Биология ва тиббиёт муаммолари, 2015, №4.1 (85) 175
УДК: 612.018.2.-
611.81
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ГОРМОНОВ С ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМОЙ
А.С. ФАЗЫЛДЖАНОВА, В.П. АСКАРЬЯНЦ, Б.Б. НИГМАНОВ, Ш.А. АДХАМОВ, У.А. ЮЛДАШЕВ
Ташкентский Педиатрический Медицинский Институт, Республика Узбекистан, г. Ташкент
Известно, что в организме существуют два
вида регуляции: нервная и гуморальная. Гуморальная
(лат.humor-жидкость) регуляция – один из механиз-
мов координации процессов жизнедеятельности в
организме, осуществляемой через жидкие среды ор-
ганизма (кровь, лимфу, тканевую жидкость) с помо-
щью биологически активных веществ, выделяемых
клетками, тканями и органами. Этот тип регуляции
является наиболее древним. В процессе эволюции по
мере развития и усложнения организма в осуществ-
лении взаимодействия между отдельными его частя-
ми и в обеспечении всей его деятельности первосте-
пенную роль начинает играть нервная регуляция, ко-
торая осуществляется нервной системой.
Нервная система объединяет и связывает все
клетки и органқ в единое целое, изменяет и регулиру-
ет их деятельность, осуществляет связь организма с
окружающей средой. Центральная нервная система и
ее ведущий отдел – кора больших полушарий голов-
ного мозга, весьма тонко и точно воспринимая изме-
нения окружающей среды, а также внутреннего со-
стояния организма, своей деятельностью обеспечива-
ет развитие и приспособление организма к постоянно
меняющимся условиям существования. Нервный ме-
ханизм регуляции более совершенен.
Нервный и гуморальный механизмы регуляции
взаимосвязаны. Активные химические вещества, об-
разующиеся в организме, способны оказывать свое
воздействие на нервные клетки, изменяя их функцио-
нальное состояние. Образование и поступление в
кровь многих активных химических веществ нахо-
дится, в свою очередь, под регулирующем влиянии
нервной системы. В этой связи правильнее всего го-
ворить о единой нервно-гуморальной системе регу-
ляции функций организма, создающей условия для
взаимодействия отдельных частей организма, связы-
вающей их в единое целое, и обеспечивающей взаи-
модействие организма и среды.
Нейрогуморальная
регуляция
функций
(греч.neuron- нерв + лат. humor-жидкость)- регули-
рующее и координирующее влияние нервной систе-
мы и содержащихся в крови, лимфе, тканевой жидко-
сти биологически активных веществ на процессы
жизнедеятельности организма человека и животных.
Нервная регуляция функций имеет важное значение
для поддержания относительного постоянства соста-
ва и свойств внутренней среды организма, а также
для приспособления организма к меняющимся усло-
виям существования. Длительное время нервную ре-
гуляцию активно противопоставляли гуморальной.
Современная физиология полностью опровергла про-
тивопоставление отдельных видов регуляции (напри-
мер, рефлекторной - гуморально-гормональной или
иной). На ранних этапах эволюционного развития
животных нервная система находилась в зачаточном
состоянии. Связь между отдельными клетками у та-
ких организмов осуществлялась с помощью различ-
ных химических веществ, выделяемых работающими
клетками или органами (т.е. носила гуморальный ха-
рактер). По мере совершенствования нервной систе-
мы гуморальная регуляция постепенно подпадала под
контролирующее влияние более совершенной нерв-
ной системы. В то же время многие передатчики
нервного возбуждения (ацетилхолин, норадреналин,
гамма-амино-масляная кислота, серотонин и др.), вы-
полнив свою основную роль – роль медиаторов и из-
бежав ферментативной инактивации или обратного
захвата нервными окончаниями, поступают в кровь,
осуществляя дистантное (немедиаторное) действие.
При этом биологически активные вещества проника-
ют через гистогематические барьеры в органы и тка-
ни, направляют и регулируют их жизнедеятельность.
В нейрогуморальной регуляции функций участвуют
многочисленные специфические и неспецифические
продукты обмена веществ (метаболиты). К ним отно-
сятся тканевые и гастроинтестинальные гормоны,
гипоталамические нейрогормоны, гистамин, проста-
гландины, олигопептиды широкого спектра действия.
Током крови они разносятся по всему организму, но
лишь в «результирующих органах», или органах-
мишенях, вызывают специфические реакции, вступая
во взаимоотношение с рецептором (клеткой-
мишенью, клеткой-исполнителем). Под их влиянием
происходит возбуждение адрено-, холино-, серото-
нин- и гистаминреактивных структур организма. Со-
стояние, активность и деятельность структур ЦНС
зависят не только от получаемых ими нервных сигна-
лов, но и от химического состава, физико-химических
и биологических свойств среды, окружающей нерв-
ные клетки. При этом существуют теснейшая взаимо-
связь и взаимообусловленность нервных и гумораль-
ных процессов. Сама ЦНС участвует в нервной регу-
ляции функций не только с помощью нервных им-
пульсов, но и путем образования высокоактивных
гуморальных веществ, поступающих из мозга в цере-
броспинальную жидкость и кровь. Помимо много-
численных пептидов в мозге синтезируются катехо-
ламины, ацетилхолин, серотонин, гистамин, гамма-
аминомасляная кислота и другие биологически ак-
тивные соединения, принимающие участие в регуля-
ции деятельности головного и спинного мозга, а при
поступлении в кровь – всего организма.
Нервная регуляция органов и систем организма
является более совершенной, чем гуморальная (через
тканевые жидкости), поскольку взаимодействие кле-
ток через нервную систему осуществляется быстрее,
чем через кровь или лимфу, и нервные импульсы по
отросткам нейронов направляются лишь к опреде-
ленным клеткам. Главную функцию ЦНС составляет
высшая нервная деятельность. Железы внутренней
секреции – это специализированные органы позво-
ночных животных и человека, не имеющие выводных
протоков и выделяющие вырабатываемые вещества
(гормоны) непосредственно в кровь или лимфу. Для
Взаимодействие гормонов с центральной нервной системой
176 Проблемы биологии и медицины, 2015, №4.1 (85)
них характерно обильное кровоснабжение, обеспечи-
вающее быстрое поступление гормонов в кровь и до-
ставку их к органам и тканям.
Филогенетически наиболее древние гормоны
вырабатываются в нервных клетках и участвуют в
передаче сигнала в виде электрического импульса.
Нервные импульсы во многих случаях превращаются
в гормональные сигналы. При иерархической регуля-
ции секреции многочисленных гормонов ЦНС осу-
ществляет интегрирующую функцию или по меньшей
мере пермиссивную. С другой стороны, гормоны,
являясь нейромодуляторами, регулируют в ЦНС
функцию большого числа медиаторов (посредников)
путем прямого действия. В ЦНС доказано наличие:
гастрина, холецистокинина, нейротензина, бомбези-
на, субстанции Р, вазоактивного интестинального
пептида (ВИП) и гастроинтестинального полипептида
из группы гастроинтестинальных гормонов, пептидов
из группы опиомеланокортинов, таких как АКТГ, α- и
β-липотропины, α-,β-,γ-эндорфины и даже крупномо-
лекулярных пептидных гормонов – пролактина и со-
матотропина; причем, описаны и соответствующие
гормонопродуцирующие нейроны. Передатчиком
нервного возбуждения является гуморальный (хими-
ческий) компонент – медиатор, а деятельность мно-
гих желез внутренней секреции стимулируется нерв-
ными импульсами. Соотношение нервных и гумо-
ральных звеньев в механизме управления функциями
организма сводится к тому, что преобладание нервно-
го компонента имеет место, если управляемая функ-
ция больше связана с раздражителями внешней сре-
ды, а возрастания роли гуморального механизма про-
исходит по мере ослабления этих связей.
