Гипофиз

Гипофиз вляется королем эндокринной систем, так как он оказывает регулирующее влияние на многие органы и системы. Гипофиз человека состоит из передней, туберальной, промежуточной и задней долей. Масса гипофиза составляет всего 500 мг, а размеры – 1,5 х 1,0 см. Гипофиз развивается из нескольких источников. Начинается развитие гипофиза на 4 неделе эмбриогенеза. Первоначально из крыши ротовой полости по направлению к головному мозгу растет эпителиальный тяж – гипофизарный карман (карман Ратке). Одновременно из межуточного мозга ( дна 3 желудочка) возникает выпячивание в виде воронки (гипофизарная воронка). Эпителий гипофизарного кармана представляет собой тонкий двурядный пласт, высота которого к 6-7 неделям значительно увеличивается. При этом, эпителий передней стенки кармана обладает большими гистиобластическими возможностями и у зародыша 7-8 недель начинает активно пролиферировать в окружающую мезенхиму в виде тяжей эпителиальных трубок. Разрастающиеся тяжи определяют форму передней доли гипофиза, образуя ее периферическую часть. \центральная зона в это время остается заполненной мезенхимой и сохраняется как место развивающейся сосудистой системы гипофиза. В конечном итоге в результате сильного разрастания эпителия передней стенки кармана Ратке образуется передняя доля гипофиза.

Усиленное разрастание эпителия задней стенки гипофизарного кармана приводит к образованию промежуточной доли гипофиза, которая у человека не достигает высокой степени развития. В силу того, что передняя и промежуточная доли гипофиза имеют единое эпителиальное происхождение и вырабатывают гормоны, в совокупности они составляют аденогипофиз (железистый гипофиз).

В результате разрастания нейроглии вокруг гипофизарной воронки образуется задняя доля гипофиза, которая не продуцирует собственных гормонов. Благодаря своему происхождению, задняя доля получила название нейрогипофиза.

Таким образом гипофиз состоит из двух эмбриологически,структурно и функционально различных и самостоятельных частей: аденогипофиза и нейрогипофиза.

Аденогипофиз включает в себя переднюю долю, узкую промежуточную долю и слабо развитую туберальную долю.

Гипофиз покрыт тонкой соединительнотканной капсулой. Строма представлена очень тонкими прослойками рыхлой неоформленной счоединительной ткани с большим количеством ретикулиновых волокон.

Передняя доля гипофиза характеризуется обильным кровоснабжением, которое представлено сосудами ветвей внутренней коротидной артерии. Благодаря этому, передняя доля гипофиза на свежем срезе имеет яркую окраску. На долю передней доли приходится около 75% массы гипофиза. Передняя доля состоит из секреторных клеток- аденоцитов, которые плотно прилежат друг к другу и образуют тяжи или трабекулы, которые анастамозируют между собой. Между этими тяжами располагаются многочисленные синусоидные капилляры. Аденоциты имеют разную величину и форму ( от овальной до полигональной). По отношению к красителям все аденоциты подразделяются на две группы: хромофобные (слабо воспринимающие красители) и хромофильные (хорошо воспринимающие красители).

Хромофобные клетки называются главными клетками, так как составляют 55-60% всех клеток аденогипофиза. Они располагаются в середине трабекул, имеют небольшие размеры и светлую цитоплазму. Органоиды у них развиты плохо. Согласно современным представлениям, хромофобные аденоциты включают в себя хромофильные клетки после выделения секрета и малодифференцированные камбиальные клетки, являющиеся источником образования хромофильных клеток.

Хромофильные клетки являются клетками, хорошо воспринимающими краситель. На их долю приходится 45-50% от общего количества аденоцитов.Хромофильные клетки подразделяются на ацидофильные (оксифильные) и базофильные.

Ацидофильные аденоциты содержатся в количестве 30-35%. Эти клетки имеют округлую или овальную форму, средних размеров, их ядро лежит в центре. В цитоплазме этих клеток содержатся многочисленные органоиды, в том числе гранулярная эндоплазматическая сеть и аппарат Гольджи, что указывает на интенсивность сереторных процессов.

Среди ацидофильных клеток различают два типа клеток: соматотропоциты и лактикотропоциты.

Соматотропоциты составляют преобладающий клеточный тип (40-65% всех клеток аденогипофиза). Эти клетки небольших размеров, но крупнее, чем хромофобные, округлой или даже отросчатой формы. Ядро лежит в центре или несколько эксцентрично. В цитоплазме содержатся многочисленные крупные гранулы, которые могут располагаться или равномерно,или на периферии. Эндоплазматическая сеть и митохондрии развиты слабо. Однако, в этих клетках много свободных рибосом и хорошо развит аппарат Гольджи. Соматотропоциты вырабатывают соматотропный гормон (гормон роста). Этот гормон регулирует рост и пропорциональное развитие. Органами-мишенями для этого гормона являются кости, а также образования богатые соединительной тканью ( мышцы, сухожилия, связки, внутренние органы). Стимуляция роста осуществляется за счет анаболического действия соматотропного гормона ( усиление транспорта аминокислот в клетку, ускорение процессов биосинтеза белка и нуклеиновых кислот). Одновременно происходит торможение реакций, связанных с распадом белка.

