Нейроэндокринология - это раздел биологии (в частности, физиологии ), изучающий взаимодействие между нервной системой и эндокринной системой ; т.е. как мозг регулирует гормональную активность в организме. [1] Нервная и эндокринная системы часто действуют вместе в процессе, называемом нейроэндокринной интеграцией , чтобы регулировать физиологические процессы человеческого тела. Нейроэндокринология возникла из признания того, что мозг, особенно гипоталамус , регулирует секрецию из гипофиза гормонов, и впоследствии расширился, чтобы исследовать многочисленные взаимосвязи эндокринной и нервной систем.
Нейроэндокринная система - это механизм, с помощью которого гипоталамус поддерживает гомеостаз , регулируя репродуктивную функцию , метаболизм , пищевое и питьевое поведение, использование энергии , осмолярность и кровяное давление .
Нейроэндокринная система
Основные нейроэндокринные системы
- Ось гипоталамо-гипофиз-надпочечники [2] (ось HPA)
- Ось гипоталамус – гипофиз – щитовидная железа [2] (ось HPT)
- Гипоталамо-гипофизарно-гонадная ось [2] (ось HPG)
- Гипоталамо-нейрогипофизарная система [2]
Гипоталамус
Эндокринная система состоит из многочисленных желез по всему телу , которые продуцируют и секретируют гормоны разнообразного химического строения, включая пептиды , стероиды , и neuroamines . В совокупности гормоны регулируют многие физиологические процессы.
Окситоцин и вазопрессин (также называемый антидиуретическим гормон), два neurohypophysial гормонов по задней доле гипофиза (в нейрогипофизе), секретируемые из нервных окончаний магноцеллюлярных нейросекреторных клеток в системный кровоток. Тела нейронов окситоцина и вазопрессина находятся в паравентрикулярном ядре и супраоптическом ядре , соответственно, и электрическая активность этих нейронов регулируется афферентными синаптическими входами из других областей мозга. Напротив, гормоны передней доли гипофиза (аденогипофиза) секретируются эндокринными клетками, которые у млекопитающих не иннервируются напрямую, но секреция этих гормонов ( адренокортикотропный гормон , лютеинизирующий гормон, фолликулостимулирующий гормон, тиреотропный гормон) гормон, пролактин и гормон роста ) остается под контролем гипоталамуса. Гипоталамус контролирует переднюю долю гипофиза посредством факторов высвобождения и факторов, ингибирующих высвобождение ; это переносимые с кровью вещества [ требуется уточнение ] [автор имеет в виду кровоток, а не лимфатическую систему, воздух или другие виды транспорта], высвобождаемые нейронами гипоталамуса в кровеносные сосуды у основания мозга, на среднем возвышении . Эти сосуды, гипоталамо-гипофизарные портальные сосуды, переносят гипоталамические факторы в переднюю долю гипофиза, где они связываются со специфическими рецепторами на поверхности клеток, продуцирующих гормоны.
Например, секреция гормона роста контролируется двумя нейроэндокринными системами: нейронами, высвобождающими гормон роста (GHRH), и нейронами соматостатина , которые соответственно стимулируют и ингибируют секрецию GH . Нейроны GHRH расположены в дугообразном ядре гипоталамуса, тогда как клетки соматостатина, участвующие в регуляции гормона роста, находятся в перивентрикулярном ядре . Эти две нейронные системы проецируют аксоны на срединное возвышение, где они выделяют свои пептиды в портальные кровеносные сосуды для транспортировки в переднюю долю гипофиза. Гормон роста секретируется импульсами, которые возникают в результате чередования эпизодов высвобождения GHRH и высвобождения соматостатина, что может отражать нейрональные взаимодействия между GHRH и клетками соматостатина, а также отрицательную обратную связь от гормона роста.
Нейроэндокринные системы контролируют воспроизводство [3] во всех его аспектах, от привязанности до сексуального поведения. Они контролируют сперматогенез и цикл яичников, роды , лактацию и поведение матери . Они контролируют реакцию организма на стресс [4] и инфекции . [5] Они регулируют обмен веществ в организме , влияя на поведение в еде и питье, а также влияют на потребление энергии, то есть на то, как метаболизируется жир. [6] Они влияют и регулируют настроение, [7] гомеостаз жидкости и электролитов в организме, [8] и артериальное давление . [9]
Нейроны нейроэндокринной системы большие; это мини- фабрики по производству секреторных продуктов; их нервные окончания большие и организованы в когерентные терминальные поля; их выработку часто можно легко измерить в крови; и что эти нейроны делают и на какие стимулы они реагируют, легко открываются для гипотез и экспериментов. Следовательно, нейроэндокринные нейроны являются хорошими «модельными системами» для изучения общих вопросов, таких как «как нейрон регулирует синтез, упаковку и секрецию своего продукта?» и "как информация закодирована в электрической активности?" [ необходима цитата ] [Похоже, что это наблюдение из первоисточника.]
