Морфология щитовидной железы

Впервые термин «щитовидная железа» был предложен еще в 1656 г. Вартоном, хотя описание анатомии этого органа имеется еще у Визалия и Галена (приблизительно на столетие раньше). Функция ее была изучена гораздо позже – 1930-е гг. XX столетия.

В настоящее время выявлены две группы гормонов щитовидной железы:

1. группа йодсодержащих гормонов - тиреоидные гормоны: трийодтиронин, тетрайодтиронин или тироксин

2. группа гормонов, не содержащих йода: кальцитонин, серотонин, соматостатин, адреналин.

Эффект каждой группы различен:

Тироксины являются универсальными стимуляторами всех видов обмена, особенно связанных с выделением энергии.

1. При этом они включают цепь химических реакций окислительно-восстановительного характера на мембранах митохондрий. Образно говоря, они являются «спичкой, дающей пламя».

2. Эти гормоны стимулируют работу сердечной мышцы, усиливая в ней обмен веществ и дифференцировку клеток.

3. Они усиливают активность половых желез.

4. Способствуют росту и дифференцировке клеток центральной нервной системы в эмбриогенезе и функционированию их в постэмбриональный период.

Дефицит тиреоидных гормонов интранатально и в раннем детском возрасте приводит к развитию кретинизма (умственная, физическая и половая неполноценность), который проявляется замедлением темпов роста – диспропорциональной карликовостью, умственной отсталостью и половой дисфункцией.

Дефицит тиреоидных гормонов во взрослом состоянии приводит нарушению утилизации углеводов, их накоплению и развитию микседемы или слизистого отека всех тканей, сопровождающегося снижением всех видов обмена веществ.

Избыток тиреоидных гормонов у взрослых приводит к развитию тиреотоксикоза или базедовой болезни -больной возбужден, испытывает жажду, постоянно ест и голоден, у него повышена температура тела, увеличена частота сердечных сокращений (тахикардия).

Гормоны второй группы разнообразны по своим функциям.

Так кальцитонин является регулятором кальциевого обмена, а именно, способствует депонированию кальция в костях (минерализации) и снижению его концентрации в крови, является антагонистом гормона паращитовидной железы - паратирина или парат-гормона. Его дефицит приводит к «размягчению» костной ткани.

Развитие щитовидной железы

Орган развивается из следующих эмбриональных закладок:

- прехордальная пластинка

- ганглиозная пластинка

- фибробластов мезодермы

Эпителий прехордальной пластинки вентрального ее участка, расположенного между I и II парами жаберных карманов глоточного отдела первичной кишки, начинает опускаться в виде трубочки параллельно глоточной кишке, продавливая подлежащую мезенхиму. Дойдя до уровня 4 пары жаберных карманов, тяж на дистальном конце начинает дихотомически делиться - раздваивается, образуя две дочерние эпителиальные почки, из которых в дальнейшем развиваются правая и левая доли щитовидной железы. Проксимальный отдел тяжа бесследно рассасывается, оставляя на поверхности слизистой корня языка углубление - слепое отверстие. Между долями у человека сохраняется связь - перешеек. Эта закладка из прехордальной пластинки создает собственно эпителий железы, секретирующий йодсодержащие гормоны.

Из ганглиозной пластинки на 5-6 неделе выселяются одиночные нейробласты, которые в паренхиме железы создают группы аргентофильных клеток, продуцирующих гормоны, не содержащие йод.

Стволовые клетки мезодермы, типа механобластов - фибробласты создают волокнистую соединительную ткань стромы органа.

Таким образом, щитовидная железа начинает развиваться как экзокринная, но после рассасывания проксимального конца эпителиальной трубочки в нее прорастают кровеносные сосуды и секрет начинает поступать в кровь, т.е. железа становится эндокринной.

К моменту рождения масса органа составляет до 1,0 гр., а у взрослого достигает 25-30 гр.

Строение щитовидной железы

Щитовидная железа (glandula thyroidea), расположена частично за щитовидным хрящом гортани, охватывает трахею спереди на уровне II-IV ее хрящей. Она имеет две доли, соединенные перешейком.