Кроме того, соматотропный гормон обладает липолитическим действием, что ведет к увеличению свободных жирных кислот в плазме и включению их в энергетический обмен. Это способствует сохранению глюкозы и аминокислот.

Соматотропный гормон стимулирует активность остеобластов и способствует интенсивному образованию белковой матрицы кости. Одновременно усиливаются процессы минерализации костной ткани, в результате в организме происходит задержка кальция и фосфора.

Этот гормон активирует макрофаги, влияет на дифференцировку тканей, пролиферацию клеток, стимулирует размножение хрящевых клеток эпифизарной пластинки роста.

Вместе с тем, ученые обратили внимание на то, что при введении соматропного гормона в изолированную культуру клеток заметного усиления роста последних на наблюдается. В связи с этим возникло предположение, что стимуляция процессов роста , наблюдаемая в условиях целостного организма, не является результатом прямого действия этого гормона. Скорее всего под действием соматотропного гормона происходит образование определенных посредников, влияние которых приводит к анаболическому эффекту. Такие посредники получили название "«соматомедины" , которые апредставляют собой белки,синтезируемые в печени под влиянием соматотропного гормона.

Секреция соматотропного гормона регулируется соматолиберином и соматостатином.

Недостаточное образование соматотропного гормона вызывает у ребенка задержку роста. Карликовый рост, связанный с ослаблением функции гипофиза, называется гипофизарным нанизмом и характеризуется малым ростом, задержкой полового развития и удовлетворительным психическим развитием. Избыточное поступление этого гормона в детском возрасте обусловливает гигантизм. В зрелом возрасте излишек соматотропного гормона приводит к увеличению открытых частей тела- акромегалии.

Лактикотропоциты составляют менее распространенную популяцию клеток ( на их долю приходится всего 1-2 % клеток) аденогипофиза. Эти клетки более крупные, чем соматотропоциты. Органоиды развиты лучше, чем в соматотропоцитах, особенно много гранулярной эндоплазматической сети, митохондрий, рибосом, структур аппарата Гольджи. В цитоплазме секреторных гранул немного. До наступления половой зрелости у самок эти клетки находятся в неактивном состоянии. При лактации в них увеличивается число органоидов. Лактикотропоциты вырабатывают лактикотропный гормон (пролактин), регулирующий процесс развития молочных желез (усиливает пролиферативные процессы в них) и секрецию ими молока. Кроме того, пролактин стимулирует образование желтого тела. В мужском организме лактикотропоцитов содержится очень мало. Роль лактикотропного гормона в мужском организме не установлена. Предполагают, что он оказывает влияние на развитие простаты.

Выработка лактикотропного гормона регулируется пролактостатином и пролактолиберином.

На долю базофильных аденоцитов приходится всего 4-10%. Это наиболее крупная популяция клеток передней доли гипофиза. Эти клетки неправильной формы с четкими контурами, с эксцентрично расположенным ядром. В их цитоплазме содержится крупная зернистость, окрашивающаяся основными красителями. Среди базофилов выделяют несколько типов клеток: тиреотропоциты, кортикотропоциты и ганадотропоциты.

Тиреотропоциты полигональной или отросчатой формы, лежат вблизи капилдляров по всему веществу передней доли гипофиза. На их долю приходится всего 1,8- 2,9%. Секреторные гранулы мелкие, лежат преимущественно около плазмолеммы. Ядро крупное, круглое, лежит эксцентрично. Органоиды развиты хуже, чем в других клетках. Тиреотропоциты вырабатывают тиреотропный гормон, под влиянием которого стимулируется образование в щитовидной железе иодсодержащих гормонов за счет усиления в тиреотропоцитах пластических процессов ( синтез белка, нуклеиновых кислот) и увеличения поглощения кислорода, что стимулирует практически все стадии синтеза гормонов щитовидной железы. Тиреотропный гормон также усиливает активность протеаз, расщепляющих тиреоглобулин.

Кортикотропоциты также имеют неправильную или отросчатую форму с длинными отростками. Эти клетки распределены неравномерно. Секреторные гранулы лежат около плазмолеммы. Органоиды развиты умеренно. Эти клетки вырабатывают адренокортикотропный гормон, который стимулирует рост пучковой и сетчатой зон коры надпочечников. Основной эффект этого гормона выражается в стимулирующем действии на образование глюкокортикоидов в пучковой зоне коры надпочечников. В меньшей степени выражено влияние его на клубочковую и сетчатую зоны. АКТГ ускоряет стероидогенез и усиливает пластические процессы ( биосинтез белка, нуклеиновых кислот). Кроме того, этот гормон обладает липолитическим эффектом. Оказывает анаболический эффект, усиливает пигментацию. Выработка этого гормона регулируется кортиколиберином гипоталамуса.

