Цель и задачи: 1. Дать определение гипоталамо-гипофизарной и

Цель и задачи: 1. Дать определение гипоталамо-гипофизарной и эпиталамоэпифизарной системы и определить их функциональное значение и связь с периферическим звеном эндокринной системы. 2. Изучить развитие адено- и нейрогипофиза и показать их принципиальное различие. 3. Охарактеризовать механизмы регуляции эндокринных желез по принципу отрицательной обратной связи.

Эндокринная система: - в содружестве с нервной системой контролирует, координирует и интегрирует функции органов и систем организма, обеспечивая его гомеостаз, - реагирует ответом замедленного, но более продолжительного действия, в то время как нервная система реагирует ответом быстрого и непродолжительного действия, - представлена чисто эндокринными железами, состоящими из скоплений клеток эпителиального происхождения, а также смешанными железами, где сочетаются экзо- и эндокринная части, или совокупностью отдельных эндокринных клеток в неэндокринных органах, составляя паракринную систему.

Эндокринные железы: - ответственны за синтез и секрецию гормонов – биологически активных веществ, которые разносятся по всему телу кровотоком и действуют на органы-мишени, поэтому они богато васкуляризованы, особенно фенестрированными капиллярами, и, не имея выводных протоков, выделяют секрет непосредственно в кровь, - функционируют под контролем системы отрицательной обратной связи, когда гормон действует на орган-мишень, реагирующий таким образом, что в конечном счете выработка данного гормона уменьшается.

Гипофиз – это центральная эндокринная железа, соединенная с гипоталамусом в основании мозга, с которым у нее существует тесная анатомическая и функциональная связь, выражающаяся в создании гипоталамо-гипофизарной системы, которая обеспечивает высший уровень контроля эндокринных функ-ций в организме. Аналогичным образом построена связь между эпифизом и эпиталамусом, выражающаяся в создании эпиталамо-эпифизарной системы. Другие эндокринные железы (щитовидная, паращитовидные, надпочечники) являются периферическими эндокринными железами. Поджелудочная железа, яичники и яички являются смешанными экзо- и эндокинными железами. Гипофиз и его гормоны

Полость 3 -го желудочка зрительный перекрест pars tuberalis Диафрагма седла dura mater Турецкое седло Pars anterior Сосковидное тело срединное возвышение Гипофизарный стебель Pars Нейроposterior гипофиз Основная pars кость intermedia Гипофи- Кисты, заполg зарная ненные коллоидом ямка Cхема строения гипофиза Гипофиз состоит из аденогипофиза и нейрогипофиза, имеющих различное эмбриональное происхождение. Аденогипофиз включает pars distalis (или pars anterior), pars tuberalis и pars intermedia. Нейрогипофиз образован задней долей гипофиза.

Гипофиз, Г. -Э. Гипофиз подвешен к гипоталамусу (H) посредством воронки, в которой имеется нейральная часть (гипофизарная ножка, IS) и окружающая pars tuberalis (PT). Третий желудлчек мозга сообщается с infundibular recess (IR). Pars anterior (PA) – это самая объемная часть гипофиза, где синтезируются многочисленные гормоны. Pars nervosa (PN) не производит гормонов, но хранит и выделяет их. Pars intermedia (PI) располагается между pars anterior и pars nervosa, часто она содержит кисты, заполненные коллоидом, представляя собой остатки кармана Ратке.

Гипофиз, Г. -Э. PN PI PA Аденогипофиз занимает 80% органа, среди которых 75% приходится на долю pars anterior (PA), в то время как pars intermedia (PI) у человека менее развита. PN – pars nervosa.

Передняя доля гипофиза, окраска толуидиновым синим Э к Э Э Эндокринные клетки (Э) гипофиза, собраны в группы и окружены расширенными капиллярами (К) синусоидами. к

Pars distalis, Г. -Э. Pars anterior состоит из мощных тяжей клеток, которые ветвятся и анастомозируют друг с другом. Традиционно клетки передней доли гипофиза классифицируются на хромофилы, а среди них ацидофилы (А), цитоплазма которых окрашивается кислыми красителями, и базофилы (B) (цитоплазма их базофильна и ШИК-позитивна), а также хромофобы (CO), цитоплазма которых не окрашивается Г. -Э.