Гипофиз
Гипофиз делится на два отдела: передний гипофиз и задний гипофиз . Гипоталамус контролирует секрецию гормонов передней доли гипофиза, посылая трофические гормоны по портальной системе гипоталамогипофиза. Например, тиреотропин-рилизинг-гормон стимулирует секрецию тиреотропного гормона передней долей гипофиза.
Задний гипофиз иннервируется гипоталамусом; гормоны окситоцин и вазопрессин синтезируются нейроэндокринными клетками в гипоталамусе и хранятся на концах нервов в задней доле гипофиза. Они секретируются непосредственно в системный кровоток нейронами гипоталамуса.
История
Пионеры
Эрнст и Берта Шаррер , [10] из Мюнхенского университета колледж имени Альберта Эйнштейна медицин приписывают в качестве соучредителей поля Нейроэндокринологии с их первоначальными замечаниями и предложениями , в 1945 году в отношении нейропептидов .
Джеффри Харрис [11] считается многими «отцом» нейроэндокринологии. Харрису, профессору анатомии доктора Ли в Оксфордском университете , приписывают доказательство того, что передняя доля гипофиза у млекопитающих регулируется гормонами, выделяемыми гипоталамическими нейронами в портальную циркуляцию гипоталамогипофиза . Напротив, гормоны задней доли гипофиза секретируются в системный кровоток непосредственно из нервных окончаний нейронов гипоталамуса. Эта основополагающая работа была проведена в сотрудничестве с Дорой Якобсон из Лундского университета . [12]
Первыми из этих факторов, которые необходимо идентифицировать, являются тиреотропин-рилизинг-гормон (TRH) и гонадотропин-рилизинг-гормон (GnRH). ТРГ представляет собой небольшой пептид , который стимулирует секрецию из тиреотропного гормона ; ГнРГ (также называемый рилизинг-гормоном лютеинизирующего гормона) стимулирует секрецию лютеинизирующего гормона и фолликулостимулирующего гормона .
Гиймены , [13] студент - медик из faculté де Médecine Лиона , и Эндрю В. Шалли из Университета Тулейны изолировали эти факторы из гипоталамуса овец и свиней, а затем определили их структуру. Гийемен и Шалли были удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине в 1977 году за их вклад в понимание «производства пептидных гормонов в мозге».
В 1952 году Андор Сентиваньи из Университета Южной Флориды и Геза Филипп написали первую в мире исследовательскую работу, показывающую, как нейронный контроль иммунитета осуществляется через гипоталамус. [14]
Современная сфера
Сегодня нейроэндокринология охватывает широкий круг вопросов, которые прямо или косвенно возникли из основной концепции нейроэндокринных нейронов. Нейроэндокринные нейроны контролируют гонады , стероиды которых , в свою очередь, влияют на мозг, как и кортикостероиды, секретируемые надпочечниками под влиянием адренокортикотропного гормона. Изучение этих обратных связей стало прерогативой нейроэндокринологов. Пептиды, секретируемые нейроэндокринными нейронами гипоталамуса в кровь, также высвобождаются в мозг, и центральные действия часто дополняют периферические действия. Таким образом, понимание этих центральных действий также стало прерогативой нейроэндокринологов, иногда даже когда эти пептиды появлялись в совершенно разных частях мозга, которые, по-видимому, выполняли функции, не связанные с эндокринной регуляцией. В периферической нервной системе были обнаружены нейроэндокринные нейроны , регулирующие, например, пищеварение . Клетки в мозговом веществе надпочечников, которые выделяют адреналин и норадреналин, обладают свойствами между эндокринными клетками и нейронами и оказались выдающимися модельными системами, например, для изучения молекулярных механизмов экзоцитоза . И они тоже стали нейроэндокринными системами.
