Hipofiza - glanda pituitara si celulele bazofile

1. Hipofiza

Hipofiza (hypophysis cerebri) sau glanda pituitara (glandula pituitaria) se prezinta ca un apendice cerebral, atasata la fata ventrala a hipotalamusulul prin tija hipofizara. Hipofiza se dezvolta din doi muguri embrionari, unul epitelial din diverticulul faringian, care va genera adeno- hipofiza si altul nervos, diencefalic, din care se dezvolta neurohipofiza. Hormonii hipofizari participa la realizarea mecanismului umoral prin care sistemul nervos central controleaza si integreaza multe din functiile organismului. Exista hormoni care actioneaza direct asupra unor tesuturi neendocrine, precum hormonul de crestere (GH sau STH), prolactina, hormonul antidiuretic (ADR), ocitocina si hormonul stimulator al melanocitelor (MSH). Alti hormoni hipofizari moduleaza activitatea altor glande endocrine, fiind hormoni tropici (sau trofici), ca de exemplu hormonii: tireotropi (TSH), adrenocorticotropi (ACTH), gonadotropi, foliculostimulant (FSH), luteinizant (LH). Tiroida, corticosuprarenala si gonadele sunt glande hipofizodependente. Producerea hormonilor hipofizari este controlata direct de catre hipotalamus, iar activitatea hipotalamusului se gaseste sub influenza stimulilor nervosi generati de centri cerebrali, fiind controlata, prin mecanisme de tip feed-back, de nivelul hormonilor produsi de glandele hipofizo-dependente.

1.1. Adenohipofiza

Adenohipofiza (adenohipophysis) este formata din trei parti: distala sau lobul anterior (lobus anterior), tuberala si intermediara. Prezenta unor rudimente ale diverticulului stomodeal, sub forma fantei hipofizare (cavum hypophysis) imparte masa adenohipofizei in doua portiuni inegale: - o portiune orala, formata din partea distala si portiunea tuberaIa, si o portiune intermediara situata aboral de fanta hipofizara (Ratke), alipita de neurohipofiza. La cabaline lipseste fanta hipofizara .

Partea distala (pars distalis) ocupa 75% din volumul si masa glandei, fiind invelita de cortul hipofizar al durei mater, care ii formeaza capsula si in care sunt cuprinsi numerosi ganglioni simpatici. De pe fata interna a capsulei se detaseaza septe conjunctive scurte, care delimiteaza slab si incomplet un numar variabil de loji. Parenchimul este alcatuit din cordoane neregulat anastomozate, sustinute de o fina retea de fibre reticulinice si despartite intre ele prin capilare de tip sinusoid.

Celulele adenohipofizei sunt variate din punct de vedere tinctorial, existand celule acidofile, bazofile si cromofobe. Prin metode imunohisto- chimice, celulele adenohipofizei au fost clasificate in functie de hormonii pe care ii produc si ii contin (fig. 1.).

Fig. 1. Hipofiza si relatiile hipotalamohipofizare (dupa Liebich-1990):

A - pars tuberalis; B - pars distalis; C - pars intermedia; D - neurohipofiza:

1 - nucleii supraoptic si paraventricular; 2 - nucleii infundibular si ventromedial; 3 - capilare venoase hipotalamice; 4 - artera hipofizara dorsala; 5 - endocrinocite acidofile somatotrope; 6 - endocrinocite acidofile mamotrope; 7 - endocrinocite bazofile tireotrope; 8 - endocrinocite bazofile gonadotrope; 9 - endocrinocite bazofile corticotrope; 10 - endocrinocite cromofobe; 11 - capilare venoase hipofizare; 12 - cavitatea hipofizara; 13 - artera hipofizara ventrala.

Celulele cromofile (endocrinocytus cromophilus), mari, poliedrice, prezinta granulatii cu afinitate pentru colorantii acidofili sau bazofili.

Celulele acidofile (endocrinocytus acidophilus) sunt cele mai numeroase, ocupand 75 % din celulele cromofile. Granulatiile lor, relativ mari, au afinitate pentru colorantii acizi (eozina, eritrozina, fucsina, orange G, azocarmin), dar sunt PAS-negative intrucat nu contin glicoproteine. Prin metode imunohistochimice si electronomicroscopice au fost identificate doua tipuri de celule acidofile: alfa (α) si epsilon (ε).

