Московская медицинская академия имени И.М. Сеченова

Кафедра гистологии, цитологии и эмбриологии

Д иффузная эндокринная система

Выполнил

Научный руководитель:

· Немного истории

· Развитие клеток ДЭС

· Закономерности развития клеток ДЭС:

· Строение ДЭС

· Регенерация клеток ДЭС

· Заключение

· Список литературы

Особое место в эндокринологии и в механизмах гормональной регуляции занимает диффузная эндокринная система (ДЭС), или APUD-система – аббревиатура Amine Precursor Uptake and Decarboxylation – поглощение предшественника аминов и его декарбокслирование. Под ДЭС понимается комплекс рецепторно-эндокринных клеток (апудоцитов), основная масса которых расположена в пограничных тканях органов пищеварительной, дыхательной, мочеполовой и других систем организма и которые продуцируют биогенные амины и пептидные гормоны.

Немного истории

В 1870 году Р. Гейденгайн опубликовал данные о существовании в слизистой оболочке желудка хромаффинных клеток. В последующие годы их, а также еще и аргентофильные клетки, обнаружили в других органах. Их функции на протяжении нескольких десятилетий оставались невыясненными. Первые доказательства эндокринной природы этих клеток представили в 1902 году Бейлис и Старлинг. Они провели опыты на деневрированной и изолированной петле тощей кишки с сохраненными кровеносными сосудами. Было установлено, что при введении кислоты в кишечную петлю, лишенную каких бы то ни было нервных связей с остальным телом, наблюдается выделение поджелудочного сока. Было очевидно, что импульс от кишечника к поджелудочной железе, вызывающий секреторную деятельность последней, передавался не через нервную систему, а через кровь. А поскольку введение кислоты в воротную вену не вызывало поджелудочной секреции, было сделано заключение о том, что кислота вызывает в эпителиальных клетках кишечника образование какого-то вещества, которое вымывается из эпителиальных клеток с током крови и стимулирует секрецию поджелудочной железы.

В подтверждение этой гипотезы Бейлисом и Старлингом был проделан опыт, окончательно подтвердивший существование эндокриноцитов в кишечнике. Слизистая оболочка тощей кишки была растерта с песком в слабом растворе соляной кислоты, профильтрована. Полученный раствор вводили в яремную вену животного.

Через несколько мгновение поджелудочная железа отвечала более сильной секрецией, чем раньше.

В 1968 году английским гистологом Э.Пирсом была предложена концепция о существовании клеток серии АРUD, имеющих общие цитохимические и функциональные особенности. Аббревиатура АРUD составлена из начальных букв самых важных характеристик клеток. Уставлено, что эти клетки выделяют биогенные амины и пептидные гормоны и обладают рядом общих черт:

1) поглощают предшественники аминов;

Развитие клеток ДЭС

Согласно современным представлениям, клетки APUD-серии развиваются из всех зародышевых листков и присутствуют во всех тканевых типах:

1. производные нейроэктодермы (это нейроэндокринные клетки гипоталамуса, эпифиза, мозгового вещества надпочечников, пептидэргические нейроны центральной и периферической нервной системы);

2. производные кожной эктодермы (это клетки APUD-серии аденогипофиза, клетки Меркеля в эпидермисе кожи);

3. производные кишечной энтодермы - это многочисленные клетки гастроэнтеропанкреатической системы;

4. производные мезодермы (например, секреторные кардиомиоциты);

5. производные мезенхимы - например, тучные клетки соединительной ткани.

Закономерности развития клеток ДЭС:

1. Ранняя дифференцировка клеток ДЭС в органах пищеварительной и дыхательной систем еще до появления специфических клеток-мишеней. Эти данные позволяют предположить, что раннее развитие эндокринных клеток в составе тех или иных тканей обусловлено участием их гормонов в регуляции механизмов эмбрионального гистогенеза.

2. Наиболее интенсивное развитие эндокринных аппаратов пищеварительной и дыхательной систем в период наиболее выраженного роста и дифференцировки тканей.

3. Появление клеток ДЭС в тех местах органов и тканей, где у взрослых они не встречаются. Примером этого может служить обнаружение клеток, секретирующих гастрин, в эмбриональной поджелудочной железе и исчезновение их в ней в постнатальный период. При синдроме Золлингера-Эллисона гастринсекретирующие клетки вновь дифференцируются в поджелудочной железе.

Строение ДЭС

Клетки ДЭС, расположенные в эпителии слизистых оболочек пищеварительного канала, воздухоносных и мочевыводящих путей, представляют собой эндоэпителиальные, одноклеточные железы, которые не образуют конгломератов.

В кишечнике между базальными мембранами клеток и лежащими под ними кровеносными сосудами и нервными окончаниями расположена прослойка соединительной ткани, никаких особых взаимоотношений между клетками эндокринного типа и капиллярами не обнаружено.

