Gruczoł sutkowy - Mammary gland

Sutek
Anatomia piersi normalny schemat.png
Detale
Prekursor Mezoderma
 (naczynia krwionośne i tkanka łączna)
Ektoderma
 (elementy komórkowe)
Tętnica Tętnica piersiowa wewnętrzna Tętnica
piersiowa boczna
Żyła Żyła piersiowa wewnętrzna Żyła
pachowa
Nerw Nerwy nadobojczykowe Nerwy
międzyżebrowe
 (gałęzie boczne i przyśrodkowe)
Limfa Węzły chłonne pachowe piersiowe
Identyfikatory
TA98 A16.0.02.006
TA2 7099
FMA 60088
Terminologia anatomiczna

Gruczołu sutkowego jest gruczoł wydzielania zewnętrznego w ludzi i innych ssaków , które produkuje mleko karmić młode potomstwo . Ssaki biorą swoją nazwę od łacińskiego słowa mamma , „pierś”. Gruczoły sutkowe są ułożone w narządach, takich jak piersi u naczelnych (na przykład u ludzi i szympansów), wymiona u przeżuwaczy (na przykład krowy, kozy i jelenie) oraz wykopy innych zwierząt (na przykład psów i koty). Lactorrhea , sporadyczna produkcja mleka przez gruczoły, może wystąpić u każdego ssaka, ale u większości ssaków laktacja , czyli wytwarzanie wystarczającej ilości mleka do karmienia , występuje tylko u fenotypowych samic , które zaszły w ciążę w ostatnich miesiącach lub latach. Jest kierowany przez sterydy hormonalne sterydów płciowych . U kilku gatunków ssaków może wystąpić laktacja samców . U ludzi laktacja męska może wystąpić tylko w określonych okolicznościach.

Ssaki dzielą się na 3 grupy: prototherian, metatherian i eutherian. W przypadku pierwotniaków zarówno samce, jak i samice mają funkcjonalne gruczoły sutkowe, ale ich gruczoły sutkowe są pozbawione sutków. Te gruczoły sutkowe są zmodyfikowanymi gruczołami łojowymi. Jeśli chodzi o metatherian i eutherians, tylko samice mają funkcjonalne gruczoły sutkowe. Ich gruczoły sutkowe można określić mianem piersi lub wymion . W przypadku piersi każdy gruczoł sutkowy ma własny sutek (np. gruczoły sutkowe człowieka). W przypadku wymion pary gruczołów sutkowych stanowią jedną masę, z której zwisa więcej niż jedna sutka (lub smoczek ). Na przykład krowy i bawoły mają jedno wymię z czterema sutkami, podczas gdy owce i kozy mają po dwa wymiona wystające z wymion. Te gruczoły sutkowe to zmodyfikowane gruczoły potowe.

Struktura

Podstawowymi składnikami dojrzałego gruczołu sutkowego są pęcherzyki płucne (puste, kilkumilimetrowe jamy), wyłożone prostopadłościennymi komórkami wydzielającymi mleko i otoczone komórkami mioepitelialnymi . Te pęcherzyki łączą się, tworząc grupy zwane zrazikami . Każdy płatek ma kanał mleczny, który spływa do otworów w brodawce sutkowej . Komórki mioepitelialne kurczą się pod wpływem stymulacji oksytocyny , wydalającej mleko wydzielane przez jednostki pęcherzykowe do światła zrazika w kierunku brodawki sutkowej. Gdy niemowlę zaczyna ssać, następuje za pośrednictwem oksytocyny „odruch spuszczania” i mleko matki jest wydzielane – a nie zasysane – z gruczołu do ust dziecka.

Cała tkanka wydzielająca mleko prowadząca do pojedynczego przewodu mlecznego jest zbiorczo nazywana „prostym gruczołem sutkowym”; w „złożonym gruczole sutkowym” wszystkie proste gruczoły sutkowe obsługują jeden sutek. Ludzie zwykle mają dwa złożone gruczoły sutkowe, po jednym w każdej piersi, a każdy złożony gruczoł sutkowy składa się z 10–20 prostych gruczołów. Otwór każdego prostego gruczołu na powierzchni brodawki nazywany jest „porem”. Obecność więcej niż dwóch brodawek sutkowych jest znana jako polythelia, a obecność więcej niż dwóch złożonych gruczołów sutkowych jako polymastia .