-Celulele acidofile alfa sunt oranj-pozitive (oranjofile), au granulatii mici (300 - 400 nm), numeroase, limitate de membrane, osmiofile. Incarcarea cu granule variaza in functie de varsta si starea fiziologica a animalului. Ele sunt situate pe laturile portiunii distale, prezentand o forma ovoidaIa. Sunt primele celule cromofile care, apar in lobul anterior la fetusii de taurine (Cotea, 1977). Produc hormonul de crestere (STH sau GH), astfel incat mai sunt numite endocrinocite somatotropice (endocrinocytus somatotropicus).

- Celulele acidofile beta sau endocrinocitele mamotropice au granulatii mai mari (800 nm) (carminofile sau eritrozinofile), dispersate in citoplasma , care capata o tenta rosie-caramizie. Au o forma ovala, un nucleu veziculos, nucleolat, asezat central. Contin un complex Golgi dezvoltat, un reticul endoplasmic rugos cu cisteme lungi si lizozomi. Sunt raspandite in toate zonele adenohipofizei si produc hormonul prolactina, ce induce activitatea lactogenica, stimuleaza activitatea secretorie a epiteliului ingluvial la porumbel si mentine activitatea corpului galben ce produce progesteronul necesar desfasurarii gestatiei. Cresc numeric imediat dupa parturittie, stimuland producerea lactozei.

La pasari, celulele acidofile beta se mai numesc si "celule de clocire" pentru ca in perioada de clocire se produce o degranulare intensa datorita solicitarilor functionale.

Celulele bazofile (endocrinocytus basophilus) sunt mai putin numeroase, ocupand numai 25 % din celulele cromofile. Sunt localizate in mod predominant spre si la periferia lobului anterior. Se coloreaza PAS-pozitiv, continand glicoproteine. Granulatiile si citoplasma au afinitate pentru colorantii bazici. Granulatiile bazofile sunt mai mici decat cele acidofile si prezinta variatii de forma si afinitate tinctoriala, atat in cadrul celulelor din acceasi glanda, cat si de la o specie la alta. Imunohistochimic si electronomicroscopic au fost identificate trei tipuri de  celule bazofile: tireotrope, gonadotrope si corticotrope.

Celulele tireotrope (endocrinocytus thyrotropicus) sau celulele delta (Δ) produc hormonul tireotrop (TSH) si tireostimulina, care moduleaza activitatea glandei tiroide. Se admite existenta a trei hormoni  tireotropi: - TSH-G, care determina cresterea masei celulare a glandei tiroide; - TSH-M, care stimuleaza biosinteza hormonilor tiroidieni si EPS, responsabil de producerea exoftalmiei hipertiroidiene. Celulele tireotrope, neregulate ca forma, predomina in regiunea medioventrala a portiunii distale, se coloreaza cu fucsin-aldehida si sunt PAS-pozitive. Au un nucleu veziculos, binucleolat, localizat central. Citoplasma apare intens bazofila, cu numeroase granulatii mici (200 nm). Numarul de granule este influentat de temperatura, crescand in conditii de frig. Celulele tireotrope sunt mai numeroase la masculi, unde apar concentrate in grupe mici sau izolate.

Analiza: ADN-ul exista in genomul uman Analiza: Dezvoltarea prenatala si nasterea - factorii ce influenteaza dezvoltarea

Celulele gonadotrope (endocrinocytus gonadotropicus) sau celulele beta (β) sunt concentrate in regiunea anteromediana a lobului anterior. Produc hormonul foliculostimulant (FSH) ce determina, la femele, maturarea folicullior ovarieni si elaborarea de hormoni estrogeni. La mascul, FSH-ul stimuleaza dezvoltarea tubilor seminiferi si spermatogeneza. Celulele gonadotrope sunt ovalare, de dimensiuni medii, cu nucleu excentric nucleolat. Citoplasma, slab bazofila, contine granulatii mici, izolate sau grupate, ce se coloreaza cu albastru alcian, tioinin-aldehida si slab cu PAS. Reticulul endoplasmic rugos este dezvoltat, cu cisterne uneori dilatate. Celulele gonadotrope se hipertrofiaza dupa castrare, citoplasma li se vacuolizeaza, rezultand un aspect tipic, denumit "celula de castrare", asemanatoare unui inel cu pecete. Numarul de celule gonadotrope si abundenta granulelor variaza in functie de starea fiziologica, crescand in estrus la ovine si suine, sau in sezonul de monta la tauri. La fetusii de o taurine, celulele beta apar din luna a IV-a, intervenind in dezvoltarea foliculilor ovarieni si a tubilor seminiferi.

