Informație

Care este scopul medularei suprarenale?


Medula suprarenală este mai puțin un organ endocrin „adevărat” ca celelalte din sistemul endocrin și mult mai mult o extensie a sistemului nervos simpatic. De fapt, celulele sale cromafine sunt neuroni modificați prin coborâre și secretă adrenalină și niște noradrenalină la stimularea de către fibrele preganglionare simpatice, transformând în mod eficient medula într-un fel de „ganglion endocrin” cu întregul sistem cardiovascular drept „fibre postganglionare”.

Adrenalina din circulație pare să aibă aproape același efect ca toți neuronii adrenergici ai sistemului nervos simpatic (care inervează toate vasele de sânge, organele etc.): constricția arteriolei, creșterea debitului cardiac, creșterea frecvenței respirației, dilatarea pupilei, secreția de glucagon. și inhibarea insulinei, stimularea glicolizei și glicogenolizei etc.

Deci, care este scopul medulei suprarenale, dacă toate efectele pe care le produce adrenalina endocrină sunt în esență aceleași cu cele produse de răspunsul masei simpatice?


Aș susține că medula suprarenală este un adevărat țesut endocrin din următoarele motive. În primul rând, se potrivește definiției unui țesut endocrin, care este să producă și să secrete hormoni într-un mod reglat. Ați evidențiat deja efectele fiziologice ale acelor hormoni și aș adăuga dopamina ca celălalt hormon secretor/neurotransmițător major. Celulele cromafine sunt derivate din neuroni, dar prezența unei căi secretorii reglate este un semn distinctiv al țesuturilor endocrine. Răspunsul @Armatus privind plasticitatea este pe măsură, deși cred că un termen care descrie mai ușor capacitatea de reacție a sistemului pe o scară de timp mai mare ar fi potrivirea impedenței. O altă caracteristică de diferențiere este că medula suprarenală este capabilă de sinteză și secreție susținută ca răspuns la stimuli, în timp ce nu cred că acest lucru este tipic pentru majoritatea neuronilor care transmit un mesaj doar pe scurt.


Am găsit răspunsul la scopul medulei suprarenale flexibilitate. La fel cum, de exemplu, reglarea expresiei genelor sau a metabolismului are loc la mai multe niveluri cu viteze și permanențe diferite ale efectelor lor, semnalizarea trebuie să fie disponibilă atât rapid, cât și de scurtă durată, și mai lentă, dar cu efecte mai de lungă durată. Medula suprarenală oferă exact asta.

Neuronii adrenergici simpatici sunt rapizi, dar cu cât își eliberează neurotransmițătorul, efectul este doar de scurtă durată și adrenalina este eliminată rapid din zona țintă. În loc să emită explozii scurte de adrenalină, medularul menține un nivel sistemic constant al acesteia și, ca răspuns la stimulare, crește sau scade acest nivel. Acest răspuns durează mai mult timp, deoarece sângele circulă mult mai lent decât răspund neuronii, dar efectele sale durează mai mult.


Figura 1. Este prezentată locația glandelor suprarenale deasupra rinichilor. (credit: modificarea lucrării de către NCI)

The cortexul suprarenal este alcătuită din straturi de celule epiteliale și rețele capilare asociate. Aceste straturi formează trei regiuni distincte: o zonă glomeruloasă exterioară care produce mineralocorticoizi, o zonă fasciculată mijlocie care produce glucocorticoizi și o zonă reticulară interioară care produce androgeni.

Principalul mineralocorticoid este aldosteronul, care reglează concentrația ionilor de Na + în urină, transpirație, pancreas și saliva. Eliberarea de aldosteron din cortexul suprarenal este stimulată de o scădere a concentrațiilor sanguine de ioni de sodiu, a volumului sanguin sau a tensiunii arteriale sau de o creștere a nivelului de potasiu din sânge.

Cei trei glucocorticoizi principali sunt cortizolul, corticosteronul și cortizonul. Glucocorticoizii stimulează sinteza glucozei și gluconeogeneza (conversia unui non-carbohidrat în glucoză) de către celulele hepatice și favorizează eliberarea acizilor grași din țesutul adipos. Acești hormoni cresc nivelul de glucoză din sânge pentru a menține nivelurile într-un interval normal între mese. Acești hormoni sunt secretați ca răspuns la ACTH și nivelurile sunt reglate prin feedback negativ.

Androgenii sunt hormoni sexuali care promovează masculinitatea. Ele sunt produse în cantități mici de cortexul suprarenal atât la bărbați, cât și la femei. Ele nu afectează caracteristicile sexuale și pot suplimenta hormonii sexuali eliberați de gonade.


Definiția medicală a medularei suprarenale

Medula suprarenală: Porțiunea interioară a glandei suprarenale. (Porțiunea exterioară este cortexul suprarenal).

Medula suprarenală produce epinefrină (adrenalină) și norepinefrină (noradrenalina). Epinefrina este secretată ca răspuns la nivelurile scăzute de glucoză din sânge, precum și la exerciții fizice și la stres, determină descompunerea produsului de depozitare a glicogenului în zahărul glucoză din ficat, facilitează eliberarea acizilor grași din țesutul adipos (grasime), provoacă dilatarea ( lărgirea) arterelor mici din mușchi și mărește puterea inimii. Noradrenalina secretată de glanda suprarenală acționează pentru a îngusta vasele de sânge și a crește tensiunea arterială.

