Спецкурс «Гістофізіологія нейроендокринної системи» (стр. 1 )

СПЕЦКУРС

«ГІСТОФІЗІОЛОГІЯ НЕЙРОЕНДОКРИННОЇ СИСТЕМИ»

Для самопідготовки цього спецкурсу студентам пропонуємо стислий матеріал з ілюстраціями будови залоз.

У середині минулого століття сформувалася нова галузь фізіології - нейроендокринологія, що вивчає структуру і функцію ендокринних елементів нервової тканини, що синтезують нейрогормони, а також вивчає їхню роль в організмі. Однією з центральних проблем нейроендокринології – є дослідження ролі нейросекреторних клітин гіпоталамуса в регуляції функції аденогіпофіза і периферичних ендокринних залоз та вегетативних функцій організму.

У 1963 р. опублікована фундаментальна праця Ернеста і Берти Шаррер «Neuroendocrinology», де викладені основні положення нейроендокринної регуляції функцій ендокринних залоз.

На підставі експериментальних даних зроблено висновки, що в гіпоталамічній ділянці мозку присутні особливі нервові клітини, що здатні до феномену нейросекреції. Нейроцити отримали назву нейросекреторні клітини (НСК), а явище – нейросекреції. Ці нейрони об'єднані в ядра, що лежать поблизу III шлуночку мозку. Нейросекрет має білкову природу – це гіпоталамічні гормони: ліберини (7 видів) та статини (3 види) або нонапептиди (окситоцин і вазопресин).

Між центральними ланками (гіпоталамус, гіпофіз) та ендокринними залозами існують як прямі зв’язки, так і зворотні зв’язки (можуть бути негативні та позитивні).

На сьогодні вважається доведеним:

1. Аденогіпофізотропні нейрогормони (ті, що регулюють функцію аденогіпофіза) виробляються не тільки в гіпоталамусі, але і за його межами; список ідентифікованих аденогіпофізотропних нейрогормонів постійно поповнюється і включає кілька десятків найменувань. Наприклад: тироліберин синтезується як в гіпоталамусі, так і за його межами виконуючи там функцію нейромедіатора.

2. У більшості випадків однакові нейросекреторні нейрони включені до складу не одного, а декількох ядер гіпоталамуса і, навпаки, кожне ядро має гетерогенну популяцію нейронів. Наприклад: СОЯ та ПВЯ містять нейрони, що вироблять окситоцин, вазопресин, тироліберин, кортиколіберин тощо.

3. У нейросекреторних нейронах виробляються не тільки класичні аденогіпофізотропні пептидні і моноамінові нейрогормони, але і гормони, ідентичні за своїми імунологічними характеристиками гормонам аденогіпофіза.

4. Окрім прямого шляху надходження нейрогормонів у портальну систему циркуляції з аксонів до крові, існує й інший, більш складний шлях: з аксонів у III шлуночок мозку і уже відтіля по спеціалізованим епендимним клітинам шлуночка таніцитам у портальну систему циркуляції.

5. Пептидні та моноамінові фізіологічно активні речовини, які синтезуються нейросекреторними нейронами, відіграють роль не тільки нейрогормонів, але і нейротрансмітерів і нейромодуляторів (тобто регулюють передачу нервових імпульсів).

6. В одному нейросекреторному нейроні можуть міститися, а, можливо, і синтезуватися дві і більш фізіологічно активні речовини. Наприклад: нонапептиди та тиреоліберин або нейромедіатор і гормон.

7. Деякі аденогіпофізотропні нейрогормони здатні специфічно впливати на периферичні органи-мішені. Наприклад: люліберин через гормони ЛГ і ФСГ аденогіпофіза впливає на регуляцію функції лише статевих залоз – гонад; кортиколіберин – тільки на синтез гормонів кори наднирників.

8. Вазопресин і окситоцин, окрім їх добре відомого впливу на водно-сольовий обмін і скоротливу здатність гладкої мускулатури ряду органів, також володіють аденогіпофізотропним ефектом, тобто здійснюють потенціюючий вплив на клітини аденогіпофіза.

