Нейроэндокринология репродуктивной системы (состояние физиологических исследований и перспективы их применения в клинической практике)

Главным достижением нейроэндокринологов последних лет является убедительное доказательство причастности нейромедиаторов к нейроэндокринной интеграции действия нейросекреторных нейронов, регулирующих секрецию тропных гормонов гипофиза. Перечень нейромедиаторов как адренергической, так и холинергической природы, а также ряда нейропептидов, принимающих участие в регуляции выделения, в частности, гонадотропинов, лютеинизирующего и фолликулостимулирующего гормонов (ЛГ и ФСГ), а также пролактина (ПРЛ), может занять значительное место. Во-первых, это норадреналин (НА), адреналин (А), дофамин (ДА), серотонин (С), гистамин, у-аминомасляная кислота (ГАМК), ацетилхолин; во-вторых, соматостатин (СИГ), люлибе- рин (ЛГ-РГ), тиролиберин (ТРГ), кортиколиберин (КРГ), соматолиберин (СРГ), тахикинины, нейротензин, нейропептид У, пептид УУ, панкреатический пептид, найтрийуретический фактор предсердия, окситоцин и вазопрессин, галанин, холецистокинины, ангиотензин II, брадикинин, бом- безин, вазоактивный интестинальный полипептид (ВИП), гастроингибиторный полипептид, глюкагон, опиоидные пептиды и некоторые другие [70]. Все эти вещества несут нейрогенную информацию, необходимую для нормального функционирования нейросекреторных нейронов, определяющих секрецию ЛГ и ПРЛ. Прежде всего они включают в себя люлиберинпродуцирующие нейроны, регулирующие выделение ЛГ и ФСГ: нейроны, секретирующие пролактинингибирующий гормон, гипоталамический пролактин-рилизинг гормон, ТРГ, вазоактивный интестинальный полипептид (ВИП), а также ДА. Максимально полное понимание нейроэндокринного контроля основывается прежде всего на точном знании топографии нейросекреторных нейронов и обычных проводниковых нейронов. В связи с этим необходимо определить главные проекции на нейросекреторные нейроны и идентифицировать нейромедиаторы, содержащиеся в них. Информация, ка- сающйй&ь .анатомических связей, должна быть интегрировала с данными о рецепторах, включенных» в медиацию. Отличительной особенностью гипоталамических структур в плане норадренергической иннервации является незначительное ее количество в них [7, 17, 22]. Нервные терминали проецируются в гипоталамус из клеточных тел ствола А, содержащих дофамин-Ь-гидроксилазу, которая обнаружена и в норадренергических, и в адренергических нейронах, тесно контактирующих с ЛГ-РГ-содержащими нейронами в преоп- тической области, хотя ультраструктурно показать тесную связь между НА и ЛГ-РГ-содержащими нейронами не удается. Однако обнаружены синапсы между норадренергическими нейронами и ГАМК-содержащими нейронами в этой области. Следует обратить внимание и на возможность несинаптического взаимодействия катехоламинсодержащих нейронов в ЦНС.

Клеточные тела адренергических нейронов идентифицированы в 3 группы: группа С-1 в основном сосредоточена в ростральной вентролатеральной части продолговатого мозга; группа С-2 — в ростромедиальной части ядер солитарного тракта и группа С-3 — в ростромедиальной части продолговатого мозга. Пути достижения гипоталамуса их волокнами неясны, несмотря на то, что высокая концентрация А обнаружена в дорсомедиаль- ных, паравентрикулярных, перивентрикулярных, аркуатных, а также в супраоптических ядрах.

