Układ endokrynny owadów

Układ endokrynny

– jest ściśle powiązany anatomicznie z układem nerwowym. Układ ten integruje w sprawnym działaniu całego organizmu owada. Wydzielane są hormony, które jako produkty gruczołów wewnętrznych są uwalniane do hemolimfy i za jej pomocą pośredniczą w przekazywaniu różnego typu informacji między komórkami, tkankami oraz narządami ciała owada.

– układ ten tworzy szereg struktur w skład, których wchodzą: mózg, ciała kardialne, ciała przyległe, gruczoły protorakalne oraz zwoje centralnego układu nerwowego (frontalny, podprzełykowy oraz tułowiowe i odwłokowe).

Wszystkie hormony, które odpowiadają za prawidłowy wzrost i metamorfozę owadów, biorą udział w innych ważnych procesach życiowych: wszystkich procesach metabolicznych, procesach rozrodczych form imaginalnych, diapauzie i regulowaniu zachowania się owadów w różnych etapach życia.

Hormony regulują wzrost, linienie, przebieg rozwoju i przeobrażenie owadów, regulują produkcję i dojrzewanie oocytów, zmianę ubarwieni, determinują polimorfizm oraz endogenny, dobowy rytm aktywności.

Rys.1. Główne struktury układu endokrynnego owada. (wg. Gullan P.J. i Cranston P.S. 2010).

Mózg

– odgrywa rolę koordynującą między środowiskiem a układem wydzielania wewnętrznego,

– w jego różnych częściach wyspecjalizowane komórki neurosekrecyjne produkują neurohormony. Komórki te występują w protocerembrum w postaci dwóch grup w części środkowej i dwóch w części bocznej. Powstałe neurosekrety są przekazywane dalej do narządów neurohormonalnych, a na końcu do hemolimfy.

Ciała kardialne (corpora cardiaca)

– małe parzyste gruczoły, które położone są tuż za mózgiem, które okresowo gromadzą neurosekrety przekazywane z mózgu. Mogą również produkować własne hormony.

Narządy neurohemalne

– są rozmieszczone wzdłuż całego łańcuszka brzusznego. Stanowią miejsce gromadzenia i uwalniania związków wytwarzanych przez komórki neurosekrecyjne poszczególnych zwojów tułowiowych i odwłokowych – razem tworzą układ parasympatyczny owadów.

Ciała przyległe (corpora allata)

– pełnią funkcję narządu neurohemalnego,

– to parzyste struktury leżące za ciałami kardialnymi. To gruczoły produkujące i uwalniające hormon juwenilny (JH). Ich dużą aktywność obserwuje się w stadiach larwalnych oraz w stadium owada dorosłego, co jest powiązane z cyklicznym rozwojem jajników. Gruczoły te są nieczynne podczas metamorfozy.

Gruczoły protorakalne

– to parzyste narządy leżące po obu stronach łańcuszka brzusznego w przedtułowiu. Wraz z rozwojem owada struktura tych gruczołów ulega zmianie. Ich wielkość wzrasta wraz z kolejnymi wylinkami larwalnymi oraz w okresie powstawania poczwarki, po czym ulegają stopniowej degradacji.

Hormon protorakotropowy (PTTH)

– produkowany jest przez komórki neurosekrecyjne mózgu. Komórki te uruchamiają we właściwym czasie dla każdego stadium, reakcje hormonalne i fizjologiczne, które są konieczne dla właściwego przebiegu linienia. Sygnałami stymulującymi rozpoczęcie aktywacji komórek neurosekrecyjnych mózgu są bodźce płynące ze środowiska np. niska temperatura w okresie diapauzy oraz osiągnięcie określonej masy czy wielkości ciała owada.

– hormon ten poprzez aksony zostaje przekazany z mózgu do ciał kardialnych (u motyli – Lepidoptera trafia bezpośrednio do ciał przyległych). Następnie trafia do hemolimfy, z którą dociera do receptorów gruczołów protorakalnych, gdzie wewnątrz komórek aktywuje szlak cyklazy adenylowej. Z udziałem ATP dochodzi do rozpoczęcia całego ciągu reakcji, w wyniku których jest syntetyzowany, z cholesterolu lub steroli roślinnych, ekdyzon.

Ekdyzon

– hormon magazynowany w gruczołach protorakalnych, ale w miarę powstawania jest przekazywany do hemolimfy. Hormon ten pełni funkcje hormonu linienia.

Ekdysteroidy

– w stadium larwalnym miejscem docelowym działania tego hormonu są komórki naskórka, gdzie są rozmieszczone ich receptory,

– inicjują wiele procesów: od mitotycznych podziałów komórek naskórka, wydzielania płynów wylinkowych, lizy starego naskórka aż do tworzenia nowej kutikuli,

– u owadów holometabolicznych wiele tkanek ma receptory ekdysteroidów, które są niezbędne w procesie reorganizacji strukturalnej ciała na etapie przepoczwarzania i powstania postaci dorosłej owada.

Hormon juwenilny (JH)

– hormon ten reguluje proces linienia i przeobrażenia. Jest uwalniany z ciał przyległych do hemolimfy we wszystkich stadiach larwalnych przed szczytowym okresem wydzielania ekdosteroidów i odbywa się wówczas rozwój larwalny owada. W okresie przepoczwarzania hormon ten jest dostarczany w mniejszych ilościach (podobnie jak hormony ekdysteroidowe) i następuje rozwój poczwarkowy. W tym czasie dochodzi do zmian w naskórku, ale również w innych tkankach wewnętrznych owada. W końcu następuje sekrecja ekdysteroidów do naskórka i pozostałych tkanek, tylko z niewielką ilością lub przy braku hormonu juwenilnego, co umożliwia powstanie postaci dorosłej owada.

– ekdysteroidy są wydzielane w sposób ciągły i poprzedza je wydzielanie hormonu protorakotropowego w okresie larwalnym. Hormon juwenilny jest uwalniany przed szczytem koncentracji ekdysteroidów w hemolimfie.

Neurohormony

– to głównie peptydy (małe biała – neuropeptydy), które wpływają na rozwój, homeostazę wewnętrzną, metabolizm i rozmnażanie oraz stymulację wydzielania hormonu juwenilnego i ekdysteroidów.

 

Tab 1. Przykłady procesów fizjologicznych u owadów, w których pośredniczą neuropeptydy. (wg. Gullan P.J. i Cranston P.S. 2010).

Źródło:

  1. Bunalski M., Piekarska-Boniecka H., Wilkaniec  B., 2009 „Entomologia. Entomologia ogólna cz1.” Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne t.1: 97-102.
  2. Gullan P.J. i  Cranston P.S., 2014 „The Insects An Outline of Entomology” Wiley Blackwell edycja 5: 63-66.
  3. Szujecki A.,1998 „Entomologia leśna Tom 1” SGGW: 118-120.

 

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *