17.6: الغدد الكظرية
- Page ID
- 203005
أهداف التعلم
- وصف موقع وهيكل الغدد الكظرية
- التعرف على الهرمونات التي تنتجها قشرة الغدة الكظرية والنخاع الكظري، وتلخيص الخلايا المستهدفة والتأثيرات
الغدد الكظرية عبارة عن شرائح من الأنسجة الغدية والغدد الصم العصبية تلتصق بالجزء العلوي من الكلى بواسطة كبسولة ليفية (الشكل\(\PageIndex{1}\)). تتمتع الغدد الكظرية بإمدادات دم غنية وتعاني من واحدة من أعلى معدلات تدفق الدم في الجسم. تخدمها عدة شرايين متفرعة من الشريان الأورطي، بما في ذلك الشرايين فوق الكلوية والكلوية. يتدفق الدم إلى كل غدة كظرية في قشرة الغدة الكظرية ثم يصب في النخاع الكظري. يتم إطلاق هرمونات الغدة الكظرية في الدورة الدموية عبر الأوردة فوق الكلوية اليسرى واليمنى.
تتكون الغدة الكظرية من قشرة خارجية من الأنسجة الغدية ونخاع داخلي للنسيج العصبي. تنقسم القشرة نفسها إلى ثلاث مناطق: الزونا الكبيبية، وزونا فاسيكولاتا، والمنطقة الشبكية. تفرز كل منطقة مجموعتها الخاصة من الهرمونات.
تفرز قشرة الغدة الكظرية، كمكون من محور المهاد والغدة النخامية والغدة الكظرية (HPA)، هرمونات الستيرويد المهمة لتنظيم الاستجابة للإجهاد على المدى الطويل، وضغط الدم وحجم الدم، وامتصاص المغذيات وتخزينها، وتوازن السوائل والكهارل، والالتهابات. يتضمن محور HPA تحفيز إطلاق هرمون هرمون الكظر (ACTH) من الغدة النخامية عن طريق منطقة ما تحت المهاد. ثم يقوم ACTH بتحفيز قشرة الغدة الكظرية لإنتاج هرمون الكورتيزول. سيتم مناقشة هذا المسار بمزيد من التفاصيل أدناه.
النخاع الكظري هو نسيج عصبي صماوي يتكون من الخلايا العصبية العصبية للجهاز العصبي الودي بعد العقدي (SNS). إنه حقًا امتداد للجهاز العصبي اللاإرادي، الذي ينظم التوازن في الجسم. يتضمن المسار السمبوتمي (SAM) تحفيز النخاع بواسطة نبضات من منطقة ما تحت المهاد عبر الخلايا العصبية من الحبل الشوكي الصدري. يتم تحفيز النخاع لإفراز الهرمونات الأمينية الإيبينيفرين والنورادرينالين.
واحدة من الوظائف الرئيسية للغدة الكظرية هي الاستجابة للتوتر. يمكن أن يكون الإجهاد جسديًا أو نفسيًا أو كليهما. تشمل الضغوط الجسدية تعريض الجسم للإصابة أو المشي في الخارج في ظروف باردة ورطبة دون ارتداء معطف أو سوء التغذية. تشمل الضغوط النفسية إدراك وجود تهديد جسدي أو قتال مع أحد الأحباء أو مجرد يوم سيء في المدرسة.
يستجيب الجسم بطرق مختلفة للإجهاد قصير المدى والضغط طويل الأمد باتباع نمط يعرف باسم متلازمة التكيف العام (GAS). المرحلة الأولى من GAS تسمى رد فعل الإنذار. هذا هو الإجهاد قصير المدى، استجابة القتال أو الطيران، بوساطة هرمونات الإيبينيفرين والنورادرينالين من النخاع الكظري عبر مسار SAM. وتتمثل مهمتها في إعداد الجسم لمجهود بدني شديد. بمجرد تخفيف هذا الضغط، يعود الجسم بسرعة إلى طبيعته. يغطي القسم الخاص بالنخاع الكظري هذه الاستجابة بمزيد من التفصيل.