Funcția insuficientă a medulei suprarenale este practic necunoscută. Cu toate acestea, o tumoare numită feocromocitom produce norepinefrină și epinefrină și este echivalentă cu suprafuncționarea medulei suprarenale. Feocromocitoamele apar în medula suprarenală sau în altă parte a sistemului nervos simpatic. Acestea provoacă de obicei hipertensiune arterială (tensiune arterială crescută) care poate fi paroxistică (acut episodică) cu atacuri de dureri de cap, senzații de aprehensiune, transpirație, înroșire a feței, greață și vărsături, palpitații și furnicături ale extremităților (brațe și picioare).


Glandele noastre suprarenale sunt două organe sub forma unui triunghi care se întinde pe trei centimetri în lungime. Când se prelevează o biopsie a glandei suprarenale, se vizualizează imediat două secțiuni. Stratul cel mai exterior al glandei suprarenale se numește cortex suprarenal, în timp ce stratul interior este numit medula suprarenală. Pe lângă faptul că au diferențe fizice care le conferă un aspect distinct, ei eliberează hormoni independent unul de celălalt.

De fapt, cortexul conține zone de diferite tipuri de celule, începând cu „coaja” sau capsula cea mai exterioară, urmată de „zone” numite zona glomeruloasă, zona fasciculată și zona reticulară. Această diviziune facilitează o oarecare versatilitate. Medula va secreta epinefrină ca răspuns la stresul emoțional sau fizic, în timp ce cortexul suprarenal exterior va produce steroizi și hormoni metabolici precum aldosteronul și cortizolul. Cu toate acestea, este sigur să spunem că există o mulțime de suprapunere între funcțiile lor.

  • Zona Glomeruloasa: secretă mineralocorticoizi (adică cortizol)
  • Zona Fasiculata: secretă glucocorticoizi
  • Zona Reticulară: secretă androgeni

Glanda suprarenală este alimentată de trei artere: artera suprarenală superioară, o ramură a arterei frenice inferioare și artera suprarenală medie care se ramifică direct din aorta abdominală. În ceea ce privește aprovizionarea nervoasă, glandele suprarenale sunt inervate de fibrele simpatice ale măduvei spinării toracice.


Funcţie

Medula suprarenală este responsabilă în principal de sinteza catecolaminelor, adrenalina și noradrenalina, dar are și alte funcții secretoare precum producerea de dopamina. Atât adrenalina, cât și noradrenalina sunt produse din aminoacid tirozina, prin reacții multiple.

Adrenalina sintetizată este stocată în vezicule înainte de a fi eliberată în fluxul sanguin. Adrenalina este asociată în principal cu „lupta sau zbor raspuns„, iar noradrenalina joacă, de asemenea, un rol în activarea sistemului nervos simpatic ca neurotransmițător în sinapsele post-ganglionare.

Își manifestă acțiunile prin adrenoreceptori α și β (receptori cuplati cu proteina G), atât în ​​sistemul nervos central, cât și la periferie. „Răspunsul de luptă sau de zbor” este un mecanism cheie de supraviețuire și provoacă o serie de modificări fiziologice, cum ar fi debit cardiac crescut și glicogenoliza crescută în ficat și în țesutul muscular.


Hormonii glandelor suprarenale

Rolul glandelor suprarenale din corpul dumneavoastră este de a elibera anumiți hormoni direct în fluxul sanguin. Mulți dintre acești hormoni au de-a face cu modul în care organismul răspunde la stres, iar unii sunt vitali pentru existență. Ambele părți ale glandelor suprarenale - cortexul suprarenal și medula suprarenală - îndeplinesc funcții distincte și separate.

Fiecare zonă a cortexul suprarenal secretă un anumit hormon. Hormonii cheie produși de cortexul suprarenal includ:

Cortizolul

Cortizolul este un hormon glucocorticoid produs de zona fasciculata care joacă mai multe roluri importante în organism. Ajută la controlul utilizării de către organism a grăsimilor, proteinelor și carbohidraților, suprimă inflamația, reglează tensiunea arterială, crește glicemia și, de asemenea, poate scădea formarea osoasă.

Acest hormon controlează și ciclul somn/veghe. Este eliberat în perioadele de stres pentru a ajuta corpul să obțină un plus de energie și să facă față mai bine unei situații de urgență.

Cum funcționează glandele suprarenale pentru a produce cortizol

Glandele suprarenale produc hormoni ca răspuns la semnalele de la glanda pituitară din creier, care reacționează la semnalele de la hipotalamus, situat și în creier. Aceasta este denumită axa suprarenală hipotalamică. De exemplu, pentru ca glanda suprarenală să producă cortizol, se întâmplă următoarele:

Hipotalamusul produce hormonul de eliberare a corticotropinei (CRH) care stimulează glanda pituitară să secrete hormonul adrenocorticotropină (ACTH).

ACTH stimulează apoi glandele suprarenale să producă și să elibereze hormoni cortizol în sânge.

În mod normal, atât hipotalamusul, cât și glanda pituitară pot simți dacă sângele are cantitatea adecvată de cortizol care circulă. Dacă există prea mult sau prea puțin cortizol, aceste glande modifică respectiv cantitatea de CRH și ACTH care este eliberată. Aceasta este denumită buclă de feedback negativ.