Железа является паренхиматозным органом, в котором выделяют: строму и функциональную часть - паренхиму.

Строма органа хорошо выражена и состоит из довольно толстой капсулы и мощных трабекул. Трабекулы делят паренхиму на дольки. В капсуле различают два слоя:

1. Наружный - представлен плотной волокнистой соединительной тканью с большим количеством эластических волокон.

2. Внутренний - представлен РВНСТ.

В капсуле и трабекулах имеются сосудисто-нервные пучки.

Паренхима органа имеет три структурные единицы:

1. истинный фолликул - аденомер

2. парафолликулярные аргентофильные гормонпродуцирующие клетки, которые, в свою очередь, могут располагаться как интрафолликулярно, так и экстрафолликулярно.

3. межфолликулярный островок эпителия - камбиальная часть железы

Истинный фолликул или аденомер - основная структурно-функциональная единица железы. Это пузыревидное образование, имеющее полость, размером от 20 до 500 мкм. Общее количество фолликулуов в железе у человека от 25 до 40 млн. штук.

Фолликул, как замкнутый пузырек, имеет стенку и полость, заполненную йодсодержащим предшественником гормонов - тироглобулином, который внутри фолликула находится в неактивном состоянии и представлен коллоидом. Коллоид имеет студенистую гомогенную консистенцию желтоватого цвета.

Стенка фолликула представлена хорошо выраженной базальной мембраной, на которой изнутри в один слой располагаются клетки - эндокриноциты (тироциты). Каждый фолликул снаружи покрыт тонкой прослойкой РВНСТ, в которой находятся кровеносные и лимфатические капилляры, контактирующие с базальной мембраной клеток фолликула.

По морфологии и функции выделяют два типа эндокриноцитов:

1. клетки типа А или тироциты составляют 93-95% из общего количества клеток. Это эпителиальные клетки, продуцирующие йодсодержащие гормоны. Между собой тироциты взаимосвязаны многочисленными десмосомами и замыкательными пластинками. Размеры тироцита зависят от того, в каком функциональном состоянии находится железа. При нормальной функции щитовидной железы это кубические клетки с округлым ядром и хорошо выраженными органоидами синтеза: агранулярная и гранулярная ЭПС, комплекс Гольджи, митохондрии, пероксисомы и лизосомы. На апикальной поверхности клеток имеются микроворсинки. При гиперфункции железы тироциты увеличиваются, становятся высокопризматическими, на апикальной поверхности кроме микроворсинок появляются длинные псевдоподии. Клеточная оболочка базального конца формирует глубокие инвагинации - вдавления. Коллоид внутри фолликула становится более жидким и пронизан резорбционными вакуолями. В цитоплазме накапливается большое количество лизосом. При гипофункции щитовидной железы клетки уменьшаются в размере, становятся плоскими, а поверхности их - гладкими. Ядра клеток уплощаются, вытягиваются параллельно базальной мембране. Коллоид, в данном случае, увеличивается в объеме и уплотняется.

2. Второй тип клеток стенки фолликула - клетки типа В или клетки Асканази. Это клетки нейрального происхождения, интрафолликулярные аргентофильные, продуцируют два типа гормонов:

1. Серотонин

2. Соматостатин

Серотонин усиливает активность тироцитов, а соматостатин - ингибирует. Иными словами в фолликуле располагаются клетки - регуляторы работы тироцитов. По морфологии клетки В в 3-4 раза крупнее тироцитов, плохо окрашиваются Г-Э и выявляются, как светлые клетки.

Секреторный цикл тироцита:

Делится на 2 фазы:

1. Фаза образования секрета тироцитом и выведение его внутрь фолликула в состав коллоида

2. Фаза выведения йодсодержащих гормонов из фолликула в кровоток.

В первой фазе выделяют несколько стадий:

1. Поступление исходных продуктов в тироцит из кровотока. Из притекающей крови через базальную мембрану тироцит активно захватывает аминокислоты, и главную для синтеза гормонов - тирозин, а также углеводы, воду и йодиды. Поглощение йодидов обеспечивается мембранным транспортным белком, называемым Na/I симпортер (NIS). Этот белок одновременно переносит внутрь клетки две молекулы: натрия и йодида, причем последнюю против градиента концентрации, так как внутри тироцита концентрация йода в 300-500 раз превышает таковую в крови.

