Нейросекреторная функция ядер переднего гипоталамуса.

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2

В нейронах супраоптических и паравентрикулярных ядер гипота­ламуса синтезируются биологически активные вешества — вазо­прессин (антидиуретический гормон) и окситоцин. У человека и большинства млекопитающих в этих ядрах переднего гипотала­
муса синтезируется аргинин-вазопрессин. Окситоцин и вазопрес­син — типичные нейросекреты, поступающие в кровяное русло. Вазопрессин и окситоцин синтезируются сначала в прекурсорной форме в рибосомах нейронов ядер переднего гипоталамуса. Они упаковываются в секреторные гранулы (тельца Геринга) в пластин­чатом комплексе (аппарат Гольджи) и транспортируются по аксонам в нервные окончания в нейрогипофиз. Установлено, что вазопрес­син и окситоцин синтезируются также в половых железах, надпо­чечниках и вилочковой железе; они обнаружены также в синапсах ствола головного и спинного мозга.

Рецепторы вазопрессина. Существует два вида рецепторов вазопрессина. Рецепторы, опосредующие сосудосуживающее дей­ствие вазопрессина, называются У,-рецепторы. Они обнаружены в кровеносных сосудах, включая сосуды почек, и в мозге. Вазопрес­синовые рецепторы, которые опосредуют его антидиуретические эффекты, называются У,-рецепторами. У₂-рецепторы обнаружены на сосудистой стороне тубулярных клеток нефрона, в восходящем колене петли нефрона и собирательных трубочках. Вазопрессин в этих клетках активирует цАМФ, который усиливает проницаемость мембран луменальной части клеток к воде, мочевине и другим веще­ствам за счет увеличения эндосомальных водных каналов.

Динамика действия вазопрессина. Вазопрессин, секретируе­мый нейронами супраоптического и паравентрикулярного ядер ги­поталамуса, по аксонам этих нейронов спускается в нейрогипофиз, где он может накапливаться и откуда поступает в кровь; через кровь он действует на органы-мишени, в частности — восходящие части петли нефрона и собирательные трубочки (рис. 4.18). Здесь вазо­прессин активирует гиалуронидазу, под влиянием которой вода из собирательных трубочек реабсорбируется и задерживается тканями почек. Благодаря процессам реабсорбции организм предотвращает гиперосмолярное состояние. Наоборот, в случае формирования ги- поосмолярной крови нейроны супраоптических и паравентрикуляр- ных ядер гипоталамуса снижают секрецию вазопрессина. В резуль­тате снижения уровня вазопрессина в крови вода из почек беспре­пятственно выделяется с мочой наружу. Этот процесс компенсирует гипоосмолярное состояние организма.

Несахарный диабет. Недостаточная функция секреции вазо­прессина нейронами супраоптического и паравентрикулярного ядер

гипоталамуса является причиной заболевания, которое называется несахарный диабет. При этом за­болевании больные теряют много жидкости, несмотря на усилен­ный прием воды (полидипсия). Вместе с водой в составе мочи организм теряет и глюкозу.

Саморегуляция при умень­шении объема жидкости в ор­ганизме

Роль почек. Уменьшение объ­ема жидкости в организме (на­пример, при кровопотере или физической нагрузке) ведет к активации симпатической нерв­ной системы. Происходит вы­брос катехоламинов из мозгового вещества надпочечников. Кате­холамины действуют на р-адре- норецепторы почечных сосудов, в результате чего приносящие и выносящие артериолы сужи­ваются, объем фильтрующейся плазмы снижается, объем уль­трафильтрата (первичной мочи) уменьшается.

Роль ангиотензина 11. При уменьшении кровотока в юк­стагломерулярном аппарате его секреторные клетки начинают продуцировать ренин. Ренин ак­тивирует белок ангиотензиноген в плазме крови, переводя его в ангиотензин I. Последний под влия­нием конвертирующих ферментов преобразуется в ангиотензин 11.

Ангиотензин II сокрашает гладкие мышцы сосудов, в частно­сти — приносящей и выносящей артериол почки, уменьшая объем фильтрата и способствуя сохранению воды в организме.

Наряду с этим ангиотензин II стимулирует реабсорбцию ионов Na в дистальных канальцах почек и реабсорбцию и секрецию ионов К. При этом основные клетки реабсорбируют Na⁺ и секретируют К⁺, а вставочные клетки секретируют Н⁺ и реабсорбируют К⁺.