- Celulele corticotrope (endocrlnocytus corticotropicus) sau celulele epsilon elaboreaza hormonul adrenocorticotrop (ACTH) sau corticotropina si beta-lipotropina (B-LPH). ACTH-ul stimuleaza, activitatea zonelor glomerulata si fasciculata din corticosuprarenala, iar lipotropina este implicata in reglarea metabolismului lipidelor, ambii provenind din clivarea unor molecule peptidice mari, denumite propiocortin. Propiocortinul genereaza ACTH, lipotrofine, endorfine si diverse specii de hormoni melanocitostimulatori. Celulele corticotrope pot fi sferice, ovoide sau stelate, dispersate la periferia partii distale. Au un nucleu localizat excentric, cu un nucleol evident. Veziculele secretorii au un diametru de 150 - 200 nm. Sunt dispuse periferic. In conditii de stres repetat, se produce hiperplazia si hipertrofia celulelor corticotrope, insotite de dezvoltarea reticuIului endoplasmic granular si aparitia a numerosi ribozomi atasati sau liberi, dar grupati in gramezi.

Celulele cromofobe (endocrinocytus cromophobus) formeaza o populatie neomogena, existand trei tipuri de celule: foliculare, stelate si granulate. Celulele foliculare si stelate sunt lipsite de granulatii, fiind interpretate ca celule aflate in faza de refacere, dupa eliberarea produsului.

Celulele granulate, variate ca forma si marime, contin putine granule specifice, au nucleu picnotic si citoplasma vacuolara, fiind considerate celule epuizate, in curs de degenerare.

Portiunea tuberala (pars tuberalis) a adenohipofizei reprezinta o expansiune a lobului anterior, care inconjoara ca un manson tija hipofizara sau infundibulara. Este formata din celule cubice sau prismatice, dispuse in grupuri mici sau cordoane scurte, orientate longitudinal, in stranse raporturi cu numeroase capilare sanguine. Adesea, celulele pot delimita mici foliculi.

Celulele sunt relativ bazofile, cu granulatii fine sl cantitate mica de glicogen.

Lobul tuberal este parcurs longitudinal de catre vase porte hipofizare, care isi au originea in reteaua de capilare din eminenta mediana. Pe Ianga putinele celule gonadotrope si tireotrope, portiunea  tuberala contine si alte celule secretorii care nu exista in alte portiuni ale adenohipofizei.

Portiunea intermediara (pars intermedia) apare strans atasata de neurohipofiza, fiind aproape complet separata de portiunea distala prin fanta hipofizara (cavum hypophisis) prezenta la carnivore, rumegatoare si suine. Fanta hipofizara lipseste la cabaline, iar lobul intermediar este absent la pasari. Portiunea intermediara este formata din grupuri de celule si din mici foliculi, care contin un material coloid, sarac in iod. Vasele de sange si tesutul conjunctiv sunt slab reprezentate. Numarul celulelor este supus variatiilor de specie. Cele mai numeroase sunt celulele mari, slab colorate, care delimiteaza foliculi plini de coloid. Mai sunt prezente celule corticotrope, interstitiale si celule cuboidale care delimiteaza fanta hipofizara. Principalul hormon este hormonul melanocitostimulator, care controleaza activitatea celulelor pigmentare localizate in tegument. Totodata, se produce si beta-lipotropina.

1.2. Neurohipofiza

Neurohipofiza (neurohypophysis) reprezinta circa 25% din masa si volumul hipofizei. Cuprinde lobul posterior sau nervos, tija hipofizara si eminenta mediana. La carnivore si suine, neurohipofiza este excavata de recesusul infundibular al ventriculului al treilea, cu aspect de fund de sac. La cabaline si rumegatoare, recesusul infundibular nu ajunge in neurohipofiza. La rumegatoare, neurohipofiza este situata pe partea distala, intr-o excavatie a adenohipofizei, in timp ce la carnivore si la cabaline, adenohipofiza inveleste in intregime neurohipofiza. La suine, neurohipofiza este numai partial acoperita de portiunea distala.

Lobul posterior, tija hipofizara si eminenta mediana sunt alcatuite din acelasi tip de celule, au vascularizatie si inervatie comuna si contin aceleasi substante biologic active. Lobul posterior este delimitat de o capsula conjunctivo-vasculo-gliala, din care se desprind septe bogat vascularizate, care delimiteaza slab lobulii. Pe spatiile pericapilare, se epuizeaza fibrele amielinice ale fasciculului hipotalamohipofizar. De-a lungul acestor fibre se gasesc zone dilatate, eozinofile, cu forma butonata, denumite corpusculi de acumulare a neurosecretiei (sau corpii Herring). Corpii Herring contin vezicule neurosecretorii si alte organite in cantitati variate. Ei sunt considerati ca formatiuni de stocaj a materialului neurosecretat, care va fi transportat in capilarele sinusoidale.