2. Образование органической части секрета внутри клетки. На гранулярной эндоплазматической сети тироцита синтезируется белковая часть секрета (глобулярный белок, в составе которого имеется 4 молекулы тирозина), которая поступает дальше в комплекс Гольджи, расположенный в апикальной части клетки и соединяется там с углеводным компонентом секрета, образованном в агранулярной ЭПС. Таким образом, образуется сложный белково-углеводный комплекс - тироглобулин. Это крупная по размеру молекула, которая никогда не появляется вне стенок фолликула, в других тканях. После образования тироглобулин поступает в полость фолликула где, связавшись с водой, образует коллоид. Параллельно с образованием органической части йодид перемещается в апикальную часть клетки.

3. Образование неорганической части секрета внутри клетки. В апикальной части клетки в пероксисомах происходит окисление йодидов до атомарного йода с помощью фермента тиропероксидазы. Образованный атомарный йод транспортируется в полость фолликула анионным транспортером, называемым пендрином.

4. Внеклеточная йодизация тироглобулина. В полости фолликула начинается этапное присоединение атома йода к аминокислоте тирозину в составе тироглобулина с образованием промежуточных химических соединений: монойодтирозина, дийодтирозина, составляющих 20% секрета и трийодтиронина и тетрайодтиронина, составляющих 80% секрета и имеющих гормональную активность. Этот процесс катализируется также тиропероксидазой. После йодизации молекула тироглобулина может депонироваться в полости фолликула от нескольких часов до нескольких месяцев, так как не отщепленный углеводный компонент ингибирует активность тироксина.

Фаза выведения гормона в кровоток может осуществляться двумя путями:

1. медленным путем - эндоцитозом. Этот процесс начинается с расщепления внутри фолликула в коллоиде молекулы тироглобулина на йодированную глобулярную (тироксин) и углеводную часть. Это расщепление происходит под действием гидролитических ферментов, выделяемых из лизосом тироцита в коллоид. Затем тироксин путем эндоцитоза поступает через апикальную часть тироцита в его цитоплазму и находясь в полости эндосомы, постепенно движется к базальной мембране. Это медленный процесс и идет он без затрат энергии – более оптимален для клетки. На месте расщепленного тироглобулина в коллоиде остается пустой пузырек - вакуоль резорбции, которая является морфологческим показателем функционирования железы. Если вакуоли единичные, то это свидетельствует о нормофункции, если же вакуолей много и они пронизывают весь коллоид, придавая ему пенистый вид, то это говорит о гиперфункции тироцитов.

2. Второй путь выведения быстрый - фагоцитозом. Этот путь выведения преобладает при гиперфункции щитовидной железы. Тироцит на своей апикальной части формирует псевдоподии, которыми захватывает целые участки коллоида. Внутри тироцита эти фагосомы сливаются с лизосомами, и под действием ферментов лизосом, тироглобулин расщепляется до тироксина и углеводного компонента, тироксин выводится из клетки в сосудистое русло. Этот путь по времени протекает значительно быстрее, но требует больших энергетических затрат от тироцита.

Монойодтирозин и дийодтироцин не секретируются в кровь, а расщепляются на компоненты и вновь используются тироцитом для синтеза.

Каким бы способом в кровь не поступали йодсодержащие гормоны, предварительно, обязательно происходит процесс отщепления углеводного компонента от глобулы тироксинов и только свободные тироксины поступают в кровоток. Если же в кровоток попадает углеводная часть тироглобулина или сам тироглобулин, то развивается аутоиммунная реакция, т.к. сложный углевод является чужеродным для организма. В этой ситуации в паренхиму в большом количестве устремляются макрофаги и иммуноциты, которые атакуют ткань железы, разрушая ее.