Указанные процессы являются еще одним механизмом, способ­ствующим сохранению жидкости в организме.

Кроме описанных эффектов, ангиотензин II принимает участие в формировании чувства жажды и способствует выделению вазо­прессина нейронами супраоптического и паравентрикулярных ядер гипоталамуса, минуя гематоэнцефалический барьер. За счет приема жидкости извне и повышения реабсорбции воды из собирательных трубочек почек объем жидкости в организме снова увеличивается.

Роль простагландинов. Некоторые простагландины (ПГ) синте­зируются в почках. ПГЕ, тормозит канальцевую реабсорбцию на­трия и выступает в качестве антагониста вазопрессина по отноше­нию к У₂-рецепторам собирательных трубочек почек. ПГЕ₂ и ПГ, также препятствуют осуществлению сосудосуживающего влияния ангиотензина II на сосуды клубочка.

На почечную гемодинамику и канальцевые функции влияют калликреин-кининовая система, эндотелии, NO, аденозин, дофа­мин и предсердный натрийуретический пептид.

Роль альдостерона. При уменьшении объема жидкости в орга­низме под влиянием циркулирующего в крови ангиотензина II в гломерулярной зоне коры надпочечников образуется альдостерон. Его образованию способствует снижение уровня Na⁺ и увеличение К⁺ в крови, а также АКТЕ (рис. 4.19).

Альдостерон обусловливает реабсорбцию Na⁺ и секрецию К⁺ главным образом в дистальных частях нефрона, в эпителии толстой и прямой кишок, а также в протоках слюнных и потовых желез. Везде альдостерон способствует реабсорбции натрия и секреции калия, что приводит к задержке воды тканями. Указанные эффек­ты — долговременные.

Роль гормона эпифиза. Гормон эпифиза мелатонин способству­ет реабсорбции К⁺ в дистальных отделах извитых канальцев (см. рис. 4.19).

Гипоталамический сердечный глюкозидоподобный блокатор Na.K-АТФазы также тормозит канальцевую реабсорбцию Na⁺, увеличивает проницаемость воды в собирательных трубочках.

Рис. 4.19. Влияние альдо­стерона и мелатонина на ре­абсорбцию ионов Na⁺ и К⁺ в канальцах нефрона

Саморегуляция при увеличении объема жидкости в организ­ме. При увеличении объема межклеточной жидкости возрастает венозное давление. Это приводит к торможению механизмов за­держки Na⁺ в почках и активации механизмов их экскреции. Этим же процессам способствуют снижение продукции ренина юкстагло­мерулярным аппаратом почек и уменьшение секреции ангиотензина II и альдостерона. Понижается активность симпатической нервной системы, усиливается продукция простагландинов почками и на­трийуретического пептида предсердиями. В результате снижается объем межтканевой жидкости и нормализуется ранее повышенное кровяное давление.

Механизм жажды и солевой мотивации. Внутреннее звено саморегуляции не может эффективно и длительно поддерживать оптимальный уровень осмотического давления в организме без при­ема воды и солей извне (без воды человек может существовать не более 3—4 суток).

Внешнее звено саморегуляции. Взаимодействие с внешней сре­дой в рассматриваемой функциональной системе осуществляет ее внешнее звено саморегуляции. Оно включает питьевую или, соот-

ветственно, солевую мотивацию, поведение и механизмы приема организмом воды или солей. Ведущими компонентами внешнего звена являются водная и солевая мотивация. Обе мотивации сопро­вождаются выраженными эмоциональными ощущениями.

Происхождение чувства жажды объясняют несколько теорий.

Периферическая теория жажды. Согласно этой теории, при­чиной жажды служит раздражение рецепторов пищеварительного тракта.

В результате дегидратации организма уменьшается объем секре­ции пищеварительных желез, в частности — слюнных. При сниже­нии секреции слюны наблюдается сухость во рту, особенно в задней части ротовой полости и глотки, что, как полагают некоторые ав­торы, является ведущей причиной жажды. Об этом свидетельствует тот факт, что полоскание водой ротовой полости и глотки снижает чувство жажды. Однако в экспериментах Н. И. Журавлева было по­казано, что эзофаготомированные водно-депривированные собаки пьют неимоверно большое количество воды и прекращают ее прием только после того, как вода введена им в желудок. Эти опыты ука­зывают на то, что в организации состояния жажды и водной моти­вации принимают участие рецепторы не только ротовой полости, но и желудка, а также, возможно, кишечника.