Parenchimul neurohipofizei cuprinde pituicite, celule conjunctive, celule gonadotrope, fibre nervoase, corpi Herring, lipsind neuronii. Cele mai numeroase celule apar pituicitele, care sunt nevroglii transformate in vederea desfasurarii unor functii secretorii.

Exista mai multe feluri de pituicite (macro-, fibro- si reticulopituicite), ce difera dupa forma si dimensiunile lor, emitand prelungiri in jurul caparelor sanguine si la nivelul corpilor Herring. Pituicitele au nucleii sferici sau ovalari, cu cromatina dispusa reticular. La animalele in varsta, pituicitele acumuleaza granule de pigment melanic sau pigment de uzura, galben brun.

Celulele bazofile gonadotrope reprezinta celule migrate din lobul anterior in timpul dezvoltarii embrionare. Sunt mai mici decat cele din lobul anterior, cu citoplasma mai putin granulata. Formeaza grupe mici in vecinatatea lobului intermediar.

Fibrele nervoase sunt amielinice si reprezinta axoni ai neuronilor hipotalamici paraventriculari si supraoptici. Fibrele nervoase se ramifica diferit, unele in jurul pituicitelor, iar altele se dispun in jurul capilarelor. Ele constituie calea de deversare a hormonilor secretati de neuroenii paraventriculari si supraoptici.

Corpii Herring (corpusculum neurosecretorium accumulatum) sunt formatiuni ovalare, sferoidale sau neregulate, situate in interstitiuI lobului posterior, in care se acumuleaza neurosecretiile coloidale, bogate in glicozaminoglicani si in acid ascorbic.

Eliberarea hormonilor (vasopresina si ocitocina) in corpii Herring este realizata de catre pituicitele care ii separa de neurofizin si ii cedeaza sangelui. Vasopresina sau hormonul antidiuretic (ADH) este produs de neuronii nucleilor supraoptici, iar ocitocina de neuronii din nucleii paraventriculari.

Fibrele conjunctive si prelungirile celulelor gliale formeaza stroma lobului posterior.

1.3. Relatiile hipotalamo-hipofizare

Relatiile dintre hipotalamus si hipofiza se realizeaza prin doua, sisteme:- sistemul hipotalamo-adenohipofizar si sistemul hipotalamo-neurohipofizar.

Sistemul hipotalamo-adenohipofizar este format din: - portiunea hipotalamica, ce cuprinde nucleii hipotalamici; - din portiunea neurohipofizara, ce cuprinde terminatiile axonilor neuronilor ce provin de la nucleii din hipotalamus si ajung in eminenta mediana; si din adenohipofiza. Portiunea hipotalamica este zona hipofizotropica, situata in hipotalamusul bazal. In aceasta zona se gasesc celulele neurosecretoare, ai caror axoni se indreapta spre zona externa a eminentei mediane ce formeaza portiunea neurohipofizara, unde stabilesc contacte neurovasculare cu sistemul venos port hipofizar.

Sistemul venos port hipofizar (descris de Popa si Fielding) este format dintr-un plex capilar primar, situat in jurul eminentei mediane si un al doilea plex capilar, situat in portiunea distala a adenohipofizei, legate intre ele prin vase protale tuberale.

Primul plex capilar cuprinde doua tipuri de capilare:- unele in ansa si altele care formeaza un plex superficial. Exista anse capilare scurte, localizate in zona externa a eminentei mediane si anse capilare lungi, ce patrund in profunzime, ajungand adesea sub ependim . Plexul superficial este situat la limita dintre eminenta mediana si tija tuberala. Ansele capilare si plexul superficial se conecteaza cu vasele portale, care parcurg longitudinal portiunea tuberala, ajungand in plexul capilar din portiunea distala in care se varsa o serie de vase accesorii.

Portiunea intermediara a adenohipofizei este slab irigata de un plex vascular redus (la canide si feline), situat in tesutul conjunctiv care delimiteaza lobul intermediar de neurohipofiza. In schimb, la nivelul limitei dintre partea intermediara si partile tuberala si distala, vascularizatia este bogata. Fibrele nervoase sunt putine si trec din neurohipofiza in adonohipofiza, unele terminandu-se in portiunea intermediara. Alte fibre nervoase vegetative ajung in adenohipofiza, urmarind vasele de sange.