Вторым структурным компонентом железы являются экстрафолликулярные аргентофинные эндокриноциты. Это крупные клетки, лежащие за пределами фолликула и отделенные от него лишь базальной мембраной. Выделяют два вида клеток:

· К-клетки, которые продуцируют пептидный гормон - кальцитонин.

· Аргентофильные клетки, синтезирующие катехоламины (адреналин и норадреналин), которые регулируют тонус парафолликулярных сосудов и, тем самым, приток крови к каждому фолликулу.

Третьей структурной единицей железы является межфолликулярный островок. В этих островках находятся камбиальные клетки, которые могут дифференцироваться в тироциты и формировать истинные фолликулы, осуществляя тем самым физиологическую регенерацию.

Регенерация железы осуществляется двумя способами:

1. За счет камбиальных клеток межфолликулярных островков - экстрафолликулярная регенерация.

2. За счет усиленного размножения тироцитов фолликулов, когда от материнского фолликула отпочковывается маленький дочерний фолликул. Это интрафолликулярный способ регенерации. Регенерируют только клетки А.

Регуляция деятельности железы происходит в основном тиротропным гормоном передней доли аденогипофиза, который активирует деятельность тироцитов типа А. Вегетативная регуляция слабее гормональной, хотя четко выявлено усиление функции железы при стимуляции симпатической иннервации и угнетение при активации парасимпатической системы.

Кровоснабжение: по скорости кровотока щитовидная железа стоит на 1 месте в организме. У нее обильное кровоснабжение, хотя сосудистая система имеет принципиально простую организацию: приносящая артерия - капилляры - вены - яремная вена.

Паращитовидная железа

Паращитовидная железа (glandula parathyroidea supp. et inf.) развивается из тех же источников что и щитовидная железа, однако в ее структуре не выявлены клетки нейральной природы. Желез в среднем две пары (2 – 8), расположены они по заднему краю поверхности долей щитовидной железы, в ее капсуле.

Структурной единицей паренхимы является эпителиальный тяж, состоящий из главных базофильных клеток – 98%, продуцирующих гормон - паратирин (парат-гормон). Этот гормон стимулирует расщепление кристаллов кальция в костной ткани до ионов кальция и поступление их в кровоток, т.е. является антагонистом кальцитонина. 1-2% клеток тяжа составляют более крупные оксифильные клетки. Это старые клетки или клетки находящиеся в периоде секреторного покоя.

Функция паращитовидных желез не регулируется гормонами гипоталамо-гипофизарной системы, основным фактором к выделению гормонов служит концентрация кальция в крови, меньшим - состояние вегетативной нервной системы.

Морфология надпочечников

Надпочечники (glandula suprarenalis) - парные органы, распологающиеся забрюшинно, над верхним полюсом почки, имеют конфигурацию треугольника, напоминают шапку Наполеона. Высотой 3 - 4 см, шириной – 5 - 7 см, толщиной - 1 см, вес 4 - 7 гр. Впервые были описаны более 300 лет назад Евстахием, но только в ХХ столетии доказана их жизненно важная роль. Удаление надпочечников сопровождается гибелью организма, в связи с нарушением всех видов метаболизма, в первую очередь, водно-солевого обмена. Кроме того, надпочечники относятся к системе адаптогенных органов, т.к. гормоны этих желез способствуют приспособлению организма к трудным условиям существования и выживанию в экстремальных ситуациях, при стрессах.

Морфологически надпочечник - это паренхиматозный орган.

В паренхиме надпочечника генетически и морфо-функционально выделяют две части: корковое вещество и мозговое вещество.

Развитие надпочечников

Надпочечник развивается из трех эмбриональных закладок:

1. целомический эпителий дает начало корковому веществу

2. ганглиозная пластинка (невральный зачаток) участвует в образовании мозгового вещества.

3. строма органа формируется механобластами типа фибробластов мезодермы.

Первым начинает развиваться корковое вещество. На 4 неделе из целомического эпителия в области корня брыжейки рядом с половыми валиками начинают выселяться клетки и мигрировать в подлежащую мезенхиму. Погружающиеся эпителиальные клетки укладываются в виде тяжей, которые ориентированы как спицы в колесе по радиусу. Все клетки первичной коры очень крупные и резко оксифильные. Между тяжами с помощью фибробластов начинает формироваться рыхлая соединительная ткань с прорастающими ее сосудами. Так образуется первичная или фетальная кора.