Теория дегидратации тканей. Авторы этой теории считают жажду общим чувством и связывают ее происхождение с дегидратацией со­единительной ткани. В этом случае раздражающими факторами, вы­зывающими мотивацию жажды, являются гиперосмолярное состоя­ние плазмы крови и гиповолемия. Гиперосмолярная кровь оказывает прямое действие на осморецепторы переднего гипоталамуса.

Установлено, что дегидратация тканей стимулирует осморецеп­торы, расположенные в передней части латерального гипоталамуса. Эти рецепторы контролируют освобождение вазопрессина из нейро­гипофиза. Сигнализация от внеклеточной дегидратации поступает также в структуру, расположенную над латеральным гипоталамусом. Разрушение этой зоны вызывает адипсию — потерю водно-депри- вированными животными способности к формированию мотивации жажды и приему' воды. Введение в эту зону и преоптическую область хлорида натрия вызывает у животных питьевое поведение.

Гиповолемия тканей оказывает стимулирующее действие на прием воды через возбуждение барорецепторов сосудов и механо-

рецепторов предсердий. Гиповолемия способствует возрастанию уровня ангиотензина II в плазме крови, что также вызывает жажду.

Центральная теория жажды. В 1953 г. шведский ученый Б. Ан­дерсен произвел сенсационный эксперимент. Козлу в область лате­рального гипоталамуса была вживлена канюля, через которую в мозг инъецировали гипертонический раствор хлорида натрия. Это вызва­ло у животного неукротимый прием большого количества воды.

Гипоталамические «центры жажды». «Центры жажды» обнару­жены во многих участках гипоталамической области: в перифорни- кальной области, между сводом мозга и мамиллярными телами, а также в области паравентрикулярных и супраоптических ядер перед­него гипоталамуса. Кроме того, общий «центр жажды» объединяет субфорникальный орган, сосудистый орган концевой пластинки и медиальное преоптическое ядро (рис. 4.20). Показано, что нейроны субфорникального органа и шишковидной железы посылают сиг­налы нейронам супраоптического ядра посредством нейронов ме­диального преоптического ядра. Такое широкое представительство осморецепторов в структурах мозга еще раз указывает на усиленный контроль за состоянием осмотического давления крови.

Разрушение перифорникальной области гипоталамуса приводит к адипсии — потере водно-депривированными животными способ­ности к формированию мотивации жажды и приему воды.

Теория биологически активных веществ жажды. Введение жи­вотным ангиотензина II в боковые желудочки мозга, так же, как и введение его в перифорникальную область гипоталамуса, вызывает полидипсию. Ангиотензин II активно секретируется нейронами, расположенными вокруг бокового III желудочка, — субфорникаль- ными и субкомиссуральными структурами.

Рецепторы к ангиотензину II расположены в преоптической области, особенно в медиальной ее части, а также вокруг боковых желудочков мозга.

Системные механизмы жажды. Все приведенные теории жаж­ды и водной мотивации отражают только одну сторону процесса. С позиций теории функциональных систем все они объединяются как компоненты сложной саморегулирующейся функциональной системы, в деятельности которой участвуют и рецепторы пищева­рительного тракта, и степень дегидратации тканей, и деятельность специальных нервных центров.

1 0 Нормальная физиология

KJ чо О

Паравентрикулярное ядро

Латеральная

гипоталамическая область

Область перегородки

Мозолистое

Свод

Передняя комиссура

Преоптическое ядро

Сосудистый орган конечной пластинки

гипоталамуса

Гипофиз

Мост

Передняя гипоталамическая область

Средний мозг

Супраоптическое ядро

Зрительный нерв

Зрительный перекрест

Рис. 4.20. Мультиструктурная локализация «центра жажды» в головном мозге

Субфорникальный орган

Глава < Внутренняя среда организма. Системные механизмы гомеостазиса

ПИЩЕВОЕ ПОВЕДЕНИЕ

hJ

чо LZi

Полжелудочнаи

ЦНС

Гипш'пламус

Гипофиз

Надпочечники

Инсулин

Щнтовидлйя железа

ГнткцГСМЙЛНЛ

Глюко неогенез

S

McTJiOO-IIH чм

Образование жира из глюкозы

Образование н накопление гликогена к печени