Producția în exces de cortizol poate apărea din nodulii din glanda suprarenală sau producția în exces de ACTH dintr-o tumoare în glanda pituitară sau altă sursă.

Aldosteron

Acest hormon mineralocorticoid produs de zona glomeruloasă joacă un rol central în reglarea tensiunii arteriale și a anumitor electroliți (sodiu și potasiu). Aldosteronul trimite semnale către rinichi, ceea ce duce la absorbția de mai mult sodiu în sânge și la eliberarea potasiului în urină. Aceasta înseamnă că aldosteronul ajută, de asemenea, la reglarea pH-ului sângelui prin controlul nivelurilor de electroliți din sânge.

DHEA și steroizi androgeni

Acești hormoni produși de zona reticulară sunt hormoni masculini slabi. Sunt hormoni precursori care sunt transformați în ovare în hormoni feminini (estrogeni) și în testicule în hormoni masculini (androgeni). Cu toate acestea, estrogenii și androgenii sunt produși în cantități mult mai mari de ovare și testicule.

Adrenalina (adrenalina) si norepinefrina (noradrenalina)

The medula suprarenală, partea interioară a unei glande suprarenale, controlează hormonii care inițiază răspunsul de zbor sau de luptă. Principalii hormoni secretați de medula suprarenală includ epinefrina (adrenalina) și norepinefrina (noradrenalina), care au funcții similare.

Printre altele, acești hormoni sunt capabili să mărească ritmul cardiac și forța contracțiilor inimii, să mărească fluxul de sânge către mușchi și creier, să relaxeze mușchii netezi ai căilor respiratorii și să ajute la metabolismul glucozei (zahărului). De asemenea, controlează strângerea vaselor de sânge (vasoconstricție), ajutând la menținerea tensiunii arteriale și la creșterea acesteia ca răspuns la stres.

La fel ca mulți alți hormoni produși de glandele suprarenale, epinefrina și norepinefrina sunt adesea activate în situații stresante din punct de vedere fizic și emoțional, când corpul dumneavoastră are nevoie de resurse și energie suplimentare pentru a suporta o tensiune neobișnuită.


Glucocorticoizi

Glucocorticoizii își iau numele de la efectul lor de creștere a nivelului de zahăr din sânge (glucoză). O modalitate prin care fac acest lucru este prin stimulare gluconeogeneza în ficat: conversia grăsimilor și proteinelor în metaboliți intermediari care sunt transformați în cele din urmă în glucoză.

Cel mai abundent glucocorticoid este cortizol (numit și hidrocortizon).

Cortizolul și ceilalți glucocorticoizi au, de asemenea, un efect antiinflamator puternic asupra organismului. Acestea deprimă răspunsul imun, în special răspunsurile imune mediate de celule. [Discuție despre mecanism]

  • pentru a reduce distrugerea inflamatorie a artritei reumatoide și a altor boli autoimune
  • pentru a preveni respingerea organelor transplantate
  • pentru a controla astmul

Întrebare cu răspuns scurt Explicați cum funcționează medula suprarenală și sistemul nervos simpatic ca un sistem strâns integrat. - Biologie

Explicați cum funcționează medula suprarenală și sistemul nervos simpatic ca un sistem strâns integrat.

Soluție Afișează soluția

i. Medula suprarenală este regiunea interioară a glandei suprarenale. Este ganglionul simpatic modificat al sistemului nervos autonom (SNA).

ii. Celulele cromafine ale medulei suprarenale secretă hormoni mai degrabă decât să elibereze un neurotransmițător. Aceste celule sunt inervate de neuronii simpatici preganglionari ai sistemului nervos autonom (SNA).

iii. Nervosul autonom exercită control direct asupra celulelor cromafine, astfel încât hormonii și adrenalina și nici adrenalina pot fi eliberați rapid în sânge.

iv. Impulsurile din hipotalamus stimulează neuronii preganglionari simpatici care, la rândul lor, stimulează celulele cromafine să secrete adrenalină în nor-adrenalină.

v. Răspunsul de luptă sau de zbor este inițiat de impulsurile nervoase de la hipotalamus către sistemul nervos simpatic, inclusiv medula suprarenală. Acest răspuns crește rapid circulația, promovează producția de ATP și scade activitățile neesențiale.

Astfel, medula suprarenală și sistemul nervos simpatic funcționează într-o manieră strâns integrată.


Cortexul suprarenal

Cortexul suprarenal se dezvoltă din mezodermul (stratul mijlociu) al embrionului. Țesutul destinat să devină cortexul suprarenal agregate lângă rinichiul în curs de dezvoltare și se organizează în trei zone. Zona exterioară se numește zona glomeruloasă (însemnând că celulele sunt dispuse în bile numite glomeruli), zona mijlocie este zona fasciculată (celulele sunt în fascicule sau mănunchiuri paralele), iar zona reticulară (rețea reticulară) este cel mai interior.

Hormonii secretați din fiecare zonă seamănă toți cu molecula de colesterol și sunt numiți steroizi , dar fiecare zonă secretă hormoni ușor diferiți. Zona glomeruloasa secreta hormoni care influenteaza rinichii sa excreta sau rețin sodiu și potasiu, în funcție de nevoile organismului. Acești hormoni se numesc mineralocorticoizi (sodiul și potasiul sunt minerale ). Zona fasciculată secretă hormoni numiți glucocorticoizi care influențează metabolism de carbohidrați , inclusiv glucoză . Glucocorticoizii includ hidrocortizon, corticosteron și cortizon.