Нейроэндокринные системы сыграли важную роль в нашем понимании многих основных принципов нейробиологии и физиологии , например, в нашем понимании взаимодействия стимула и секреции . [15] Происхождение и значение формирования паттерна в нейроэндокринной секреции по-прежнему являются доминирующими темами в нейроэндокринологии сегодня.
Нейроэндокринология также используется как неотъемлемая часть понимания и лечения нейробиологических заболеваний мозга . Одним из примеров является усиление лечения симптомов настроения гормоном щитовидной железы. [16] Другой пример - обнаружение проблемы транстиретина (транспорта тироксина) в спинномозговой жидкости у некоторых пациентов с диагнозом шизофрения. [17]
Смотрите также
- Поведенческая эндокринология
- Молекулярная нейробиология
- Нейрохимия
- Нейроэндокринная клетка
- Нейроэндокринная опухоль
- Нейрофармакология
- Неврология
- Ось кишечник – мозг
Рекомендации
- ^ "Эндокринная система и нейроэндокринология :: Центр изучения ДНК" . www.dnalc.org . Проверено 12 мая 2018 .
- ^ а б в г Маленка Р.К., Нестлер Э.Дж., Хайман С.Е. (2009). «Глава 10: Нейронный и нейроэндокринный контроль внутренней среды». В Sydor A, Brown RY (ред.). Молекулярная нейрофармакология: Фонд клинической неврологии (2-е изд.). Нью-Йорк: McGraw-Hill Medical. С. 246, 248–259. ISBN 9780071481274.
• Гипоталамо-нейрогипофизарная система секретирует два пептидных гормона непосредственно в кровь, вазопрессин и окситоцин. ...
• Ось гипоталамус-гипофиз-надпочечники (HPA). Он включает фактор высвобождения кортикотропина (CRF), высвобождаемый гипоталамусом; адренокортикотропный гормон (АКТГ), выделяемый передней долей гипофиза; и глюкокортикоиды, выделяемые корой надпочечников.
• Ось гипоталамус-гипофиз-щитовидная железа состоит из гипоталамического тиреотропин-рилизинг-гормона (ТРГ); гормон передней доли гипофиза, тиреотропный гормон (ТТГ); и гормоны щитовидной железы Т 3 и Т 4 .
• Гипоталамо-гипофизарно-гонадная ось включает гипоталамический гонадотропин-рилизинг-гормон (ГнРГ), лютеинизирующий гормон передней доли гипофиза (ЛГ) и фолликулостимулирующий гормон (ФСГ), а также гонадные стероиды. - ^ Blázquez M, Bosma PT, Fraser EJ, Van Look KJ, Trudeau VL (июнь 1998 г.). «Рыбы как модели нейроэндокринной регуляции воспроизводства и роста». Сравнительная биохимия и физиология С . 119 (3): 345–364. DOI : 10.1016 / S0742-8413 (98) 00023-1 . ISSN 0742-8413 . PMID 9827007 .
- ^ Ратка, Анна; Сутанто, Винарди; Блумерс, Маргрит; де Клоет, Рональд (1989). «О роли мозговых минералокортикоидных (тип I) и глюкокортикоидных (тип II) рецепторов в нейроэндокринной регуляции». Нейроэндокринология . 50 (2): 117–123. DOI : 10.1159 / 000125210 . ISSN 0028-3835 . PMID 2550833 .
- ^ Вебстер, Жанетт I; Тонелли, Леонардо; Штернберг, Эстер М (2002). «Нейроэндокринная регуляция иммунитета» (PDF) . Ежегодный обзор иммунологии . 20 : 125–163. DOI : 10.1146 / annurev.immunol.20.082401.104914 . ISSN 0732-0582 . PMID 11861600 . Архивировано из оригинального (PDF) 12 декабря 2013 года.
- ^ Макминн, Дж. Э .; Баскин Д.Г.; Шварц, MW (2000). «Нейроэндокринные механизмы, регулирующие потребление пищи и массу тела». Обзоры ожирения . 1 (1): 37–46. DOI : 10.1046 / j.1467-789x.2000.00007.x . ISSN 1467-789X . PMID 12119644 .
- ^ Дэвидсон Р.Дж., Льюис Д.А., Сплав LB, Амарал Д.Г., Буш Дж., Коэн Д.Д., Древец В.К., Фарах М.Дж., Каган Дж., Макклелланд Д.Л., Нолен-Хуксема С., Петерсон Б.С. (2002). «Нервные и поведенческие субстраты настроения и регуляции настроения». Биол. Психиатрия . 52 (6): 478–502. CiteSeerX 10.1.1.558.6231 . DOI : 10.1016 / S0006-3223 (02) 01458-0 . ISSN 0006-3223 . PMID 12361665 .
