TESUTUL EPITELIAL SECRETOR ENDOCRIN

TESUTUL EPITELIAL SECRETOR ENDOCRIN

Aceasta varietate de epiteliu este alcatuit din celule secretoare denumite endocrine, deoarece produsii lor de secretie sunt eliminati direct in mediul intern, fara a mai fi transportati printr-un sistem canalicular. Celulele secretoare endocrine care, prin asamblare, vor forma organe ale sistemului endocrin, apar ultimele pe scara filogenetica si constituie un sistem strict necesar pentru integrarea si coordonarea diferitelor structuri ale organismelor pluricelulare.

Originea epiteliului secretor endocrin se gaseste, ca si in cazul celorlalte varietati de tesut epitelial, in toate cele trei foite embrionare. El apare initial ca si epiteliul exocrin, prin muguri dezvoltati pe seama epiteliului de suprafata, rezultand cordoane celulare compacte sau structuri tubulare. In cursul dezvoltarii si diferentierii, legatura celulara cu zona de emergenta dispare, masele celulare astfel izolate gasindu-se intr-un tesut conjunctiv foarte bogat in capilare sanguine. Dupa tiparul histogenezei se vor putea forma:

ansambluri de celule endocrine structurate sub forma de organe independente constituite, cunoscute sub denumirea de glande endocrine (de exemplu, adenohipofiza, tiroida, paratiroida, suprarenala);

grupe de celule endocrine, prezente in structura altor organe (de exemplu, insulele Langerhans situate in pancreas, celulele Leydig in interstitiul tubilor seminiferi ai testiculului);

celule endocrine izolate printre celulele altei varietati de tesut, formand, in totalitatea lor, un sistem endocrin difuz; astfel de celule apar in cadrul epiteliului mucoasei gastro-intestinale, a cailor respiratorii si chiar in creier.

PARTICULARITATI CITOLOGICE LA NIVELUL EPITELIULUI ENDOCRIN

Celulele epiteliale care constituie epiteliul endocrin au, ca si in cazul epiteliului exocrin, caracteristici morfologice diferite in raport de localizare. Clasificarea lor se bazeaza insa pe proprietatile functionale, fiind descrise astfel: celule sintetizante de polipeptide, celule sintetizante de steroizi, celule sintetizante de amine biogene (biologic active). O categorie aparte este reprezentata de celula sintetizanta de hormoni tiroidieni.

Celula sintetizanta de polipeptide

In microscopia optica, celula sintetizanta de polipeptide are forma si dimensiuni diferite,
in raport cu histoarhitectonica fiecarei glande endocrine in parte. Citoplasma este moderat bazofila, cu o tinctorialitate moderata ca intensitate, nucleul fiind, de regula, plasat central. Prin tehnici speciale si imunohistochimie pot fi evidentiate granulele de secretie.

Celula are similitudini structurale si ultrastructurale cu corespondentul ei exocrin, continand toate organitele implicate in sinteza de polipeptide, proteine, glicoproteine (fig. I.2.22). Diferenta consta in gradul de dezvoltare al RER, ribozomilor si polizomilor, intrucat cantitatea de hormoni produsa de o glanda endocrina reprezinta miligrame sau chiar micrograme, in timp ce celulele exocrine corespondente produc cantitati mult mai mari (peste un litru de secretie zilnica pentru celulele acinoase pancreatice). Polarizarea acestor celule este neevidenta, deoarece eliminarea produsilor de sinteza are loc pe toata suprafata celulei, cu zone preferentiale in vecinatatea capilarelor sanguine. Deoarece produsii de sinteza

strabat etapa golgiana, vacuolele golgiene reprezinta granulele de secretie. Forma, dimensiunile (diametre variabile intre 150-350 nm), structura, densitatea si omogenitatea vacuolelor variaza de la glanda la glanda, putand fi de aspect omogen, dens, de aspect neomogen sau uneori chiar cristalin (de exemplu, granulele ce contin insulina). Si aceste celule functioneaza dupa modelul unui ciclu secretor, cu mentiunea ca
intr-un ciclu celular se realizeaza multiple cicluri secretoare. Deplasarea granulelor catre membrana plasmatica este asigurata de elementele de citoschelet celular (microtubuli, microfilamente).

