4/1/2014 

1 

Pathology of  the Endocrine 

System

นายแพทย ดร.ณตพล ศุภณัฐเศรษฐกุล ภาควิชาพยาธิวิทยา

คณะแพทยศาสตร มหาวิทยาลัยนเรศวร

4 เมษายน พ.ศ. 2557

Topics

• Introduction • Diseases of the Endocrine glands 

– Pituitary gland – Thyroid gland – Parathyroid glands – Endocrine pancreas – Adrenal cortex – Adrenal medulla

4/1/2014 

2 

Introduction

• Endocrine = (Gr.)   endo   +     krinein            (inside)    (to secrete) • Primary function of the endocrine glands is to produce hormone to regulate the functions of other cells or organs 

• “Ductless glands” (ตางจาก Exocrine gland) • “Autocrine, Paracrine, Endocrine effects” • “Endocrinologist”  

Endocrine Glands

• Pituitary gland • Thyroid gland • Parathyroid glands • Endocrine pancreas (Islets of Langerhans) • Adrenal gland 

– Adrenal cortex – Adrenal medulla

4/1/2014 

3 

Pituitary Diseases

• Pituitary Gland • Pituitary hyperfunction 

– Pituitary adenomas 

• Pituitary hypofunction – Pituitary insufficiency 

4/1/2014 

4 

Pituitary Gland

• Located intracranially at “sella turcica” at base of the cranium  

• Anterior pituitary – Posterior pituitary   

• Connected to the hypothalamus via a stalk  

Pituitary Gland

• Anterior pituitary (Adenohypophysis) : – Growth hormone (GH) – Prolactin (PRL) – Adrenocorticotropic hormone (ACTH) – Gonadotropins (Follicle stimulating hormone (FSH) and Luteinizing hormone (LH) 

– Thyroid‐stimulating hormone (TSH)  

• Posterior pituitary (Neurohypophysis) : – Oxytocin – Antidiuretic hormone (ADH)

4/1/2014 

5 

Pituitary Hyperfunction

• Pituitary adenomas • Prolactinomas (lactotropic adenomas) is most common 

• Cause Hyperprolactinemia – Amenorrhea (lack of menstruation) – Galactorrhea (milk secretion unrelated to pregnancy) – Infertility (inhibit normal ovulation)

• Somatotropic adenomas : Growth hormone (GH) – Before closure of the epiphyseal plate : Gigantism – After closure of the epiphyseal plate : Acromegaly 

4/1/2014 

6 

Pituitary Adenoma 

Acromegaly

4/1/2014 

7 

Gigantism

Pituitary Hypofunction

• Panhypopituitarism (pituitary insufficiency) – General weakness, cold intolerance, weight loss, hypotension, amenorrhea, impotence, dwarfism  

• Selective pituitary hypofunction  

• Diabetes insipidus – A lack of antidiuretic hormone (ADH) secondary to destructive lesions of the hypothalamus or pituitary stalk or tumors of the posterior pituitary 

– Secrete large amounts (5‐6 L/day) of hypotonic urine

4/1/2014 

8 

Thyroid Diseases

• Thyroid gland • Hyperthyroidism • Hypothyroidism • Thyroid Neoplasms

Thyroid Gland

• An endocrine gland located in the neck • Two types of cells : Follicular cells and C cells • Follicular cells 

– Thyroxine or tetraiodothyronine (T4) – Triiodothyronine (T3) 

• C cells – Calcitonin involved in maintenance of calcium homeostasis

4/1/2014 

9 

Hypofunction & Hyperfunction 

4/1/2014 

10 

Hyperthyroidism

• Hyperthyroidism or thyrotoxicosis is a hypermetabolic state that results from an excess of free thyroid hormone (T3 and T4) in blood  

• Graves’ disease (autoimmune disease) – Antibodies to the TSH receptor on the surface of thyroid follicular cells 

– Diffusely enlarged gland with lymphoid follicles – Tachycardia, restlessness, sweating, palpitation, tremor, increased appetite, weight loss 