Взаимодействие ЦНС и гормонов также можно
рассмотреть на примере механизма действия йода
(основной составляющей тиреоидных гормонов –
тироксина и трийодтиронина) на нервную систему:
Тироксин (Т4) является своего рода прогормоном, и
его дейодинация, происходящая в целом ряде тканей,
является решающим моментом для поддержания ло-
кального уровня трийодтиронина (Т3) активной фор-
мы. Развитие мозга ребенка преимущественно зави-
сит от уровня сывороточного Т4, поскольку нейроны
коры головного мозга около 80% необходимого им
Т3 получают при дейодизации Т4 in situ 5-
дийодиназой 2-го типа (Д2) в глиальных клетках, та-
ниоцитах третьего желудочка и астроцитах, которые
захватывают Т4 из крови и выделяют Т3 для исполь-
зования его нейронами. Активность Д2 является важ-
ным компонентом контроля за воздействиями Т4,
поскольку она возрастает в случае недостатка Т4,
поддерживая концентрацию Т3 в головном мозге.
Концентрация Д2 мРНК у гипотиреоидных животных
в постнатальном периоде возрастает в несколько раз
по сравнению с нормальными значениями в релейных
ядрах и корковых мишенях первичных соматосен-
сорных и аудиторных путей. Возможно, эти пути
специфически защищены от недостатка Т4, что сви-
детельствует об участии Т3 в формировании этих
структур. Дефицит йода приводит к характерным
изменениям гормонального профиля: прежде всего
отмечается снижение уровня Т4, при этом уровеньТ3
долгое время остается в пределах нормальных значе-
ний, так что клинически диагностируется эутиреоид-
ное состояние. Только при тяжелом и длительном
воздействии йодного дефицита наблюдается сниже-
ние Т3. Таким образом, поскольку достаточный уро-
вень циркулирующего Т4 является решающим для
развития и функционирования нервной системы, в
условиях умеренного йодного дефицита даже при
отсутствии клинических признаков гипотиреоидного
состояния, ЦНС уже испытывает состояние «тирео-
идного голода».
Молекулярный механизм действия тиреоидных
гормонов заключается в регуляции экспрессии генов
через ассоциацию со специфическими хроматинсвя-
занными рецепторами. Кроме того, тиреоидные гор-
моны могут связываться другими внутриклеточными
структурами, участвующими в регуляции поступле-
ния Т3 к нуклеарным рецепторам. Ассоциация Т3
рецепторов с хроматином обладает способностью к
изменению структурной организации специфических
генов и, в некоторых случаях, хроматина в целом.
Связываясь в клетках-мишенях с нуклеарными ре-
цепторами, тиреоидные гормоны регулируют экс-
прессию некоторых нейрональных генов, обеспечи-
вающих синтез ряда специфических белков ( микро-
тубулинассоциированные протеины, изотубулины b4,
основной протеин миелина, миелинсвязанный глико-
протеин, калбиндин, протеин-2 клеток Пуркинье,
фактор роста нервов, синапсин I, RC3-протеин и др.)
Идентификация нескольких форм нуклеарных
Т3 рецепторов, локально специфическая экспрессия
изоэнзимов дейодиназы в мозге и гипофизе, молеку-
лярный анализ тироидзависимых генов в головном
мозге плода, новорожденного и взрослого открыли
новую эру в понимании механизмов действия тирео-
идных гормонов.
При исследовании нейроэндокринных взаимо-
действий на трансгенных линиях мышей было обна-
ружено, что недостаточность тиреоидных гормонов
приводит к повреждениям, отличным от таковых при
простом уменьшении числа тиреоидных рецепторов.
По многим аспектам, экспрессия мутантных тиреоид-
ных рецепторов оказывает худшее воздействие, чем
недостаточность рецепторов дикого типа.
Интегрированные сети рецепторов, дейодиназ
и тироидзависимых генов требуют строгой регуляции
концентрации гормонов щитовидной железы «в нуж-
ное» время и в «нужном» месте. Эффект трийодтиро-
нина опосредуется через контроль специфических
генов в различных типах клеток с целью экспрессии
соответствующего фенотипа в соответствующее вре-
мя в строго синхронизированной последовательности
этапов развития, что привело к формированию пред-
ставления о тиреоидных гормонах, как о своеобраз-
ном таймере, обеспечивающем строгую последова-
тельность событий в процессе формирования, созре-
вания и функционирования головного мозга.
