Орган объединяющий деятельность нервной и эндокринной систем. Связь эндокринной и нервной систем

ГЛАВА 1. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ НЕРВНОЙ И ЭНДОКРИННОЙ СИСТЕМЫ

Тело человека состоит из клеток, соединяющихся в ткани и системы - все это в целом представляет собой единую сверхсистему организма. Мириады клеточных элементов не смогли бы работать как единое целое, если бы в организме не существовал сложный механизм регуляции. Особую роль в регуляции играет нервная система и система эндокринных желез. Характер процессов, протекающих в центральной нервной системе, во многом определяется состоянием эндокринной регуляции. Так андрогены и эстрогены формируют половой инстинкт, многие поведенческие реакции. Очевидно, что нейроны, точно так же как и другие клетки нашего организма, находятся под контролем гуморальной системы регуляции. Нервная система, эволюционно более поздняя, имеет как управляющие, так и подчиненные связи с эндокринной системой. Эти две регуляторные системы дополняют друг друга, образуют функционально единый механизм, что обеспечивает высокую эффективность нейрогуморальной регуляции, ставит ее во главе систем, согласующих все процессы жизнедеятельности в многоклеточном организме. Регуляция постоянства внутренней среды организма, происходящая по принципу обратной связи, очень эффективна для поддержания гомеостаза, однако не может выполнять все задачи адаптации организма. Например, кора надпочечников продуцирует стеройдные гормоны в ответ на голод, болезнь, эмоциональное возбуждение и т.п. Чтобы эндокринная система могла «отвечать» на свет, звуки, запахи, эмоции и т.д. должна существовать связь между эндокринными железами и нервной системой.

1.1 Краткая характеристика системы

Автономная нервная система пронизывает все наше тело подобно тончайшей паутине. У нее есть две ветви: возбуждения и торможения. Симпатическая нервная система – это возбуждающая часть, она приводит нас в состояние готовности столкнуться с вызовом или опасностью. Нервные окончания выделяют медиаторы, стимулирующие надпочечники к выделению сильных гормонов – адреналина и норадреналина. Они в свою очередь повышают частоту сердечных сокращений и частоту дыхания, и действуют на процесс пищеварения посредством выделения кислоты в желудке. При этом возникает сосущее ощущение под ложечкой. Парасимпатические нервные окончания выделяют другие медиаторы, снижающие пульс и частоту дыхания. Парасимпатические реакции – это расслабление и восстановление баланса.

Эндокринная система организма человека объединяет небольшие по величине и различные по своему строению и функциям железы внутренней секреции, входящие в состав эндокринной системы. Это гипофиз с его независимо функционирующими передней и задней долями, половые железы, щитовидная и паращитовидные железы, кора и мозговой слой надпочечников, островковые клетки поджелудочной железы и секреторные клетки, выстилающие кишечный тракт. Все вместе взятые они весят не более 100 граммов, а количество вырабатываемых ими гормонов может исчисляться миллиардными долями грамма. И, тем не менее, сфера влияния гормонов исключительно велика. Они оказывают прямое воздействие на рост и развитие организма, на все виды обмена веществ, на половое созревание. Между железами внутренней секреции нет прямых анатомических связей, но существует взаимозависимость функций одной железы от других. Эндокринную систему здорового человека можно сравнить с хорошо сыгранным оркестром, в котором каждая железа уверенно и тонко ведет свою партию. А в роли дирижера выступает главная верховная железа внутренней секреции – гипофиз. Передняя доля гипофиза выделяет в кровь шесть тропных гормонов: соматотропный, адренокортикотропный, тиреотропный, пролактин, фолликулостимулирующий и лютеинизирующий – они направляют и регулируют деятельность других желез внутренней секреции.

1.2 Взаимодействие эндокринной и нервной системы

Гипофиз может получать сигналы, оповещающие о том, что происходит в теле, но он не имеет прямой связи с внешней средой. Между тем, для того, чтобы факторы внешней среды постоянно не нарушали жизнедеятельность организма, должно осуществятся приспособление тела к меняющимся внешним условиям. О внешних воздействиях организм узнает через органы чувств, которые передают полученную информацию в центральную нервную систему. Являясь верховной железой эндокринной системы, гипофиз сам подчиняется центральной нервной системе и в частности гипоталамусу. Этот высший вегетативный центр постоянно координирует, регулирует деятельность различных отделов мозга, всех внутренних органов. Частота сердечных сокращений, тонус кровеносных сосудов, температура тела, количество воды в крови и тканях, накопление или расход белков, жиров, углеводов, минеральных солей – словом существование нашего организма, постоянство его внутренней среды находится под контролем гипоталамуса. Большинство нервных и гуморальных путей регуляции сходится на уровне гипоталамуса и благодаря этому в организме образуется единая нейроэндокринная регуляторная система. К клеткам гипоталамуса подходят аксоны нейронов, расположенных в коре больших полушарий и подкорковых образованиях. Эти аксоны секретируют различные нейромедиаторы, оказывающие на секреторную активность гипоталамуса как активирующее, так и тормозное влияние. Поступающие из мозга нервные импульсы гипоталамус «превращает» в эндокринные стимулы, которые могут быть усилены или ослаблены в зависимости от гуморальных сигналов, поступающих в гипоталамус от желез и тканей подчиненных ему.

Гипоталамус руководит гипофизом, используя и нервные связи, и систему кровеносных сосудов. Кровь, которая поступает в переднюю долю гипофиза, обязательно проходит через серединное возвышение гипоталамуса и обогащается там гипоталамическими нейрогормонами. Нейрогормоны - это вещества пептидной природы, которые представляют собой части белковых молекул. К настоящему времени обнаружено семь нейрогормонов, так называемых либеринов (то есть освободителей), которые стимулируют в гипофизе синтез тропных гормонов. А три нейрогормона - пролактостатин, меланостатин и соматостатин,- напротив, тормозят их выработку. К нейрогормонам относят также вазопрессин и окситоцин. Окситоцин стимулирует сокращение гладкой мускулатуры матки при родах, выработку молока молочными железами. Вазопрессин активно участвует в регуляции транспорта воды и солей через клеточные мембраны, под его влиянием уменьшается просвет кровеносных сосудов и, следовательно, повышается давление крови. За то, что этот гормон обладает способностью задерживать воду в организме, его часто называют антидиуретическим гормоном (АДГ). Главной точкой приложения АДГ являются почечные канальцы, где он стимулирует обратное всасывание воды из первичной мочи в кровь. Продуцируют нейрогормоны нервные клетки ядер гипоталамуса, а затем по собственным аксонам (нервным отросткам) транспортируют в заднюю долю гипофиза, и уже отсюда эти гормоны поступают в кровь, оказывая сложное воздействие на системы организма.