Pe lângă reglarea metabolismului, acești steroizi oferă rezistență la stres și suprimă răspunsul inflamator și unele reacții alergice. Steroizii precum aceștia sunt adesea frecați pe pielea inflamată și cu mâncărime pentru a o face să se simtă mai bine. Zona reticulară secretă steroizi care seamănă cu hormonii sexuali secretați de ovar la femeie și testiculele la bărbat.

Cortexul suprarenal este reglat de glanda pituitară din cap. Glanda pituitară secretă un hormon numit hormon adrenocorticotrop (ACTH). Tropic (pronunțat cu o lungă) provine dintr-un cuvânt grecesc care înseamnă "nutriție,", deci ACTH se referă pur și simplu la capacitatea acestui hormon de a produce o schimbare în cortexul suprarenal. ACTH este necesar pentru creșterea și întreținerea celulelor și stimulează sinteza glucocorticoizilor.


Cuprins

Glandele suprarenale sunt situate pe ambele părți ale corpului în retroperitoneu, deasupra și ușor medial față de rinichi. La om, glanda suprarenală dreaptă are formă piramidală, în timp ce cea stângă are formă semilună sau semilună și oarecum mai mare. [8] Glandele suprarenale măsoară aproximativ 3 cm în lățime, 5,0 cm în lungime și până la 1,0 cm în grosime. [9] Greutatea lor combinată la un om adult variază de la 7 la 10 grame. [10] Glandele sunt de culoare gălbuie. [8]

Glandele suprarenale sunt înconjurate de o capsulă grasă și se află în fascia renală, care înconjoară și rinichii. Un sept (perete) slab de țesut conjunctiv separă glandele de rinichi. [11] Glandele suprarenale sunt direct sub diafragmă și sunt atașate de crura diafragmei prin fascia renală. [11]

Fiecare glandă suprarenală are două părți distincte, fiecare cu o funcție unică, cortexul suprarenal exterior și medulara interioară, ambele producând hormoni. [12]

Cortexul suprarenal Edit

Cortexul suprarenal este regiunea exterioară și, de asemenea, cea mai mare parte a unei glande suprarenale. Este împărțit în trei zone separate: zona glomeruloasă, zona fasciculată și zona reticulară. Fiecare zonă este responsabilă pentru producerea unor hormoni specifici. Cortexul suprarenal este stratul cel mai exterior al glandei suprarenale. În interiorul cortexului sunt trei straturi, numite „zone”. Când este privit la microscop, fiecare strat are un aspect distinct și fiecare are o funcție diferită. [13] Cortexul suprarenal este dedicat producției de hormoni, și anume aldosteron, cortizol și androgeni. [14]

Zona glomeruloasă Edit

Zona cea mai exterioară a cortexului suprarenal este zona glomeruloasă. Se află imediat sub capsula fibroasă a glandei. Celulele din acest strat formează grupuri ovale, separate prin fire subțiri de țesut conjunctiv de capsula fibroasă a glandei și poartă capilare largi. [15]

Acest strat este locul principal pentru producerea aldosteronului, un mineralocorticoid, prin acțiunea enzimei aldosteron sintetazei. [16] [17] Aldosteronul joacă un rol important în reglarea pe termen lung a tensiunii arteriale. [18]

Zona fasciculata Edit

Zona fasciculata este situata intre zona glomeruloasa si zona reticulara. Celulele din acest strat sunt responsabile pentru producerea de glucocorticoizi precum cortizolul. [19] Este cel mai mare dintre cele trei straturi, reprezentând aproape 80% din volumul cortexului. [3] În zona fasciculata, celulele sunt dispuse în coloane orientate radial spre medular. Celulele conțin numeroase picături de lipide, mitocondrii abundente și un reticul endoplasmatic neted complex. [15]

Zona reticulară Edit

Stratul cortical cel mai interior, zona reticulară, se află direct adiacent medulului. Produce androgeni, în principal dehidroepiandrosteron (DHEA), sulfat de DHEA (DHEA-S) și androstendionă (precursorul testosteronului) la om. [19] Celulele sale mici formează cordoane neregulate și ciorchini, separate de capilare și țesut conjunctiv. Celulele conțin cantități relativ mici de citoplasmă și picături de lipide și uneori prezintă pigment maro de lipofuscină. [15]

Medulara Edit

Medula suprarenală se află în centrul fiecărei glande suprarenale și este înconjurată de cortexul suprarenal. Celulele cromafine ale medularei sunt principala sursă a organismului de catecolamine, cum ar fi adrenalina și noradrenalina, eliberate de medular. Aici sunt secretate aproximativ 20% noradrenalina (norepinefrina) si 80% adrenalina (epinefrina). [19]

Medula suprarenală este condusă de sistemul nervos simpatic prin fibre preganglionare originare din măduva spinării toracice, de la vertebrele T5-T11. [20] Deoarece este inervată de fibre nervoase preganglionare, medula suprarenală poate fi considerată un ganglion simpatic specializat. [20] Spre deosebire de alți ganglioni simpatici, totuși, medula suprarenală nu are sinapse distincte și își eliberează secrețiile direct în sânge.