إذا لم يتم تخفيف التوتر قريبًا، فإن الجسم يتكيف مع الإجهاد في المرحلة الثانية التي تسمى مرحلة المقاومة. إذا كان الشخص جائعًا على سبيل المثال، فقد يرسل الجسم إشارات إلى الجهاز الهضمي لزيادة امتصاص العناصر الغذائية من الطعام.
ولكن إذا استمر الضغط لفترة أطول، فإن الجسم يستجيب بأعراض مختلفة تمامًا عن استجابة القتال أو الطيران. خلال مرحلة الإرهاق، قد يبدأ الأفراد في المعاناة من الاكتئاب، وقمع الاستجابة المناعية، والتعب الشديد، أو حتى نوبة قلبية قاتلة. تتوسط في هذه الأعراض هرمونات قشرة الغدة الكظرية، وخاصة الكورتيزول، التي يتم إطلاقها نتيجة لإشارات من محور HPA.
تحتوي هرمونات الغدة الكظرية أيضًا على العديد من الوظائف غير المرتبطة بالإجهاد، بما في ذلك زيادة مستويات الصوديوم والجلوكوز في الدم، والتي سيتم وصفها بالتفصيل أدناه.
قشرة الغدة الكظرية
تتكون قشرة الغدة الكظرية من طبقات متعددة من خلايا تخزين الدهون التي تحدث في ثلاث مناطق متميزة هيكليًا. تنتج كل منطقة من هذه المناطق هرمونات مختلفة.
هرمونات الزونا كلوبولوسا
المنطقة الأكثر سطحية من قشرة الغدة الكظرية هي الكبيبة الزونية، التي تنتج مجموعة من الهرمونات يشار إليها مجتمعة باسم مينيرالوكورتيكويدات بسبب تأثيرها على معادن الجسم، وخاصة الصوديوم والبوتاسيوم. هذه الهرمونات ضرورية لتوازن السوائل والكهارل.
الألدوستيرون هو القورتيكويد المعدني الرئيسي. إنه مهم في تنظيم تركيز أيونات الصوديوم والبوتاسيوم في البول والعرق واللعاب. على سبيل المثال، يتم إطلاقه استجابة لارتفاع الدم K + أو انخفاض الدم Na + أو انخفاض ضغط الدم أو انخفاض حجم الدم. استجابةً لذلك، يزيد الألدوستيرون من إفراز K + والاحتفاظ بـ Na +، مما يؤدي بدوره إلى زيادة حجم الدم وضغط الدم. يتم تحفيز إفرازه عندما يؤدي CRH من منطقة ما تحت المهاد إلى إطلاق ACTH من الغدة النخامية الأمامية.
يعتبر الألدوستيرون أيضًا مكونًا رئيسيًا في نظام الرينين-أنجيوتنسين-الألدوستيرون (RAAS) حيث تفرز الخلايا المتخصصة في الكلى إنزيم الرينين استجابة لانخفاض حجم الدم أو انخفاض ضغط الدم. يقوم الرينين بعد ذلك بتحفيز تحويل بروتين الأنجيوتنسينوجين في الدم، الذي ينتجه الكبد، إلى هرمون الأنجيوتنسين الأول. يتم تحويل الأنجيوتنسين 1 في الرئتين إلى أنجيوتنسين 2 بواسطة الإنزيم المحول للأنجيوتنسين (ACE). يحتوي الأنجيوتنسين II على ثلاث وظائف رئيسية:
- بدء تضيق الأوعية الدموية في الشرايين، مما يقلل من تدفق الدم
- تحفيز أنابيب الكلى لإعادة امتصاص كلوريد الصوديوم والماء، وزيادة حجم الدم
- إرسال إشارة إلى قشرة الغدة الكظرية لإفراز الألدوستيرون، مما يساهم في زيادة احتباس السوائل واستعادة ضغط الدم وحجم الدم
بالنسبة للأفراد الذين يعانون من ارتفاع ضغط الدم، أو ارتفاع ضغط الدم، تتوفر الأدوية التي تمنع إنتاج الأنجيوتنسين II. هذه الأدوية، المعروفة باسم مثبطات ACE، تمنع إنزيم ACE من تحويل الأنجيوتنسين 1 إلى الأنجيوتنسين II، مما يخفف من قدرة الأخير على زيادة ضغط الدم.