Тропины образующиеся в гипофизе не только регулируют деятельность подчиненных желез, но и выполняют самостоятельные эндокринные функции. Например, пролактин оказывает лактогенное действие, а также тормозит процессы дифференцировки клеток, повышает чувствительность половых желез к гонадотропинам, стимулирует родительский инстинкт. Кортикотропин является не только стимулятором стердогенеза но и активатором липолиза в жировой ткани, а также важнейшим участником процесса превращения в мозге кратковременной памяти в долговременную. Гормон роста может стимулировать активность иммунной системы, обмен липидов, сахаров и т.д. Также некоторые гормоны гипоталамуса и гипофиза могут образовываться не только в этих тканях. Например, соматостатин (гормон гипоталамуса, ингибирующий образование и секрецию гормона роста) обнаружен также в поджелудочной железе, где он подавляет секрецию инсулина и глюкагона. Некоторые вещества действуют в обеих системах; они могут быть и гормонами (т.е. продуктами эндокринных желез), и медиаторами (продуктами определенных нейронов). Такую двоякую роль выполняют норадреналин, соматостатин, вазопрессин и окситоцин, а также передатчики диффузной нервной системы кишечника, например холецистокинин и вазоактивный кишечный полипептид.

Однако не следует думать, что гипоталамус и гипофиз лишь отдают приказы, спуская по цепочке «руководящие» гормоны. Они и сами чутко анализируют сигналы, поступающие с периферии, от желез внутренней секреции. Деятельность эндокринной системы осуществляется на основе универсального принципа обратной связи. Избыток гормонов той или иной железы внутренней секреции тормозит выделение специфического гормона гипофиза, ответственного за работу данной железы, а недостаток побуждает гипофиз усилить выработку соответствующего тройного гормона. Механизм взаимодействия между нейрогормонами гипоталамуса, тройными гормонами гипофиза и гормонами периферических желез внутренней секреции в здоровом организме отработан длительным эволюционным развитием и весьма надежен. Однако достаточно сбоя в одном звене этой сложной цепи, чтобы произошло нарушение количественных, а порой и качественных соотношений в целой системе, влекущее за собой различные эндокринные заболевания.

ГЛАВА 2. ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ ТАЛАМУСА

2.1 Краткая анатомия

Основную массу промежуточного мозга (20г) составляет таламус. Парный орган яйцевидной формы, передняя часть которого заострена (передний бугорок), а задняя расширенная (подушка) нависает над коленчатыми телами. Левый и правый таламусы соединены межталамической спайкой. Серое вещество таламуса разделено пластинками белого вещества на переднюю, медиальную и латеральную части. Говоря о таламусе, включают также метаталамус (коленчатые тела), принадлежащий к таламической области. Таламус наиболее развит у человека. Таламус (thalamus), зрительный бугор, - ядерный комплекс, в котором происходит обработка и интеграция практически всех сигналов, идущих в кору большого мозга от спинного, среднего мозга, мозжечка, базальных ганглиев головного мозга.

Двустороннее действие нервной и эндокринной систем

Каждая ткань и орган человека функционируют под двойным контролем: автономной нервной системы и гуморальных факторов, в частности гормонов. Этот двойной контроль - основа «надёжности» регуляторных влияний, заданием которых является поддерживать определённый уровень отдельных физических и химических параметров внутренней среды.

Эти системы возбуждают или тормозят различные физиологические функции, чтобы свести к минимуму отклонения этих параметров вопреки значительным колебаниям во внешней среде. Эта деятельность согласовывается с активностью систем, обеспечивающих взаимодействие организма с условиями окружающей среды, которая постоянно изменяется.

Органы человека имеют большое количество рецепторов, раздражение которых вызывает различные физиологические реакции. Вместе с тем к органам подходит много нервных окончаний от центральной нервной системы. Значит, существует двусторонняя связь органов человека с нервной системой: они получают сигналы от центральной нервной системы и, в свою очередь, являются источником рефлексов, которые изменяют состояние их самих и организма в целом.

Эндокринные железы и гормоны, которые они вырабатывают, находятся в тесной взаимосвязи с нервной системой, образуя общий интегральный механизм регуляции.

Связь эндокринных желез с нервной системой является двояконаправленной: железы плотно иннервированы со стороны вегетативной нервной системы, а секрет желез через кровь действует на нервные центры.

Замечание 1

Для поддержания гомеостаза и осуществления основных жизненных функций эволюционно возникли две основные системы: нервная и гуморальная, которые работают взаимосогласованно.

Гуморальная регуляция осуществляется путём образования в эндокринных железах или группах клеток, выполняющих эндокринную функцию (в железах смешанной секреции), и поступления в циркулирующие жидкости биологически активных веществ - гормонов. Для гормонов характерно дистантное действие и способность к влиянию в очень низких концентрациях.

Интеграция нервной и гуморальной регуляции в организме особенно ярко проявляется во время действия стрессовых факторов.

Клетки тела человека объединены в ткани, а те, в свою очередь, в системы органов. В целом всё это представляет единую надсистему организма. Всё огромное количество клеточных элементов при отсутствии в организме сложного механизма регуляции не имело бы возможности функционировать как единое целое.

Система желез внутренней секреции и нервная система играют особенную роль в регуляции. Именно состояние эндокринной регуляции определяет характер всех протекающих в нервной системе процессов.

Пример 1

Под действием андрогенов и эстрогенов формируется инстинктивное поведение, половые инстинкты. Очевидно, что гуморальная система контролирует и нейроны, так же как и другие клетки нашего организма.