Pars Distalis, Г & Э. Поскольку цитоплазма хромофобов не окрашена, на препарате видны лишь их ядра. На их долю приходится 50% всех клеток pars distalis. Это клетки мелкие, их легко распознать по мелким, плотно прилежащим друг к другу ядрам. Они представляют собой либо дегранулированные хромофилы, либо малодифференцированные стволовые клетки.

Pars Distalis, Г & Э. Среди хромофилов доминируют ацидофилы (стрелки), на их долю приходится до 40% всех аденоцитов передней доли гипофиза.

Pars Distalis, Г. -Э. Базофилы (стрелка) составляют не более 10% всех аденоцитов pars distalis.

Передняя доля гипофиза, окраска ШИК-оранж G. В А При данной окраске ацидофилы – ярко желтые, базофилы – темные, хромофобы – не окрашены. Сh Однако, современные методы гистохимического исследования показали, что ацидофилы – это соматотропоциты и лактотропоциты, базофильные клетки (они же ШИК-позитивные) являются тиротропоцитами или гонадотропоцитами, так как тиротропный гормон (ТТГ), гонадотропные гормоны (фолликулостимулирующий – ФСГ и лютеинизирующий – ЛГ – являются гликопротеинами, а белок предшественник АКТГ (аденокортикотропного гормона) – также гликозилирован.

Гипофиз, иммуногистохимические окрашивание на АКТГ, докраска гематоксилином. A N I АКТГ-позитивные клетки образуют скопления (стрелки) в передней доле (A). Промежуточная доля (I), также содержащая кортикотрофы, выглядит темно окрашенной, в то время как pars nervosa (N) не окрашена.

G Клетка передней доли G аденогипофиза, ТЭМ, х12, 000 На электронной микрофотографии видно, что все гормон-продуцирующие клетки содержат множество гранул с плотным ядром. Хромофобные клетки их не содержат, и они являются потенциальными тиро-, гонадо-, сомато-, лактои адренокортикотропоцитами.

Передняя доля гипофиза, иммуногистохимическая окраска на соматотропный гормон. Большая часть хромафильных клеток передней доли (40%) – это ацидофилы (стрелка), а среди них подавляющее большинство – это соматотропоциты. Помимо гранул, в цитоплазме много цистерн ГЭС, организованных параллельными пучками вдоль цитолеммы. Если из клеток развивается опухоль, то в них обнаруживаются мощные пучки промежуточных филаментов. Большинство гранул в их цитоплазме диаметром 350 -450 нм, но размеры варьируют от 300 до 600 нм.

Передняя доля гипофиза, иммуногистохимическое окрашивание на пролактин. Лактотрофы составляют до 25% клеток передней доли гипофиза. Некоторые из них имеют округлую или полигональную форму (стрелки), а некоторые сдавливаются соседними клетками и приобретают узкую угольчатую форму. Их количество увеличивается во время беременности и лактации. Ультраструктурно они имеют более развитый комплекс Гольджи, чем другие клетки гипофиза, и размер гранул составляет 200 -350 нм в диаметре. Интересно, что у этих клеток экзоцитоз может быть виден на латеральной поверхности, fа не только на обычной базальной поверхности, обращенной к базальной мембране. Эта особенность морфологии клеток может быть использована в диагностических целях при диагностике опухолей, происходящих из лактотрофов.

Передняя доля гипофиза, Иммуногистохимическое окрашивание на АКТГ. Кортикотрофы составляют 15 -20% всех клеток передней доли гипофиза. Кортикотрофы имеют крупные размеры, и полигональную форму, как показывает иммуногистохимическое окаршивание на АКТГ. Большинство кортикотрофов имеют неокрашенную перинуклеарную вакуоль, которая называется энигматическое тело, которое происходит от вторичных лизосом. Гранулы кортикотрофов – крупные, размером от 250 700 нм в диаметре. Крупные перинуклеарные пучки промежуточных цитокератиновых филаментов очень заметны при электронной микроскопии, а при избытке выработки гормона становятся различимыми даже в световом микроскопе в виде ярко-розовых включений (гиалин Крука, Crooke’s hyalin).

