обеспечивает участие кожи в специфической защите организма;
2)терморегуляция — за счет конвекционного излучения тепла, которое обеспечивает микроциркуляторне русло соскового слоя дермы, испарению пота, кроме того, роговая чешуя содержит пузырьки воздуха, которые предотвращают отохлаждения кожу;
3) участие в водно-солевом обмене, которое связано с выделением ионов с потом;
4) экскреторная — обусловлена выделением с потом продуктов обмена веществ, токсинов, лекарств;
5) депонирование крови в сосудах поверхностного и глубокого сосудистых сплетений слоев дермы;
6) эндокринная и метаболическая — синтез и нагромождение витамина D и гормонов. недостаточность витамина D обусловливает развитие рахита. Кератиноцити способны продуцировать множество медиаторов воспаления и иммунного ответа. При обычных условиях они производят ИЛ.-1, ИЛ.-7, трансформирующий фактор роста b. Во время гипоксии, при травмах, ультрафиолетовом облучении они синтезируют, кроме того, колониестимулирующий фактор гранулоцитов и макрофагов, тромбоцитарный фактор, фактор роста и тому подобное;
7) рецепторная – благодаря наличию многочисленных афферентных нервных окончаний, которые позволяют организму реагировать на изменения окружающей среды.
Методика выполнения практической работы:
Задание 1. Изучить и зарисовать микропрепараты:
Работа1. НАДПОЧЕЧНАЯ ЖЕЛЕЗА.
Окраска гематоксилином–эозином.
При малом увеличении микроскопа видно, что снаружи надпочечная железа покрыта соединительнотканной капсулой. Корковое вещество расположено периферийно и занимает большую часть железы. В ней различают три зоны: клубочковую, пучковую и сетчатую. В клубочковой зоне эпителиальные тяжи построены из мелких кортикоцитов неправильной формы, которые образовывают клубочки, в пучковой – эпителиальные тяжи размещены параллельными рядами и состоят из более крупных кортикоцитов кубической формы. В цитоплазме этих клеток много липосом. Потом кортикоциты становятся меньшими, приобретают разную форму, а эпителиальные тяжи теряют правильную ориентацию и образовывают сетчатую зону. Мозговое вещество нечетко отмежевано от коркового. Оно построено из больших клеток со светлой цитоплазмой, среди которых есть расширенные синусоидные гемокапилляры. Изучить препарат при большом увеличении, зарисовать и обозначить: 1. Капсула. 2. Корковое вещество: а) клубочковая; б) пучковая; в) сетчатая зона. 3. Мозговое вещество: а) хромаффинные клетки; б) синусоидные гемокапилляры.
¨ Объясните наличие большого количества светлых сот в цитоплазме кортикоцитов пучковой зоны надпочечников.
¨ За какими признаками в препарате можно отличить корковое вещество надпочечной железы от мозгового?
¨
Работа 2. КОРКОВОЕ ВЕЩЕСТВО НАДПОЧЕЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ.
Окраска суданом черным.
При малом увеличении обратить внимание на то, что более всего липосом в клетках пучковой зоны. меньше – в кортикоцитах клубочковой и очень мало в клетках сетчатой зоны. Липиды в эндокриноцитах пучковой зоны имеют вид черных капель разных за величиной. Изучить препарат, зарисовать и обозначить: 1. Липиды в пучковой зоне коркового вещества надпочечной железы.
¨ К какому виду включений относим липиды?
¨ Какой краситель использован для выявления липидов и почему?
Работа 3. КОЖА ПАЛЬЦА ЧЕЛОВЕКА.
Окраска гематоксилином –эозином.
При малом увеличении микроскопа в эпидермисе кожи четко видно пять слоев, начиная от базальной мембраны: базальный, остистый, зернистый, блестящий и роговой. Базальный слой образован размещенными на базальной мембране цилиндрическими эпидермоцитами с базальной цитоплазмой. Остистый — построен из пяти-десяти рядов крылатой формы эпителиальных клеток, в цитоплазме которых содержится значительное количество тонофибрилл. Базальные эпидермоцити и клетки нижних рядов остистого слоя образовывают так называемую ростковую (герминативную) зону эпидермиса. Зернистый слой образован тремя-четырьмя рядами клеток, в цитоплазме которых накапливаются базофильные гранулы кератогиалина. Блестящий — построен тремя-четырьмя рядами плоских клеток, которые в цитоплазме накапливают белок эллеидин. Роговой слой построен из десяти рядов ороговевших клеток, которые в направлении к поверхности эпидермиса постепенно отмирают и превращаются в роговые чешуйки, которые окрашиваются в яркий малиновый цвет. Под эпидермисом размещается дерма, которая состоит из двух слоев: поверхностного сосочкового и глубокого сетчатого. Сосочковый слой дермы образован рыхлой волокнистой соединительной тканью, которая в виде сосочков неправильной конусовидной формы врастает в эпидермис. Сетчатый слой формирует плотная волокнистая неоформленная соединительная ткань, в которой размещены концевые отделы сальных и потовых желез. Зарисовать и обозначить: 1. Эпидермис: а) базальный слой; б) остистый слой; в) зернистый слой; г) блестящий слой; д) роговой слой. 2. Дерма: а) сосочковый слой; б) сетчатый слой. 3. Потовые железы: а) секреторные отделы; б) выводные протоки.