С 6-7 недели начинает формироваться мозговое вещество. Из ганглиозной пластинки постепенно выселяются нейробласты и создают небольшие скопления - аортальный и брыжеечный симпатические узлы или ганглии. Из сформированного крупного аортального симпатического ганглия небольшая часть нейробластов начинает выселяться и мигрировать по ходу кровеносных сосудов по направлению к первичному корковому веществу. Подойдя к фетальной коре, нейробласты проникают между тяжами эпителиальных клеток в центр закладки и накапливаются там, образуя мозговое вещество.

На 8-10 неделе из целомического эпителия вновь начинают выселяться эпителиальные клетки и накладываться на поверхность первичной коры, образуя слой в 1-2 ряда клеток. Именно эти клетки формируют в дальнейшем вторичную или окончательную - дефинитивную кору.

Клетки вторичной коры очень мелкие, окрашиваются базофильно и почти не размножаются до конца беременности, в то время как крупные клетки первичной коры усиленно, активно делятся, за счет чего общая масса надпочечника резко увеличивается и к 20 неделе эмбриогенеза, надпочечник по размерам больше, чем почка. К моменту рождения у плода в первичной коре происходит резкая инволюция, вызванная апоптозом клеток, она полностью рассасывается, исчезает, а вторичная кора, наоборот, активно разрастается, хотя полное окончательное формирование коркового вещества заканчивается лишь к 14-20 годам жизни. Функция первичной коры заключается в гормональной регуляции развития половых желез эмбриона и формированию взаимосвязи в системе мать-плод. Иногда на границе коркового и мозгового вещества остается тонкая прослойка из оставшихся клеток первичной фетальной коры. Этот рудимент обозначается как Х-зона и клетки его гормонально неактивны.

Строение надпочечников

Строма органа состоит из двух капсул:

1. Внутренней – капсулы мозгового вещества, которая построена из тончайщей прослойки соединительной ткани. У человека она слабо выражена.

2. Наружной -покрывает корковое вещество и сложно устроена. Она представлена двумя слоями:

· Наружный слой, построен из РВНСТ, который постепенно заменяется жировой клетчаткой, окружающей надпочечник со всех сторон.

· Внутренний слой, состоит из ПВНСТ.

В капсуле находятся сосудисто-нервные пучки, итрареналовые тельца, состоящие из клеток коркового вещества и интрамуральные ганглии.

Корковое вещество построено из эпителиальных тяжей, имеющих вид дамских шпилек, проходящих между прослойками соединительной ткани с сосудами. Все слепые участки тяжей направлены к капсуле надпочечника, а свободные – к мозговому веществу, причем, чем ближе к мозговому веществу, тем больше переплетаются тяжи. Тяж состоит из клеток - кортикоцитов, секретирующих гормоны стероидной природы – кортикостероиды. Различные клетки тяжа секретируют различные по эффекту гормоны, поэтому в корковом веществе выделяют 4 функциональных зоны:

1. Клубочковая зона - расположена под капсулой состоит из 5-6 клеток, клетки цилиндрической формы, расположенных в ряд в слепом конце тяжа. В цитоплазме клеток содержатся мелкие липидные включения (в них накапливаются холестерины и витамины (С), которые являются субстратом для синтеза секрета), хорошо развит агранулярный ретикулум, много свободных рибосом, особенно хорошо развиты митохондрии. Кортикоциты клубочковой зоны выделяют стероидные гормоны, регулирующие водно-солевой обмен, поэтому они называются минералокортикостероиды. Основным из них является альдостерон, он способствует обратному всасыванию натрия из первичной мочи в канальцах почек, т.е. сохраняет натрий в организме. Помимо эндокринной, эта зона имеет значения камбия, т.к. физиологическая регенерация клеток этой зоны происходит за счет митотического деления в ней. Если пролиферативная активность клеток высокая, то они способны отодвигаться в капсулу и, в конечном счете, отпочковываться от тяжа, формируя интрареналовые тельца.

