1 Cytology of the Pars Distalis
Orspronkelijk met behulp van differentiële kleuring gecombineerd met experimentele manipulaties, werd vastgesteld dat er één cellulair type verantwoordelijk was voor de synthese en afgifte van elk tropisch hormoon, met één uitzondering. Deze eerste waarnemingen werden later ondersteund en verfijnd door immunocytochemische studies met antilichamen tegen elk hypofysehormoon. In de volgende beschrijvingen wordt voor elk van deze vijf celtypes de traditionele benaming bij zoogdieren gegeven. De cellen die verantwoordelijk zijn voor de afscheiding van tropische hormonen worden aangeduid met het achtervoegsel -trope. Omdat tropische hormonen vroeger “trofische hormonen” werden genoemd, verwijzen sommige auteurs nog steeds naar de celtypes met het achtervoegsel “-troph.”
De thyrotrope is de minst voorkomende van de secretorische celtypes in de pars distalis. Thyrotropen hebben lange cytoplasmatische uitsteeksels en bevatten bolvormige secreetkorrels. Zij komen hoofdzakelijk voor in het anterieur-mediale gedeelte van de pars distalis en vertonen weinig variatie met geslacht of leeftijd.
Ondanks de chemische gelijkenis van GTHs en TSH (zie verder), is de gonadotroop gemakkelijk te onderscheiden van de thyrotroop door cytologische en immunologische technieken. Gonadotrope cellen vertegenwoordigen ongeveer 15 tot 20% van de pars distalis cellen en zijn verspreid over de pars distalis. Twee populaties van bolvormige of enigszins onregelmatige secretorische granula kunnen op basis van hun grootte worden onderscheiden. Ten minste drie gonadotrope subtypes werden geïdentificeerd door verschillen in immunoreactiviteit. Eén subtype bevat alleen FSH, één alleen LH, en het derde zowel LH als FSH.
Twee afzonderlijke celtypen in de pars distalis worden beschouwd als bronnen voor GH en PRL, respectievelijk (Figuur 4-7). De somatotroop is het meest overvloedige celtype in de pars distalis, en vertegenwoordigt ongeveer 50% van de cellen, en wordt vooral langs de laterale randen van de pars distalis aangetroffen. De tweede acidofiele cel, lactotrope genaamd, scheidt PRL af. De lactotrope cellen maken tussen 10 en 25% van de cellen in de pars distalis uit, waarbij het lagere cijfer gebruikelijk is bij mannen en nullipare vrouwen (die nooit kinderen hebben gebaard). Er zijn relatief weinig PRL-secretieve cellen bij kinderen. Lactotrope cellen zijn verspreid over de pars distalis, vaak geassocieerd met gonadotrope cellen. Ten minste twee lactotropen zijn geïdentificeerd met behulp van ultrastructurele criteria. Het ene type is zeer algemeen, een dunkorrelige cel met kleinere bolvormige, ovale of onregelmatige korrels. Het tweede type is ongewoon, is dicht korrelig en komt typisch voor naast haarvaten. Er is een derde lactotroop beschreven, de mammosomatotroop, die zowel GH als PRL afscheidt, vooral tijdens de zwangerschap.
FIGUUR 4-7. Somatotroop (GH), lactotroop (PRL), en follicostellate cellen (SC).
Alledrie de celtypen bevinden zich in de buurt van een capillair (CAP). De GH- en PRL-cellen onderscheiden zich door de verschillende grootte en relatieve overvloed van secretiekorrels, terwijl de SC niet gekorreld zijn en de neiging vertonen een folliculaire structuur (F) te vormen waar zij met elkaar in contact komen. Vergelijk met gonadotropen en corticotropen in figuur 4-6.
(Aangepast van Baker, B.L., Yu, Y. U. Cell and Tissue Research 156, 443-449, 1975.)
Corticotropen die ACTH produceren bevinden zich in een centrale wig binnen de pars distalis en maken 10 tot 15% van het totaal aantal cellen uit. Zij bevatten een verscheidenheid van korrels die iets groter zijn dan die van thyrotrope cellen en zijn immunoreactief voor ACTH, LPH, en β-endorfine.