Utrzymanie prawidłowej spolaryzowanej morfologii przewodu mlecznego wymaga jeszcze jednego istotnego składnika – macierzy zewnątrzkomórkowej komórek nabłonka sutka (ECM), która wraz z adipocytami , fibroblastami , komórkami zapalnymi i innymi tworzy podścielisko sutka. Nabłonek gruczołu sutkowego ECM zawiera głównie mioepitelialną błonę podstawną i tkankę łączną. Nie tylko wspomagają podstawową strukturę gruczołu mlekowego, ale także służą jako pomost komunikacyjny między nabłonkiem gruczołu mlekowego a ich lokalnym i globalnym środowiskiem przez cały rozwój tego narządu.

Histologia

Mikrofotografia świetlna ludzkiego proliferującego gruczołu sutkowego podczas cyklu rujowego. W lewym górnym polu widoczna jest kiełkująca tkanka gruczołu (barwienie hematoksyliną i eozyną)

Gruczoł sutkowy to specyficzny rodzaj gruczołu apokrynowego, który specjalizuje się w produkcji siary podczas porodu. Gruczoły sutkowe można zidentyfikować jako apokrynowe, ponieważ wykazują one uderzające wydzielanie „dekapitacji”. Wiele źródeł twierdzi, że gruczoły sutkowe to zmodyfikowane gruczoły potowe . Niektórzy autorzy kwestionują to i twierdzą zamiast tego, że są to gruczoły łojowe .

Rozwój

Gruczoły sutkowe rozwijają się w różnych cyklach wzrostu. Występują u obu płci w stadium embrionalnym, tworząc jedynie szczątkowe drzewo przewodowe po urodzeniu. Na tym etapie rozwój gruczołu sutkowego zależy od hormonów ogólnoustrojowych (i matczynych), ale podlega również (lokalnej) regulacji komunikacji parakrynnej między sąsiednimi komórkami nabłonkowymi i mezenchymalnymi przez białko związane z parathormonem ( PTHrP ). Ten lokalnie wydzielany czynnik powoduje szereg dodatnich sprzężeń zwrotnych z zewnątrz do wewnątrz i na zewnątrz między tymi dwoma typami komórek, dzięki czemu komórki nabłonka pączków sutkowych mogą proliferować i kiełkować w dół do warstwy mezenchymalnej, aż dotrą do poduszki tłuszczowej, aby rozpocząć pierwsza runda rozgałęzień. Jednocześnie embrionalne komórki mezenchymalne wokół pączka nabłonkowego otrzymują aktywowane przez PTHrP czynniki sekrecyjne , takie jak BMP4 . Te komórki mezenchymalne mogą przekształcić się w gęsty, specyficzny dla sutka mezenchym, który później rozwija się w tkankę łączną z nitkami włóknistymi, tworząc naczynia krwionośne i układ limfatyczny. Błona podstawna, zawierająca głównie lamininę i kolagen , utworzona następnie przez zróżnicowane komórki mioepitelialne, zachowuje polarność tego pierwotnego drzewa przewodowego. Te składniki macierzy zewnątrzkomórkowej są silnymi wyznacznikami morfogenezy przewodów.

Biochemia

Estrogen i hormon wzrostu (GH) są niezbędne dla przewodowej składowej rozwoju gruczołu sutkowego i działają synergistycznie, aby w nim pośredniczyć. Ani estrogen, ani GH nie są w stanie wywołać rozwoju przewodowego bez drugiego. Stwierdzono, że rola GH w rozwoju przewodowym wynika głównie z indukcji wydzielania insulinopodobnego czynnika wzrostu 1 (IGF-1), który występuje zarówno ogólnoustrojowo (pochodzący głównie z wątroby ), jak i lokalnie w tkance tłuszczowej sutka. pad poprzez aktywację receptora hormonu wzrostu (GHR). Jednak sam GH działa również niezależnie od IGF-1, stymulując rozwój przewodów poprzez zwiększenie ekspresji receptora estrogenowego (ER) w tkance gruczołu sutkowego, co jest dalszym efektem aktywacji GHR gruczołu sutkowego. W każdym razie, w przeciwieństwie do IGF-1, sam GH nie jest niezbędny do rozwoju gruczołu sutkowego, a IGF-1 w połączeniu z estrogenem może indukować prawidłowy rozwój gruczołu sutkowego bez obecności GH. Oprócz IGF-1 w piersi biorą udział inne parakrynne czynniki wzrostu, takie jak naskórkowy czynnik wzrostu (EGF), transformujący czynnik wzrostu beta (TGF-β), amfiregulina , czynnik wzrostu fibroblastów (FGF) i czynnik wzrostu hepatocytów (HGF). rozwój jako mediatorów w dół do hormonów płciowych i GH/IGF-1.