Зв'язок минулого і сьогодення. Перший завідувач нашої кафедри проф. Перемежко у 1867 р. вперше в гістології звернув увагу на морфологічну гетерогенність різних частин гіпофіза, тобто що він складається з двох частин відомих сьогодні як аденогіпофіз і нейрогіпофіз. Кафедра під керівництвом завідувачів професорів , Гордієнко В. М. і вивчає центральні механізми регуляції ендокринних залоз.

Г І П О Т А Л А М У С

Гіпоталамус є вентральним відділом ПРОМІЖНОГО МОЗКУ, межі якого легко встановити за макроорієнтирами на вентральній поверхні головного мозку. Над гіпоталамусом знаходиться таламус та епіфіз (дорсальна частина проміжного мозку). На фронтальних зрізах видно, що гіпоталамус розділений щілинним III шлуночком на дві симетричні половини, тобто гіпоталамус утворює стінки III шлуночка мозку та його дно. Рострально (попереду) гіпоталамус обмежений оптичної хіазмою (перехрест зорових нервів), латерально (з боків) – оптичними трактами і каудально (сзаду) - мамілярними тілами. СХЕМА БУДОВИ ГІПОТАЛАМУСА ТА ГІПОФІЗА Н Е Й Р О Г І П О Ф І З   ПРЕОПТИЧНА ділянка   ВЕНТРОМІАЛЬНЕ ядро   Нейрогіпофізарний тракт   ДОРСОМЕДІАЛЬНЕ ядро   Зоровий тракт   АДЕНОГІПОФІЗ (передня частка)   III шлуночок   СУПРАХІАЗМАТИЧНЕ ядро   ХІАЗМА   Воротні вени   АРКУАТНЕ ядро   МАМІЛЯРНЕ ядро   ПЕРИВЕНТРИКУЛЯРНЕ ядро   Ніжка гіпофіза   ПАРАВЕНТРИКУЛЯРНЕ ядро   Термін гіпоталамус походить від грецького слова hypothalamus, де hypo- під + thalamos кімната. Синоніми: гіпоталамічна ділянка, сірий бугор. На свіжому нефіксованому мозку можна виділити 2 ділянки: у центрі – більш темна ділянка, що має вигляд сірого бугра; по периферії – світла, майже прозора ділянка, що включають хіазму і мамілярні тіла. Сірий бугор – немієліновий гіпоталамус, тобто тут локалізовані тіла НСК (НЕЙРОСЕКРЕТОРНІ КЛІТИНИ). Інша ділянка гіпоталамуса – мієліновий гіпоталамус утворений волокнами (відростки НСК). Гіпоталамічна ділянка – це парна структура, нейроцити (у кількості приблизно 3000-5000 клітин) якого утворюють гіпоталамічні ядра, що розташовуються симетрично по обидві сторони від III шлуночка. На сьогодні виділяють більше 40 ядер і зон у рострокаудальному, вентродорсальному і латеромедіальному напрямках. Згідно розповсюдженої класифікації (Сентаготаї й ін.), гіпоталамус поділяється в рострокаудальному напрямку на три відділи: передній (ростральний), середній і задній (каудальний). Передній гіпоталамус включає такі ядра: СХЯ, СОЯ, переднє гіпоталамічне, ПВЯ і ПЯ. До складу середнього відділу (медіобазальний гіпоталамус) входять латеральна і дорсальна гіпоталамічні ділянки, АЯ, ВМЯ і ДМЯ. Задній гіпоталамус включає мамілярні ядра і перифорнікальне ядро. Деякі дослідники до гіпоталамусу відносять також субталамічні утворення, як зона інсерта. ГОРМОНИ ГІПОТАЛАМУСА Ліберини та статини (див. нижче), що синтезуються в нейроцитах дрібноклітинних ядер гіпоталамуса, попадають у кров і діють на аденогіпофіз завдяки існуванню між гіпоталамусом та гіпофізом портальної воротної системи кровообігу – портальна система гіпофіза. Ця система складається з двох сплетень: первинне капілярне сплетення у зоні серединного підвищення (СП) гіпоталамуса та вторинне капілярне сплетення в аденогіпофізі. Між ними є зв'язок через портальні вени. Кров рухається повільно у низхідному напрямку, тобто від гіпоталамусу до аденогіпофізу. Нонапептиди (див. нижче) по аксонам СОЯ та ПВЯ, де вони синтезуються, прямують до нейрогіпофізу і виділяють у системний кровоток.