Передняя доля гипофиза, иммуногисто химическое окрашивание на бетасубъединицы ФСГ. На долю гонадотрофов приходится около 10% клеток передней доли гипофиза. Они располагаются поодиночке или собраны в группы. Часто при окрашивании на фолликулостимулирующий гормон (ФСГ) и лютеинизирующий гормон (ЛГ) окрашиваются одни и те же клетки. Ультраструктурно определяются гранулы размером 150 -400 нм в диаметре. После удаления яичников или яичек в гонадотрофах появляется интенсивная вакуолизация цитоплазмы. Это обусловлено расширением эндоплазматической сети вследствие ее перерастягивания продуктом секреции, что связано с утратой механизма отрицательной обратной связи из-за отсутствия в крови половых стероидов. Такие клетки, крупные, округлые, вакуолизированные, что видно даже в световой микроскоп, назавыются клетками кастрации.

Задняя доля гипофиза, Г. -Э. P Задняя доля гипофиза образована аксонами нейросекреторных клеток гипоталамуса, которые содержат многочисленные секреторные гранулы, содержащие гормоны вазопрессин или окситоцин, а также белок-переносчик нейрофизин и АТФ. Там где аксоны соприкасаются с капиллярами, они образуют веретенообразное набухание, заполненное нейросекреторными гранулами (Тельца Херринга). Заняя доля гипофиза также содержит специализированные звездчатые глиальные клетки, называемые питуицитами. На микрофотографии аксоны видны в виде бледного фибриллярного фона, на котором заметны ядра питуицитов (Р) и мелкие кровеносные сосуды.

Нейроны гипоталамуса секретируют рилизинг/ ингибирующие факторы в ответ на нервный импульс или как результат хеморецепции. Эти гормоны диффундируют в капилляры срединного возвышения и доставляются в переднюю долю гипофиза по портальной системе. Отростки астроцитов, окружающие капилляры, принимают участие в образовании их диффузионного барьера. капилляр Нейральный синапс Нейрон гипоталамуса рилизинг/ингибирующий фактор Астроцит Отросток астроцита Капилляр срединного возвышения Портальный сосуд Базальная мембрана эндотелиоцит Клетки pars distalis Гипоталамический контроль за выработкой гормонов гипофизом

Кровоснабжение гипофиза a. carotis int капсулярные артрии Верхние гипофи зарные артерии Наружное сплетение Длинные портальные вены Средняя гипофизарная артерия Короткие порталь-ные сосуды Гипофизарные вены Нижние гипофизарные артерии Кровоснабжение гипофиза осуществляется по трем парным артериям, происходящим от внутренних сонных артерий. Верхние гипофизарные артерии входят в срединное возвышение и образуют наружное сплетение вблизи от нервных окончаний нейроэндокринных клеток гипоталамуса. Отсюда начинаются капилляры, окружающие более крупные центральные мышечные сосуды, они спускаются вниз по гипофизарному стеблю и образуют сплетение портальных сосудов. От портальных сосудов отходят капилляры, идущие в pars distalis, обеспечивая прямую сосудистую связь между гипоталамусом и аденоцитами pars distalis. Дополнительное кровоснабжение нейрогипофиза обеспечивается из мелких средних и нижних гипофизарных артерий. Небольшая часть кровотока на периферии pars distalis происходит из мелких сосудов капсулы железы.

Характеристика гипоталамо-гипофизарной системы лока тип лиза клеция ток вид клеток гормон органмишень тип гормо на гра нулы pars ацисомаdista дофи тотро -lis лы фы гипо физа гормон роста (GH) белок 300 - Oранж Стимулирует рост, а 400 G также нм pars ациdista до-lis фил гипо физа пролак молотин чные железы маммотроф особенно мышцы и кости окра шива ние функции синтез белка в костях и мышцах, влияет на обмен углеводов и липидов. белок 550 - Oранж инициирует и регу700 G лирует нм лактацию, вызывает развитие молочных желез