Клетки ДЭС, локализованные в эпителии, имеют крупные размеры, треугольную или грушевидную форму. Для них характерна светлая эозинофильная цитоплазма; секреторные гранулы, как правило, сконцентрированы на базальной поверхность клетки или вдоль нижней части ее боковой поверхности. В верхней части боковой поверхности эпителиальные клетки соединены плотными контактами, что препятствует диффузии секреторных продуктов в просвет желудочно-кишечного тракта, по крайней мере, в физиологических условиях. В тоже время часто обнаруживаются пузырьки непосредственно под той поверхностью клетки, которая обращена в просвет кишечника. Точное функциональное значение этих пузырьков не известно. Весьма вероятно, что они являются транспортной системой, направление работы которой будет установлено только в опытах с меченым объектом транспортировки или его предшественниками. Возможно, эти пузырьки образуются на поверхности, обращенной в просвет желудочно-кишечного тракта, и позволяют клетке поглощать содержимое просвета, в том числе и секретогенное; возможно, они происходят из ретикулума (или даже пластинчатого комплекса).

Все клетки ДЭС содержат эндоплазматическую сеть, аппарат Гольджи, свободные рибосомы и многочисленные митохондрии. Наиболее сложно классифицировать активно функционирующие клетки, гранулы которых находятся на разных стадиях секреторного конвейера и поэтому различны по размерам, плотности и характеру содержимого даже в одной клетке. Особенности формирования, созревания и дезинтеграции гранул для каждого типа эндокринных клеток индивидуальны, как и размеры, а также морфология зрелых секреторных гранул.

Все клетки ДЭС по особенностям секретирования могут быть разделены на два типа: открытый и закрытый.

Эндокринные клетки открытого типа всегда одним концом обращены в полость полого органа. Клетки этого типа непосредственно контактируют с содержимым указанных органов. Большинство таких клеток находиться в слизистой оболочке пилорической части желудка и тонкого кишечника. Верхушка клетки снабжена многочисленными микроворсинками. В функциональном отношении они представляют собой своеобразные биологические антенны, в мембраны которых вмонтированы рецепторные белки. Именно они воспринимают информацию о составе пищи, вдыхаемого воздуха и выводимых из организма конечных продуктах обмена веществ. В непосредственной близости с рецепторным комплексом располагается аппарат Гольджи. Таким образом, клетки открытого типа выполняют рецепторную функцию - в ответ на раздражение из секреторных гранул базальной части клеток выделяются гормоны.

В слизистой оболочке дна желудка эндокринные клетки не соприкасаются с содержимым просвета. Это эндокринные клетки закрытого типа. Они не контактируют с внешней средой, но воспринимают информацию о состоянии внутренней среды и выделением своих гомонов поддерживают ее постоянство. Считают, что эндокринные клетки закрытого типа реагируют на физиологические стимулы (механические, термические), а клетки открытого типа - на химические стимулы: вид и состав химуса.

Ответной реакцией клеток открытого и закрытого типов является выделение или накопление гормонов. На основании этого можно сделать заключение, что клетки ДЭС выполняют две основные функции: рецепторную - восприятие информации из внешней и внутренней сред организма и эффекторную- выделение гормонов в ответ на действие специфических раздражителей. Говоря о паракринных и эндокринных эффектах гормонов ДЭС, можно условно выделить три уровня их реализации: внутриэпителиальные паракринные влияния; эффекты, оказываемые в подлежащей соединительной, мышечной и других тканях; и, наконец, дистантные эндокринные влияния. Это дает основание полагать, что каждая клетка ДЭС является центром паракринно-эндокринного региона. Изучение микроокружения эндокринных клеток имеет существенное значение для понимания не только принципов гормональной регуляции, но и для объяснения локальных морфологических изменений при действии тех или иных факторов.

Возвращаясь к анализу функционального значения ДЭС, следует еще раз подчеркнуть, что клетки ДЭС выполняют как рецепторную, так и эффекторную (гормональную) функции. Это дает возможность высказать новую концепцию, согласно которой клетки ДЭС выступают в роли своеобразного диффузно организованного «органа чувств».

Специфическая деятельность ДЭС не ограничивается регуляцией внешнего обмена и барьерной функции эпителиальных тканей. Благодаря своим гормонам она осуществляет связи с другими регулирующими системами организма. Их анализ позволил сформулировать концепцию системы первичного реагирования, оповещения и защиты организма (СПРОЗО). Сущность ее заключается в том, что поступление любых веществ из внешней среды через эпителий во внутреннюю среду организма и выведение метаболитов из внутренней среды через эпителиальные ткани во внешнюю среду осуществляется под контролем СПРОЗО. В ее состав включены следующие звенья: эндокринное, представленное клетками ДЭС; нервное, состоящее из пептидэргических нейронов органов чувств и нервной системы, и местной иммунной защиты, образованное макрофагами, лимфоцитами, плазмоцитами и тканевыми базофилами.