Эволюционно нервная система возникла позднее, чем эндокринная. Эти две системы регуляции дополняют друг друга, образуя единый функциональный механизм, который обеспечивает высокоэффективную нейрогуморальную регуляцию, ставя её во главе всех систем, которые согласовывают все жизненные процессы многоклеточного организма.

Это регулирование постоянства внутренней среды в организме, которая происходит по принципу обратной связи, не может выполнять все задания адаптации организма, но очень эффективна для поддержания гомеостаза,.

Пример 2

Кора надпочечников вырабатывает стероидные гормоны в ответ на эмоциональное возбуждение, заболевания, голод и т.п.

Необходима связь между нервной системой и эндокринными железами, чтобы эндокринная система могла реагировать на эмоции, свет, запахи, звуки и т.д.

Регулирующая роль гипоталамуса

Регулирующее влияние ЦНС на физиологическую активность желез осуществляется через гипоталамус.

Гипоталамус афферентным путём связан с другими частями ЦНС, прежде всего со спинным, продолговатым и средним мозгом, таламусом, базальными ганглиями (подкорковые образования, расположенные в белом веществе полушарий большого мозга), гипокампом (центральной структурой лимбической системы), отдельными полями коры больших полушарий и др. Благодаря этому в гипоталамус поступает информация со всего организма; сигналы от экстеро- и интерорецепторов, которые попадают в ЦНС через гипоталамус, передаются эндокринными железами.

Таким образом, нейросекреторные клетки гипоталамуса трансформируют афферентные нервные стимулы в гуморальные факторы с физиологической активностью (в частности у рилизинг - гормоны).

Гипофиз как регулятор биологических процессов

Гипофиз получает сигналы, которые оповещают обо всём происходящем в организме, но прямой связи с внешней средой не имеет. Но для того, чтобы жизнедеятельность организма не нарушалась постоянно факторами внешней среды, должно происходить приспособление организма к изменчивым внешним условиям. О внешних влияниях организм узнаёт получая информацию от органов чувств, передающих её к центральной нервной системе.

Выполняя роль верховной железы внутренней секреции , гипофиз сам управляется центральной нервной системой и, в частности, гипоталамусом. Этот высший вегетативный центр и занимается постоянной координацией и регуляцией деятельности различных отделов мозга и всех внутренних органов.

Замечание 2

Существование всего организма, постоянство его внутренней среды контролируется именно гипоталамусом: обмен белков, углеводов, жиров и минеральных солей, количество воды в тканях, тонус сосудов, частота сердечных сокращений, температура тела и т. п.

Единая нейроэндокринная регуляторная система в организме образуется в результате объединения на уровне гипоталамуса большинства гуморальных и нервных путей регуляции.

Аксоны от расположенных в коре больших полушарий и подкорковых ганглиях нейронов подходят к клеткам гипоталамуса. Они секретируют нейромедиаторы, которые как активируют секреторную активность гипоталамуса, так и тормозят. Нервные импульсы, поступившие из мозга, под влиянием гипоталамуса превращаются в эндокринные стимулы, которые в зависимости от поступающих к гипоталамусу из желез и тканей гуморальных сигналов, усиливаются или ослабевают

Руководство гипоталамусом гипофиза происходит с использованием и нервных связей, и системы кровеносных сосудов. Поступающая в переднюю долю гипофиза кровь обязательно проходит сквозь срединное поднятие гипоталамуса, где происходит её обогащение гипоталамическими нейрогормонами.

Замечание 3

Нейрогормоны имеют пептидную природу и являются частями белковых молекул.

В наше время определили семь нейрогормонов - либеринов («освободителей»), стимулирующих синтез тропных гормонов в гипофизе. А три нейрогормона наоборот, тормозят их выработку – меланостатин, пролактостатин и соматостатин.

Вазопрессин и окситоцин также являются нейрогормонами. Окситоцин стимулирует сокращение гладкой мускулатуры матки во время родов, выработку молока молочными железами. При активном участии вазопрессина происходит регуляция транспорта воды и солей через клеточные мембраны, уменьшается просвет сосудов (повышается кровяное давление). За способность задерживать воду в организме, этот гормон часто называют антидиуретическим гормоном (АДГ). Главная точка приложения АДГ - почечные канальцы, где под его влиянием происходит стимуляция обратного всасывания воды в кровь из первичной мочи.

Нервные клетки ядер гипоталамуса вырабатывают нейрогормоны, а потом собственными аксонами транспортируют их в заднюю долю гипофиза, и уже отсюда эти гормоны способны поступать в кровь, вызывая сложное влияние на системы организма.

Однако гипофиз и гипоталамус не только посылают приказы посредством гормонов, но и сами способны осень точно анализировать сигналы, которые поступают от периферических эндокринных желез. Эндокринная система действует по принципу обратной связи. Если железа внутренней секреции вырабатывает избыток гормонов, то замедляется выделение гипофизом специфического гормона, а если гормона вырабатывается недостаточно, то усиливается выработка соответствующего тропного гормона гипофиза.

Замечание 4

В процессе эволюционного развития механизм взаимодействия гормонов гипоталамуса, гормонов гипофиза и желез внутренней секреции отработан достаточно надёжно. Но если произойдёт сбой работы хотя бы одного звена этой сложной цепи, тут же возникнет нарушение соотношений (количественных и качественных) во всей системе, несущее различные эндокринные заболевания.

Регуляцию деятельности всех систем и органов нашего организма осуществляет нервная система , представляющая собой совокупность нервных клеток (нейронов), снабженных отростками.

Нервная система человека состоит из центральной части (головного и спинного мозга) и периферической (отходящих от головного и спинного мозга нервов). Нейроны взаимодействуют между собой посредством синапсов.

В сложных многоклеточных организмах все основные формы деятельности нервной системы связаны с участием определенных групп нервных клеток - нервных центров. Эти центры отвечают соответствующими реакциями на внешнее раздражение, поступившее от связанных с ними рецепторов. Для деятельности центральной нервной системы характерна упорядоченность и согласованность рефлекторных реакций, то есть их координация.

В основе всех сложных регуляторных функций организма лежит взаимодействие двух основных нервных процессов - возбуждения и торможения.