هرمونات زونا فاسيكولاتا
المنطقة المتوسطة من قشرة الغدة الكظرية هي منطقة zona fasiculata، التي سميت بهذا الاسم لأن الخلايا تشكل حزمًا صغيرة (حزم) مفصولة بأوعية دموية صغيرة. تنتج خلايا zona fasiculata هرمونات تسمى الجلوكوكورتيكويدات بسبب دورها في استقلاب الجلوكوز. وأهمها الكورتيزول، الذي يتحول الكبد بعضه إلى كورتيزون. الجلوكوكورتيكويد المنتج بكميات أقل بكثير هو الكورتيكوستيرون. استجابة للضغوط طويلة المدى، يفرز المهاد CRH، والذي بدوره يؤدي إلى إطلاق ACTH بواسطة الغدة النخامية الأمامية. يؤدي ACTH إلى إطلاق الجلوكوكورتيكويدات. تأثيرها العام هو منع بناء الأنسجة مع تحفيز انهيار العناصر الغذائية المخزنة للحفاظ على إمدادات الوقود الكافية. في حالات الإجهاد طويل الأمد، على سبيل المثال، يعزز الكورتيزول تقويض الجليكوجين إلى الجلوكوز، وتقويض الدهون الثلاثية المخزنة في الأحماض الدهنية والجلسرين، وتقويض بروتينات العضلات إلى أحماض أمينية. يمكن بعد ذلك استخدام هذه المواد الخام لتجميع المزيد من الجلوكوز والكيتونات لاستخدامها كوقود للجسم. يعد الحُصين، وهو جزء من الفص الصدغي للقشور الدماغية ومهمًا في تكوين الذاكرة، حساسًا للغاية لمستويات الإجهاد بسبب العديد من مستقبلات الجلوكوكورتيكويد.
ربما تكون على دراية بالأدوية التي تُصرف بوصفة طبية والأدوية التي لا تستلزم وصفة طبية والتي تحتوي على الجلوكوكورتيكويدات، مثل حقن الكورتيزون في المفاصل الملتهبة وأقراص بريدنيزون وأجهزة الاستنشاق القائمة على الستيرويد المستخدمة لإدارة الربو الشديد، وكريمات الهيدروكورتيزون المستخدمة لتخفيف الطفح الجلدي الحاك. تعكس هذه الأدوية دورًا آخر للكورتيزول - وهو تقليل تنظيم الجهاز المناعي، مما يمنع الاستجابة الالتهابية.
هرمونات زونا ريتيكليواريس
أعمق منطقة في قشرة الغدة الكظرية هي المنطقة الشبكية، التي تنتج كميات صغيرة من فئة من الهرمونات الجنسية الستيرويدية تسمى الأندروجينات. خلال فترة البلوغ ومعظم مرحلة البلوغ، يتم إنتاج الأندروجينات في الغدد التناسلية. الأندروجينات المنتجة في المنطقة الشبكية تكمل الأندروجينات التناسلية. يتم إنتاجها استجابة لـ ACTH من الغدة النخامية الأمامية ويتم تحويلها في الأنسجة إلى هرمون التستوستيرون أو هرمون الاستروجين. في النساء البالغات، قد يساهمن في الدافع الجنسي، لكن وظيفتهن لدى الرجال البالغين ليست مفهومة جيدًا. في النساء بعد انقطاع الطمث، مع انخفاض وظائف المبايض، يصبح المصدر الرئيسي لهرمون الاستروجين هو الأندروجينات التي تنتجها المنطقة الشبكية.
النخاع الكظري
كما ذكرنا سابقًا، تطلق قشرة الغدة الكظرية الجلوكوكورتيكويدات استجابة للإجهاد طويل الأمد مثل المرض الشديد. في المقابل، يطلق النخاع الكظري هرموناته استجابة للإجهاد الحاد قصير المدى بوساطة الجهاز العصبي الودي (SNS).