Регенерация клеток ДЭС

Восстановительные процессы, развивающиеся в клетках ДЭС после воздействия факторов, приводящих к резкому функциональному напряжению эндокринного аппарата, характеризуется следующим спектром структурно-функциональных реакций:

1. Активацией секреторного процесса. Переход большинства эндокриноцитов из состояния физиологического покоя к активной секреции, что само по себе уже является одной из форм компенсаторной реакции, в ряде случаев сопровождается реализацией в клетках дополнительного механизма секретообразования. При этом формирование и созревание гранул, содержащих гормон, осуществляется в цистернах гранулярной эндоплазматической сети без участия комплекса Гольджи.

2. Способностью эндокриноцитов к регенерации путем митоза. Данная реакция исследована недостаточно и пока остается неясной. В эндокринном аппарате желудочно-кишечного тракта в условиях экспериментальной и клинической патологии фигуры митоза не обнаружены. Даже в отношении клеток панкреатических островков, наиболее изученных в этом плане, до настоящего времени единой точки зрения нет. Поскольку камбиальные элементы в панкреатических островках отсутствуют, митотическому делению подвергаются специализированные клетки. Имеются данные, что репаративная регенерация островков при частичной резекции поджелудочной железы осуществляется за счет митотического деления клеток.

3. Митозом камбиальных клеток эпителиального пласта с последующей их дифференцировкой по эндокринному типу.

Заключение

Выработка апудоцитами жизненно важных химических веществ определяет их значимость в регуляции процессов жизнедеятельности в норме и патологии.

Поскольку значительное участие в регуляции гомеостаза принимает ДЭС, то можно предположить, что изучение динамики ее функционального состояния может в дальнейшем быть использовано для разработки способов направленной коррекции нарушения гомеостаза при различных патологических состояниях. Поэтому изучение ДЭС является достаточно перспективной проблемой в медицине.

Список литературы

1. Ю.И. Афанасьев, Н.А. Юрина, Е.Ф. Котовский. Гистология (учебник). – М.:Медицина, 1999г.

2. И.И. Дедов, Г.А. Мельниченко, В.В. Фадеев. Эндокринология. – М.:Медицина, 2000г.

3. АПУД-система: достижения и перспективы изучения в онкорадиологии и патологии. Обнинск, 1988г.

4. Физиология. Под ред. К.В. Судакова. – М:Медицина, 2000г.

5. Яглов В.В. Актуальные проблемы биологии ДЭС. 1989г., том ХСVI, стр. 14-30.

Совокупность одиночных гормонпродуцирующих клеток называют диффузной эндокринной системой (ДЭС). Среди них различают две самостоятельные группы: I – нейроэндокриноциты APUD-серии (нервного происхождения); II – клетки не нейронального генеза.

В первую группу входят секреторные нейроциты, образующиеся из нейробластов нервного гребешка, обладающие способностью одновременно продуцировать нейроамины, а также синтезировать белковые (олигопептидные) гормоны, то есть имеющие признаки как нервных, так и эндокринных образований, поэтому называемые нейроэндокринными клетками. Последние характеризуются способностью поглощать и декарбоксиливать предшественники аминов (англ. Amine Precursor Uptake and Decarboxylation – APUD).

Согласно современным представлениям, клетки APUD-серии развиваются из всех зародышевых листков и присутствуют во всех тканевых типах. Это производные: нейроэктодермы (нейроэндокринные клетки нейросекреторных ядер гипоталамуса, эпифиза, мозгового вещества надпочечников, пептидэргические нейроны центральной и периферической нервной системы), кожной эктодермы (клетки APUD-ceрии аденогипофиза, клетки Меркеля в эпидермисе); кишечной энтодермы (энтериноциты) включения гастроэнтеро-панкретической системы, мезодермы - секреторные кардиомиоциты развиваются из миоэпикардиальной пластинки, мезенхимы – тучные клетки.

Для апудоцитов характерны следующие признаки: специфические гранулы, присутствие аминов (катехоламинов или серотонина), поглощение аминокислот – предшественников аминов (ДОФА или 5-окситриптофана), наличие – декарбоксилазы этих аминокислот. Клетки APUD-серии встречаются в головном мозге и во многих органах (эндокринных и неэндокринных): ЖКТ, мочеполовой системе, коже, матке, тимусе, параганглиях и др. По морфологическим, биохимическим и функциональным признакам выделено более 20 видов апудоцитов, обозначаемых буквами латинского алфавита А, В, С, D и др.

Вторая группа включает одиночные гормон-продуцирующие клетки или их скопления, происходящие не из нейробластов, а из других источников. К ним относят разнообразные клетки эндокринных и неэндокринных органов, выделяющие стероидные и другие гормоны: инсулин (В-клетки), глюкагон (А-клетки), энтероглюкагон (L-клетки), пептиды (D 1 -клетки, К-клетки), секретин (S-клетки), а также клет­ки Лейдига (гландулоциты) семенников, продуцирующие тестостерон, и клетки зернистого слоя фолликулов яичника, вырабатывающие эстрогены и прогестерон. Продукция этих гормонов активируется аденогипофизарными гонадотропинами, а не нервными импульсами.