лока тип лиза клеция ток вид клеток гормон органмишень pars базо dista фи-lis лы гипо физа гонадо троф, фолли кулотроф фолликулостиму лирующий гормон яички и глико- 150 - ШИК яични- проте 200 ки ин нм стимулиру ет развитие фолликулов в яичнике и семенных канальцев в семенниках 150 - ШИК 200 нм стимулиру ет развитие желтого тела и секрецию прогестерона, необходим для овуляции и секреции эстрогенов базо фил тип гормона лютеот лютеи яичник глико роф низи- (желпроте руютое ин щий тело) гормон (ЛГ) гра нулы окра шива ние функции

лока лиза ция тип клеток pars базо dista- фил lis гипо физа вид клеток гормон орган мишень тип гормона гра окрану- ска лы гонадотроф ИКСГ яички (гормон, стимулирующий интерсти циальные клетки) = ЛГ Гликопротеин 150 200 нм ШИК Альдегидфуксин функции стимулирует клетки Лейдига на выра -ботку тестостерона базо фил корти адренококортикотроф тропный гормон (АКТГ) кора поли- 200 ШИК надпоч пепеч-ника тид 250 нм стимулирует выработку кортикостероидов базо фил тиротроф щитов глико 130 идная про- 150 железа теин нм контроль выработки тироксина тиротроп ный гормон(ТТГ)

локализация тип клеток pars базо inter- фил media вид клеток гормон органмишень меланотроф APUD меланоцит-стимулиру ющий гормон кожа поли низших пепживот- тид ных pars нейро питуnervo- глия ицит sa гипо физа гипоталамус нейро секреторные нейро ны нейроны паравентри кулярного ядра тип гормона гра нулы окрас функции ка 200 - ШИК 300 нм хранение и выделение гормонов гипоталамуса: вазопрессин и окситоцин нет окситоцин стимулирует меланоциты гладкие мышцы матки поли пептид 100 - по 300 Гомори нм стимулиру ет сокращение стенки матки во время родов

лока лиза ция тип клеток вид клеток гипо- Нейро нейротала секре- ны тормус супраные оптиче нейро ского ны ядра нейро секреторные нейро ны нейроны туберальных ядер гормон органтип гра мишень гормо нуна лв окраска функции вазо прес син= (АДГ) анти диурети ческий горм. собирательные трубки почки, артериолы полипептид 100 - по 300 Гомори нм Увеличивает реабсорбцию воды в собирательных трубках почки, сокращает артериолы повышая давление рилизинг факто ры – 6 (РФ); pars distalis пепти ды - pars distalis пепти ды вызывают высвобождение гормонов pars distalis; ингибируют их высвобождение статины

Аденома гипофизы Аденомы – это доброкачественные опухоли, происходящие из нейроэндокринных клеток гипофиза, обычно они являются функционирующими, вызывающими развитие различных эндокринных синдромов. Лечатся они обычно хирургическим путем. На микрофотографии показана пролиферация соматотрофов (стрелки). В результате избыточной выработки гормона роста у больного развилась акромегалия

Эпифиз На диаграмме показана локализация эпифиза мозга. Выраб-ка им гормона мелатонина модулируется светом через нервные импульсы, достигающие железу по его симпатической иннервации. Помимо регуляции циркадианых ритмов, эпифиз влияет на активность гонад, подавляя ее. Паренхима железы представлена пинеалоцитами и интерстициальными клетками. Пинеалоциты отвечают за выработку серотонина и мелатонина, в то время как и нтерстициальные клетки являются видоизмененными клетками астроглии.

Важнейшие особенности щитовидной железы: 1) Экстрацеллюлярное хранение продукта секреции, 2) Зависимость железы от окружающей среды в плане получения исходных материалов для своего секрета, 3) Самое обильное среди эндокринных желез кровоснабжение (против надпочечника и др. желез). 4) Гормоны щитовидной железы – единственные среди гормонов-производных аминокислот, которые будучи жирорастворимыми, диффундируют через клеточную мембрану и связываются с внутриклеточными рецепторными белками в клеткахмишенях (другие гормоны-производные аминокислот связываются с рецепторами, вмонтированными в клеточные мембраны клеток-мишеней).

I. Общая морфология 1. Щитовидная железа состоит из правой и левой долей, связанных узким перешейком (иногда есть добавочная пирамидная доля). 2. Вес варьирует, в среднем – 30 г. 3. Вес увеличивается у женщин беременности и менструаций. во время 4. Паренхима = фолликулы + кластеры кальцитониноцитов.