يتكون النسيج النخاعي من خلايا SNS العصبية الفريدة بعد العقدية والتي تسمى خلايا الكرومافين، وهي كبيرة الحجم وذات شكل غير منتظم، وتنتج الناقلات العصبية الإيبينيفرين (وتسمى أيضًا الأدرينالين) والنورادرينالين (أو النورادرينالين). يتم إنتاج الإيبينيفرين بكميات أكبر - حوالي 4 إلى 1 مع النوربينفرين - وهو الهرمون الأكثر قوة. نظرًا لأن خلايا الكرومافين تطلق الإيبينيفرين والنورادرينالين في الدورة الدموية الجهازية، حيث تنتقل على نطاق واسع وتؤثر على الخلايا البعيدة، فإنها تعتبر هرمونات. وهي مشتقة من الأحماض الأمينية التيروزين، وتصنف كيميائيًا على أنها كاتيكولامينات.
يتم التحكم في إفراز الإيبينيفرين النخاعي والنورادرينالين عن طريق مسار عصبي ينشأ من منطقة ما تحت المهاد استجابة للخطر أو الإجهاد (مسار SAM). يشير كل من الإيبينيفرين والنورادرينالين إلى خلايا الكبد والعضلات الهيكلية لتحويل الجليكوجين إلى جلوكوز، مما يؤدي إلى زيادة مستويات الجلوكوز في الدم. تزيد هذه الهرمونات من معدل ضربات القلب والنبض وضغط الدم لإعداد الجسم لمحاربة التهديد المتصور أو الفرار منه. بالإضافة إلى ذلك، يعمل المسار على توسيع الشعب الهوائية، مما يرفع مستويات الأكسجين في الدم. كما أنه يحفز توسع الأوعية، مما يزيد من أكسجة الأعضاء المهمة مثل الرئتين والدماغ والقلب والعضلات الهيكلية. في الوقت نفسه، يؤدي إلى تضيق الأوعية الدموية التي تخدم الأعضاء الأقل أهمية مثل الجهاز الهضمي والكلى والجلد، ويقلل من تنظيم بعض مكونات الجهاز المناعي. تشمل الآثار الأخرى جفاف الفم وفقدان الشهية واتساع حدقة العين وفقدان الرؤية المحيطية. يتم تلخيص الهرمونات الرئيسية للغدد الكظرية في الجدول\(\PageIndex{1}\).
| Adrenal gland | Associated hormones | Chemical class | Effect |
|---|---|---|---|
| Adrenal cortex | Aldosterone | Steroid | Increases blood Na+ levels |
| Adrenal cortex | Cortisol, corticosterone, cortisone | Steroid | Increase blood glucose levels |
| Adrenal medulla | Epinephrine, norepinephrine | Amine | Stimulate fight-or-flight response |
Disorders Involving the Adrenal Glands
Several disorders are caused by the dysregulation of the hormones produced by the adrenal glands. For example, Cushing’s disease is a disorder characterized by high blood glucose levels and the accumulation of lipid deposits on the face and neck. It is caused by hypersecretion of cortisol. The most common source of Cushing’s disease is a pituitary tumor that secretes cortisol or ACTH in abnormally high amounts. Other common signs of Cushing’s disease include the development of a moon-shaped face, a buffalo hump on the back of the neck, rapid weight gain, and hair loss. Chronically elevated glucose levels are also associated with an elevated risk of developing type 2 diabetes. In addition to hyperglycemia, chronically elevated glucocorticoids compromise immunity, resistance to infection, and memory, and can result in rapid weight gain and hair loss.
In contrast, the hyposecretion of corticosteroids can result in Addison’s disease, a rare disorder that causes low blood glucose levels and low blood sodium levels. The signs and symptoms of Addison’s disease are vague and are typical of other disorders as well, making diagnosis difficult. They may include general weakness, abdominal pain, weight loss, nausea, vomiting, sweating, and cravings for salty food.
Chapter Review
The adrenal glands, located superior to each kidney, consist of two regions: the adrenal cortex and adrenal medulla. The adrenal cortex—the outer layer of the gland—produces mineralocorticoids, glucocorticoids, and androgens. The adrenal medulla at the core of the gland produces epinephrine and norepinephrine.
The adrenal glands mediate a short-term stress response and a long-term stress response. A perceived threat results in the secretion of epinephrine and norepinephrine from the adrenal medulla, which mediate the fight-or-flight response. The long-term stress response is mediated by the secretion of CRH from the hypothalamus, which triggers ACTH, which in turn stimulates the secretion of corticosteroids from the adrenal cortex. The mineralocorticoids, chiefly aldosterone, cause sodium and fluid retention, which increases blood volume and blood pressure.