Podczas rozwoju embrionalnego poziomy IGF-1 są niskie i stopniowo rosną od urodzenia do dojrzewania. W okresie dojrzewania poziomy GH i IGF-1 osiągają najwyższy poziom w życiu, a estrogen zaczyna być wydzielany w dużych ilościach u kobiet, kiedy to najczęściej ma miejsce rozwój przewodowy. Pod wpływem estrogenów rośnie również tkanka zrębowa i tłuszczowa otaczająca układ przewodowy w gruczołach sutkowych. Po okresie dojrzewania poziomy GH i IGF-1 stopniowo spadają, co ogranicza dalszy rozwój aż do ciąży , jeśli wystąpi. W okresie ciąży progesteron i prolaktyna są niezbędne do pośredniczenia w rozwoju zrazikowo-pęcherzykowym w tkance gruczołu sutkowego, który ma miejsce w okresie przygotowania do laktacji i karmienia .

Androgeny takie jak testosteron hamują rozwój gruczołu sutkowego za pośrednictwem estrogenów (m.in. poprzez zmniejszenie lokalnej ekspresji ER) poprzez aktywację receptorów androgenowych wyrażanych w tkance gruczołu sutkowego, a w połączeniu ze stosunkowo niskim poziomem estrogenów są przyczyną braku wykształconych gruczołów sutkowych u mężczyzn.

Oś czasu

Przed urodzeniem

Rozwój gruczołu sutkowego charakteryzuje się unikalnym procesem wnikania nabłonka do zrębu . Rozwój gruczołu sutkowego następuje głównie po urodzeniu . W okresie dojrzewania tworzeniu kanalików towarzyszy morfogeneza rozgałęzień, która tworzy podstawową sieć nadrzewną przewodów wychodzących z brodawki sutkowej .

Rozwojowo, nabłonek gruczołu sutkowego jest stale wytwarzany i utrzymywany przez rzadkie komórki nabłonkowe, nazywane prekursorami sutka, które ostatecznie uważa się za pochodzące z komórek macierzystych rezydujących w tkankach.

Rozwój embrionalnego gruczołu sutkowego można podzielić na szereg określonych etapów. Początkowo tworzenie linii mlecznych, które biegną między przednimi i tylnymi kończynami obustronnie po obu stronach linii środkowej występuje około 10,5 dnia embrionalnego (E10.5). Drugi etap występuje w E11.5, kiedy zaczyna się tworzenie placode wzdłuż linii mleka sutkowego. To w końcu doprowadzi do powstania brodawki sutkowej. Na koniec trzeci etap zachodzi w E12.5 i obejmuje wpuklenie komórek w placode do mezenchymy , co prowadzi do gruczołu Anlage (biologii) .

Pierwotne komórki (macierzyste) są wykrywane w zarodku, a ich liczba stale wzrasta podczas rozwoju

Wzrost

Po urodzeniu , przewody sutkowe wydłużają się w poduszkę tłuszczową sutka. Następnie, począwszy od około czwartego tygodnia życia, wzrost przewodu sutkowego znacznie wzrasta wraz z naciekaniem przewodów w kierunku węzła chłonnego . Pąki końcowe końcowe, wysoce proliferacyjne struktury znajdujące się na końcach inwazyjnych kanałów, znacznie się rozszerzają i powiększają na tym etapie. Ten okres rozwojowy charakteryzuje się pojawieniem się końcowych pąków końcowych i trwa do wieku około 7-8 tygodni.