Щитовидная железа человека, Г. -Э. , 162 x. Фолликулы Коллоид Кров. сосуды 100 µm

Щитовидная железа человека, Г. -Э. , 162 x. f c Размер фолликула - 0. 05 - 0. 5 мм в диаметре

Щитовидная железа человека, Г. -Э. , большое увеличение follicle colloid

Фолликулы: 1. У человека варьируют в диаметре от 0. 02 до 0. 9 мм. 2. Крупные фолликулы выстланы плоским или кубическим эпителием. 3. Железы с преимущественно плоским эпителием в фолликулах считаются гипоактивными. 4. При стимуляции выработки гормонов щитовидной железы фолликулярные клетки становятся призматическими и размеры фолликулов/объем коллоида уменьшаются. 5. Каждый фолликул может хранить многонедельный запас гормона в составе своего коллоида. 6. Число фолликулов исчисляется миллионами. 7. В коллоиде содержится гликопротеин-иодидный комплекс (тироглобулин). Фолликулы высвобождают около 100 mg гормона ежедневно. Из нескольких иод-содержащих соединений наиболее активен Т 3.

Human Thyroid Gland A. H. & E. ; B. periodic acid-Schiff and hematoxylin. Follicle cell nuclei Follicles Thiroglobulin B A 20 µm In A, the colloid in the lumen of the follicle is not stained. In B, the colloid is specifically stained red with the periodic acid-Schiff method because of the chemical composition of colloid, which is a glyco-protein-iodine complex (thyroglobulin).

Электронно-микроскопически в фолликулярных клетках – тироцитах – Присутствуют: a) ГЭС, . b) Немного люминальных микроворсинок, c) Много эндоцитозных пузырьков и лизосом

Фолликулярные клетки: (a) Стимулируются ТТГ на выработку двух иодированных гормонов-производных аминокилот: Т 3 и Т 4. (3, 5, 3 -triodo-L- thyronine (T 3), тироксин) (b) Гормоны хранятся в коллоиде в форме гликопротеина тироглобулина. (c) Гормоны вызывают метаболических процессов. ускорение ряда

(d) Электронаая авторадиография показала локализацию биосинтетических процессов в тироцитах: : i. Концентрация иодида – базальная часть. ii. Окисление иодида – по всей цитоплазме. iii. (ii) синтез тироглобулина – базальная часть, ГЭС, КГ, доставка везикулами в просвет фолликула. iv. В просвете фолликула происходит иодирование остатков тирозина в составе молекулы тироглобулина, после чего идет их попарная конденсация. v. Возвращение тироглобулина в клетку из коллоида – апикальная часть клетки посредством эндоцитоза. vi. Транспорт в лизосомы, где катепсины крупную модифицированную молекулу. расщепляют vii. Высвобождение свободных иод-тиронинов – из базальной части клетки в кровь.

(e) медленное попадание в ткани, контакт с клетками-мишенями. (f) Связывание гормонов с внутриклеточными рецепторными белками после попадания в цитоплазму и медленная утилизация в течение от нескольких дней до недель (и Т 3, и Т 4 связываются с ядерными рецепторными белками, но сродство лиганда Т 3 гораздо выше к рецептору, чем у Т 4, чем и определяется более высокая активность Т 3.

Биологическое действие Т 3 и Т 4. 1) Нормальная функция щитовидной железы существенна для роста, развития и тканевого метаболизма в организме. 2) T 3 and T 4: стимулируют транскрипцию многих генов, кодирующих разные виды белков, что приводит к общей интенсификации клеточного метаболизма (вдвое против состояния покоя). a) Стимулируют метаболизм углеводов, b) Уменьшают синтез холестерина, фосфолипидов и триглицеридов, но усиливают синтез жирных кислот и захват витаминов. c) T 3 and T 4 увеличивают скорость роста у молодых, облегчают умственную деятельность, стимулируют деятельность других желез.

Клинические корреляции: Увеличение выработки Т 3 и Т 4: a) Уменьшает вес тела b) Увеличивает ЧСС, c) Ускоряет метаболизм, тканевое дыхание, деятельность мышц, увеличивает апетит. m) Концентрация гормона может превышать норму в 5 -15 раз.