Corticotrope cellen zijn ook immunoreactief voor het eiwit cytokeratine dat voorkomt in het perinucleaire gebied en gewoonlijk niet wordt aangetroffen in andere tropische cellen. Het aantal corticotrope cellen varieert niet met leeftijd of geslacht, maar kan duidelijk variëren in een aantal pathologische toestanden (zie hoofdstuk 8).
Zorgvuldige studies van hormoon distributie, receptoren aanwezig in hypofyse tropische cellen, en de diversiteit van hormoon genen tot expressie gebracht door elke tropische cel hebben een veel dynamischer beeld geschetst van de pars distalis dan eerder gedacht. Niet alleen hebben we meerdere populaties van GTH-secreterende cellen en PRL-secreterende cellen, maar we vinden ook enkele cellen die een grotere variëteit van tropische hormonen maken dan voorheen werd vermoed. Zo produceren sommige gonadotrope cellen niet alleen GTH’s, maar mogelijk ook GH. Bovendien bezitten deze GTH-GH-cellen receptoren voor beide hypothalamus-afgiftehormonen, wat suggereert dat deze cellen beide hormonen uitscheiden. Corticotrope cellen blijken te verschillen wat betreft het type receptoren dat zij tot expressie brengen voor corticotropine-releasing hormoon (CRH) en in hun vermogen om ook het neuropeptide vasopressine te binden. Met behulp van veel van de in hoofdstuk 2 beschreven moleculaire technieken hebben onderzoekers de aanwezigheid van mRNA’s voor meer dan één tropisch hormoon in hypofysetropische cellen ontdekt, wat impliceert dat deze cellen, als zij de juiste signalen ontvangen, kunnen beginnen met de afscheiding van alternatieve hormonen. Deze nieuwe ontwikkelingen suggereren een veel dynamischer cytologie van de hypofyse dan tot nu toe werd aangenomen.
Een zesde celtype dat in de pars distalis van zoogdieren wordt aangetroffen is de niet-gekorrelde cel, die niet wordt onderscheiden door selectieve kleuringstechnieken. Niet-gegranuleerde cellen kunnen inactieve, verarmde of ongedifferentieerde cellen zijn, en sommige van deze laatste kunnen differentiëren in hormoonproducerende cellen, afhankelijk van het ontwikkelingsstadium of de fysiologische omstandigheden of in antwoord op experimentele manipulaties. Een type niet-gegranuleerde cel is de nulde cel, die geen speciale histologische, immunoreactieve of ultrastructurele kenmerken heeft, afgezien van de aanwezigheid van enkele kleine cytoplasmakorrels. Aangenomen wordt dat nolledige cellen de bron zijn van bepaalde hypofyse-adenomen. Een speciaal type niet-gegranuleerde cel, de follicostellate cel, is met behulp van de elektronenmicroscoop waargenomen bij alle gewervelde dieren. De follicostellate cellen vertonen S-100 proteïne, een kenmerk van neurogliale cellen in de hersenen, en het S-100 proteïne wordt in geen enkele andere cel van de adenohypofyse gevonden. De cytoplasmatische uitsteeksels van deze gliaal-gerelateerde stellate (stervormige) cellen zijn zeer lang en vormen een soort netwerk of reticulum tussen haarvaten in de gehele pars distalis. Zij worden folliculair genoemd vanwege de manier waarop hun stellate uitsteeksels soms kleine ruimten omgeven of insluiten. Elk van deze follikels bestaat uit een extracellulaire ruimte die volledig omgeven is door uitsteeksels van de follicostellate cellen en gevuld is met vloeistof (Figuur 4-7). Microvilli en soms cilia steken uit in de folliculaire lumina van deze follikels. De follicostellate cellen kunnen een ondersteunende of voedingsfunctie vervullen en zijn bekend als fagocyterende aasetende cellen. Zij zijn waarschijnlijk niet de bron van tropische hormonen, maar produceren wel paracriene secreties, waaronder interleukine (IL-6), basale fibroblastische groeifactor (bFGF) en vasculaire endotheliale celgroeifactor (VEGF). Afscheidingen van follicostellate cellen in cultuur verminderen de afgifte van GH, PRL en LH na toediening van stoffen die normaal hun afgifte opwekken. Ten slotte suggereert recent bewijs dat follicostellate cellen eigenschappen van stamcellen hebben en kunnen differentiëren in andere celtypes.