Гастроэнтерогепатическая система. В регуляции деятельности пищеварительной системы большое значение имеют гормоны, продуцируемые клетками, которые диффузно рассеяны среди эпителиоцитов слизистой оболочки пищеварительного тракта, особенно много их в двенадцатиперстной кишке и тонком кишечнике. Нейросекреторные клетки ЖКТ способны захватывать и декарбоксилировать предшественники аминов, вырабатывать амины и пептидные гормоны. Поэтому раньше эндокринная система ЖКТ называлась APUD-системой,а её клетки – апудоцитами. Продукты их деятельности - гастроинтестинальные гормоны (энтерины), среди которых имеется группа регуляторных пептидов и биогенных аминов. В настоящее время описано около 20 подобных соединений, которые регулируют секрецию, моторику, всасывание, высвобождение других гормонов, микроциркуляцию и трофику (в том числе, пролиферативные процессы), играют роль нейротрансмиттеров.

Пептиды ЖКТ и биогенные амины могут влиять на моторику и секрецию двумя путями:

1) эндокринным – подобно гормонам всасываются в кровь, разносятся по всему организму и действуют на различные отделы ЖКТ, связываясь с их специфическими рецепторами (пример – холецистокинин, выделяющийся двенадцатиперстной кишкой в кровь и влияющий на клетки поджелудочной железы, желудка и желчного пузыря);

2) паракринным – диффундируют как локальные медиаторы в окружающую ткань и действуют на расположенные рядом эффекторные клетки (пример – гистамин, усиливающий секрецию соляной кислоты обкладочными клетками желудка).

В таблице 1 приведены основные гастроинтестинальные гормоны, места их образования и вызываемые ими эффекты.

Таблица 1

Гормоны желудочно-кишечного тракта

Тесты, вопросы, задачи к разделу II, главам 6, 7, 8, 9

1. Выберите один неправильный ответ.

А) Различаются по механизму трансдукции.

Б) Скорость синтеза гормона зависит от силы стимула.

В) Могут менять количество и активность ферментов.

Г) Секретируются в ответ на специфический сигнал.

Д) Способны избирательно связываться с рецепторами.

2. Установите соответствие.

Гормон: Место синтеза:

1) Тироидные гормоны А) Гипофиз

2) Инсулин Б) Щитовидная железа

3) Тирокальцитонин В) Поджелудочная железа

4) Паратгормон Г) Паращитовидные железы

3. Выберите один правильный ответ.

Тироидные гормоны

А) Обладают трансмембранной рецепцией

Б) Подавляют синтез ферментов ЦТК

В) Усиливают скорость окислительного фосфорилирования

Г) Снижают уровень глюкозы крови

Д) Способствуют возникновению зоба

4. Выберите один неправильный ответ.

Пептидные гормоны

А) Поступают из крови в цитозоли клеток-мишеней

Б) Действуют через специфические рецепторы

В) Оказывают влияние в очень малых концентрациях

Г) Секретируются специализированными эндокринными клетками

Д) Имеют короткий период полураспада

5. Установите соответствие.

Гормон: Вид рецепции:

1) Тироидные гормоны А) Трансмембранная, через тирозинкиназу

2) Тирокальцитонин Б) Внутриклеточная

3) Кальцитриол В) Трансмембранная, через аденилатциклазу

4) Инсулин Г) Трансмембранная, активация фосфолипазы С

6. Какие варианты протеинкиназ Вы знаете?

7. Как гормоны узнают свои клетки-мишени?

8. Приведите примеры гормонов, скорость секреции которых зависит от химического состава крови?

9. Недостаток каких микроэлементов в окружающей среде провоцирует развитие зоба?

10. В чём механизм антизобогенного эффекта селена?

11. Какие гормоны из изученных регулируют обмен кальция?

12. Какие гормоны синтезируются в поджелудочной железе?

13. Какие химические связи играют наиболее важную роль в формировании третичной структуры инсулина? На каком этапе синтеза гормона они формируются?

14. Каковы механизмы передачи сигналов гормонов поджелудочной железы в клетки-мишени?

15. Каким образом глюкагон вызывает высвобождение ВЖК из жировых клеток?

16. Назовите, в каких клетках (жировая ткань, кишечник, мозг, скелетные мышцы) имеются инсулинзависимые переносчики глюкозы.

17. Каковы механизмы участия инсулина в процессах поступления глюкозы в гепатоциты, миоциты и адипоциты?

18. Объясните механизмы участия инсулина и глюкагона в реципрокной регуляции обмена гликогена в печени.

19. Почему гормоны поджелудочной железы характеризуются коротким периодом полураспада в кровеносном русле?

