De chromaffinecellen zijn cellen die zich in de medulla van de bijnieren bevinden. Deze klieren, aan de bovenkant van elke nier, hebben een buitenste cortex die steroïdhormonen afscheidt en een binnenste medulla met chromaffinecellen die fungeren als een ganglion dat catecholamines afscheidt.
Chromaffinecellen worden, samen met het sympathische zenuwstelsel, geactiveerd tijdens de 'vecht- of vlucht'-reactie die optreedt bij angst-, stress-, oefen- of conflictreacties en vormen onder deze aandoeningen, de belangrijkste bron van catecholamines die ons lichaam mobiliseert.
Foto van chromaffinecellen met verschillende microscopiemethoden (bron: Jhpbroeke via Wikimedia Commons)
Bij deze reacties bereidt het lichaam zich voor om maximale kracht en maximale alertheid te ontwikkelen. Om dit te doen, verhoogt het het hartwerk en de bloeddruk; genereert coronaire vasodilatatie en vasodilatatie van de skeletspierarteriolen.
Op dezelfde manier wordt de bloedstroom naar de periferie en naar het maagdarmstelsel verminderd. Glucose wordt uit de lever gemobiliseerd en de bronchiën en pupillen worden zodanig verwijd dat de ademhaling en de gezichtsscherpte worden verbeterd voor een ver zicht.
Representatief diagram van de reacties van het lichaam op stress. Stress kan de autonome sympathische zenuwen in het bijniermerg activeren en de synthese en afgifte van catecholamines in het bloed bevorderen, wat stroomafwaartse effecten heeft op het immuunsysteem (bron: Campos-Rodríguez R, Godínez-Victoria M, Abarca-Rojano E, Pacheco-Yépez J, Reyna-Garfias H, Barbosa-Cabrera RE, Drago-Serrano ME via Wikimedia Commons)
Deze reacties vatten het perifere effect van catecholamines samen, met name epinefrine, het belangrijkste secretieproduct van chromaffinecellen. Reacties worden bereikt via verschillende receptoren die zijn gekoppeld aan verschillende intracellulaire cascades. Er zijn vier soorten adrenerge receptoren bekend: α1, α2, ß1 en β2.
kenmerken
Het zenuwstelsel kan worden onderverdeeld in twee semi-onafhankelijke systemen:
- Het somatische zenuwstelsel, waardoor we ons kunnen verhouden tot de externe omgeving en kunnen reageren op de bewuste waarneming van sensorische stimuli en
- Het autonome zenuwstelsel, dat de interne omgeving reguleert
De meeste autonome sensorische signalen (van het autonome zenuwstelsel) worden niet waargenomen in het bewustzijn en de autonome controle van motorische activiteiten is onvrijwillig.
Reikwijdte van het autonome zenuwstelsel (Bron: Geo-Science-International via Wikimedia Commons)
Hoewel de anatomische structuur van beide systemen vergelijkbaar is, met sensorische inputs en motorische outputs, verschilt het autonome systeem doordat de output plaatsvindt via twee bronnen van motorneuronen, de sympathische en de parasympathische.
Bovendien heeft elke motoruitgang die naar een effector projecteert een ketting van twee neuronen, een preganglionisch en een postganglionisch.
De lichamen van de preganglionische neuronen bevinden zich in de hersenstam en in het ruggenmerg. De lichamen van postganglionische neuronen bevinden zich perifeer in de autonome ganglia.
Chromaffinecellen in het bijniermerg
Het bijniermerg is een gemodificeerd sympathisch autonoom ganglion, aangezien de sympathische preganglionische vezels uiteindelijk de chromaffinecellen van dit medulla stimuleren. Maar deze cellen verbinden zich niet met hun doelorganen via axonen, maar via hormonale afscheiding.
Chromaffinecellen scheiden voornamelijk epinefrine en kleine hoeveelheden noradrenaline en dopamine af. Door zijn afscheiding in de bloedbaan te morsen, zijn de effecten zeer breed en divers, aangezien ze een groot aantal doelorganen aantasten.
Normaal gesproken is de hoeveelheid afgescheiden catecholamines niet erg groot, maar in situaties van stress, angst, angst en hevige pijn zorgt een verhoogde stimulatie van de sympathische preganglionische uiteinden ervoor dat grote hoeveelheden adrenaline worden afgescheiden.
Histologie
Het bijniermerg heeft zijn embryonale oorsprong in de cellen van de neurale top, van de laatste thoracale niveaus tot de eerste lumbale. Deze migreren naar de bijnier, waar chromaffinecellen worden gevormd en het bijniermerg wordt gestructureerd.
In het bijniermerg zijn chromaffinecellen georganiseerd in korte, met elkaar verweven koorden van rijkelijk geïnnerveerde cellen (met een overvloedige aanwezigheid van zenuwuiteinden) die grenzen aan veneuze sinussen.
Chromaffinecellen zijn grote cellen, die korte koorden vormen en donkerbruin gekleurd zijn met chromaffinezouten, waaraan ze hun naam ontlenen.
Het zijn gemodificeerde postganglionische cellen, zonder dendrieten of axonen, die catecholamines uitscheiden in de bloedbaan wanneer ze worden gestimuleerd door preganglionische sympathische cholinerge uiteinden.
Er kunnen twee soorten chromaffinecellen worden onderscheiden. Sommige zijn de meest voorkomende (90% van het totaal), ze hebben grote kleine, compacte cytosolische korrels en produceren adrenaline.