Согласно учению И. II. Павлова, нервная система оказывает следующие типы воздействий на органы:

–– пусковое , вызывающее либо прекращающее функцию органа (сокращение мышцы, секрецию железы и т. д.);

–– сосудодвигательное , вызывающее расширение или сужение сосудов и тем самым регулирующее приток к органу крови (нейрогуморальная регуляция),

–– трофическое , оказывающее влияние на обмен веществ (нейроэндокринная регуляция).

Регуляция деятельности внутренних органов осуществляется нервной системой через специальный ее отдел - вегетативную нервную систему .

Совместно с центральной нервной системой гормоны принимают участие в обеспечении эмоциональных реакций и психической деятельности человека.

Эндокринная секреция способствует нормальному функционированию иммунной и нервной систем, которые, в свою очередь, оказывают влияние на работу эндокринной системы (нейро-эндокринно-иммунная регуляция).

Тесная взаимосвязь работы нервной и эндокринной систем объясняется наличием в организме нейросекреторных клеток. Нейросекреция (от лат. secretio - отделение) - свойство некоторых нервных клеток вырабатывать и выделять особые активные продукты - нейрогормоны .

Распространяясь (подобно гормонам эндокринных желез) по организму с током крови, нейрогормоны способны оказывать влияние на деятельность различных органов и систем. Они регулируют функции эндокринных желез, которые, в свою очередь, выбрасывают гормоны в кровь и осуществляют регуляцию активности других органов.

Нейросекреторные клетки , как и обычные нервные клетки, воспринимают сигналы, поступающие к ним от других отделов нервной системы, но далее передают полученную информацию уже гуморальным путем (не по аксонам, а по сосудам) - посредством нейрогормонов.

Таким образом, совмещая свойства нервных и эндокринных клеток, нейросекреторные клетки объединяют нервные и эндокринные регуляторные механизмы в единую нейроэндокринную систему. Этим обеспечивается, в частности, способность организма адаптироваться к изменяющимся условиям внешней среды. Объединение нервных и эндокринных механизмов регуляции осуществляется на уровне гипоталамуса и гипофиза.

Жировой обмен

Быстрее всего в организме перевариваются жиры, медленнее всего - белки. Регуляция углеводного обмена в основном осуществляется гормонами и центральной нервной системой. Поскольку в организме все взаимосвязано, любые нарушения в работе одной системы вызывают соответствующие изменения в других системах и органах.

О состоянии жирового обмена косвенно может свидетельствовать уровень сахара в крови , указывающий на активность углеводного обмена. В норме этот показатель составляет 70-120 мг%.

Регуляция жирового обмена

Регуляция жирового обмена осуществляется центральной нервной системой, в частности гипоталамусом. Синтез жиров в тканях организма происходит не только из продуктов жирового обмена, но также из продуктов углеводного и белкового обмена. В отличие от углеводов, жиры могут храниться в организме в концентрированном виде долгое время, поэтому избыточное количество сахара, поступившее в организм и не израсходованное им сразу же на получение энергии, превращается в жир и откладывается в жировых депо: у человека развивается ожирение. Более подробно о данном заболевании будет рассказано в следующем разделе этой книги.

Основная часть пищевых жиров подвергается перевариванию в верхних отделах кишечника при участии фермента липазы, который выделяется поджелудочной железой и слизистой оболочкой желудка.

Норма липазы сыворотки крови - 0,2-1,5 ед. (менее 150 Е/л). Содержание липазы в циркулирующей крови повышается при панкреатите и некоторых других заболеваниях. При ожирении отмечается снижение активности тканевых и плазменных липаз.

Ведущую роль в обмене веществ выполняет печень , являющаяся одновременно и эндокринным, и экзокринным органом. Именно в ней происходит окисление жирных кислот и вырабатывается холестерин, из которого синтезируются желчные кислоты . Соответственно, в первую очередь уровень холестерина зависит от работы печени.

Желчные, или холевые кислоты представляют собой конечные продукты обмена холестерина. По своему химическому составу это стероиды. Они играют важную роль в процессах переваривания и всасывания жиров, способствуют росту и функционированию нормальной кишечной микрофлоры.

Желчные кислоты входят в состав желчи и выделяются печенью в просвет тонкой кишки. Вместе с желчными кислотами в тонкий кишечник выделяется небольшое количество свободного холестерина, который частично выводится с калом, а оставшаяся его часть растворяется и вместе с желчными кислотами и фосфолипидами всасывается в тонкой кишке.

Продуктами внутренней секреции печени являются метаболиты - глюкоза, необходимая, в частности, для мозгового обмена и нормального функционирования нервной системы, и триацил-глицериды.

Процессы обмена жиров в печени и жировой клетчатке неразрывно связаны между собой. Свободный холестерин, находящийся в организме, тормозит по принципу обратной связи собственный биосинтез. Скорость превращения холестерина в желчные кислоты пропорциональна его концентрации в крови, а также зависит от активности соответствующих ферментов. Транспортировка и запасание холестерина контролируется различными механизмами. Транспортной формой холестерина являются, как уже было отмечено ранее, липоиротеиды .

Министерство сельского хозяйства

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

Высшего и профессионального образования

«Оренбургский государственный аграрный университет»

Кафедра микробиологии

И.В. Савина

Взаимосвязь иммунной, эндокринной и нервной систем регуляции

Методические указания для студентов, обучающихся по специальности «Микробиология», «Ветеринария»

Оренбург

Методическое указание к теме, предназначенной для самостоятельного изучение: «Взаимосвязь иммунной, эндокринной и нервной систем регуляции»

Методические указания обсуждены на заседании методической комиссии факультета Ветеринарной медицины ОГАУ и рекомендованы к опубликованию (протокол № от «» « » 2011г.)