Celula sintetizanta de steroizi

In microscopia optica celula sintetizanta de steroizi are forma poliedrica, nucleu central si citoplasma cu aspect evident spumos sau spongios (de unde si denumirea, pentru aceste celule, de spongiocite). Acest aspect este consecinta dizolvarii, prin tehnicile histologice de rutina, a multiplelor incluzii lipidice prezente in celula; evidentierea lor se poate face prin tehnici histochimice specifice pentru lipide. Uneori, in citoplasma se observa incluzii de pigment lipoproteic (lipofuscina).

In microscopia electronica (fig. I.2.23) celula se caracterizeaza printr-o mare dezvoltare a REN, sub forma unei largi retele de tubi si cisterne anastomozate. Printre elementele REN se gasesc diseminate numeroase mitocondrii de diferite dimensiuni, a caror membrana interna realizeaza structuri tubulare sau de aspect vezicular, care inlocuiesc aspectul obisnuit, lamelar, sub forma de creste. Paranuclear se gaseste un complex Golgi bine dezvoltat, care insa nu prezinta vacuole golgiene (granule de secretie). Se mai pot evidentia lizozomi, peroxizomi, RER redus si cativa ribozomi, incluzii lipidice si pigment lipocrom.

Intreaga ultrastructura este adaptata sintezei de hormoni steroizi. Precursorii sunt reprezentati de catre colesterolul de origine alimentara (pana la 80%) si de catre acetil-CoA, sintetizata local.

Acesti precursori sunt stocati in incluzii de trigliceride. Enzimele necesare sintezei steroidiene se gasesc localizate la nivelul mitocondriilor si a REN. Prima etapa este cea mitocondriala, unde se gasesc citocromi P₄₅₀ si unde se realizeaza o desprindere a lantului lateral al colesterolului, conducand la formarea δ-5-pregnenolonului. Acest produs este transportat apoi de-a lungul REN, aici avand loc urmatoarele etape pana la generarea progesteronului. Pentru unii dintre steroizi este necesara inca o noua etapa mitocondriala, in care se considera ca intervin peptide cu rol de transfer. Hormonii sintetizati nu sunt stocati, ci sunt eliminati pe masura sintezei lor, posibil prin difuziune, nefiind observate fenomene de exocitoza.

Cantitatea mare de REN si mitocondrii explica, prin capacitatea de a produce hormoni in timp relativ scurt, raspunsul rapid al celulei fata de stimuli. (De exemplu, dupa administrarea de ACTH cantitatea de glucocorticoizi creste cam de
4 ori in sange, in 30 minute.) In paralel cu sinteza de hormoni se remarca o scadere progresiva a continutului celular in incluzii lipidice, ceea ce sustine ideea stocarii colesterolului ca principal precursor. Fiind hormoni liposolubili, transportul prin organism se realizeaza cu ajutorul unor proteine plasmatice cu rol de caraus. Inactivarea si degradarea hormonilor are loc in celulele tinta, in ficat si in rinichi.

Nu exista pana in prezent o explicatie completa a rolului complexului Golgi (care este bine dezvoltat) in celulele steroidogene. Este posibil ca acesta sa intervina in sinteza peptidelor implicate in transportul intracelular al colesterolului.

Celula sintetizanta de amine biogene

Celula sintetizanta de amine biogene are o structura si un mecanism de sinteza, similare celulei sintetizante de polipeptide. Elementul caracteristic este dat de structura, in microscopie electronica, a granulelor de secretie, care sunt de regula mai mici, contin un miez electron-dens in jurul caruia exista un halou clar si sunt delimitate de unitate membranara (fig. I.2.24).