De overige 10% wordt vertegenwoordigd door cellen, met kleine, dichte korrels die norepinefrine produceren. Er zijn geen histologische verschillen tussen cellen die epinefrine produceren en cellen die dopamine produceren.
Actiemechanismen
De werkingsmechanismen van catecholamines die door chromaffinecellen worden afgegeven, zijn afhankelijk van de receptor waaraan ze binden. Er zijn minstens vier soorten adrenerge receptoren bekend: α1, α2, ß1 en β2.
Deze receptoren zijn G-proteïne-gekoppelde metabotrope receptoren, die verschillende intracellulaire second-messenger-mechanismen hebben en waarvan de effecten stimulerend of remmend kunnen zijn.
De α1-receptoren zijn gekoppeld aan een stimulerend G-eiwit; de binding van epinefrine aan de receptor verlaagt de affiniteit van het eiwit voor GDP, waardoor het zich bindt aan GTP en geactiveerd wordt.
Representatief diagram van de functie van adrenerge receptoren en hun intracellulaire signaleringsmechanismen (Bron: Sven Jähnichen. Gedeeltelijk vertaald door Mikael Häggström via Wikimedia Commons)
Activering van G-proteïne stimuleert het enzym fosfolipase C dat inositoltrifosfaat (IP3) genereert, een tweede boodschapper die zich bindt aan intracellulaire calciumkanalen. Dit veroorzaakt een verhoging van de interne calciumconcentratie en de samentrekking van vasculaire gladde spieren wordt bevorderd.
De β1-receptoren werken samen met een stimulerend G-eiwit dat het enzym adenylaatcyclase activeert, dat cAMP produceert als een tweede boodschapper, het activeert een proteïnekinase dat een calciumkanaal fosforyleert, het kanaal opent en calcium komt de spiercel binnen.
De ß2-receptoren zijn gekoppeld aan een G-eiwit dat, wanneer geactiveerd, een adenylaatcyclase activeert dat de concentratie van cAMP verhoogt. CAMP activeert een proteïnekinase dat een kaliumkanaal fosforyleert dat opent en kalium afgeeft, waardoor de cel hyperpolariseert en ontspant.
De α2-receptoren zijn aan G-proteïne gekoppelde receptoren die ook via cAMP als een tweede boodschapper werken en de opname van calcium in de cel verminderen door de sluiting van calciumkanalen te bevorderen.
Kenmerken
De functies van chromaffinecellen zijn gerelateerd aan de effecten die worden geïnduceerd door catecholamines die ze synthetiseren en vrijgeven bij sympathische preganglionische stimulatie.
De sympathische preganglionische vezels scheiden acetylcholine af, dat werkt via een nicotinereceptor.
Deze receptor is een ionenkanaal en de binding van de receptor met acetylcholine bevordert de afgifte van de blaasjes die de catecholamines bevatten die door de verschillende chromaffinecellen worden geproduceerd.
Als gevolg hiervan worden epinefrine en kleine hoeveelheden norepinefrine en dopamine uitgescheiden in de bloedsomloop, die worden vrijgegeven en verspreid door de bloedbaan om de doelcellen te bereiken, die adrenerge receptoren hebben.
In vasculaire gladde spieren veroorzaakt epinefrine via een α1-receptor vasoconstrictie door samentrekking van gladde spieren te induceren, wat bijdraagt aan het hypertensieve effect van catecholamines.
Contractie van hartmyocyten (hartspiercellen) als gevolg van adrenaline-binding aan β1-receptoren verhoogt de contractiekracht van het hart. Deze receptoren bevinden zich ook in de pacemaker en hun uiteindelijke effect is het verhogen van de hartslag.
De ß2-receptoren bevinden zich in de bronchiale gladde spieren en in de gladde spieren van de kransslagaders, en epinefrine veroorzaakt respectievelijk bronchodilatatie en coronaire vasodilatatie.
Binding van adrenaline of noradrenaline aan α2-receptoren vermindert de afgifte van neurotransmitters uit de presynaptische ganglionuiteinden waar ze worden aangetroffen. Dopamine veroorzaakt niervasodilatatie.
Referenties
- Aunis, D. (1998). Exocytose in chromaffinecellen van het bijniermerg. In International review of cytology (Deel 181, pp. 213-320). Academische pers.
- Lumb, R., Tata, M., Xu, X., Joyce, A., Marchant, C., Harvey, N., … & Schwarz, Q. (2018). Neuropilines begeleiden preganglionische sympathische axonen en chromaffinecelvoorlopers om het bijniermerg vast te stellen. Ontwikkeling, 145 (21), dev162552.
- Borges, R., Gandía, L., en Carbone, E. (2018). Oude en opkomende concepten over bijnierchromaffinecel stimulus-secretie koppeling.
- Wilson-Pauwels, L., Stewart, PA, & Akesson, EJ (Eds.). (1997). Autonome zenuwen: basiswetenschap, klinische aspecten, casestudy's. PMPH USA.
- Jessell, TM, Kandel, ER en Schwartz, JH (2000). Principes van neurale wetenschap (nr. 577.25 KAN).
- William, FG en Ganong, MD (2005). Herziening van medische fysiologie. Gedrukt in de Verenigde Staten van Amerika, Seventeenth Edition, Pp-781.