2. Суданофобная зона состоит из 3-4 клеток в тяже, которые не содержат липидных гранул, а значит, избирательно не окрашиваются красителем суданом. Эта зона является функционально покойной и камбиальной для нижележащих зон.

3. Пучковая зона - э то самая большая зона по длине эпителиального тяжа, в ней расположены очень крупные клетки, содержащие в своей цитоплазме огромное количество липидных включений, которые формируют липосомы - крупные капли липидов и нейтральных жиров, являющихся источниками образования гормонов. Среди органелл особенно хорошо развиты митохондрии, имеющие крупные размеры, а внутри кристы в виде трубочек, так как на них происходит не только синтез АТФ, но и начальный синтез стероидов. Кортикоциты этой зоны секретируют несколько стероидных гормонов, которые обладают общими свойствами:

· регулируют все виды обмена веществ, но особенно, углеводного, способствуя образованию глюкозы из белка - глюконеогенезу. Это основное свойство дало название всей группе гормонов - глюкокортикостероиды.

· они повышают сопротивляемость организма, усиливая приспособительные реакции к экстремальным воздействиям, т.е. способствуют выживанию в стрессовых ситуациях.

· снижают воспалительные реакции, подавляют образование иммунокомпетентных клеток.

· снижают коллагенообразование.

Основными глюкокортикоидами являются: кортикостерон, кортизол, кортизон, гидрокортизон.

4. Сетчатая зона - это конечные участки, где эпителиальные тяжи переплетаются, формируя сетевидные структуры. Она содержит самые старые клетки, которые, по сравнению с клетками пучковой зоны, уменьшаются в размерах, в них значительно сокращается количество липосом, но много пигмента - липофусцина. Клетки этой зоны вырабатывают небольшое количество половых стероидов: андрогенов, эстрогенов, прогестерон. У взрослых в норме они не имеют существенного значения, но до периода полового созревания необходимы для правильного формирования женского или мужского фенотипа.

Мозговое вещество построено из хромаффинной ткани (производной ганглиозной пластинки), состоящей из хромаффиноцитов. Их цитоплазма очень хорошо окрашивается солями хрома в коричневый цвет. Хромаффиноциты лежат группами по 5 - 6 клеток, каждую группу окружают синусные капилляры. Все клетки крупные по размеру, содержат много секреторных гранул, и выделяют катехоламины: адреналин и норадреналин, вызывающие сокращение гладкой мускулатуры стенки сосудов и подъем артериального давления, учащение сердцебиения, т.е. способствуют повышению жизненных резервов. Это свойство катехоламинов как гормонов, и как медиаторов симпатической нервной системы дает возможность организму выжить даже в тяжелых экстремальных условиях.

Морфофункционально все клетки делятся на два типа:

1. А клетки - адреналинпродуцирующие - светлые эпинефроциты.

2. Н клетки - норадреналинпродуцирующие - темные норэпинефроциты.

Регуляция работы надпочечников подчиняется гормону передней доли гипофиза АКТГ, работа мозгового вещества контролируется симпатической нервной системой

Кровоснабжение (особенности):

1. Кровоснабжение коркового и мозгового вещества изолированно, но взаимосвязано

2. Имеются анастомозы

3. Отток в разные коллекторы (в нижнюю полую вену и воротную вену)

Контрольные вопросы по теме:

1. Перечислите периферические эндокринные железы, классифицируйте их.

2. Объясните гистофизиологию щитовидной железы.

3. Опишите особенности секреторного цикла щитовидной железы.

4. Расскажите принцип регуляции выработки гормонов щитовидной железы

5. Охарактеризуйте строение и функции околощитовидной железы.

6. Расскажите принцип регуляции выработки гормонов паращитовидной железы

7. Опишите строение и функциональные особенности коркового вещества надпочечника.

8. Опишите строение и функциональные особенности мозгового вещества надпочечника.

9. Поясните принцип регуляции выработки гормонов надпочечником