20. Почему при некоторых опухолях поджелудочной железы у больного может возникнуть нарушение мозговой деятельности?

21. При обследовании больной в возрасте 55 лет с жалобами на чувство жажды, повышенный аппетит и полиурию обнаружено, что содержание глюкозы в крови натощак составило 8 ммоль/л, гликозилированного гемоглобина - 14% (норма 5-7%). Какой диагноз можно предположить на основании этих данных? Какие дополнительные исследования необходимо назначить для его уточнения?

22. При плановом медицинском осмотре один из обследуемых, мужчина 50 лет, пожаловался на то, что у него долго не заживают мелкие травмы кожи и часто возникают фурункулы. Какой диагноз можно предположить на основании этих жалоб? Какие биохимические исследования ему необходимо назначить?

23. У больного с подтверждённым диагнозом сахарного диабета концентрация инсулина в крови находится в пределах нормы или превышает её. Чем можно объяснить развитие заболевания?

24. Выберите правильные ответы.

Кортизол А) Синтезируется в коре надпочечников.

Б) Его предшественником является холестерол.

В) Его секреция регулируется АКТГ.

Г) Транспортируется в свободном виде.

Д) Обладает внутриклеточной рецепцией.

25. Выберите один неправильный ответ.

При гиперальдостеронизме наблюдаются

А) гипертензия; Б) избыточная задержка хлорид-ионов; В) полиурия;

Г) избыточная задержка ионов натрия; Д) увеличение объёма внеклеточной жидкости.

26. Установите соответствие.

Симптом: Патология:

1) Гипергликемия; А) Сахарный диабет;

2) Полиурия; Б) Несахарный диабет;

3) Гипераммониемия; В) Оба;

4) Гипоизостенурия; Г) Ни один.

27. Выберите утверждение, нарушающее последовательность событий.

В мышцах при физической нагрузке

А) адреналин связывается с рецептором.

Б) активируется аденилатциклаза.

В) стимулируется тирозинкиназа.

Г) с помощью цАМФ активируется протеинкиназа А.

Д) гликоген расщепляется до глюкозо-1-фосфата.

28. Из каких аминокислот синтезируются катехоламины?

29. Как называется опухоль мозгового вещества надпочечников? Укажите основные проявления.

30. Какие гормоны синтезируются в коре надпочечников?

31. Как ГКС влияют на обмен углеводов?

32. Какое заболевание является следствием поражения клеток коркового и мозгового слоев надпочечников? Как оно проявляется?

33. Какой вид рецепции характерен для половых гормонов?

34. При поражении каких отделов эндокринной системы могут развиться вторичные половые признаки противоположного пола?

35. Расшифруйте аббревиатуру ПОМК?

36. Какие гормоны аденогипофиза являются гликопротеидами?

37. Как называется заболевание, в основе которого лежит избыточный эффект АКТГ?

38. Какие БАВ синтезируются в гипоталамусе?

39. Что лежит в основе несахарного диабета?

40. Какова природа гормонов ЖКТ?

41. Что опаснее: поражение мозгового или коркового слоя надпочечников?

42. Почему у мужчин, страдающих синдромом Иценко-Кушинга, возможно возникновение stria gravidarum (полос беременности)?

43. Объясните механизм действия синтетических анаболических стероидов. Чем опасно их неадекватное использование?

44. Почему у части беременных грубеют черты лица?

45. Какие гормоны, кроме инсулина, и почему препятствуют гипергликемии?

Ответы на тесты, вопросы, задачи

Совокупность одиночных гормонпродуцирующих клеток называют диффузной эндокринной системой. Значительное число этих эндокриноцитов находится в слизистых оболочках различных органов и связанных с ними железах. Они особенно многочисленны в органах пищеварительной системы. Клетки диффузной эндокринной системы в слизистых оболочках имеют широкое основание и более узкую апикальную часть. В большинстве случаев для них характерно наличие аргирофильных плотных секреторных гранул в базальных отделах цитоплазмы.

Секреторные продукты клеток диффузной эндокринной системы оказывают как местные (паракринные), так и дистантные эндокринные влияния. Эффекты этих веществ очень разнообразны.

В настоящее время понятие диффузной эндокринной системы синонимично понятию APUD-системы. Многие авторы рекомедуют пользоваться последним термином, а клетки этой системы называть "апудоциты". APUD- это аббревиатура, составленная из начальных букв слов, обозначающих самые важные свойства этих клеток - Amine Precursor Uptake and Decarboxylation, - поглощение предшественников аминов и их декарбоксилирование. Под аминами подразумевается группа нейроаминов - катехоламинов (например, адреналин, норадреналин) и индоламинов (например, серотонин, дофамин).

Имеется тесная метаболическая, функциональная, структурная связь между моноаминергическим и пептидергическим механизмами эндокринных клеток АПУД-системы. Они совмещают продукцию олигопептидных гормонов с образованием нейроамина. Соотношение образования регуляторных олигопептидов и нейроаминов в разных нейроэндокринных клетках может быть различно.