ВВЕДЕНИЕ

В ходе иммунного ответа запуск в работу многочисленного ряда только внутрисистемных факторов регуляции нередко оказывается недостаточным для поддержания гомеостаза. Следом, иногда очень быстро, в регуляторный каскад событий включаются практически все гомеостатические системы регу­ляции, в том числе эндокринная и не­рвная. Нервная и эндокринная системы участвуют в регуляции обмена веществ, защите организма от химических, фи­зических и других факторов. Иммунная система направлена главным образом против чужеродных биологических агентов, к которым нет рецепторов у нервной и эндокринной систем. Не­рвная, эндокринная и иммунная систе­мы регуляции выступают, с одной сто­роны, как самостоятельные, а с дру­гой - как тесно взаимосвязанные сис­темы (рис. 45). От того как станут взаимодействовать эти регулирующие механизмы, в значительной мере будет зависеть и величина конкретного отве­та иммунной системы на конкретный антиген: ответ будет нормальным или сниженным (при иммунодефиците), или даже повышенным (перед развити­ем аллергии.

Рис. 1. Взаимодействие между нейроэидокрннной и иммунной системами

Некоторые из возможных связей между эндокринной, нервной и иммунной системами. Черными стрелками показана симпатическая иннервация, серыми - воз­действие гормонов, белыми - предполагаемые связи, эффекторные молекулы для которых не установлены (А.Ройт и др., 2000)

Имеются многочисленные факты, свидетельствующие о существовании взаимосвязи трех главных систем регу­ляции. Прежде всего это наличие хоро­шо развитой симпатической и парасим­патической иннервации центральных и периферических лимфоидных органов и рецепторов к нейромедиаторам и гор­монам как в лимфоидных органах, так и на отдельных иммунных лимфоцитах (к катехоламинам, холинэргическим ве­ществам, нейро- и миелопептидам). Известно, что не только воздействие со стороны нейроэндокринной системы влияет на развитие иммунного ответа, но и изменение функциональной ак­тивности иммунной системы (сенсиби­лизация, стимуляция выработки лим-фокинов, монокинов) приводит к ха­рактерным сдвигам электрофизиологи­ческих показаний нейрональной активности.

В центральной нервной системе и в железах внутренней секреции имеются рецепторы к интерлейкинам, миело­пептидам, гормонам тимуса пептидной природы и другим медиаторам иммун­ной системы, обладающим нейротроп-ным действием. О существовании тес­ных функциональных взаимоотноше­ний между нервной, эндокринной и иммунной системами говорит обнару­жение в них общих гормонов и медиа­торов. Например, в функционировании нервной системы существенная роль принадлежит нейропептидам - эндорфинам и энкефалинам, секретируемым некоторыми нейронами головного моз­га. Эти же пептиды являются составной частью, действующим началом лейко­цитарного интерферона, миелопептидов костного мозга, тимозина, некото­рых медиаторов Т-хелперов. Ацетилхолин, норадреналин, серотонин образу­ются в нервных клетках и в лимфоцитах, соматотропин - в гипо­физе и лимфоцитах. Интсрлейкин-1 продуцируется преимущественно мононуклеарными фагоцитами. Его проду­центами также являются нейтрофилы, В-лимфоциты, нормальные киллеры, клетки нейроглии, нейроны головного мозга, периферические симпатические нейроны, мозговое вещество надпочеч­ников.

В связи с общностью структуры мно­гих медиаторов и рецепторов к ним в различных системах регуляции, антиген в организме вызывает активацию не только иммунной системы, но и не­рвной и эндокринной систем, которые по принципу обратной связи могут уси­лить или ослабить иммунный ответ. Ха­рактер реактивности зависит от приро­ды, иммуногенности реагентов (различ­ных белков).

Следует, однако, подчеркнуть, что нейроэндокринные факторы могут из­менить лишь интенсивность ответной реакции (усиление или ослабление), но не могут изменить специфичность иммунного ответа. Модулирующее влияние на иммунную систему воз­можно через холин- и адренергические волокна и окончания в лимфоидных органах, а также через функциональ­ные специализированные рецепторы к медиаторам и гормонам на лимфоид­ных клетках, т. е. это влияние возмож­но как в индуктивную (за счет увеличе­ния количества антителообразующих клеток), так и в продуктивную (за счет увеличения синтеза антител без увели­чения количества антителообразующих клеток) стадии иммунного ответа. В частности, холинотропные препараты резко увеличивают образование анти­тел без увеличения количества плазма­тических клеток, а атропин снимает этот эффект.

Комплекс нейроэндокринных фак­торов потенцирует иммунный ответ в адаптационную стадию стресса. При длительном же действии стрессора как специфический, так и неспецифический иммунные ответы угнетаются. При глубоком стрессе, а также при примене­нии высоких доз гормонов, обладаю­щих иммуносупрессорным действием (гидрокортизон и др.), при различных заболеваниях, пересадке органов и тка­ней резко уменьшается популяция Т-киллеров, что в десятки и сотни раз повышает риск возникновения злока­чественных опухолей.

Имеются наблюдения (В. В. Абра­мов, 1988) о том, что под влиянием не­благоприятных факторов внешней среды (химических, биологических и фи­зических) возможно истощение ком­пенсаторных, адаптационных возмож­ностей нервной системы, в том числе \ при длительном, чрезмерном поступ­лении информации от иммунной сис­темы. Это может способствовать нару­шению нервной регуляции иммуноло­гических функций и, как следствие усилению «автономности» иммунной системы, нарушению ее функций им­мунологического контроля, регулиро­вания пролиферации и дифференцировки клеток различных тканей, повы­шению риска опухолевого роста в этих тканях и восприимчивости к инфекци­онным заболеваниям, нарушению про­цессов оплодотворения.

Приведенные выше факты указыва­ют на то, что нормальное функциони­рование иммунной системы возможно лишь при нормальном функционирова­нии нервной и эндокринной систем ре­гуляции и при тесном их взаимодей­ствии с иммунной системой.

Формирование нейроэндокринноиммунных взаимодействий закладыва­ется уже в раннем онтогенезе. Боль­шинство млекопитающих рождаются примерно с одинаковой степенью зре­лости иммунной и нервной систем. Центральным звеном, координирую­щим нейроэндокринноиммунное вза­имодействие, является гипоталамо-гипофизарная система, осуществляющая в пренатальном онтогенезе не только регуляторную, но и морфогенетичес-кую функцию, контролируя созрева­ние иммунной системы и включение ее в регуляцию иммунологических функций. В частности, выраженность эндокринной функции гипофиза плода коррелирует с массой тимуса и созре­ванием в нем лимфоцитов (Л.А.Заха­ров, М. В. Угрюмов, 1998).