– Exophthalmos (bulging eyes) and pretibial myxedema 

http://www.immuneweb.com/images/20/figure20‐04.jpg

4/1/2014 

11 

Exophthalmos

 

http://www.beltina.org/pics/exophthalmos.jpg

Hypothyroidism • Congenital developmental defects 

– Thyroid dwarfism – Cretinism (mental retardation) 

• Autoimmune Hashimoto’s thyroiditis (most common cause of hypothyroidism) 

• Thyroidectomy • Iodine deficiency : nodular goiter • Sleepy, lacks of mental alertness, bradycardia, cold intolerance, constipation, muscle weakness 

• Myxedema : increased connective tissue deposition (glycoaminoglycans, hyaluronic acid, and other mucopolyscaccharides)

4/1/2014 

12 

http://healthtalk.info/wp‐content/uploads/Fig‐2‐cretinism.jpg http://howshealth.com/wp‐content/uploads/2010/11/cretinism.jpg

Dwarfism

Clinical Features 

http://healthtalk.info/wp‐content/uploads/Fig‐3‐myxedema‐thyroid‐hormone‐deficiency‐hypothyroidism.jpg

http://www.checkbook.org/sitemap/health/Graves_Disease/..%5CGraphics%5CGraves_eyes.jpg

Myxedema Graves’ dis.

4/1/2014 

13 

Goiter

http://s1.hubimg.com/u/2822516_f520.jpg

Thyroid Neoplasms • Follicular adenoma : most common benign tumor 

– Small, well encapsulated with fibrous tissue, composed of thyroid follicles  

• Papillary carcinoma : 80% of all malignant thyroid tumors – Four times more common in women than in men – Tends to metastasize to the local lymph nodes 

4/1/2014 

14 

1

Follicular Adenoma

Fibrous capsule

Follicular cells

2

Follicular Adenoma

4/1/2014 

15 

1

Papillary carcinoma of thyroid

2

Papillary carcinoma of thyroid

4/1/2014 

16 

Diseases of the Parathyroid Glands

• Parathyroid Glands • Hyperparathyroidism • Hypoparathyroidism 

Parathyroid Glands

• Usually, 4 glands behind the thyroid  

• Secrete parathormone (PTH) in response to a decrease in plasma calcium level   

• PTH stimulates the release of calcium from bone and also resorption of calcium from urine in the kidney   to elevate calcium concentration in blood 

4/1/2014 

17 

Hyperparathyroidism

• Primary : parathyroid hyperplasia, neoplasia • Secondary : compensatory mechanism triggered by hypocalcemia caused by chronic renal failure, hypovitaminosis D  

• Excess of PTH in the circulation • Hypercalcemia : muscle weakness, cardiac arrhythmia, nephrocalcinosis, urolithiasis 

• Bone weakness and prone to fracture

4/1/2014 

18 

Parathyroid Hyperplasia & Neoplasia 

4/1/2014 

19 

Hypoparathyroidism

• Most commonly occurs after all 4 glands are totally removed during cancer surgery of the neck  

• Hypocalcemia : hypocalcemic tetany (muscular spasm), irregular heart beat, cardiac arrest

Endocrine pancreas

• The endocrine cells are arranged into islets of Langerhans, scattered through the entire organ but are most prominent in the tail of pancreas  

• The islets of Langerhans contain several endocrine cell types – Alpha cells (20%) secrete glucagon – Beta cells (70%) secrete insulin – Delta cells (10%) secrete somatostatin or pancreatic polypeptide (PP)

4/1/2014 

20 

http://www.gopetsamerica.com/anatomy/illustrations/pancreas.jpg

http://wikis.lib.ncsu.edu/images/8/80/Endoexoc.gif http://embryology.med.unsw.edu.au/histology/endocrine/pan20he.jpg

4/1/2014 

21 

Diabetes mellitus (DM)

• (Gr) = diabetes + mellitus (sweet) • diabetes = “Pass through” to denote polyuria (large amount of urine) 

• DM caused by  – Absolute or relative deficiency of insulin – Target tissue resistance to insulin 