Олигопептидные гормоны, продуцируемые нейроэндокринными клетками, оказывают местное (паракринное) действие на клетки органов, в которых они локализуются, и дистантное (эндокринное) - на общие функции организма вплоть до высшей нервной деятельности.

Эндокринные клетки APUD-серии обнаруживают тесную и прямую зависимость от нервных импульсов, поступающих к ним по симпатической и парасимпатической иннервации, но не реагируют на тропные гормоны передней доли гипофиза.

Согласно современным представлениям, клетки APUD-серии развиваются из всех зародышевых листков и присутствуют во всех тканевых типах:
производные нейроэктодермы (это нейроэндокринные клетки гипоталамуса, эпифиза, мозгового вещества надпочечников, пептидэргические нейроны центральной и периферической нервной системы);
производные кожной эктодермы (это клетки APUD-серии аденогипофиза, клетки Меркеля в эпидермисе кожи);
производные кишечной энтодермы - это многочисленные клетки гастроэнтеропанкреатической системы;
производные мезодермы (например, секреторные кардиомиоциты);
производные мезенхимы - например, тучные клетки соединительной ткани.

Клетки АПУД-системы, расположенные в различных органах и тканях, имеют неодинаковое происхождение, но обладают одинаковыми цитологическими, ультраструктурными, гистохимическими, иммуногистохимическими, анатомическими, функциональными признаками. Выделено более 30 видов апудоцитов.

Примерами клеток APUD-серии, находящихся в эндокринных органах, могут служить парафолликулярные клетки щитовидной железы и хромаффинные клетки мозговой части надпочечников, а в неэндокринных - энтерохромаффинные клетки в слизистой оболочке желудочно-кишечного тракта и дыхательных путей (клетки Кульчицкого).

Многие ткани, выполняющие в основном неэндокринные функции (например, ЖКТ, почки, слюнные железы, легкие и кожа) содержат клетки, секретирующие БАВ, способные оказывать эндокринное, паракринное, аутокринное и солинокринное влияния. Совокупность таких клеток называют диффузной эндокринной или АПУД-системой , а сами клетки - апудоцитами . Общим их свойством является способность поглощать амины, которые после декарбоксилирования становятся биологически активными. Для каждого типа апудоцитов характерна продукция только «своих» БАВ. АПУД-система широко представлена в органах пищеварения. Поэтому, вырабатываемые ею гормоны называют гастроинтестинальными или желудочнокишечными . Рецепторы апудоцитов часто контактируют с просветом ЖКТ. Поэтому секреция ими гормонов может зависеть от состава и свойств содержимого пищеварительного тракта.

Первым (в 1902 г.) выделенным продуктом апудоцитов явился секретин. Именно это открытие позволило сделать вывод о том, что наряду с нервной, в организме существует и химическая регуляция. В дальнейшем было обнаружено множество гастроинтестинальных гормонов.

Ниже даны характеристики наиболее изученных продуктов секреции апудоцитов.

Секретин вырабатывается в кровь преимущественно в двенадцатиперстной кишке (ДПК) при снижении рН в ее просвете.

В поджелудочной железе он увеличивает образование секрета с высоким содержанием бикарбонатов. Это «вымывает» накопившиеся в панкреатических протоках ферменты и создает щелочной оптимум для них.

В желудке секретин повышает тонус сфинктеров и снижает внутриполостное давление (это способствует депонированию корма в желудке и замедляет эвакуацию его содержимого в ДПК), а также уменьшает секрецию соляной кислоты, но стимулирует выработку пепсиногена и слизи.

В печени секретин увеличивает образование желчи и чувствительность мускулатуры желчного пузыря к действию ХКП.

В толстом кишечнике стимулирует, а в тонком - замедляет моторику, а также снижает всасывание воды и натрия.

В крови секретин уменьшает уровень гастрина, в почках увеличивает гемодинамику и диурез, а в жировых клетках стимулирует липолиз.

Гастрин синтезируется в основном в слизистой оболочке антральной части желудка и ДПК при повышении интрагастрального рН, а основными эффектами гастрина является усиление кровотока в слизистой желудка, а также стимуляция секреции в его просвет соляной кислоты и пепсиногена. Гастрин также повышая тонус нижнепищеводного сфинктера препятствует желудочно-пищеводному забросу.

Действие гастрина на поджелудочную железу повышает концентрацию в панкреатическом соке бикарбонатов и ферментов.

Холецистокинин-панкреозимин (ХКП). В начале ХХ века было обнаружено вещество, вызывающее сокращение желчного пузыря и поэтому названное «холецистокинином». Затем было доказано существование «панкреозимина», стимулирующего секрецию панкреатических ферментов. Позднее оказалось, что эти эффекты вызывает одно веществом, которое назвали «холецистокинин-панкреозимином». Он преимущественно образуется в тонком кишечнике, а стимуляторами секреции ХКП являются высокие содержания жиров, пептидов и желчных кислот в ДПК.