W okresie dojrzewania przewody sutkowe zajęły do ​​końca poduszkę tłuszczową sutka. W tym momencie pąki końcowe stają się mniej proliferacyjne i zmniejszają się. Gałęzie boczne tworzą się z głównych przewodów i zaczynają wypełniać poduszkę tłuszczową sutka. Rozwój przewodów zmniejsza się wraz z osiągnięciem dojrzałości płciowej i przechodzi cykle rujowe (proestrus, estrus, metetrus i diestrus). W wyniku cyklu rujowego gruczoł mleczny podlega dynamicznym zmianom, w których komórki proliferują, a następnie ulegają regresji w uporządkowany sposób.

Ciąża

W czasie ciąży układy przewodowe ulegają szybkiej proliferacji i tworzą w gałęziach struktury pęcherzykowe do produkcji mleka. Po porodzie laktacja następuje w obrębie gruczołu sutkowego; laktacja polega na wydzielaniu mleka przez komórki światła pęcherzyków. Skurcz myoepithelial komórek otaczających pęcherzyki spowoduje mleko być wyrzucana przez przewody i do smoczka dla niemowląt karmionych piersią. Po odstawieniu niemowlęcia laktacja ustaje, a gruczoł sutkowy włącza się sam, w procesie zwanym inwolucją . Proces ten obejmuje kontrolowane zapadanie się komórek nabłonka sutka, w którym komórki rozpoczynają apoptozę w kontrolowany sposób, przywracając gruczoł sutkowy z powrotem do stanu pokwitania.

Postmenopauzalny

W okresie pomenopauzalnym , ze względu na znacznie niższy poziom estrogenu oraz ze względu na niższe poziomy GH i IGF-1, które zmniejszają się wraz z wiekiem, zaniki tkanki gruczołu sutkowego i gruczoły sutkowe stają się mniejsze.

Fizjologia

Kontrola hormonalna

Rozwój przewodu mlecznego następuje u samic w odpowiedzi na krążące hormony . Pierwszy rozwój jest często obserwowany w okresie przed- i poporodowym, a później w okresie dojrzewania . Estrogen promuje różnicowanie rozgałęzień, natomiast u mężczyzn testosteron je hamuje. Dojrzałe drzewo przewodowe osiągające granicę poduszeczki tłuszczowej gruczołu sutkowego powstaje w wyniku rozwidlenia zawiązków końcowych przewodu (TEB), wtórnych gałęzi wyrastających z przewodów pierwotnych i prawidłowego ukształtowania światła przewodu. Procesy te są ściśle modulowane przez składniki nabłonka gruczołu sutkowego ECM oddziałujące z hormonami ogólnoustrojowymi i lokalnymi czynnikami wydzielania. Jednak dla każdego mechanizmu „ nisza ” komórek nabłonkowych może być delikatnie unikalna z różnymi profilami receptorów błonowych i grubością błony podstawnej od określonego obszaru rozgałęzienia do obszaru, tak aby sublokalnie regulować wzrost lub różnicowanie komórek. Ważnymi graczami są integryna beta-1 , receptor naskórkowego czynnika wzrostu (EGFR), laminina-1/5 , kolagen IV , metaloproteinaza macierzy (MMP), proteoglikany siarczanu heparanu i inne. Podwyższony poziom krążącego hormonu wzrostu i estrogenu dociera do multipotencjalnych komórek czapeczki na końcówkach TEB przez cienką, nieszczelną warstwę błony podstawnej. Hormony te promują specyficzną ekspresję genów. W związku z tym komórki czapeczki mogą różnicować się w komórki nabłonka mioepitelialnego i światła (przewodów), a zwiększona ilość aktywowanych MMP może degradować otaczające ECM, pomagając zawiązkom przewodów dotrzeć dalej do poduszek tłuszczowych. Z drugiej strony błona podstawna wzdłuż dojrzałych przewodów sutkowych jest grubsza, z silną adhezją do komórek nabłonka poprzez wiązanie z receptorami integrynowymi i nieintegrynowymi. Kiedy rozwijają się boczne gałęzie, jest to znacznie bardziej „pchający do przodu” proces roboczy, obejmujący przechodzenie przez komórki mioepitelialne, degradację błony podstawnej, a następnie wnikanie do okołoprzewodowej warstwy włóknistej tkanki zrębowej. Zdegradowane fragmenty błony podstawnej (laminina-5) odgrywają rolę w procesie migracji komórek nabłonka sutka. Natomiast laminina -1 oddziałuje z receptorem nieintegrynowym , dystroglikanem negatywnie reguluje ten proces rozgałęzień bocznych w przypadku raka . Te złożone „Yin-yang” równoważące przesłuchy między macierzystą materią sutkową a komórkami nabłonka „instruują” zdrowy rozwój gruczołów sutkowych aż do dorosłości.