В постнатальный период завершает­ся формирование нейроэндокринно-иммунных взаимодействий. Для сохра­нения динамического гомеостаза (в том числе иммунного) в организме животных нервная, иммунная и эн­докринная системы объединяются в общую нейроиммунно-эндокринную систему. В этой системе они взаимодействуют по принципу взаим­ной регуляции, осуществляемой нейромедиаторами, неиропептидами, тро­фическими факторами, гормонами, цитокинами через соответствующий рецепторный аппарат.

Уникальность иммунной системы состоит в том, что она может участво­вать во взаимной регуляции не только за счет продуцирования молекул цито-кинов, гормонов и антител, но и путем непрерывной циркуляции подвижных элементов этой системы - иммунокомпетентных лимфоцитов и вспомога­тельных (макрофаги и др.) клеток. Клет­ки иммунной системы могут одновре­менно выполнять рецепторные, секре­торные и эффекторные функции и, обладая подвижностью, мобильно осу­ществлять свою цензорную, регуляторную и защитную роль в то время и в том месте организма, когда, где и с какой ин­тенсивностью это требуется. Интенсив­ность и продолжительность иммунного ответа определяются как иммунной, так и другими системами регуляции.

У взрослых животных в реакцию организма на внедрение антигена во­влекаются гипоталамус, гиппокамп, миндальное ядро, холинергические, норадренергические, серотонинергические, дофаминергические нейроны не­которых других отделов мозга. Высшие отделы центральной нервной системы также способны влиять на состояние иммунной системы, в частности, пока­зана возможность условно-рефлектор­ной стимуляции или угнетения иммун­ного ответа.

Ключевым звеном аппарата не­рвной регуляции иммунной системы является гипоталамус, а влияние дру­гих отделов мозга опосредуется гипо­таламусом. Гипоталамус получает ин­формацию о нарушении антигенного гомеостаза сразу же после внедрения иммуногена в организм от рецепторно-го аппарата иммунокомпетентных кле­ток через различные нейротрансмит-терные и нейрогормональные системы. Эти системы взаимосвязаны и дубли­руют активирующие и тормозящие нейрорегуляторные влияния на функ­ции иммунологической защиты, что повышает надежность иммунорегуля-торного аппарата и обеспечивает воз­можность компенсации нарушений от­дельных его звеньев (Г. Н. Кржыжановский, С. В. Мачаева, С. В. Макаров, 1997).

Гипоталамус участвует в регуляции иммунного ответа через симпатическую и парасимпатическую иннервации ор­ганов иммунной системы, а также по­средством продукции нейрогормонов (либеринов и статинов), стимулирую­щих или ингибирующих синтез гормо­нов в аденогипофизе. Известны следу­ющие регуляторные «оси»:

гипоталамус ->гипофиз -> тимус;

гипоталамус -> гипофиз -> щитовид­ная железа;

гипоталамус -> гипофиз -> кора над­почечников;

гипоталамус -> гипофиз -> половые железы.

Через эти «оси» гипоталамус влияет на синтез гормонов соответствующих желез, а через них - на иммунную сис­тему.

Центральные и периферические органы иммунной системы иннерви-руются холинергическими, норадренергическими, серотонинергическими проводящими путями и пептидергическими волокнами, содержащими ме-тэнкефалин, субстанцию Р и другие нейропептиды.

Нервные окончания в тимусе, кост­ном мозге, селезенке, лимфатических узлах и других лимфоидных органах приближаются к лимфоцитам на рас­стояния, сравнимые с таковыми для их контактов с мышечными и сосудисты­ми клетками. Лимфоциты и макрофаги вступают в непосредственный контакт с нервными волокнами и своими соб­ственными рецепторами воспринимают нейрорегуляторные влияния (А. А. Ярилин, 1999).

Регуляторные факторы могут прони­кать в лимфоидные органы и гумораль­ным путем. Т-, В-лимфоциты, макро­фаги и их предшественники могут всту­пать в контакт и с гуморальными регуляторными факторами, так как имеют рецепторы ко многим нейромедиаторам, нейропептидам, нейрогормонам и гормонам эндокринных желез. Так, на­пример, известно, что Т- и В-лимфоци­ты имеют рецепторы к норадреналину, адреналину, ацетилхолину, серотони-ну, вазопрессину, глюкокортикоидам, b-эндорфину, фактору роста нервов, тиротропину; ЕК-клетки - к γ-эндорфину, норадреналину; макрофаги - к норадреналину, адреналину, субстан­ции Р, b-эндорфину, глюкокортикои­дам. Количество рецепторов, экспрессированных на поверхности лимфоци­тов и макрофагов, резко повышается при активации лимфоцитов антигеном. Например, у стимулированных антиге­ном макрофагов экспрессируется до 40 тыс. рецепторов, связывающих кортикостероиды.

Присоединение соответствующего лиганда к рецепторам стимулирует в клетках иммунной системы комплекс циклазных ферментов, которые вклю­чают последующие, характерные для каждого типа клеток внутриклеточные процессы.

Для функционирования иммунной системы исключительно важное значе­ние имеет уровень секреции пептидных гормонов (тимозин, тимолин, Т-акти-вин и др.) эпителиальными клетками тимуса: их уменьшение в крови снижа­ет способность Т-лимфоцитов к актива­ции (в частности, к выработке ИЛ-2) и, как следствие, к снижению интенсив­ности иммунного ответа. Секрецию тимусных гормонов стимулируют прогес­терон, соматотропин, пролактин, по­давляют- глюкокортикоиды, андрогены, эстрогены. Ацетилхолин и холинергические стимулы в тимусе способствуют пролиферации и мигра­ции тимоцитов, а сигналы, принимае­мые b-адренорецепторами, подавляют пролиферацию лимфоцитов и повыша­ют их дифференцировку.

Медиаторы вегетативной нервной системы и гормоны могут оказывать действие, подобное действию на тимус, на иммунную систему в целом, а имен­но: холинергические стимулы активизи­руют, а адренергические угнетают им­мунную систему. Тироксин усиливает пролиферацию и дифферецировку лим­фоцитов; инсулин - пролиферацию Т-клеток; а-эндорфин стимулирует гу­моральный иммунный ответ, р-эндорфин - клеточный, но подавляет гумо­ральный. Кортикостероиды индуцируют апоптоз тимоцитов и других покоящих­ся лимфоцитов, особенно в стадии от­рицательной селекции, снижают секре­цию цитокинов и гормонов тимуса; кортикотропин снижает количество лимфоцитов циркулирующей крови и их функциональную активность; катехоламины (адреналин и норадреналин) подавляют пролиферацию и усиливают дифференцировку лимфоцитов (осо­бенно Т-хелперов) и их миграцию в лимфатические узлы.

Гормоны и цитокины, образующие­ся в тимусе и в отдельных клетках им­мунной системы, в свою очередь, мо­гут влиять на активность эндокринной и нервной систем. Изменения элект­рической активности гипоталамических структур, наступающие при по­ступлении антигена в организм, сохра­няются на протяжении всего периода индуктивной и продуктивной фаз им­мунного ответа, с изменением ультра­структуры нейронов, синапсов, астроцитов, уровня окситоцина, вазопрессина, дофамина, норадреналина, серотонина в различных отделах мозга. Гормоны тимуса - тимопоэтин и ИЛ-1, продуцируемые фагоцитами, В-лимфоцитами, ЕК-клетками, усиливают секрецию глюкокортикоидов, тем са­мым ограничивая (подавляя) иммун­ный ответ.

В осуществлении взаимосвязи не­рвной, эндокринной и иммунной сис­тем регуляции по поддержанию дина­мического, в том числе иммунного, го-меостаза важная роль принадлежит опиоидным пептидам, в секреции кото­рых участвуют клетки всех трех основ­ных систем регуляции.

Нейроны, иммунокомпетентные клетки, клетки гипофиза и некоторых других эндокринных желез не только синтезируют идентичные физиологи­чески активные вещества, но и имеют идентичные к ним рецепторы. Так, на­пример, в костном мозге, тимусе, селе­зенке, стимулированных Т-лимфоцитах (в том числе в Т-хелперах), в макрофа­гах обнаружены регулируемый ген про-опиокортина, идентичный гену некото­рых секреторных клеток гипофиза, а также м-РНК, отражающая его структу­ру. Из проопиокортина, состоящего из 134 аминокислотных остатков, при ог­раниченном протеолизе образуется кортикотропин (АКТГ), в состав кото­рого входят 39 аминокислотных остат­ков и |3-липотропин, насчитывающий у свиньи и овцы 91 аминокислотный ос­таток (Т. Т. Березов, Б. Ф. Коровкин, 1998). У свиньи и овцы молекулы (3-ли-потропина имеют одинаковое количе­ство аминокислотных остатков, но су­щественно различаются в последова­тельности аминокислот. Однако после­довательности аминокислот с 61 по 91 у всех исследованных видов животных и у человека одинаковы, и при специфи­ческом протеолизе липотропина из них образуются (в ткани мозга, аденогипофизе, иммунокомпетентных клетках и макрофагах) биологически активные пептиды, обладающие опиотоподобным действием: метэнкефалин (61 - 65), a-эндорфин (61 - 76), γ-эндорфин (61-77), d-эндорфин (61-79), b-эн-дорфин (61 -91). Все они принимают участие (как медиаторы) в нейроэндокринноиммунных взаимодействиях и, подобно морфину, снимают болевые ощущения.

Суммарная активность синтезируе­мых в лимфоидной системе опиоидов сравнима с активностью наиболее ин­тенсивного их продуцента - гипофиза, причем процессинг проопиокортина в гипофизе и лимфоцитах осуществляет­ся одинаково.

Эффект от взаимодействия какого-либо из опиоидных пептидов с рецеп­торами различных клеток может быть различным в зависимости от того, на какой ответ запрограммирована та или иная клетка при активации данного ре­цептора. Например, b-эндорфин нейронального, костномозгового, лимфо-цитарного происхождения (т.е. незави­симо от происхождения), связавшись с опиоидными рецепторами централь­ной нервной системы, оказывает анальгетический эффект, а воздействуя на лимфоциты, вызывает (в зависимос­ти от дозы) изменение величины им­мунного ответа, активирует ЕК-клетки, повышает синтез ИЛ-2 и его эксп­рессию на Т-лимфоцитах, а также сти­мулирует хемотаксис макрофагов и других лейкоцитов. В свою очередь, ИЛ-1 и ИЛ-2 повышают экспрессию генов проопиокортина в клетках ги­пофиза и секрецию ими эндорфина (Г. Н. Кржыжановский и др., 1997).

Помимо опиоидных пептидов в осу­ществлении нейроэндокринно-иммунных взаимодействий участвуют и другие биологически активные вещества, в том числе ацетилхолин, норадреналин, серотонин, дофамин, гипоталамические либерины, соматотропин, кортикотро­пин, нейротензин, вазопрессин. интерлейкины и пр. Гормон тимуса (тимозин) воспринимается нейрональными структурами, вызывая у животных изменение поведенческих реакций, стимулирует активность регуляторных систем гипоталамус - гипофиз - кора надпочечников, гипоталамус - гипофиз - гонады, в гипофизе стимулирует секрецию эндорфинов, в иммунной си­стеме - иммунный ответ.

Таким образом, нервная, эндокрин­ная и иммунная системы работают по принципу взаиморегуляции, которая обеспечивается комплексом связанных между собой механизмов, в том числе участием дублирующих факторов регу­ляции. Эти механизмы регуляции дей­ствуют на клеточном, системном и межсистемном уровнях, обеспечивая высокую степень надежности нейро- эндокринно-иммунологических процес­сов регуляции.