Наряду с влиянием на моторику желчного пузыря и панкреатическую секрецию ХКП потенцирует вызванное секретином выделение бикарбонатов, а также повышает выход в кровь инсулина и панкреатического полипептида. В желудке ХКП снижает: выделение соляной кислоты и пепсиногена, внутриполостное давление, скорость опорожнения и тонус кардиального сфинктера.

Мотилин синтезируется преимущественно в слизистой ДПК. Его секреция тормозится высоким содержанием глюкозы в корме, а стимулируется растяжением желудка, высоким содержанием жиров в ДПК и кислой рН в ней.

Он ускоряет опорожнение желудка и усиливает сокращения толстого кишечника, а также повышает базальную секрецию соляной кислоты, пепсиногена и панкреатических бикарбонатов. В то же время, мотилин снижает секреторные эффекты гастрина, гистамина и секретина.

Гастроингибиторный пептид (ГИП) синтезируется в ДПК и тощей кишке при высоком содержании жиров и углеводов в корме.

Он усиливает инкрецию энтероглюкагона кишечником, а в желудке тормозит секрецию пепсина, а также стимулируемую другими гормонами и кормом выработку соляной кислоты.

Энтероглюкагон (кишечный глюкагон) в основном образуется в стенке подвздошной кишки и усиливает глюконеогенез в печени. Физиологическими стимуляторами секреции энтероглюкагона являются высокие концентрации глюкозы в просвете кишечника.

Вазоактивный интестинальный пептид (ВИП) является медиатором и гормоном. Причем, гормоном является тот ВИП, который секретируется стенкой тонкого кишечника и поджелудочной железой.

В желудке ВИП расслабляет кардиальный сфинктер, а также снижает секрецию соляной кислоты и пепсиногена. В поджелудочной железе ВИП увеличивает панкреатическую секрецию с высоким содержанием бикарбонатов. В печени он стимулирует желчевыделение и ослабляет влияние ХКП на желчный пузырь. В тонком кишечнике - тормозит всасывание воды, а в толстом – снижает тонус мускулатуры. В островках Лангерганса он усиливает выработку инсулина, глюкагона и соматостатина.

Вне органов пищеварения ВИП вызывает артериальную гипотензию, расширяет бронхи (способствует усилению вентиляции легких), а также возбуждает нейроны в КГМ и спинном мозге.

Секреции ВИП апудоцитами зависит от степени растяжения кишечника, состава поступившего корма, рН в просвете ДПК и функциональной активности органов пищеварения.

Наряду с уже перечисленными гастроинтестинальными гормонами, в желудке (сычуг) образуются гастрон (угнетает образование соляной кислоты) и серотонин (стимулирует секрецию ферментов желудочного сока и слизи, а также моторику желудка и кишечника). В кишечнике синтезируются энтерогастрин (стимулирует секрецию желудочного сока), энтерогастрон (тормозит секрецию желудочного сока) дуокринин и энтерокринин (стимулируют кишечные железы), субстанция Р (стимулирует моторику кишечника), вилликинин (стимулирует движение ворсинок в тонком кишечнике), вазоактивный интестинальный констрикторный пептид и близкие ему эндотелины (сужают сосуды). В поджелудочной железе образуется липокаин (стимулирует окисление жирных кислот в печени), ва готонин (повышает тонус и активность парасимпатической иннервации) и центропнеин (возбуждает дыхательный центр и расширяет бронхи).

Клетки АПУД-системы имеются также в околоушной слюнной железе, почках, сердце, ЦНС и других структурах макроорганизма.

Слюнные железы секретируют паротин (стимулирует развитие хрящевой и костной ткани, дентина зубов).

Юкстагломерулярные клетки почек вырабатывают в кровь ренин (превращает ангиотензиноген в ангиотензин-I, который затем переходит в ангиотензин-II, вызывающий сужение сосудов и повышение артериального давления, а также способствующий высвобождению альдостерона), медуллин (расширяет сосуды); эритропоэтин, лейкопоэтин и тромбоцитопоэтин (стимулируют, соответственно, образование эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов).

В предсердии существует натрийуретическая система (включает в себя несколько полипептидов), снижающая артериальное давление, а также обладающая натрийуретическим, диуретическим и калийуретическим свойствами. Ее пептиды высвобождаются (в ответ на центральную гиперволемию и повышенную частоту сердечных сокращений) в кровь, где активируются и оказывают биологическое действие.