Aprovizionarea cu sânge Edit

Glandele suprarenale au una dintre cele mai mari rate de alimentare cu sânge per gram de țesut din orice organ: până la 60 de artere mici pot pătrunde în fiecare glandă. [21] Trei artere alimentează de obicei fiecare glandă suprarenală: [8]

Aceste vase de sânge furnizează o rețea de artere mici în capsula glandelor suprarenale. Șuvițe subțiri ale capsulei intră în glande, ducând sânge la ele. [8]

Sângele venos este drenat din glande de către venele suprarenale, de obicei câte unul pentru fiecare glandă: [8]

Vena centrală adrenomedulară, în medula suprarenală, este un tip neobișnuit de vas de sânge. Structura sa este diferită de celelalte vene prin aceea că mușchiul neted din tunica sa medie (stratul mijlociu al vasului) este aranjat în mănunchiuri vizibile, orientate longitudinal. [3]

Editare variabilitate

Este posibil ca glandele suprarenale să nu se dezvolte deloc sau să fie fuzionate în linia mediană din spatele aortei. [12] Acestea sunt asociate cu alte anomalii congenitale, cum ar fi incapacitatea de dezvoltare a rinichilor sau rinichii fuzionați. [12] Glanda se poate dezvolta cu o absență parțială sau completă a cortexului sau se poate dezvolta într-o locație neobișnuită. [12]

Glanda suprarenală secretă o serie de hormoni diferiți care sunt metabolizați de enzime fie în glande, fie în alte părți ale corpului. Acești hormoni sunt implicați într-o serie de funcții biologice esențiale. [23]

Corticosteroizi Edit

Corticosteroizii sunt un grup de hormoni steroizi produși din cortexul glandei suprarenale, de la care sunt numiți. [24]

  • Mineralocorticoizii precum aldosteronul reglează echilibrul sării ("minerale") și volumul sanguin. [25]
  • Glucocorticoizii precum cortizolul influențează ratele de metabolism ale proteinelor, grăsimilor și zaharurilor ("glucoza"). [26]
  • Androgeni precum dehidroepiandrosteronul.

Glanda suprarenală produce aldosteron, un mineralocorticoid, care este important în reglarea echilibrului sării ("minerale") și a volumului sanguin. În rinichi, aldosteronul acționează asupra tubilor contorți distali și a canalelor colectoare prin creșterea reabsorbției de sodiu și a excreției atât a ionilor de potasiu, cât și a ionilor de hidrogen. [18] Aldosteronul este responsabil pentru reabsorbția a aproximativ 2% din filtratul glomerular filtrat. [27] Retenția de sodiu este, de asemenea, un răspuns al colonului distal și al glandelor sudoripare la stimularea receptorului de aldosteron. Angiotensina II și potasiul extracelular sunt cei doi regulatori principali ai producției de aldosteron. [19] Cantitatea de sodiu prezentă în organism afectează volumul extracelular, care la rândul său influențează tensiunea arterială. Prin urmare, efectele aldosteronului în retenția de sodiu sunt importante pentru reglarea tensiunii arteriale. [28]

Cortizolul este principalul glucocorticoid la om. La speciile care nu creează cortizol, acest rol este jucat în schimb de corticosteron. Glucocorticoizii au multe efecte asupra metabolismului. După cum sugerează și numele, acestea cresc nivelul circulant de glucoză. Acesta este rezultatul unei creșteri a mobilizării aminoacizilor din proteine ​​și al stimulării sintezei glucozei din acești aminoacizi în ficat. În plus, cresc nivelul de acizi grași liberi, pe care celulele îi pot folosi ca alternativă la glucoză pentru a obține energie. Glucocorticoizii au, de asemenea, efecte care nu au legătură cu reglarea nivelului de zahăr din sânge, inclusiv suprimarea sistemului imunitar și un efect antiinflamator puternic. Cortizolul reduce capacitatea osteoblastelor de a produce țesut osos nou și scade absorbția calciului în tractul gastrointestinal. [28]

Glanda suprarenală secretă un nivel bazal de cortizol, dar poate produce, de asemenea, explozii de hormon ca răspuns la hormonul adrenocorticotrop (ACTH) din hipofiza anterioară. Cortizolul nu este eliberat uniform în timpul zilei – concentrațiile sale în sânge sunt cele mai mari dimineața devreme și cele mai scăzute seara, ca urmare a ritmului circadian al secreției de ACTH. [28] Cortizonul este un produs inactiv al acțiunii enzimei 11β-HSD asupra cortizolului. Reacția catalizată de 11β-HSD este reversibilă, ceea ce înseamnă că poate transforma cortizonul administrat în cortizol, hormonul biologic activ. [28]

Toți hormonii corticosteroizi împart colesterolul ca un precursor comun. Prin urmare, primul pas în steroidogeneză este absorbția sau sinteza colesterolului. Celulele care produc hormoni steroizi pot dobândi colesterolul prin două căi. Sursa principală este colesterolul alimentar transportat prin sânge sub formă de esteri de colesterol în lipoproteinele cu densitate joasă (LDL). LDL intră în celule prin endocitoză mediată de receptor. Cealaltă sursă de colesterol este sinteza în reticulul endoplasmatic al celulei. Sinteza poate compensa atunci când nivelurile LDL sunt anormal de scăzute. [4] În lizozom, esterii de colesterol sunt transformați în colesterol liber, care este apoi folosit pentru steroidogeneză sau stocat în celulă. [29]

