background image

1

 

 

 

ADRENAL GLAND 

 

The adrenal gland is divided into two embryological and functionally 
distinct parts.  
Adrenal cortex is part of hypothalamic – pituitary – adrenal endocrine 
system  
 
It consists of 3 layers  
Outer thin layer     zona glomerulosa     secret aldosterone  
Inner layers           zona fasciculata  

     

 

Form functional unit and secret most of   

                                                                                                    adrenocortical hormones                                  

 

                              Zona reticularis           

  

 
 

Biosynthesis

 

The steroid hormones derived from lipid cholesterol  
It  consists  of  27  carbon  atom.  The  side  chain  on  C17  is  the  main 
determinant of type of hormonal activity. Substitutions in other positions 
modify the activity within particular group  
The  first  product  is  pregnenolone.  Several  synthetic  pathways  diverge 
from it.  
The 

Zona  Glomerulosa

  secretes  aldosterone,  produced  by  18-

hydroxylation  
Control: renin – Angiotensin System Not ACTH, 
 

Zona Fasiculata and Zona reticularis  

Cortisol  ,

  a  glucocorticoid  formed  by  progressive  addition  of  hydroxyl 

group at C17, C21 and C11  

Androgens

  formed  by  removal  of  side  chain  and  formation  of  C19 

steriods. 
 

 

 

 


background image

2

 

 

Glucocorticoids 

Cortisol  and  corticosterone  are  naturally  occurring  Circulate  bound  to 
cortisol  binding  globulin  and  albumin,  5%  unbound  and  physiological 
active . 
Inactivated  in  the  liver  by  conjugation  with  glucoronate  and  sulphate  in 
liver and excreted in urine. 

Effect of glucocorticoids :-  

1-  Effect on intermediary metabolism :-  

a.  Increase glucose production by increase gluconeogenesis.  
b.  Increase  hepatic  glycogen  deposition  by  promoting  the 

activation of glycogen synthase.  

c.  Promote  lipolysis  (in  extremities)  but  can  cause  lipogenesis 

in  other  sites  (face  &  trunk)  especially  at  higher  than 
physiologic levels. 

d.   Promote protein and RNA metabolism.  

2-  Effect on host metabolism:-  

a.  Suppress the immune response.  
b.  Suppress the inflammatory response. 

    

3-

 

Other effects :-

  

a.  Necessary  for  maintenance  of  normal  blood  pressure  and 

cardiac output. 

b.  Required  for  maintenance  of  normal  water  and  electrolyte 

balance. 

c.  Necessary  with  the  hormones  of  the  adrenal  medulla  in 

allowing the organism to respond to stress. 

 

 

Mineralocorticoids

 

The most active member of these hormones is aldosterone. is induced by 
a  decrease  in  the  plasma  Na

+

/K

+

  ratio,  and  by  the  hormone,  angiotensin 

II.  Stimulate  the  exchange  of  sodium  for  potassium  and  hydrogen  ions 
across  the  cell  membranes  and  its  renal  action  important  in  sodium  and 
water homeostasis

.

  

 


background image

3

 

 

Mechanism of action: 

1.  When  the  body  is  subjected  to  hypotension,  any  combination  of 

factors that decreases fluid volume (dehydration, decreased blood 
pressure,  fluid  or  blood  loss)  or  decreases  NaCl  concentration 
stimulates renin release from the kidney.  

2. 

Renin

  acts  upon  the  substrate  angiotensinogen  to  produce  the 

decapeptide  angiotensin  I.  Angiotensin-converting  enzyme,  a 
glycoprotein found in lung, endothelial cells, and plasma,  convert 
angiotensin I to form angiotensin II. 

3.  Angiotensin 

II 

increases 

blood 

pressure 

by 

causing 

vasoconstriction  of  the  arteriole  and  is  a  very  potent  vasoactive 
substance.  It  inhibits  renin  release  from  the  juxtaglomerular  cells 
and is a potent stimulator of aldosterone production. This results in 

Na+ retention, volume expansion, increased blood pressure , and 
K

+

 excretion. 