Parte din enzimele implicate in sinteza acestor amine se gasesc localizate chiar in membrana granulelor de secretie. Pentru stabilizarea intravacuolara a aminelor biogene, celula sintetizeaza si polipeptide specifice ce apar intravacuolar (de exemplu, neurofizine, chromogranine).

Celula sintetizanta de hormoni tiroidieni

Celula sintetizanta de hormoni tiroidieni, existenta in structura foliculilor tiroidieni, este implicata in elaborarea hormonilor triiodtironina si tetraiodtironina. Deosebindu-se de celelalte celule endocrine, ea prezinta o morfologie si o histofiziologie caracteristica, modalitatea sa de functionare implicand concomitent modelul unei celule exocrine si, respectiv, endocrine. Datorita acestor particularitati, celula sintetizanta de hormoni tiroidieni este prezentata, in literatura de specialitate, in cadrul sistemului endocrin.

HORMONI SI RECEPTORI PENTRU HORMONI

Produs de secretie al celulelor endocrine, hormonii sunt molecule cu structura chimica diferita, care au proprietatea ca in cantitati mici sa actioneze la distanta asupra unor celule tinta, la nivelul carora se gasesc receptori specifici.
Se apreciaza ca numarul receptorilor intr-o celula tinta este de ordinul miilor (10.000-15.000). Dupa natura lor chimica, hormonii pot fi grupati in doua mari categorii:

hormonii hidrofili/hidrosolubili care pot fi peptide, polipeptide, proteine sau glicoproteine; tot in aceasta categorie pot fi incluse aminele biogene; acest tip de hormoni sunt de regula sintetizati sub forma de precursori (prohormoni) care sufera apoi un proces de clivaj; ei sunt stocati in vacuole golgiene sub forma de granule de secretie; eliberarea lor se face prin exocitoza, in raport cu semnalele primite de celula secretoare;

hormonii hidrofobi/lipofili sunt reprezentati de clasa steroizilor; principalul precursor este reprezentat de colesterol care, printr-o serie de etape biochimice, sub efectul unor sisteme enzimatice prezente la nivelul REN si mitocondriilor, se organizeaza sub forma de diversi steroizi; hormonii steroizi nu parcurg in cursul sintezei lor etapa golgiana, in consecinta ei nu sunt stocati sub forma de vacuole golgiene; actiunea hormonilor steroizi este lenta si durabila. Hormonii tiroidieni, desi non-lipidici, sunt, de asemenea, hidrofobi; actiunea lor este rapida si de scurta durata.

Dupa raportul in spatiu intre celula epiteliala endocrina si celula tinta exista mai multe modalitati de actiune:

intracrinia, in care molecula semnal actioneaza asupra unui receptor intracelular, localizat chiar in celula sintetizanta (mai frecvent - receptor nuclear);

autocrinia, situatie in care molecula semnal paraseste celula, dar actioneaza tot asupra ei, prin intermediul unui receptor de membrana, realizand de regula un feed-back;

paracrinia, modalitate prin care o molecula semnal difuzeaza in mediul intercelular si actioneaza asupra unei celule imediat invecinate; si in acest caz, receptorul este de tip membranar;

juxtacrinia, realizata in situatiile in care molecula semnal ramane legata de membrana celulei sintetizante si, prin contact intercelular, vine in raport cu un receptor membranar al celulei tinta;

endocrinia, caracterizata prin transportul la distanta a moleculelor semnal, pe calea vaselor sanguine si limfatice; se ajunge la o celula tinta care poseda un receptor corespunzator.

Se intelege deci ca in organism exista in permanenta o multitudine de hormoni si molecule semnal. Fata de aceste substante vor reactiona insa numai acele celule care poseda receptor corespunzator. In general, legaturile semnal-receptor sunt noncovalente, conformationale, stabilite pe seama legaturilor electrostatice, hidrofobe, a fortelor van der Waals si puntilor de hidrogen; ele sunt in acelasi timp reversibile.
In concordanta cu cele doua tipuri principale hormonale, exista si doua tipuri de receptori.

Receptorii pentru peptide si amine biogene

Receptorii pentru peptide si amine biogene sunt reprezentati de proteine transmembranare cu o extremitate extracelulara (recunoscuta de hormon), un segment transmembranar si un segment intracitoplasmatic, transmitator de semnal. Reactivitatea unei celule tinta este data de numarul de receptori. Acest numar nu este definitiv, el poate varia datorita unor factori fiziologici (stimuli extracelulari) sau factori patologici. Legatura hormon-receptor produce o modificare conformationala, care, la randul ei, influenteaza un grup de proteine membranare - proteine G, care determina activarea adenilciclazei. Aceasta, la randul ei, va produce AMP ciclic. Astfel, hormonul propriu-zis este considerat primul mesager, in timp ce AMP-ul ciclic reprezinta cel de al doilea mesager.

Cuplul hormon-receptor este in scurt timp endocitat si degradat intracelular de lizozomi. Trebuie subliniat faptul ca hormonul, prin el insusi, nu are nici un efect asupra celulei, ci numai prin intermediul receptorului care actioneaza ca un traductor, punand in miscare cascadele biochimice intracelulare. AMP-ul ciclic activeaza in final o proteinkinaza care, la randul ei, activeaza o enzima sau mai multe enzime specifice pentru raspunsul celular.

In unele cazuri cel de al doilea mesager este reprezentat de ionii de calciu. In aceasta situatie apare un mecanism de transductie electrica, care are ca rezultat deschiderea canalelor de calciu si deplasarea acestor ioni. Caile biochimice intracelulare sunt mult mai complexe (activarea caii inozitol-trifosfat, diacil-glicerol, activarea tirozinkinazelor), prezentarea lor depasind insa obiectul histologiei.

Receptorii pentru steroizi

Hormonii steroizi, fiind liposolubili, pot traversa liber membrana plasmatica si vor fi recunoscuti de un receptor din superfamilia receptorilor intracelulari. S-a demonstrat in ultima vreme ca aceasta categorie de receptori se gaseste la nivelul nucleului. Receptorul poseda un domeniu de recunoastere al ADN si un domeniu transactivator al transcriptiei.

In forma nestimulata, el are atasat un complex proteic inhibitor, ce mascheaza domeniul de recunoastere al ADN. Cu ajutorul unei proteine citoplasmatice, hormonul patrunde prin porii nucleari si, in interiorul nucleului, se cupleaza cu receptorul specific. Prin legatura hormon-receptor se modifica organizarea conformationala a receptorului, fapt ce determina indepartarea complexului proteic inhibitor si demascarea domeniului de recunoastere al ADN. Astfel, receptorul se leaga non-covalent de ADN si moduleaza in mod specific transcriptia unei/unor gene care vor deveni activatoare ale genelor implicate in raspunsul celular.

Hormonii tiroidieni, desi nu au structura lipidica, actioneaza tot asupra unor receptori intracelulari.

HISTOARHITECTONICA EPITELIULUI SECRETOR ENDOCRIN

Datorita lipsei canalelor de excretie, organizarea structurala a tesutului epitelial endocrin este mult mai simpla, comparativ cu cea a tesutului epitelial exocrin.

Celulele epiteliului endocrin se pot dispune in maniera cordonala, pot forma foliculi sau pot exista ca celule difuze, dispersate printre celulele altui tesut.

Organizarea cordonala

Reprezinta modul de aranjare a celulelor endocrine in cordoane celulare, fiecare cordon continand unul sau mai multe siruri de celule, delimitate periferic de o fina membrana bazala, prin care se realizeaza raportul cu tesutul conjunctiv bogat in capilare sanguine.

Intre sirurile de celule din cadrul unui cordon nu se formeaza spatii sau lumene.

Organizarea cordonala apare in glandele endocrine constituite ca organe, precum si in grupele de celule endocrine situate in alte organe.