Таким образом, достаточный уровень цирку-
лирующего Т4 является решающим для нормального
функционирования и созревания нервных клеток и
развития нейрональных связей. При дефиците тирео-
идных гормонов у плода наблюдается уменьшение
А.С. Фазылджанова, В.П. Аскарьянц, Б.Б. Нигманов, Ш.А. Адхамов, У.А. Юлдашев
Биология ва тиббиёт муаммолари, 2015, №4.1 (85) 177
массы головного мозга и содержания в нем ДНК, а
также ряд гистологических изменений. Эксперимен-
тальный гипотиреоз у крыс приводит к изменению
паттернов экспрессии и снижению уровня протеин-G-
связанных рецепторов киназы-2 и бетааррестина-1
ключевых протеинов, влияющих на чувствительность
широкого круга протеин-G-связанных рецепторов в
коре головного мозга. Эксперименты, проведенные
на крысах, мартышках и овцах, показали влияние
тяжелого гипотиреоза на созревание коры и мозжеч-
ка: уменьшение массы мозга с уменьшением числа
нейронов, увеличение плотности клеток в коре го-
ловного мозга и снижение числа собственных клеток
в мозжечке. Mussa G.S., Zafaroni M. в экспериментах
на гипотиреоидных крысах продемонстрировали ги-
поплазию нейронов, уменьшение ветвления дендри-
тов и образования межнейрональных связей; а также
нарушение структуры и организации нейрональных
интрацитоплазматических микротубул, биохимиче-
ские дефекты синаптосом и повреждение нуклеарных
и цитоплазматических Т3-рецепторов.
Доказано влияние тиреоидных гормонов на де-
ление нейробластов, нейрональную миграцию, созре-
вание и дифференциацию нейронов, дифференциа-
цию олигодендроглиоцитов, пролиферацию нейро-
нальных отростков, формирование цитоскелета аст-
роцитов, выработку нейротрофинов и образование
рецепторов к ним, дифференциацию питуитарных
лактотрофов и соматотрофов, синаптогенез, миелини-
зацию, процессы апоптоза. Кроме основных эффектов
Т3, опосредуемых через нуклеарные рецепторы, Т4
имеет собственные эффекты в нервной системе, не
вовлекающие систему нуклеарных Т3-рецепторов.
При рассмотрении взаимосвязей между степе-
нью йодной обеспеченности и функционированием
нервной системы необходимо учитывать не только
различие эффектов Т3 и Т4, но периоды их воздей-
ствия на развивающийся мозг. Созревание нервной
системы может быть нарушено вследствие недоста-
точного поступления материнских гормонов или
нарушения синтеза гормонов щитовидной железы.
Литература:
1.Алешин
Б.В.
Гистофизиология
гипоталамо-
гипофизарной системы.-М.: Медицина, 1971.-440 с.
2. Ананин В.Ф. Проблемы неврологии ХХ века. –М.:
РУДН.,Биомединформ, 1999.-120с.
3. Белов А.Ф., ред. Системный подход в изучении
интегративной деятельности мозга// Науч.труды
РМИ. –Т.71.-Рязань, 1980. -98с.
4. Киричук В.Ф. Физиология желез внутренней сек-
реции. Общие вопросы. – Саратов: Сар. ГМУ, 1994. -
64с.
5. Сергеев П.В., Шимановский Н.Л., Петров В.И. Ре-
цепторы физиологически активных веществ. –М.-
Волгоград, «Семь ветров», 1999, 640с.
6. Стайер Л. Биохимия в 3-х томах: пер. с англ./Под
ред. С.Е.Северина. –т.2. М.:Мир, 1985.-312 с.
7. Фелиг Ф., Брокстер Дж.Д., Бродус А.Е., Фромен
Л.А. Эндокринология и метаболизм/ Пер. с англ.- М.:
Медицина, 1985, т.1, 520с., т.2, 416с.
8. Шеперд Г. Нейробиология.- М.: Мир. Т.2, 1987. -
366с.