Excessive amounts of thyroid hormone (hyperthyroidism) cause: a) muscle tremor and weakness, b) tiredness, c) impotence in men, d) frequent menstrual bleeding in women. e) excessive appetite and thirst, f) weight loss, g) rapid respiration, sweating, heat intolerance (due to an ncreased basal metabolic rate), h) increase in heart rate (tachycardia) i) emotional disturbance and nervousness k) bulging (protrusion) of the eyes (exophthalmos) - occurs due to an increase in orbital support tissue. l) increases of the size of the thyroid gland two to three times above normal

Thyroid Gland, Hyperplasia, Diffuse colloid in lumen of follicle papillary infoldings In thyroxic hyperplasia a number of follicular cells increases, papillary folds of acinar epithelium develop. In addition each epithelial cell is large columnar and the edges of colloid are scalloped, indicating active removal of stored colloid for processing into thyroxine.

Overactivity of the thyroid (hyperthyroidism) may be due to a number of factors. In Graves disease, the thyroid is overactive even with low levels of THS, due to an immunologic disturbance in which an immunoglobulin has an effect similar to that of TSH (autoimmune Ig. G antibodies bind to TSH receptors which stimulate thyroid follicular cells).

Deficiency of thyroid hormone: a) from the time of birth results in: 1 a) a dwarf child who is mentally retarded (cretinism). 2 a) slow heart rate, muscular weakness, and gastrointestinal disturbances. Thyroid hormone given to infants at an early stage of cretinism can alleviate the symptoms.

b) in adults: 1 b) mental slowing, 2 b) cold intolerance, 3 b) reflex changes, 4 b) skin changes 5 b) fatigue, sleeping for up to 16 hours per day, 6 b) muscular sluggishness, 7 b) slowed heart rate, decreased cardiac output and blood volume 8 b) failure of body functions, 9 b) constipation, 10 b) loss of hair growth. Patients with severe hypothyroidism may develop myxedema, which is characterized by bagginess under the eyes and swollen face that is due to nonpitting edema of the skin, infiltration of excess GAG, and proteoglycans into the extracellular matix.

In Hashimoto’s disease, there is autoimmune reaction in which the body’s lymphocytes destroy the thyroid gland resulting in hypothyroidism. When the diet is deficient in iodine, this interferes with iodination of thyroglobulin. As a result, there is increased TSH production resulting in an iodine deficiency goiter. Simple goiter is usually not associated with hyper- or hypothyroidism. This condition may be treated with iodine in the diet.

PARAFOLLICULAR CELLS OF THE THYROID GLAND In thyroid between the follicular cells and the BL, and sometimes outside the BLs, lie occasional C cells (clear/parafollicular cells), having no direct access to the lumen, and no colloid droplets, but with small argyrophil, secretory granules. Histophysiology of C-cells: (a) they are APUD cells of neural crest origin, (b) and produce the polypeptide calcitonin for the reduction of high plasma Ca 2+ and phosphate levels by inhibiting bone resorption by osteoclasts and decreasing calcium and phosphate reabsorbtion by renal tubules. It may increase the rate of osteoid mineralization. (c) although diffuse, in sum they form a gland antagonistic to the action of the parathyroids. (d) the secretion of calcitonin results from elevation of blood calcium concentration above normal levels.

PARAFOLLICULAR CELLS (C CELLS) Thyroid gland, H. & E. C C C Parafollicular cells are located between follicular cells or in the interstitial connective tissue.

General Morphology and Microstructure of C-cells. 1. Although C-cells are 2 to 3 times larger than follicular cells, they account for only about 0. 1% of the epithelium. 2. Parafollicular cells may be found intimately associated with thyroid follicles or as isolated or interstitial clusters of cells (the latter location, which is less common for human thyroid, explains the archaic name parafollicular cells). They are not readily found in routine thicker sections of the thyroid gland. The photomicrographs above are from 1. 5 µm plastic sections. 3. Although parafollicular cells appear, at the light microscopic level, to be in intimate contact with thyroid colloid, they are, in fact, separated from colloid by thin intervening processes of adjacent thyroid follicular cells. 4. 4. Ultrastructurally granules that are picture). they contain dense-core neurosecretory characteristic of neuroendocrine cells (EM-