¨ С какими клетками взаимодействует антиген при проникновении его в эпидермис?
Работа 4. КОЖА С ВОЛОСАМИ.
Окраска гематоксилином –эозином.
Общий план строения кожи с волосом подобный коже пальца, тем не менее количество рядов клеток эпидермиса значительно меньше, отсутствует блестящий слой. В тонкой коже меньше выражен сосочковый слой дермы, но довольно хорошо развит сетчатый. В коже размещены волосяные корни. Они расположены в волосяных мешках, стенки которых состоят из внутренней и внешней эпителиальных влагалищ, а также соединительнотканной волосяной сумки. В нижней части корень волоса расширяется, образуя волосяную луковицу. Снизу у нее врастает рыхлая соединительная ткань с сосудами и нервами. Это волосяной сосочек. Возле волосяных корней размещены сальные железы, выводные протоки которых открываются в волосяную сумку. У нее вплетаются гладкие миоциты – мышцы, подымающие волос. Зарисовать и обозначить: 1. Эпидермис. 2. Сосочковый слой дермы. 3. Сетчатый слой дермы. 4. Корень волоса: а) волосяная луковица; б) волосяной сосочек; в) наружное эпителиальное влагалище; г) волосяная сумка. 5. Сальная железа. 6. Мышца, подымающая волос. 7. Адипоциты.
¨ Какие клетки соединительной ткани находятся в сосочковом слое дермы?
Задание 2. ДЕМОНСТРАЦИОННЫЕ ПРЕПАРАТЫ.
1. Сукцинатдегидрогеназа в корковом веществе надпочечной железы.
2. Щелочная фосфатаза в корковом веществе надпочечной железы.
3. Гликоген в эпидермисе, Шик-реакция.
4. Меланин в клетках кожи.
Задание 3. ЭЛЕКТРОННЫЕ МИКРОФОТОГРАФИИ.
1. Адренокортикоцит клубочковой зоны коркового вещества.
2. Адренокортикоцит пучковой зоны.
3. Адренокортикоцит сетчатой зоны.
4. Хромаффинные клетки мозгового вещества.
Источники информации:
а) Основные
– Таблицы:
http://intranet.tdmu.edu.ua/www/tables/0531.jpg
http://intranet.tdmu.edu.ua/www/tables/0532.jpg
http://intranet.tdmu.edu.ua/www/tables/0533.jpg
http://intranet.tdmu.edu.ua/www/tables/0534.jpg
http://intranet.tdmu.edu.ua/www/tables/0543.jpg
http//intranet.tdmu.edu.ua/www/tables/0522.jpg
– компакт-диск: ”Гистология” (надпочечные железы, кожа).
http://intranet.tdmu.edu.ua/index.php?dir_name=cd&file_name=index.php#3
– другие гистологические сайты:
http://www.kumc.edu/instruction/medicine/anatomy/histoweb/
http://www.udel.edu/biology/Wags/histopage/histopage.htm
http://www.usc.edu/hsc/dental/ghisto/
hpp://www.dopomojnik.by.ru
– Гистология, цитология и эмбриология / [Афанасьев Ю. И., Юрина Н. А., Котовский Е. Ф. и др.] ; под ред. Ю. И. Афанасьева, Н. А. Юриной. – [5-е изд., перераб. и доп.]. – М. : Медицина. – 2001. – С.504-514; 637-656 .
– Данилов Р. К. Гистология. Эмбриология. Цитология. : [учебник для студентов медицинских вузов] / Р. К. Данилов – М. : ООО «Медицинское информационное агенство», 2006. – С.322-328 .
– Волков К.С. Ультраструктура клеток и тканей : учебное пособие-атлас / К.С. Волков, Н.В. Пасєчка. – Тернополь : Укрмедкнига, 2004. – С36-39; 84-88. .
– Материалы для подготовки студентов к практическим занятиям по теме «Эндокринные железы Кожа». (Интранет).
– Гистология : [учебник] / под ред. Э. Г. Улумбекова, Ю. А. Чельшева. –[3-е изд., перераб. и доп.]. – М. : ГЕОТАР–Медиа, 2007. – С.469-493; 765-789 .
– Кузнецов С. Л. Атлас по гистологии, цитологии и эмбриологии / С. Л. Кузнецов, Н. Н. Мушкамбаров, В. Л. Горячкина. – М. : Медицинское информационное агенство, 2002. – С.216-219 ;277-290 .
– Практикум по гистологии, цитологии и эмбриологии ; под редакцией Н. А. Юриной, А. И. Радостиной. – М. : Изд-во УДН, 1989. – С156 .159-162; 217-226. .
Гистология. А.Хэм, Д.Кормак. Г.: Мир, 1983, Т.2.
– Атлас по гистологии. В.Г.Елисеев и соавт. Г., 1970.
– Слайды из презентации лекции.
– Лекция.