Супраоптичне ядро (СОЯ) розташовано над оптичною хіазмою по латеральному краю гіпоталамуса, доходячи до оптичних трактів. Складається тільки з крупних НСК, що синтезують вазопресин або окситоцин. Нонапептиди збираються у гранули, які містять білок носій та певний нонапептид. Зокрема, окситоцин зв’язаний з нейрофізином I, а вазопресин з нейрофізином II. Секреторні гранули мають діаметр 200 нм, вони оточені мембраною, містять електроннощільний центр. Деякі нейроцити СОЯ синтезують кортиколіберин. Паравентрикулярне ядро (ПВЯ). Розташовано у стінках III шлуночка мозку над СОЯ, тобто дорсальніше у фронтальній площині. Поділяється на крупноклітинний і дрібноклітинний відділи. Поліфункціональність ПВЯ пояснюється синтезом у ньому ряду найважливіших нейрогормонів - вазопресина, окситоцина, кортиколіберина, тиреоліберина й інших. Аксони нейроцитів ПВЯ разом із СОЯ формують так званий супраоптикопаравентрикуло-гіпофізарний тракт, який закінчується у нейрогіпофізі, де відбувається депонування і виділення нонапептидів у загальну системну циркуляцію. Існує ще один тракт - туберо-інфундибулярний тракт, що утворений аксонами дрібноклітинних ядер гіпоталамуса, які закінчуються на капілярах первинного портального сплетення у СП. Отже так здійснюється вплив ліберинів та статинів гіпоталамуса на залозисті клітини аденогіпофіза. У цитоплазмі видно нейросекреторну субстанцію, що може включати гормони: окситоцин та вазопресин або інші білкові гормони ліберини або статини, біогенні аміни ФУНКЦІЯ. НСК гіпоталамуса синтезують гормони, що називають ліберини та статини. Це група гормонів пептидної природи, які далі попадають до портальних судин аденогіпофіза та стимулюють (ліберини) або пригнічують (статини) виділення відповідних тропних гормонів аденогіпофіза. Відомо 7 ліберинів і 3 статини, але структура їх ще не всіх вивчена. Наприклад: тиреоліберин – три пептид (стимулює секрецію ТТГ аденогіпофіза), люліберин – декапептид (стимулює секрецію як ЛГ, так і ФСГ ), соматостатин – тетрадекапептид (пригнічує секрецію гормону росту). У ядрах СОЯ та ПВЯ синтезуються нонапептиди (дев’ять амінокислот): окситоцин і вазопресин, що депонуються у нейрогіпофізі. Зверніть увагу, що у гіпоталамусі порівняно з іншими ділянками мозку виявлена також найбільша концентрація нейромедіаторів: ДА, НА, А, СЕ та ін.., що свідчить про екстрагіпоталамічні механізми контролю функцій гіпоталамуса.

Гіпоталамус. Нейроцити СОЯ Забарвлення ПАФ. Гіпоталамус. Нейроцити СОЯ. Гіпоталамус. Нейроцити ПВЯ. Схема будови портальної системи гіпофіза (між гіпоталамусом і гіпофізом) 11   1, 2 – ядра СОЯ, ПВЯ, 3 – оптична хіазма, 4 – нервові волокна, 5 – задня частка нейрогіпофіза, 6 – кровоносні судини, 7 - дрібноклітинні ядра, 8 – серединне підвищення, 9 – первинне сплетення капілярів портальної системи, 10 – вторинне сплетення капілярів у складі дистальної частки аденогіпофіза, 11 – портальні вени. Кров рухається повільно, має низхідний напрямок.

Г І П О Ф І З