Organizarea cordonala reticulata reprezinta aranjarea cordoanelor celulare intr-o retea anastomozata, care prezinta in ochiurile ei tesut conjunctiv si numeroase vase sanguine; este specifica pentru adenohipofiza (fig. I.2.25), paratiroida, glanda suprarenala - zona reticulata, pancreas endocrin (fig. I.2.26) etc.

Organizarea cordonala glomerulata consta in aranjarea cordoanelor in vartejuri, ghemuri si/sau arcuri de cerc; este specifica pentru glanda suprarenala - zona glomerulata (fig. I.2.27).

Organizarea cordonala fasciculata implica aranjarea cordoanelor mai mult sau mai putin paralele intre ele, respectand orientarea intr-o anumita directie; este specifica pentru glanda suprarenala - zona fasciculata (fig. I.2.28).

Organizarea foliculara

Acest tip de organizare este caracteristic pentru glanda tiroida (fig. I.2.29). Celulele epiteliale endocrine (denumite si tireocite), aranjate pe un singur rand, cu polul bazal pe o membrana bazala si polul apical delimitand un lumen, sunt puternic legate prin jonctiuni. Un astfel de ansamblu structural formeaza un folicul tiroidian, cu o forma aproximativ sferica; foliculul este o cavitate inchisa, fara a avea comunicare cu exteriorul sau.

In microscopia optica, pe sectiunile histologice, foliculul apare ca o structura rotunda in interiorul careia se gaseste un lumen ce contine un material vascos - coloidul tiroidian.

In raport cu starea de activitate a celulelor endocrine, acestea pot fi mai aplatizate (hipofunctie), cubice (normofunctie) sau prismatic inalte (hiperfunctie).

Uneori, structuri de tip folicular apar si in lobul intermediar al hipofizei.

Organizarea difuza

Organizarea difuza a devenit cunoscuta ceva mai tarziu, prin evidentierea unor celule de tip endocrin ce contin granule de secretie, prezente izolat sau in mici grupuri printre celulele epiteliale ale tubului digestiv (fig. I.2.30) si ale cailor respiratorii.

Astfel a aparut conceptul de sistem endocrin difuz.

Imunohistochimia a demonstrat ca aceste celule sunt sintetizante in primul rand de peptide biogene cu activitate predominant paracrina, implicate in activitati locale. Majoritatea lor se caracterizeaza prin capacitatea de a capta precursori ai aminelor pe care ii decarboxileaza, de unde si denumirea de sistem APUD. Celulele acestui sistem au mai fost denumite si celulele sistemului paraneuronal; majoritatea dau reactie cromafina (de exemplu, celule enterocromafine), unele de tip argirofil, altele, de tip argentafin.

MECANISME DE REGLARE A ACTIVITATII CELULELOR ENDOCRINE

Unele dintre celulele endocrine sunt stimulate sau inhibate de concentratia din mediul intern a unor ioni sau a unor metaboliti - de exemplu, ionii de calciu influenteaza celulele paratiroidei, glucoza influenteaza celulele producatoare de insulina. Cresterea substantelor stimulante induce scaderea secretiei, in timp ce scaderea substantelor stimulante induce cresterea secretiei. Aceasta modalitate este denumita feed-back negativ.

Activitatea altor celule secretoare este reglata de nivelul unor hormoni din mediul intern, mecanismele fiind de feed-back negativ sau, uneori, de feed-back pozitiv - de exemplu, ACTH-ul regleaza producerea de glucocorticoizi.

O alta modalitate de reglare se realizeaza prin intermediul unor produsi de neurosecretie, elaborati de neuroni secretori hipotalamici - acestia controleaza activitatea celulelor endocrine din adenohipofiza.

De altfel, in ultimele decenii, distinctia intre neuroni si celule endocrine a incetat de a mai fi transanta, intrucat s-a constatat ca unele celule endocrine produc substante de tipul neurotransmitatorilor (medulosuprarenala), iar unii neuroni secreta peptide de tipul celor produse in unele celule endocrine.