В 1968 г. английским гистохимиком Пирсом была выдвинута концепция о существовании в организме особой высокоорганизованной диффузной системы эндокринных клеток, специфической функцией которых является выработка биогенных аминов и пептидных гормонов (Amine Precursore Uptane and Decarbohylation), - так называемой АПУД - системы. Это позволило значительно расширить и в определенном плане пересмотреть сложившееся взгляды о гормональной регуляции процессов жизнедеятельности. Поскольку спектр биогенных аминов и пептидных гормонов довольно широк и включает в себя многие жизненно важные вещества (серотонин, мелатонин, гистамин, катехоламины, гормоны гипофиза, гастрин, инсулин, глюкагон и т.п.), то значительная роль этой системы в поддержании гомеостаза становится очевидной, а изучение ее приобретает все большую и большую актуальность. Помнению многих исследователь открытие АПУД система является одним из самых волнующих достижений современной биологии.

Сначала АПУД-теорию встретили критически, особенно то ее положение, что АПУД-клетки происходят исключительно из нейроэктодермы, точнее, из гребешка эмбриональной нервной трубки. Причина этого первоначального заблуждения, видимо, в том, что апудоциты, кроме пептидов и аминов, содержат нейронспецифические ферменты и субстанции: енолазы (NSE), хромогранин А, синаптофизин, и т.д.. Позже авторы и сторонники АПУД-теории признали, что апудоциты имеют разное происхождение: одни из гребешка нервной трубки, другие, например, апудоциты гипофиза и кожи, развиваются из эктодермы, в то время как апудоциты желудка, кишечника, панкреас, легких, щитовидной железы, ряда других органов являются дериватами мезодермы. В настоящее время доказано, что в онтогенезе, (или в условиях патологии) может происходить структурная и функциональная конвергенция разных по происхождению клеток.

В 70-80-е годы прошлого века усилиями многих исследователей, в том числе R. Gilleman, удостоенного Нобелевской премии именно за открытие пептидной нейроэндокринной регуляции в ЦНС, АПУД-теория была преобразована в концепцию диффузной пептидергической нейроэндокринной системы (ДПНЭС). Относящиеся к этой системе клетки были идентифицированы в ЦНС и АНС, сердечно-сосудистой, дыхательной, пищеварительной системах, урогенитальном тракте, эндокринных железах, коже, плаценте, т.е. фактически всюду. Повсеместное представительство этих «химерных» клеток или трансдюсеров, сочетающих свойства нервной и эндокринной регуляции, полностью отвечало главной идее АПУД-теории, что по структуре и функции ДПНЭС служит связующим звеном между нервной и эндокринной системами.

Дальнейшее развитие АПУД-теория получила в связи с открытием гуморальных эффекторов иммунной системы - цитокинов. хемокинов. интегринов и т.д. Связь ДПНЭС с иммунной системой стала очевидной, когда было установлено, что эти субстанции образуются не только в органах и клетках иммунной системы, но и в апудоцитах. С другой стороны, выяснилось, что клетки иммунной системы обладают АПУД-характеристиками.. В результате возникла современная версия АПУД-теории. Согласно этой версии в организме человека имеется многофункциональная и широко распространенная, иными словами, диффузная нейроиммунноэндокринная система (ДНИЭС), соединяющая нервную, эндокринную и иммунную системы в единый комплекс, с дублирующими и отчасти взаимозаменяемыми структурами и функциями (табл. 1). Физиологическая роль ДНИЭС - это регуляция фактически всех биологических процессов, на всех уровнях -- от субклеточного до системного. Не случайно, первичная патология ДНИЭС отличается яркостью и многообразием клинико-лабораторных проявлений, а ее вторичные, (т.е. реактивные) нарушения сопровождают фактически любой патологический процесс.

На основе ДНИЭС-концепции сформировалась новая интегральная биомедицинская дисциплина - нейроиммуноэндокринология, которая утверждает системный, а не нозологический подход к патологии человека. Основой «нозологизма» является постулат, согласно которому каждая болезнь или синдром имеют специфическую причину, четкий патогенез, характерные клинико-лабораторные и морфологические стигматы. Концепция ДНИЭС снимает эти методологические шоры, давая возможность интегрально трактовать причины и механизмы патологического процесса.

Теоретическое значение ДНИЭС-теории состоит в том, что она помогает понять природу таких физиологических и патологических состояний, как апоптоз, старение, воспаление, нейродегенеративные болезни и синдромы, остеопороз, онкопатология в том числе гемобластозы, аутоиммунные нарушения|. Еe клиническая актуальность объясняется тем, что функциональное и/или морфологическое повреждение апудоцитов сопровождается гормонально-метаболическими, неврологическими, иммунологическим и другими тяжелыми нарушениями. Соответствующие клинико-лабораторно-морфолотические синдромы и их ассоциации представлены в таблице 2.

В своих первых статях Пирс объединил в АПУД - систему 14 типов клеток продуцирующих 12 гормонов и располагающихся в гипофизе, желудке, кишечнике, поджелудочной железе, надпочечниках и параганглиях. Позднее этот перечень расширился, и в настоящее время известно более 40 типов апудоцитов (таблица).

В последние годы обнаружено присутствие пептидных гормонов в клетках центральной и периферической нервной системы. Такие нервные клетки обозначаются термином « пептидергические нейроны».