- ^ Антунес-Родригес, Хосе; Кастро, Маргарет Де; Элиас, Люсила Л.К .; Валенса, Марсело М .; Макканн, Сэмюэл М. (1 января 2004 г.). «Нейроэндокринный контроль метаболизма жидкостей организма». Физиологические обзоры . 84 (1): 169–208. DOI : 10.1152 / Physrev.00017.2003 . ISSN 1522-1210 . PMID 14715914 .
- ^ Lenkei, Z; Corvol, P; Льоренс-Кортес, К. (май 1995 г.). «Подтип рецептора ангиотензина AT1A преобладает в областях переднего мозга крысы, участвующих в артериальном давлении, гомеостазе жидкости тела и нейроэндокринном контроле». Молекулярное исследование мозга . 30 (1): 53–60. DOI : 10.1016 / 0169-328X (94) 00272-G . ISSN 0169-328X . PMID 7609644 .
- ^ Шаррер, Эрнст; Шаррер, Берта (1 января 1945 г.). «Нейросекреция» . Физиологические обзоры . 25 (1): 171–181. DOI : 10.1152 / Physrev.1945.25.1.171 . ISSN 1522-1210 .
- ^ Райсман, Г. (1997). «Стремление объяснить непонятное: Джеффри Харрис и открытие нейронного контроля над гипофизом» (PDF) . Ежегодный обзор нейробиологии . 20 : 533–566. DOI : 10.1146 / annurev.neuro.20.1.533 . ISSN 0147-006X . PMID 9056724 . Архивировано из оригинального (PDF) 2007-07-03 . Проверено 10 февраля 2006 .
- ^ Breatnach, CS; Мойнихан, JB (2013). «Первые леди в создании основ нейроэндокринологии» (PDF) . Ирландский журнал медицинских наук . 182 (1): 143–147. DOI : 10.1007 / s11845-012-0830-9 . PMID 22581099 . Архивировано из оригинального (PDF) 24 декабря 2018 года.
- ^ Гийемен, Роджер; Schally, Andrew V .; Липскомб, Гарри С .; Андерсен, Ричард Н .; Лонг, Джон М. (1 апреля 1962 г.). «О присутствии в гипоталамусе свиньи (β-кортикотропин-высвобождающего фактора, α- и (β-меланоцит-стимулирующих гормонов, адренокортикотропина, лизин-вазопрессина и окситоцина») . Эндокринология . 70 (4): 471–477. Doi : 10.1210 / endo. -70-4-471 . ISSN 1945-7170 . PMID 13902822 . Архивировано из оригинала 8 июля 2012 года.
- ^ Berczi, Иштван (2010). "Мемориал доктора Андора Сентиваньи" . Университет Манитобы. Архивировано из оригинала на 2009-02-10. (Предупреждение: автоматическая фоновая музыка)
- ^ Мислер, Стэнли (1 сентября 2009 г.). «Объединяющие концепции в связи стимул-секреция в эндокринных клетках и некоторые значения для терапии» . Достижения в физиологическом образовании . 33 (3): 175–186. DOI : 10.1152 / advan.90213.2008 . ISSN 1522-1229 . PMC 3747786 . PMID 19745043 .
- ^ Герациоти TD (2006). «Определение психиатрических проявлений гипотиреоза» . Современная психиатрия . 5 (11): 98–117.
- ^ Хуанг Дж. Т., Левик FM, Оксли Д., Ван Л., Харрис Н., Кете Д., Герт К. В., Нолден Б. М., Гросс С., Шрайбер Д., Рид Б., Бан С. (ноябрь 2006 г.). «Биомаркеры заболеваний спинномозговой жидкости у пациентов с психозом впервые» . PLOS Medicine . 3 (11): e428. DOI : 10.1371 / journal.pmed.0030428 . ISSN 1549-1676 . PMC 1630717 . PMID 17090210 .
- Миллингтон G, Букингем JC (1992). «Пептиды тимуса и нейроэндокринно-иммунная связь». J. Endocrinol . 133 (2): 163–8. DOI : 10,1677 / joe.0.1330163 . PMID 1613418 .