Istnieją wstępne dowody na to, że spożycie soi łagodnie stymuluje gruczoły piersiowe u kobiet przed i po menopauzie.

Ciąża

Pęcherzyki wydzielnicze rozwijają się głównie w czasie ciąży, kiedy wzrastający poziom prolaktyny , estrogenu i progesteronu powoduje dalsze rozgałęzienia, wraz ze wzrostem tkanki tłuszczowej i bogatszym przepływem krwi . W czasie ciąży progesteron w surowicy pozostaje w stabilnym, wysokim stężeniu, więc sygnalizacja przez jego receptor jest stale aktywowana. Jako jeden z transkrybowanych genów, Wnts wydzielane z komórek nabłonka sutka działają parakrynnie, indukując rozgałęzienia większej liczby sąsiednich komórek. Gdy drzewo przewodu mlecznego jest prawie gotowe, pęcherzyki „liściowe” są odróżniane od komórek nabłonka światła i dodawane na końcu każdej gałęzi. W późnej ciąży i przez kilka pierwszych dni po porodzie siara jest wydzielana. Wydzielanie mleka ( laktacja ) rozpoczyna się kilka dni później ze względu na zmniejszenie krążącego progesteronu i obecność innego ważnego hormonu prolaktyny, który pośredniczy w dalszej alweologenezie, produkcji białka mleka oraz reguluje równowagę osmotyczną i funkcję ścisłych połączeń . Istotna w tym procesie jest laminina i kolagen w mioepitelialnej błonie podstawnej, ponownie oddziałując z integryną beta-1 na powierzchni nabłonka. Ich wiązanie zapewnia prawidłowe umiejscowienie receptorów prolaktynowych po stronie podstawno-bocznej komórek pęcherzyków płucnych oraz kierunkowe wydzielanie mleka do przewodów mlecznych. Ssanie dziecka powoduje uwolnienie hormonu oksytocyny, który stymuluje skurcz komórek mioepitelialnych. W tej połączonej kontroli przez ECM i hormony ogólnoustrojowe, wydzielanie mleka może być wzajemnie wzmacniane, aby zapewnić dziecku wystarczającą ilość odżywienia.

Odstawienie od piersi

Podczas odsadzenia obniżona prolaktyna, brak stymulacji mechanicznej (ssanie dziecka) oraz zmiany w równowadze osmotycznej spowodowane zastojem mleka i nieszczelnością zwartych połączeń powodują zaprzestanie produkcji mleka. Jest to (bierny) proces, w którym dziecko lub zwierzę przestaje być zależne od matki w zakresie odżywiania. U niektórych gatunków po odsadzeniu dochodzi do całkowitej lub częściowej inwolucji struktur pęcherzykowych, u ludzi inwolucja jest tylko częściowa, a poziom inwolucji u ludzi wydaje się być wysoce indywidualny. Gruczoły w piersi wydzielają płyn również u kobiet, które nie karmią piersią. U niektórych innych gatunków (takich jak krowy) wszystkie pęcherzyki i struktury przewodów wydzielniczych zapadają się w wyniku zaprogramowanej śmierci komórek ( apoptozy ) i autofagii z powodu braku czynników sprzyjających wzrostowi z macierzy zewnątrzkomórkowej lub krążących hormonów. Jednocześnie apoptoza komórek śródbłonka naczyń włosowatych krwi przyspiesza regresję łożysk przewodowych laktacji. Kurczenie się przewodu sutkowego i przebudowa macierzy zewnątrzkomórkowej przez różne proteinazy jest pod kontrolą somatostatyny i innych hormonów hamujących wzrost oraz czynników lokalnych. Ta poważna zmiana strukturalna powoduje, że luźna tkanka tłuszczowa wypełnia później pustą przestrzeń. Ale funkcjonalne drzewo z przewodami mlecznymi może zostać ponownie uformowane, gdy samica jest ponownie w ciąży.