Partea inițială a conversiei colesterolului în hormoni steroizi implică o serie de enzime din familia citocromului P450 care sunt situate în membrana interioară a mitocondriilor. Transportul colesterolului de la membrana exterioară la membrana interioară este facilitat de proteina regulatoare acută steroidogenă și este etapa limitatoare a vitezei de sinteza a steroizilor. [29]

Straturile glandei suprarenale diferă în funcție de funcție, fiecare strat având enzime distincte care produc hormoni diferiți dintr-un precursor comun. [4] Primul pas enzimatic în producerea tuturor hormonilor steroizi este scindarea lanțului lateral al colesterolului, o reacție care formează pregnenolonă ca produs și este catalizată de enzima P450scc, cunoscută și sub numele de colesterol desmolaza. După producerea pregnenolonului, enzimele specifice fiecărui strat cortical îl modifică în continuare. Enzimele implicate în acest proces includ atât P450 mitocondrial, cât și microzomal și hidroxisteroid dehidrogenaze. De obicei, sunt necesare o serie de etape intermediare în care pregnenolonul este modificat de mai multe ori pentru a forma hormonii funcționali. [5] Enzimele care catalizează reacțiile în aceste căi metabolice sunt implicate într-o serie de boli endocrine. De exemplu, cea mai comună formă de hiperplazie suprarenală congenitală se dezvoltă ca urmare a deficienței de 21-hidroxilază, o enzimă implicată într-o etapă intermediară a producției de cortizol. [30]

Glucocorticoizii sunt sub influența reglatoare a axei hipotalamus-hipofizo-suprarenal (HPA). Sinteza glucocorticoizilor este stimulată de hormonul adrenocorticotrop (ACTH), un hormon eliberat în fluxul sanguin de către hipofiza anterioară. La rândul său, producția de ACTH este stimulată de prezența hormonului de eliberare a corticotropinei (CRH), care este eliberat de neuronii hipotalamusului. ACTH acționează asupra celulelor suprarenale mai întâi prin creșterea nivelurilor de StAR din celule și apoi a tuturor enzimelor P450 steroidogene. Axa HPA este un exemplu de sistem de feedback negativ, în care cortizolul însuși acționează ca un inhibitor direct al sintezei CRH și ACTH. De asemenea, axa HPA interacționează cu sistemul imunitar prin secreția crescută de ACTH în prezența anumitor molecule ale răspunsului inflamator. [4]

Secreția de mineralocorticoizi este reglată în principal de sistemul renină-angiotensină-aldosteron (RAAS), concentrația de potasiu și, într-o măsură mai mică, concentrația de ACTH. [4] Senzorii tensiunii arteriale din aparatul juxtaglomerular al rinichilor eliberează enzima renina în sânge, care declanșează o cascadă de reacții care duc la formarea angiotensinei II. Receptorii de angiotensină din celulele zonei glomeruloase recunosc substanța și, la legare, stimulează eliberarea de aldosteron. [31]

Androgeni Edit

Celulele din zona reticulară a glandelor suprarenale produc hormoni sexuali masculini, sau androgeni, dintre care cel mai important este DHEA. În general, acești hormoni nu au un efect general în corpul masculin și sunt transformați în androgeni mai puternici precum testosteronul și DHT sau în estrogeni (hormoni sexuali feminini) în gonade, acționând în acest fel ca un intermediar metabolic. [32]

Catecolamine Edit

Denumite în principal în Statele Unite ca epinefrină și norepinefrină, adrenalina și noradrenalina sunt catecolaminele, compuși solubili în apă care au o structură formată dintr-o grupă catecol și o grupă amină. Glandele suprarenale sunt responsabile pentru cea mai mare parte a adrenalinei care circulă în organism, dar numai pentru o cantitate mică de noradrenalină circulantă. [23] Acești hormoni sunt eliberați de medula suprarenală, care conține o rețea densă de vase de sânge. Adrenalina și noradrenalina acționează asupra adrenoreceptorilor din întreg organismul, cu efecte care includ creșterea tensiunii arteriale și a ritmului cardiac. [23] acțiunile adrenalinei și noradrenalinei sunt responsabile pentru răspunsul de luptă sau de zbor, caracterizat printr-o accelerare a respirației și a ritmului cardiac, creșterea tensiunii arteriale și constricția vaselor de sânge în multe părți ale corpului. [33]

Catecolaminele sunt produse în celulele cromafine din medula glandei suprarenale, din tirozină, un aminoacid neesențial derivat din alimente sau produs din fenilalanină în ficat. Enzima tirozinhidroxilaza transformă tirozina în L-DOPA în prima etapă a sintezei catecolaminelor. L-DOPA este apoi transformată în dopamină înainte de a putea fi transformată în noradrenalină. În citosol, noradrenalina este transformată în epinefrină de către enzima feniletanolamină N-metiltransferaza (PNMT) și depozitată în granule. Glucocorticoizii produși în cortexul suprarenal stimulează sinteza catecolaminelor prin creșterea nivelurilor de tirozin hidroxilază și PNMT. [4] [13]

Eliberarea de catecolamine este stimulată de activarea sistemului nervos simpatic. Nervii splanhnici ai sistemului nervos simpatic inervează medula glandei suprarenale. Când este activat, evocă eliberarea de catecolamine din granulele de depozitare prin stimularea deschiderii canalelor de calciu în membrana celulară. [34]