• Type 1 DM (5‐10%) children and adolescents • Type 2 DM (90‐95%) overweight adults

Clinical features of DM

• Hyperglycemia • Glycosuria   Osmotic diuresis   Polyuria • Polydipsia • Polyphagia • Muscle wasting and weight loss • Increase lipolysis   ketone body formation   ketoacidosis

4/1/2014 

22 

Complications of DM • Cardiovascular system 

– Atherosclerosis, coronary heart disease, stroke – Artery occlusion : DM foot gangrene 

• Kidneys  – Glomerulosclerosis, pyelonephritis  – Renal ischemia, renal failure 

• Eyes – Retinal microaneurysm, hemorrhage – Cataract 

• Nervous system – Peripheral neuropathy (sensory and motor deficits) 

• Immune system – Prone to infection (immunocompromised)

 

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f1/Atherosclerosis,_aorta,_gross_pathology_PHIL_846_lores.jpg/230px‐Atherosclerosis,_aorta,_gross_pathology_PHIL_846_lores.jpg

Atherosclerosis

4/1/2014 

23 

DM Foot  gangrene

http://1.bp.blogspot.com/_8HtJsALJ3Q4/TNK37lr9wLI/AAAAAAAAADc/TvtyKgaDodo/s1600/Diabetic+Nephropathy+photo.JPG

Diabetic nephropathy

4/1/2014 

24 

 

http://whatisdiabetesmellitus.org/wp‐content/uploads/2011/11/Diabetic_Retinopathy_Symptoms.jpg

Adrenal Gland • Attached to the upper pole of each kidney • Adrenal cortex • Adrenal medulla

http://www.georgiahealth.edu/medicine/phy/raineylab/images/webfigure1.jpg

4/1/2014 

25 

Diseases of the Adrenal Cortex

• Adrenal Gland • Adrenal Cortex • Adrenocortical Hyperfunction • Adrenocortical Hypofunction

Adrenal Cortex

• Consists of 3 zones • Zona glomerulosa – mineralocorticoids         (e.g. aldosterone) • Zona fasciculata – glucocorticoids         (e.g. cortisone) • Zona reticularis – sex steroids       (e.g. estrogens and androgens) 

4/1/2014 

26 

http://humanphysiology2011.wikispaces.com/file/view/structure_of_adrenal_glands.jpg/198568168/structure_of_adrenal_glands.jpg

Adrenocortical Hyperfunction

• Hyperaldosteronism (Conn’s syndrome) – Hypersecretion of mineralocorticoids (aldosterone)  

• Hypercorticolism (Cushing’s syndrome) – Hypersecretion of glucocorticoids (cortisol) – Most common of these three syndromes  

• Adrenogenital syndrome – Hypersecretion of adrenal sex steroids (androgens)

4/1/2014 

27 

Cushing’s syndrome

• Excessive production of cortisol caused by – Adrenocortical tumors : adenoma, carcinoma – Exogenous corticosteroids 

• Cushing’s disease : hypercortisolism caused by hypersecretion of the ACTH either from  – pituitary adenoma    or – small‐cell lung cancer (paraneoplastic) 

• Clinical features : Central obesity, moon face, buffalo hump, hypertension, thinning of the skin and striae 

4/1/2014 

28 

Adrenocortical Adenoma 

4/1/2014 

29 

Adrenocortical Hypofunction

• Adrenal insufficiency or Addison’s disease  

• Caused by autoimmune adrenalitis, infection (tuberculosis, histoplasmosis), metastatic tumors (breast, lung)  

• Clinical features: fatigue, weight loss, hypotension, syncope, cannot tolerate stress, metabolic disturbance, personality change 

4/1/2014 

30 

Disease of the Adrenal Medulla

• Adrenal Medulla  – Epinephrine, Norepinephrine in ANS 

• Neuroblastoma  – malignant tumor in children 

• Pheochromocytoma  – benign tumor causing secondary hypertension in the young

4/1/2014 

31 

References

• Damjanov I., “Pathology for the Health Professions, 4th edition.”, Elsevier Saunders, Missouri, 2012, page 377 – 393.