Interactive Link Questions
Visit this link to view an animation describing the location and function of the adrenal glands. Which hormone produced by the adrenal glands is responsible for mobilization of energy stores?
Answer: Cortisol.
Review Questions
Q. The adrenal glands are attached superiorly to which organ?
A. thyroid
B. liver
C. kidneys
D. hypothalamus
Answer: C
Q. What secretory cell type is found in the adrenal medulla?
A. chromaffin cells
B. neuroglial cells
C. follicle cells
D. oxyphil cells
Answer: A
Q. Cushing’s disease is a disorder caused by ________.
A. abnormally low levels of cortisol
B. abnormally high levels of cortisol
C. abnormally low levels of aldosterone
D. abnormally high levels of aldosterone
Answer: B
Q. Which of the following responses s not part of the fight-or-flight response?
A. pupil dilation
B. increased oxygen supply to the lungs
C. suppressed digestion
D. reduced mental activity
Answer: D
Critical Thinking Questions
Q. What are the three regions of the adrenal cortex and what hormones do they produce?
A. The outer region is the zona glomerulosa, which produces mineralocorticoids such as aldosterone; the next region is the zona fasciculata, which produces glucocorticoids such as cortisol; the inner region is the zona reticularis, which produces androgens.
Q. If innervation to the adrenal medulla were disrupted, what would be the physiological outcome?
A. Damage to the innervation of the adrenal medulla would prevent the adrenal glands from responding to the hypothalamus during the fight-or-flight response. Therefore, the response would be reduced.
Q. Compare and contrast the short-term and long-term stress response.
A. The short-term stress response involves the hormones epinephrine and norepinephrine, which work to increase the oxygen supply to organs important for extreme muscular action such as the brain, lungs, and muscles. In the long-term stress response, the hormone cortisol is involved in catabolism of glycogen stores, proteins, and triglycerides, glucose and ketone synthesis, and downregulation of the immune system.
Glossary
- adrenal cortex
- outer region of the adrenal glands consisting of multiple layers of epithelial cells and capillary networks that produces mineralocorticoids and glucocorticoids
- adrenal glands
- endocrine glands located at the top of each kidney that are important for the regulation of the stress response, blood pressure and blood volume, water homeostasis, and electrolyte levels
- adrenal medulla
- inner layer of the adrenal glands that plays an important role in the stress response by producing epinephrine and norepinephrine
- angiotensin-converting enzyme
- the enzyme that converts angiotensin I to angiotensin II
- alarm reaction
- the short-term stress, or the fight-or-flight response, of stage one of the general adaptation syndrome mediated by the hormones epinephrine and norepinephrine
- aldosterone
- hormone produced and secreted by the adrenal cortex that stimulates sodium and fluid retention and increases blood volume and blood pressure
- chromaffin
- neuroendocrine cells of the adrenal medulla
- cortisol
- glucocorticoid important in gluconeogenesis, the catabolism of glycogen, and downregulation of the immune system
- epinephrine
- primary and most potent catecholamine hormone secreted by the adrenal medulla in response to short-term stress; also called adrenaline
- general adaptation syndrome (GAS)
- the human body’s three-stage response pattern to short- and long-term stress
- glucocorticoids
- hormones produced by the zona fasciculata of the adrenal cortex that influence glucose metabolism
- mineralocorticoids
- hormones produced by the zona glomerulosa cells of the adrenal cortex that influence fluid and electrolyte balance
- norepinephrine
- secondary catecholamine hormone secreted by the adrenal medulla in response to short-term stress; also called noradrenaline
- stage of exhaustion
- stage three of the general adaptation syndrome; the body’s long-term response to stress mediated by the hormones of the adrenal cortex
- stage of resistance
- stage two of the general adaptation syndrome; the body’s continued response to stress after stage one diminishes
- zona fasciculata
- intermediate region of the adrenal cortex that produce hormones called glucocorticoids
- zona glomerulosa
- most superficial region of the adrenal cortex, which produces the hormones collectively referred to as mineralocorticoids
- zona reticularis
- deepest region of the adrenal cortex, which produces the steroid sex hormones called androgens