В то же время высокий уровень ре­активности всех систем регуляции и сложность организации их аппарата являются факторами риска развития иммунологических, неврологических и эндокринных расстройств, так как при патологии одной системы повы­шается риск расстройства других сис­тем. В частности, нарушения нейроэндокринных механизмов регуляции могут играть важную роль в патогенезе иммунологических расстройств, а им­мунологические механизмы могут уча­ствовать в патогенезе нервных и эндок­ринных болезней. При срыве компен­саторных механизмов может возник­нуть сочетанная патология нервной, эндокринной и иммунной систем не­зависимо от первичной локализации патологического процесса в той или иной системе (Г. Н. Кржыжановский и др., 1997).

Вопросы для самоконтроля:

1. Перечислите факты, свидетельствующие о существовании взаимосвязи трех главных систем регуляции.

2. Как действуют на иммунную систему эндокринные факторы?

3. Как происходит формирование нейроэндокриноиммунных взаимодействий в онтогенезе?

4. В чем состоит уникальность иммунной системы?

5. Каково значение уровня секреции пептидных гормонов для функционирования иммунной системы?

6. К чему приводит высокий уровень реактивности всех систем регуляции?

Список использованной литературы:

1. Балаболкин М.И. Эндокринология, - Универсум паблишинг. - М., 1998 – 584 с.

2. Воронин Е.С. Иммунология. – М.: Колос-Пресс, 2002.- 408 с.

3. Иммунология: Учеб. для студентов вузов/В.Г. Галактионов.- 3-е изд., испр. и доп. – М.: Издательский центр «Академия», 2004. – 528 с.

4. Сапин М.Р., Этинген Л.Е. Иммунная система человека. – М.: Медицина, 1996. – 304с.

Эндокринная система вместе с нервной системой оказывают регуляторное воздействие на все другие органы и системы организма, заставляя его функционировать как единую систему.

К эндокринной системе относятся железы, не имеющие выводных протоков, но выделяющие во внутреннюю среду организма высокоактивные биологические вещества, действующие на клетки, ткани и органы вещества (гормоны), стимулирующие или ослабляющие их функции.

Клетки, у которых выработка гормонов становится основной или преобладающей функцией, получают наименование эндокринных. В организме человека эндокринная система представлена секреторными ядрами гипоталамуса, гипофизом, эпифизом, щитовидной, околощитовидными железами, надпочечниками, эндокринными частями половых и поджелудочной желез, а также отдельными железистыми клетками, рассеянными по другим (неэндокринным) органам или тканям.

С помощью выделяемых эндокринной системой гормонов осуществляются регуляция и координация функций организма и приведение их в соответствие с его потребностями, а также с раздражениями, получаемыми из внешней и внутренней среды.

По химической природе большинство гормонов принадлежит к белкам – протеинам или гликопротеинам. Другие же гормоны являются производными аминокислот (тирозина) или стероидами. Многие гормоны, попадая в ток крови, связываются с сывороточными белками и в виде таких комплексов транспортируются по организму. Соединение гормона с белком-носителем хотя и предохраняет гормон от преждевременной деградации, но ослабляет его активность. Освобождение гормона от носителя происходит в клетках органа, воспринимающего данный гормон.

Поскольку гормоны выделяются в ток крови, обильное кровоснабжение эндокринных желез составляет непременное условие их функционирования. Каждый гормон действует только на те клетки-мишени, которые имеют специальные химические рецепторы в плазматических мембранах.

К органам-мишеням, обычно причисляемым к неэндокринным, можно отнести почку, в юкстагломерулярном комплексе которой вырабатывается ренин; слюнные и предстательную железы, в которых обнаруживаются особые клетки, продуцирующие фактор, стимулирующий рост нервов; а также специальные клетки (энтериноциты), локализующиеся в слизистой оболочке желудочно-кишечного тракта и вырабатывающие ряд энтериновых (кишечных) гормонов. Многие гормоны (в том числе эндорфины и энкефалины), обладающие широким спектром действия, образуются в головном мозге.

Связь нервной и эндокринной систем

Нервная система, посылая свои эфферентные импульсы по нервным волокнам прямо к иннервируемому органу, вызывает направленные локальные реакции, которые быстро наступают и столь же быстро прекращаются.

Гормональным дистантным влияниям принадлежит преимущественная роль в регуляции таких общих функций организма, как обмен веществ, соматический рост, репродуктивные функции. Совместное участие нервной и эндокринной систем в обеспечении регуляции и координации функций организма определяется тем, что регуляторные влияния, оказываемые как нервной, так и эндокринной системами, реализуются принципиально одинаковыми механизмами.

Вместе с тем все нервные клетки проявляют способность синтезировать белковые вещества, о чем свидетельствуют сильное развитие гранулярной эндоплазматической сети и обилие рибонуклеопротеидов в их перикарионах. Аксоны таких нейронов, как правило, заканчиваются на капиллярах, и синтезированные продукты, аккумулировавшиеся в терминалях, выделяются в кровь, с током которой разносятся по организму и оказывают в отличие от медиаторов не локальное, а дистантное регулирующее действие подобно гормонам эндокринных желез. Такие нервные клетки получили наименование нейросекреторных, а вырабатываемые и выделяемые ими продукты – нейрогормонов. Нейросекреторные клетки, воспринимая, как всякий нейроцит, афферентные сигналы от других отделов нервной системы, посылают свои эфферентные импульсы через кровь, т. е. гуморально (как эндокринные клетки). Поэтому нейросекреторные клетки, занимая в физиологическом отношении промежуточное положение между нервными и эндокринными, объединяют нервную и эндокринную системы в единую нейроэндокринную систему и таким образом выступают в роли нейроэндокринных трансмиттеров (переключателей).

В последние годы было установлено, что в составе нервной системы имеются пептидергические нейроны, которые, помимо медиаторов, выделяют и ряд гормонов, способных модулировать секреторную деятельность эндокринных желез. Поэтому, как уже отмечалось выше, нервная и эндокринная системы выступают как единая регулирующая нейроэндокринная система.

Классификация эндокринных желез

В начале развития эндокринологии как науки железы внутренней секреции пытались группировать по их происхождению из того или иного эмбрионального зачатка зародышевых листков. Однако дальнейшее расширение знаний о роли эндокринных функций в организме показало, что общность или близость эмбриональных закладок совершенно не предрешает совместного участия желез, развивающихся из таких зачатков, в регуляции функций организма.