Genomul uman include aproximativ 20.000 de gene care codifică proteine ​​și 70% dintre aceste gene sunt exprimate în glandele suprarenale normale adulte. [35] [36] Doar aproximativ 250 de gene sunt exprimate mai specific în glandele suprarenale în comparație cu alte organe și țesuturi. Genele specifice glandei suprarenale cu cel mai înalt nivel de expresie includ membri ai superfamiliei de enzime citocromului P450. Proteinele corespunzătoare sunt exprimate în diferitele compartimente ale glandei suprarenale, cum ar fi CYP11A1, HSD3B2 și FDX1 implicate în sinteza hormonilor steroizi și exprimate în straturile de celule corticale, iar PNMT și DBH implicate în sinteza noradrenalinei și adrenalii și exprimate în medular. [37]

Glandele suprarenale sunt compuse din două tipuri eterogene de țesut. În centru se află medula suprarenală, care produce adrenalină și noradrenalina și le eliberează în fluxul sanguin, ca parte a sistemului nervos simpatic. În jurul medularului se află cortexul, care produce o varietate de hormoni steroizi. Aceste țesuturi provin de la diferiți precursori embriologici și au căi distincte de dezvoltare prenatală. Cortexul glandei suprarenale este derivat din mezoderm, în timp ce medularul este derivat din creasta neură, care este de origine ectodermală. [12]

Glandele suprarenale la un nou-născut sunt mult mai mari ca proporție din dimensiunea corpului decât la un adult. [38] De exemplu, la vârsta de trei luni, glandele sunt de patru ori mai mari decât rinichii. Mărimea glandelor scade relativ după naștere, în principal din cauza micșorării cortexului. Cortexul, care dispare aproape complet până la vârsta de 1, se dezvoltă din nou de la 4-5 ani. Glandele cântăresc aproximativ 1 g la naștere [12] și se dezvoltă până la o greutate adultă de aproximativ 4 grame fiecare. [28] In a fetus the glands are first detectable after the sixth week of development. [12]

Cortex Edit

Adrenal cortex tissue is derived from the intermediate mesoderm. It first appears 33 days after fertilisation, shows steroid hormone production capabilities by the eighth week and undergoes rapid growth during the first trimester of pregnancy. The fetal adrenal cortex is different from its adult counterpart, as it is composed of two distinct zones: the inner "fetal" zone, which carries most of the hormone-producing activity, and the outer "definitive" zone, which is in a proliferative phase. The fetal zone produces large amounts of adrenal androgens (male sex hormones) that are used by the placenta for estrogen biosynthesis. [39] Cortical development of the adrenal gland is regulated mostly by ACTH, a hormone produced by the pituitary gland that stimulates cortisol synthesis. [40] During midgestation, the fetal zone occupies most of the cortical volume and produces 100–200 mg/day of DHEA-S, an androgen and precursor of both androgens and estrogens (female sex hormones). [41] Adrenal hormones, especially glucocorticoids such as cortisol, are essential for prenatal development of organs, particularly for the maturation of the lungs. The adrenal gland decreases in size after birth because of the rapid disappearance of the fetal zone, with a corresponding decrease in androgen secretion. [39]

Adrenarche Edit

During early childhood androgen synthesis and secretion remain low, but several years before puberty (from 6–8 years of age) changes occur in both anatomical and functional aspects of cortical androgen production that lead to increased secretion of the steroids DHEA and DHEA-S. These changes are part of a process called adrenarche, which has only been described in humans and some other primates. Adrenarche is independent of ACTH or gonadotropins and correlates with a progressive thickening of the zona reticularis layer of the cortex. Functionally, adrenarche provides a source of androgens for the development of axillary and pubic hair before the beginning of puberty. [42] [43]

Medulla Edit

The adrenal medulla is derived from neural crest cells, which come from the ectoderm layer of the embryo. These cells migrate from their initial position and aggregate in the vicinity of the dorsal aorta, a primitive blood vessel, which activates the differentiation of these cells through the release of proteins known as BMPs. These cells then undergo a second migration from the dorsal aorta to form the adrenal medulla and other organs of the sympathetic nervous system. [44] Cells of the adrenal medulla are called chromaffin cells because they contain granules that stain with chromium salts, a characteristic not present in all sympathetic organs. Glucocorticoids produced in the adrenal cortex were once thought to be responsible for the differentiation of chromaffin cells. More recent research suggests that BMP-4 secreted in adrenal tissue is the main responsible for this, and that glucocorticoids only play a role in the subsequent development of the cells. [45]

The normal function of the adrenal gland may be impaired by conditions such as infections, tumors, genetic disorders and autoimmune diseases, or as a side effect of medical therapy. These disorders affect the gland either directly (as with infections or autoimmune diseases) or as a result of the dysregulation of hormone production (as in some types of Cushing's syndrome) leading to an excess or insufficiency of adrenal hormones and the related symptoms.