 

Andrenal androgens 

 

Dehydroepiandrosterone  (DHEA)  and  its  sulphate  (DHEAS)  and 
androstenedione . 
Promote  protein  synthesis  and  week  androgenic  at  physiological 
concentration . 
Bound to sex hormone binding globulin and albumin


background image

4

 

 

 

 

Synthesis of Steroids Hormones

 

 
inherent rhythms and stress  

ACTH secreted episodically each pulse being followed 5 -10 min later by 
cortisol secretion the most frequent secretion happen in morning and least 
before sleep.  

Plasma cortisol usually      Highest      07:00 – 9:00 am  
                                           Lowest       23:00 pm  
The  high  concentration  of  cortisol  at  any  time  of  day  suppress  ACTH 
secretion  Loss  of  circadian  rhythm  is  one  earliest  feature  of  Cushing 
syndrome. 
Stress  whether  physical  or  mental  may  override  the  control  mechanism 
and cause sustained secretion of ACTH. 

 


background image

5

 

 

Congenital adrenal hyperplasia (CAH) 

CAH  is  the  result  of  an  inherited  enzyme  defect  in  corticosteroid 
biosynthesis.  The  adrenals  cannot  secrete  cortisol  and  electrolyte 
disturbances  may  involve  severe  hyponatraemia  and  hyperkalaemia  if 
aldosterone biosynthesis is also affected. because of the lack of cortisol, 
negative  feedback  to  the  pituitary  is  absent  and  ACTH  secretion 
continues to drive steroid biosynthesis.  

The  21-hydroxylase  is  the  deficient  enzyme  in  95%  of  cases  of  CAH. 
Here, large amounts of 17-hydroxyprogesterone are secreted. 

 

Adrenocortical Hyperfunction  

This include overproduction of the three main product  

   Cortisol  
  Adrenal Androgens  
  Aldosterone  

 

Cortisol excess  

Prolonged exposure of body tissues to cortisol or other glucocorticoids 
gives rise to the clinical features that collectively are known as 

Cushing’s 

syndrome  

Causes  

  Iatrogenic steroid medications.  

  Tumour that secrete either cortisol or ACTH. 

 

 

Cushing’s disease

 It is associated with bilateral adrenal hyperplasia, 

often secondary to a basophil adenoma of the anterior pituitary gland.  

Ectopic  ACTH  secretion

  in  this  condition,  usually  from  a  small-cell 

carcinoma of the bronchus, ACTH concentrations may be high enough to 
cause skin pigmentation. 

 

 


background image

6

 

 

 

 

Clinical Features of Cushing syndrome

 

 

The clinical and metabolic features may include the following:  

 

Obesity

, typically involving the trunk and face, and a characteristic 

round, red ‘cushingoid’ face  

  Impaired  glucose  tolerance  and  hyperglycaemia.  Cortisol  has  the 

opposite 

action 

to 

that 

of 

insulin, 

causing 

increased 

gluconeogenesis, and some patients may have diabetes mellitus.  

  Increased protein catabolism, which also increases urinary protein 

loss.  Thus,  there  is  a  negative  nitrogen  balance  associated  with 
proximal  muscle  wasting  with  weakness, thinning  of  the  skin  and 
osteoporosis. The tendency to bruising and the purple striae (most 
obvious on the abdominal wall) are probably due to this thinning.  

  Hypertension, caused by urinary retention of sodium and therefore 

of water, which are due to the mineralocorticoid effect of cortisol. 
Increased urinary potassium loss may cause hypokalaemia. 


background image

7

 

 

  Androgen excess, which may account for the common findings of 

greasy  skin  with  acne  vulgaris  and  hirsutism,  and  menstrual 
disturbances in women.  

 

Psychiatric disturbances, such as depression

 

Investigation of Cushing syndrome  

The following questions should be asked  

 

● Is there abnormal cortisol secretion?  

● If so, does the patient have any other condition that may cause it?  

● If Cushing’s syndrome is confirmed, what is the cause?

 

 

Is there abnormal cortisol secretion?  