PARAFOLLICULAR CELLS (C CELLS) Thyroid gland Thyroid follicular cells Parathyroid gland Colloid parafollicular cells A Follicle filled with colloid Parafollicular cells Mast cells Thyroid follicles B Parafollicular cells H. & E. , A. 119 x; B. & C. 169 x. Interstitial aggregation of parafollicular cells C A 100 µm B & C 5 0 µm

1 µm

1 µm

CLINICAL CORRELATES: 1. Calcitonin is of uncertain physiological importance in humans. 2. Thyroidectomy or hypersecretion of calcitonin (in tumors) has little effect on calcium homeostasis.

Parathyroid Glands I. General morphology Adherent to the true capsule of the thyroid, the small parathyroid glands (4 to 5 mm in diameter) and are usually found on the posterior surface of the thyroid gland. 1. Stroma: Each of the four (may range from 2 to 12) rounded or ovoid bodies has a fine connective tissue capsule and delicate, incomplete septa which divide the gland in lobules. 1. 1. These septa carry vessels, nerves and many fat cells.

Parathyroid gland, Human, H. & E. Stroma: Each of the four (may range from 2 to 12) rounded or ovoid bodies has a fine connective tissue capsule and delicate, incomplete septa which divide the gland in lobules. These septa carry vessels, nerves and many fat cells.

Parathyroid gland, Human, H. & E. C A O C Parenchyma: glandular cells - supported on fine reticular fibres are many fenestrated blood capillaries and sheets and cords of (a) Chief cells: small, 7 -10 µm diameter; some dark, some light: contain glycogen, lipofuscin pigment, and argyrophil secretory granules; form occasional small follicles. (b) Oxyphil cells; larger, acidophilic, and often occur in clumps; no secretory granules.

II. Functional Histology of Parathyroid Cells. Two cell types are found in the parathyroid gland. The most abundant type is the chief (or principal) cell, which is functionally important. The second type, oxyphilic (acidophilic or eosinophilic) cells, occurs in fewer numbers in small clumps or nests among chief cells. Larger than chief cells. Oxyphilic cells usually arise after puberty and increase in number beyond the age of 40 but their specific function is unknown. May be derived from chief cells.

Parathyroid, Human, H. & E. C O C Chief cells: Much more numerous than oxyphil cells and functionally important with prominent nucleus round and centrally located and cytoplasm that stains variably and may be light or dark depending upon its secretory activity. Arranged in cords or plates separated by vascular channels. Oxyphil cells: occurs in small clumps and in fewer numbers. These cells usually have small densely staining heterochromatin and an oxyphilic cytoplasm whose perimeter is usually well defined.

3. Functions (a) Secretory granules of chief cells are the polypeptide hormone, parathormone/PTH, which is important in calcium and phosphate metabolism acting mainly on bone and the kidney: 1 a) it is released in response to low blood Ca 2+, 2 a) acts on osteoclasts and macrophages to increase bone resorption, 3 a) it also removes calcium phosphate directly from bone matrix, and, via intermediary factors, from osteoblasts; . (b) in the kidney: 1 b) PTH: promotes the tubular reabsorption of calcium 2 b) inhibits the renal tubular reabsorption of phosphate - a phosphaturic action; (c) promotes conversion of 25 -hydroxyvitamin D to 1, 25 dihydroxyvitamin D (this metabolite increases calcium absorbtion by the gut); (d) unlike most other endocrine glands, no specific pituitary trophic hormone is involved in its control.

Clinical Correlates: Parathyroid glands are essential for life whereas calcitonin of the thyroid appears to provide a complementary mechanism for fine adjustment of blood calcium level and is not essential for life. In the absence of parathyroid hormone, there is a pronounced decrease in blood calcium resulting in tetany, abnormal twitching, the intense, involuntary spasm of skeletal muscle caused by changes in excitability at the neuromuscular junction, and death. Dietary addition of calcium and especially administration of parathyroid hormone relieves the abnormal spasms, preventing death of the organism. Abnormal levels of calcium may result in abnormal deposition of calcium in the kidneys and muscle. Abnormally increased blood levels of calcium occur at the expense of bone, which may fracture as a result.