Sistemul hipotalamo-neurohipofizar este format din: portiunea hipotalamica, ce cuprinde nucleii supraoptici si paraventriculari, si portiunea neurohipofizara, ce cuprinde eminenta mediana, tija hipofizara si lobul nervos sau posterior.

In portiunea  hipotalamica, nucleii supraoptic si paraventricular sunt formati din neuroni mari, care produc hormonul antidiuretic si ocitocina, stocati in vezicule cu granulatii neurosecretorii. Hormonii sunt transportati pe calea axonilor ce trec din hipotalamus prin eminenta mediana in lobul nervos.

Nucleii neurosecretorii din hipotalamus sunt bogat irigati de o retea densa de capilare sinusoidale in care sunt eliberati hormonii. De asemenea, sunt prezente fibre nervoase simpatice perivasculare, cu rol vasomotor.

Granulele neurosecretorii contin complexe neurofizin-ocitocina si neurofizin-ADH. Livrarea complexelor se realizeaza in timpul transportului axonal, iar eliberarea hormonilor se produce prin exocitarea continutului veziculelor neurosecretorii. Alaturi de cei doi hormoni principali, in lobul neural al hipofizei au mai fost identificate o multime de amine biogene precum: acetilcolina, acid gamma-aminobutiric (GABA), encefaline, dimorfine, neoendorfine, care moduleaza eliberarea vasopresinei sau ocitocinei.

1.4. Organogeneza hipofizei

Glanda hipofiza este alcatuita din doi lobi: unul glandular (adenohipofiza) si altul nervos (neurohipofiza), diferiti din punct de vedere embriologic, histologic si fiziologic (fig. 2.).

Fig. 2. Dezvoltarea hipofizei:

1 - Prozencefalul; 2 - Mezencefalul; 3 - Rombencefalul; 4 - Infundibul diencefalic; 5 - Primordiu epitelial diencefalic; 6 - Coarda dorsala; 7 - Membrana         bucofaringiana; 8 - Faringele; 9 - Punga Rathke; 10 - Primordiul lobului anterior; 11 - Vestigiu al pediculului pungii Rathke; 12 - Chiasma optica; 13 - Ventriculul al III-lea; 14 - Recesus hipofizar; 15 - Tubercul cenusiu; 16 - Lob tuberal; 17 - Lob nervos; 18 - Lob intermediar; 19 - Fanta hipofizara; 20 - Lob antarior; 21 - Presfenoid; 22 - Bazisfenoid; 23 - Vestigiu al canalului craniofaringian.

Adenohipofiza sau lobul glandular ia nastere dintr-o evaginare a ectodermului gurii primitive ( a stomodeumului), care formeaza un diverticul (punga Rathke), ce prolifereaza spre diencefal. Punga Rathke prezinta doi pereti: -un perete posterior, ce se invecineaza cu diverticulul diencefalului si va genera lobul intermediar; - si un perete anterior, ce prolifereaza mai intens si va genera lobul anterior al hipofizei. Cavitatea pungii hipofizare (Rathke) se micsoreaza treptat, ramanand un spatiu rezidual, denumit fanta hipofizara, prezenta la bovine, suine si carnivore, sau ia aspect chistic la primate.

Neurohipofiza sau lobul posterior se formeaza dintr-o prelungire ventrala a podelei ventriculului diencefalic (ventriculul al III-lea).Primordiul diencefalic se largeste la extremitatea ventrala, formand lobul nervos, ce ramane atasat de diecefal prin tija hipofizara. In extremitatea dorsala a primordiului diencefalic patrunde recesusul hipofizar al ventriculului al III-lea, care la unele specii de animale (cabaline si carnivore) ajunge pana in masa lobului posterior.

Din pediculul care unea punga Rathke cu epiteliul stomodeal, raman grupe de celule ce vor forma o "hipofiza" faringiana, la nivelul peretelui nazofaringian sau hipofize accesorii in masa osului sfenoid. Aceste formatiuni hipofizare vestigeale pot degenera in tumori , care produc tulburari prin exces de hormon de crestere.

Tulburarile de dezvoltare a hipofizei se manifesta prin agenezii, hipogenezii, structura viciata si topografie aberanta. Se pot produce aspecte precum:

- agenezia hipofizei, ce se asociaza cu alte malformatii ale encefalului (anencefalie, ciclopie etc.);

-hipofiza faringiana, ce consta in prezenta unui nodul hipofizar in peretele dorso-caudal al faringelui, datorita primordiului hipofizar, care nu a migrat in saua turceasca.