One  of  the  earliest  features  of  Cushing’s  syndrome  is  the  loss  of  the 
diurnal variation in cortisol secretion, with high concentrations in the late 
evening  

  Estimation of 24-h urinary free cortisol  
  Increase level of urinary cortisol  
  Low-dose overnight dexamethasone suppression test  

 
A small dose, for example 1 mg, of this synthetic steroid inhibits ACTH, 
and thereby cortisol secretion by negative feedback. This is usually given 
at midnight and blood is taken for cortisol assay at 09.00 h the following 
morning. 

Failure of suppression is sensitive test but not specific

 
Is there another cause for the abnormal cortisol secretion? 
 

Stress 

over-rides the other mechanisms controlling ACTH secretion,  

Endogenous depression

 may be associated with sustained high plasma 

cortisol and ACTH concentrations that may not be suppressed even by a 
high dose of dexamethasone.  

Severe  alcohol  abuse

  can  cause  hypersecretion  of  cortisol  that  mimics 

Cushing’s syndrome clinically and biochemically. 

 


background image

8

 

 

possible causes of Cushing syndrome

 

 

 

What is the cause of Cushing’s syndrome?  

  pituitary adenoma . 
   ectopic ACTH . 
  adrenal adenoma . 
   adrenal carcinoma. 

 

 
 
 

 

Adrenal hypofunction  

Acute  adrenal  insufficiency  is  a  rare  condition  that  if  unrecognized  is 
potentially  fatal.  Most  of  the  time  is  overlooked.  Treatment  is  simple 
once diagnosis made  

 
Causes  

1.  The  main  cause  is  autoimmune  destruction  of  primary  adrenal 

failure. 

2.   Tuberculosis is also cause of adrenal destruction in endemic area . 
3.  Secondary  adrenal  failure  is  more  common  due  long  standing 

suppression  and  subsequent  impairment  of  the  hypothalamic  – 


background image

9

 

 

pituitary  adrenal  axis  from  therapeutic  administration  of 
corticosteroid. 

 

 

 

Clinical features of adrenal hypofunction 

 

 
 

Biochemical features  

Hyponatraemia  

The  lack of  aldosterone  leads  to pathological  sodium  loss  by  the  kidney 
that results in a contraction of the extracellular fluid volume  
In the absence of cortisol, the kidneys’ ability to excrete a water load is 
impaired,thus exacerbating hyponatraemia.  

Hyperkalemia  

darkening of the skin and mucous membranes.  


background image

10

 

 

Lack  of  negative  feedback  of  cortisol  on  the  anterior  pituitary  results  in 
an excessive secretion of ACTH. The structure of this hormone contains 
part of the amino acid sequence of melanocyte stimulating hormone.  
 

1.  Excessive mineralocorticoid secretion:- 

a.  primary hyperaldosteronism ( Conn ̓s syndrome):-  

            Which  is  due  to  small  adenoma  of  the  glomerulosa  cells.  The 
classic manifestations are hypertension, hypokalemia, hypernatremia and 
alkalosis.  

      

           b- Secondary hyperaldosteronism :- Which occur in :-  

 

   1- Liver Cirrhosis.  

          2- Severe cardiac failure.  

 

   3- Renal artery stenosis.  

4- Nephrotic syndrome. 

** Insufficiency of the adrenal cortex:-  

1-  Primary adrenal insufficiency (Addisson ̓s disease):-  
    Which  is  due  to  acquired  disease  of  the  adrenal  cortex  .  It  is 
characterized by:- 

 

a- Low blood pressure.   b- Decreased GFR.  

         c- Decreased ability to excrete a water load  

 

d- Low plasma Na levels and K levels are high.  

         c- Increased pigmentation of skin and mucous membranes. 

 




رفعت المحاضرة من قبل: Mubark Wilkins
المشاهدات: لقد قام 0 عضواً و 91 زائراً بقراءة هذه المحاضرة








تسجيل دخول

أو
عبر الحساب الاعتيادي
الرجاء كتابة البريد الالكتروني بشكل صحيح
الرجاء كتابة كلمة المرور
لست عضواً في موقع محاضراتي؟
اضغط هنا للتسجيل