Adrenal Gland Zona glomerulosa (narrow subcapsular zone of cortex) secretes mineralocorticoids, mainly aldosterone. Zona fasciculata (broad, yellow mid-zone of cortex) secretes glucocorticoids, mainly cortisol and corticosterone. Zona reticularis (narrow inner zone of cortex) secretes mainly androgenic steroids. Adrenal medulla (central, enclosed by cortex, browwn) is neuroendocrine and secretes epinephrine and norepinephrine (noradrenaline).

Adrenal Cortex, H & E. The zona glomerulosa is composed of small compact cells (C) arranged in clumps and separated by stroma composed largely of thin-walled capillaries.

Adreanal Cortex, Zona Glomerulosa, TEM, X 100, 000 The cells contain scanty lipid droplets associated with well developed SER and comparatively little RER.

Adrenal Cortex, H & E. Zona fasciculata contains cells arranged in vertical columns, which are usually 2 -3 cells wide, the columns being separated by capillaries (Cap).

Zona Fasciculata of the Adrenal Cortex, TEM, x 20, 000 Ultrastructurally the cells have prominent RER, characteristic small round or ovoid mitochondria with tubular cristae and extensive lipid vacuoles. The surfaces of cells adjacent to the capillaries may show small microvilli extending to the capillary wall.

Suprarenal Gland, Zona fasciculata. Mitochondria of Saccular Type, TEM, x 100, 000 Ultrastructurally the cells possess prominent SER and electrondense irregular aggregations of lipofuscin, as well as lysosomes and oval or long mitochondria with saccular or tubular cristae.

Adrenal Cortex, Zona Reticularis. H & E. The inner zona reticularis produces androgenic steroids and some glucocorticoids, but normally only in small amounts. The inner zone of adrenal cortex is thinner than the zona fasciculata, but thicker than the zona glomerulosa. It is composed of cells with eosinophylic cytoplasm arranged in an anastomosing network of clumps and columns with a capillary network closely apposed to the cell membranes. A characteristic feature of this layer when stained with H & E is the present of brown pigment (lipofuscin). To tyhe naked eye the layer appears pale brown, whereas the zona fasciculata is bright yellow.

Suprarenal Gland, Zona Reticularis. Mitochondria of Tubular Type, TEM, x 100, 000 Ultrastructurally the cells possess prominent SER and electrondense irregular aggregations of lipofuscin, as well as lysosomes and oval or long mitochondria with tubular cristae similar to those seen in the cells of the zona fasciculata.

Adrenal Gland. Medulla. Because of their high catecholamine content, adrenal medullary cells develop an intensive brown color when exposed to air or to a strong oxidizing agent, such as potassium dichromate, due to the formation of brown pigment when the amines are oxydized. This is the basis of their antiquated name “chromaffin cells”.

Adrenal Medulla, H&E Adrenal medullary cells show their large nuclei and finely granular cytoplasm.

Adrenal Medulla, TEM, x 20, 000 Large dense-core granules corresponding to norepinephrine (N) and epinephrine (E) granules.

Blood Supply of the Adrenal Gland. The adrenal glands receive a rich arterial supply which forms an arterial plexus of capsular arteries over their surface. Two types of vessels are derived from these arteries: cortical arterioles and medullary arterioles, supplying blood to the cortex and medulla respectively, although there is communication between the two systems at the interface between cortex and medulla.

Cortical arterioles form a subcapsular plexus. This gives rise to sinusoidal vessels running down between the columns of the zona fasciculata and the adrenal cortex before forming a further deep plexus in the zona reticularis. This deeper plexus communicates with the plexus of vessels supplying the medulla. Medullary arterioles arise directly from the capsular arteries and run straight down through the cortex to the medulla where they form a medullary plexus. The deep medullary plexus drains by small venous vessels into the large medullary vein. Vasculat ure of the Adrenal Gland

Islets of Langerhans, Medium-power magnification, H & E. Photomicrograph shows an islet of Langerhans (I) embedded in the exocrine component of the pancreas (E). The islet is roughly spherical, it is coposed of much smaller cells than the exocrine pancreas, from which they are separated by a fine fibrocollagenous capsule (C).

Islets of Langerhans, High-power Magnification, H & E. Each cell of the islet is in contact with capillary network (C).