Corticosteroid overproduction Edit

Cushing's syndrome Edit

Cushing's syndrome is the manifestation of glucocorticoid excess. It can be the result of a prolonged treatment with glucocorticoids or be caused by an underlying disease which produces alterations in the HPA axis or the production of cortisol. Causes can be further classified into ACTH-dependent or ACTH-independent. The most common cause of endogenous Cushing's syndrome is a pituitary adenoma which causes an excessive production of ACTH. The disease produces a wide variety of signs and symptoms which include obesity, diabetes, increased blood pressure, excessive body hair (hirsutism), osteoporosis, depression, and most distinctively, stretch marks in the skin, caused by its progressive thinning. [4] [6]

Primary aldosteronism Edit

When the zona glomerulosa produces excess aldosterone, the result is primary aldosteronism. Causes for this condition are bilateral hyperplasia (excessive tissue growth) of the glands, or aldosterone-producing adenomas (a condition called Conn's syndrome). Primary aldosteronism produces hypertension and electrolyte imbalance, increasing potassium depletion sodium retention. [6]

Adrenal insufficiency Edit

Adrenal insufficiency (the deficiency of glucocorticoids) occurs in about 5 in 10,000 in the general population. [6] Diseases classified as primary adrenal insufficiency (including Addison's disease and genetic causes) directly affect the adrenal cortex. If a problem that affects the hypothalamic-pituitary-adrenal axis arises outside the gland, it is a secondary adrenal insufficiency.

Addison's disease Edit

Addison's disease refers to primary hypoadrenalism, which is a deficiency in glucocorticoid and mineralocorticoid production by the adrenal gland. In the Western world, Addison's disease is most commonly an autoimmune condition, in which the body produces antibodies against cells of the adrenal cortex. Worldwide, the disease is more frequently caused by infection, especially from tuberculosis. A distinctive feature of Addison's disease is hyperpigmentation of the skin, which presents with other nonspecific symptoms such as fatigue. [4]

A complication seen in untreated Addison's disease and other types of primary adrenal insufficiency is the adrenal crisis, a medical emergency in which low glucocorticoid and mineralocorticoid levels result in hypovolemic shock and symptoms such as vomiting and fever. An adrenal crisis can progressively lead to stupor and coma. [4] The management of adrenal crises includes the application of hydrocortisone injections. [46]

Secondary adrenal insufficiency Edit

In secondary adrenal insufficiency, a dysfunction of the hypothalamic-pituitary-adrenal axis leads to decreased stimulation of the adrenal cortex. Apart from suppression of the axis by glucocorticoid therapy, the most common cause of secondary adrenal insufficiency are tumors that affect the production of adrenocorticotropic hormone (ACTH) by the pituitary gland. [6] This type of adrenal insufficiency usually does not affect the production of mineralocorticoids, which are under regulation of the renin–angiotensin system instead. [4]

Congenital adrenal hyperplasia Edit

Congenital adrenal hyperplasia is a congenital disease in which mutations of enzymes that produce steroid hormones result in a glucocorticoid deficiency and malfunction of the negative feedback loop of the HPA axis. In the HPA axis, cortisol (a glucocorticoid) inhibits the release of CRH and ACTH, hormones that in turn stimulate corticosteroid synthesis. As cortisol cannot be synthesized, these hormones are released in high quantities and stimulate production of other adrenal steroids instead. The most common form of congenital adrenal hyperplasia is due to 21-hydroxylase deficiency. 21-hydroxylase is necessary for production of both mineralocorticoids and glucocorticoids, but not androgens. Therefore, ACTH stimulation of the adrenal cortex induces the release of excessive amounts of adrenal androgens, which can lead to the development of ambiguous genitalia and secondary sex characteristics. [30]

Adrenal tumors Edit

Adrenal tumors are commonly found as incidentalomas, unexpected asymptomatic tumors found during medical imaging. They are seen in around 3.4% of CT scans, [7] and in most cases they are benign adenomas. [48] Adrenal carcinomas are very rare, with an incidence of 1 case per million per year. [4]

Pheochromocytomas are tumors of the adrenal medulla that arise from chromaffin cells. They can produce a variety of nonspecific symptoms, which include headaches, sweating, anxiety and palpitations. Common signs include hypertension and tachycardia. Surgery, especially adrenal laparoscopy, is the most common treatment for small pheochromocytomas. [49]

Bartolomeo Eustachi, an Italian anatomist, is credited with the first description of the adrenal glands in 1563–4. [50] [51] However, these publications were part of the papal library and did not receive public attention, which was first received with Caspar Bartholin the Elder's illustrations in 1611. [51]

The adrenal glands are named for their location relative to the kidneys. The term "adrenal" comes from ad- (Latin, "near") and renes (Latin, "kidney"). [52] Similarly, "suprarenal", as termed by Jean Riolan the Younger in 1629, is derived from the Latin supra (Latin: "above") și renes (Latin: kidney). The suprarenal nature of the glands was not truly accepted until the 19th century, as anatomists clarified the ductless nature of the glands and their likely secretory role – prior to this, there was some debate as to whether the glands were indeed suprarenal or part of the kidney. [51]

One of the most recognized works on the adrenal glands came in 1855 with the publication of On the Constitutional and Local Effects of Disease of the Suprarenal Capsule, by the English physician Thomas Addison. In his monography, Addison described what the French physician George Trousseau would later name Addison's disease, an eponym still used today for a condition of adrenal insufficiency and its related clinical manifestations. [53] In 1894, English physiologists George Oliver and Edward Schafer studied the action of adrenal extracts and observed their pressor effects. In the following decades several physicians experimented with extracts from the adrenal cortex to treat Addison's disease. [50] Edward Calvin Kendall, Philip Hench and Tadeusz Reichstein were then awarded the 1950 Nobel Prize in Physiology or Medicine for their discoveries on the structure and effects of the adrenal hormones. [54]