Znaczenie kliniczne

Nowotwory w gruczołach sutkowych mogą być indukowane biochemicznie przez nieprawidłowy poziom ekspresji krążących hormonów lub lokalnych składników macierzy zewnątrzkomórkowej lub przez mechaniczną zmianę napięcia podścieliska sutka. W każdym z tych dwóch przypadków komórki nabłonka sutka wymykałyby się spod kontroli i ostatecznie powodowały raka. Prawie wszystkie przypadki raka piersi wywodzą się z zrazików lub przewodów gruczołów sutkowych.

Inne ssaki

Ogólny

Piersi kobiet płci żeńskiej różnią się od większości innych ssaków, które zwykle mają mniej rzucające się w oczy gruczoły sutkowe. Liczba i umiejscowienie gruczołów sutkowych jest bardzo zróżnicowane u różnych ssaków. Wystające strzyki i towarzyszące im gruczoły mogą znajdować się w dowolnym miejscu wzdłuż dwóch linii mlecznych . Ogólnie rzecz biorąc, większość ssaków rozwija gruczoły sutkowe parami wzdłuż tych linii, z liczbą zbliżoną do liczby młodych urodzonych zwykle w tym samym czasie. Liczba strzyków waha się od 2 (u większości naczelnych) do 18 (u świń). Virginia opos ma 13, jeden z niewielu ssaków z nieparzystej liczby. Poniższa tabela przedstawia liczbę i położenie sutków i gruczołów występujących u różnych ssaków:

Gatunek Przedni
( piersiowy )
średniozaawansowany
( brzuszny )
Tylny
( pachwinowy )
Całkowity
Koza , owca , koń
świnka morska
0 0 2 2
Bydło 0 0 4 4
Kot 2 2 4 8
Pies 4 2 2 lub 4 8 lub 10
Mysz 6 0 4 10
Szczur 6 2 4 12
Świnia 6 6 6 18
Trąbowce , naczelne 2 0 0 2
Wirginia opos 0 0 13 13
Południowy opos czerwonoboczny 0 0 25 do 27 25 do 27

Samce ssaków zazwyczaj mają szczątkowe gruczoły sutkowe i sutki, z kilkoma wyjątkami: samce myszy nie mają sutków, samce torbaczy nie mają gruczołów sutkowych, a samce koni nie mają sutków i gruczołów sutkowych. Samiec nietoperza owocożernego Dayak ma karmiące gruczoły sutkowe. U niektórych gatunków laktacja u samców występuje rzadko.

Gruczoły sutkowe to prawdziwe fabryki białek , a kilka laboratoriów skonstruowało zwierzęta transgeniczne , głównie kozy i krowy , do produkcji białek do użytku farmaceutycznego. Złożone glikoproteiny , takie jak przeciwciała monoklonalne lub antytrombina , nie mogą być wytwarzane przez genetycznie zmodyfikowane bakterie , a ich produkcja u żywych ssaków jest znacznie tańsza niż przy użyciu kultur komórek ssaków .

Ewolucja

Istnieje wiele teorii na temat ewolucji gruczołów sutkowych. Na przykład uważa się, że gruczoł sutkowy jest przekształconym gruczołem potowym, bliżej spokrewnionym z apokrynowymi gruczołami potowymi . Ponieważ gruczoły sutkowe nie ulegają dobrze fosylizacji, wspieranie takich teorii dowodami kopalnymi jest trudne. Wiele obecnych teorii opiera się na porównaniach linii żyjących ssaków — stekowców , torbaczy i owadów . Jedna z teorii sugeruje, że gruczoły sutkowe wyewoluowały z gruczołów, które były używane do utrzymywania wilgotnych i wolnych od infekcji jaj wczesnych ssaków (stekowce wciąż składają jaja). Inne teorie sugerują, że wczesne wydzieliny były używane bezpośrednio przez wykluwane młode lub że wydzieliny były wykorzystywane przez młode, aby pomóc im zorientować się w matce.

Uważa się, że laktacja rozwinęła się na długo przed ewolucją gruczołu sutkowego i ssaków; zobacz ewolucję laktacji .

Dodatkowe obrazy

Zobacz też

Bibliografia

Bibliografia

Zewnętrzne linki