Гонадотропоциты относятся к базофилам. Среди них различают два вида клеток, которые вырабатывают два гормона: фолликулостимулирующий и лютеинизитрующий гормоны. ФСГ-продуцирующие гонадотропоциты составляют 2,2- 3,5%, у самок встречаются чаще, чем у самцов. Это крупные клетки, округлой формы, лежат преимущественно по периферии аденогипофиза. Степень развития органоидов определяется уровнем функционального состояния клеток. ЛГ-продуцирующие гонадотропоциты овальной или полигональной формы, меньше ФСГ-продуцирующих клеток, гранулы в них также несколько меньше, чем у предыдущихъ клеток.

Фолликулостимулирующий гормон вызывает созревание фолликулов и подготовку их к овуляции. Лютеинизирующий гормон вызывает овуляцию и стимулирует образование желтого тела и выработку в нем прогестерона. Кроме того, лютеинизирующий гормон стимулирует активность клеток Лейдига по выработке тестостерона, а фолликулостимулирующий гормон стимулирует процессы сперматогенеза. Регуляция секреции гонадотропинов осуществляется гипоталамическим гонадолиберином. Существенное значение имеет также механизм отрицательной обратной связи: секреция обоих гормонов тормозится при повышении содержания эстрогенов и прогестерона в крови, а выработка лютеинизирующего гормона уменьшается при увеличении продукции тестостерона.

При недостаточной выработке гонадотропных гормонов гипофиза отмечается задержка пубертатного периода.

Морфология секреторного процесса

Все активные типы клеток аденогипофиза вырабатывают свой секрет в виде гранул. Белковый секрет вырабатывается гранулярной эндоплазматической сетью и по её канальцам транспортируется в структуры аппарта Гольджи, где происходит конденсация секреторного продукта и оформление его в гранулы. В активно функционирующих клетках аппарат Гольджи всегда гипертрофирован. Выделение гормона происходит различными способами:

1.Гранулы подвергаются растворению в самой клетке и образуются вакуоли.

2.Гранулы целиком выталкиваются из клетки в межклеточное простренство.

3.Гранулы подходят к плазмолемме и подвергаются фрагментации и растворению.

Туберальная доля состоит из тяжей эпителиальных клеток, между которыми располагаются гипофизарные воротные вены, соединяющие первичную капиллярную сеть срединного возвышения и вторичную капиллярную сеть передней доли гипофиза. Среди эпителиальных клеток встречаются единичные базафильные аденоциты.

Промежуточная доля гипофиза у человека развита очень слабо. На ее долю приходится всего около 2% от массы органа. Она построена из тяжей многослойного эпителия, в составе которого встречаются хромофобные и базофильные аденоциты. Иногда между эпителиальными клетками встречаются фолликулы, напоминающие таковые в щитовидной железе.

В 1916 году Смит и Аллен наблюдали обесцвечивание кожи головастиков после гипофизэктомии. Спустя 3 года Атвелл, помещая головастиков в неочищенный экстракт гипофиза, обнаружил потемнение их кожи. Только в 1938 году Цондек нашел, что потемнение кожи амфибий вызывает экстракт промежуточной доли гипофиза. В настоящее время установлено, что в промежуточной доле вырабатывается меланоцитстимулирующий гормон (интермедин), который усиливает образование меланина (индуцируя синтез тирозиназы) и, тем самым, влияет на пигментацию кожи, усиливает остроту зрения, адаптацию сетчатки в темноте. Кроме того, этот гормон стимулирует активность сальных желез и продукцию феромонов. Предполагают, что здесь вырабатывается липотропный гормон, который стимулирует обмен жиров.

Задняя доля гипофиза включает в себя многочисленные нервные волокна, которые представляют собой аксоны нейросекреторных клеток гипоталамуса ( супраоптического и паравентрикулярного ), образующие в совокупности гипоталамо-гипофизарный тракт, состоящий из более 100000 безмиелиновых нервных волокон. Терминальные расширения нейросекреторных аксонов на поверхности капилляров содержат нейросекреторные гранулы и митохондрии различной формы и величины. Наиболее крупные из расширений аксонов получили название – тельца Герринга, где депонируются нейрогормоны. В задней доле имеются многочисленные фенестрированные капилляры. Кроме того, здесь имеются видоизмененнные глиальные клетки – питуициты, которые отросчатой или веретенообразной формы, часто содержат пигментные включения. Их ядро плотное, органоиды, в том числе гранулярная и агранулярная эндоплазматическая сеть развиты слабо. Питуицитам приписывается стромальная функция. Собственные гормоны в нейрогипофизе не вырабатываются.

Таким образом, гипофиз находится в тесной нейрогуморальной связи с гипоталамусом, образуя гипоталамо-гипофизарную систему.