Дофаминергические нейроны, иннервирующие гипоталамус, имеют клеточные тела в трех областях мозга: во-первых, это тубероинфундибу- лярные нейроны, которые составляют 3—5% клеточных тел нейронов аркуатной области и обозначаются как А12. Терминали этих нейронов обнаружены в срединном возвышении в тесном контакте с первичными капиллярами гипофизарного портального сплетения. Эти нейроны функционируют как нейросекреторные нейроны: выделяют большое количество ДА в портальную кровь и играют ведущую роль в регуляции ПРЛ, а также ЛГ-РГ [78]. 2-я группа дофаминергических нейронов расположена в каудальном таламусе, заднем гипоталамусе, проецируется в перивентрикуляр- ную и дорсальную часть гипоталамуса и обозначается как А 11 и А 13. Группа клеточных нейронов А 14 локализуется более рострально в передних перивентрикулярных ядрах и проецируется в пре- оптическую область. Нейроны этой группы имеют синаптические контакты с ЛГ-РГ-продуцирующи- ми нейронами [23]. Обращает на себя внимание диффузное распределение описанных выше дофаминергических нейронов в гипоталамусе, что затрудняет изучение их роли в регуляции гонадотропинов.

Моноамины и их роль в регуляции гонадотропинов

Изложение контрольных функций катехолами- нергических нейронов в секреции гонадотропинов целесообразно начать с их роли в регуляции пульсирующего выделения Л Г, которая определяется квантовым выделением ЛГ-РГ.

Торможение норадренергической активности в результате блокады синтеза норадреналина, блокады а-адренергических рецепторов или разрушения вентрального норадренергического пучка 6-гидроксидофамином всегда вызывает угнетение пульсирующего выделения ЛГ у овариэктомиро- ванных крыс, в то время как блокада р-адреноре- цепторов пропранолоном не оказывает никакого влияния [34, 58]. Аналогичные результаты получены и на обезьянах: блокада а-рецепторов фенок- сибензамином и фентоламином угнетала пульсирующее выделение ЛГ, тогда как обработка пропранолоном была неэффективной [14, 64]. Эти и другие эксперименты с введением агонистов а- рецепторов (клонидина) дают возможность утверждать, что стимулирующее действие НА на секрецию ЛГ осуществляется через а-рецепторы, однако до сих пор не определен точно подкласс этих рецепторов, хотя большинство авторов относят их к подклассу а2- Показано, что адреналинсодержащие нейроны также могут включаться в регуляцию пульсирующего выделения ЛГ, однако локальная ингибиция синтеза А не оказывает влияния на пульсирующее выделение ЛГ [21]. В данном случае не исключено действие а-адренергических антагонистов через эти нейроны, так же как и через норадренергические. Эти и другие наблюдения позволяют утверждать, что норадренергические нейроны в нормальных условиях включаются в процесс пульсирующего выделения Л Г, однако на отдельных нейронах обнаружены адренергические рецепторы, активация которых вызывает торможение пульсирующего выделения ЛГ [39]. t

Много исследований было посвящено изучению роли дофаминергических нейронов в пульсирующем выделении Л Г [27, 44], но до сих пор остается открытым вопрос о том, какую роль выполняют половые гормоны в этой системе регуляции. Дело в том, что дофаминергические нейроны не включаются в процесс пульсирующего выделения Л Г у овариэктомированных крыс [26].

При освещении роли биогенных аминов в регуляции выделения гонадотропинов важно отметить их значение в овуляторном выбросе ЛГ. В связи с этим целесообразно проанализировать влияние половых гормонов на активность катехоламинсодержащих нейронов и оценить позитивный и негативный эффект эстрадиола и прогестерона в системе обратной связи. На модели овариэктомированных крыс с имплантацией эстрадиола (Э-2) показано наличие выброса Л Г (подобно овуляторному) каждые 24 ч, что сопровождается увеличением скорости обмена НА в преоптиче- ской и аркуатной областях и супрахиазматических ядрах, а также срединном возвышении [24, 71]. У животных, которым вводили Э-2 и прогестерон, выброс ЛГ сопровождается увеличением скорости обмена НА. Эти данные тесно коррелируют с данными, наблюдаемыми у интактных циклирующих крыс [65], у которых отмечено увеличение скорости обмена НА в преоптической области во

• й половине проэструса, т. е. во время овуляторного выброса ЛГ, тогда как в другие стадии цикла подобных изменений в обмене НА в этой области не зарегистрировано. О негативном действии
• 2 на обмен НА свидетельствуют данные, наблюдаемые у овариэктомированных животных, когда скорость обмена НА в преоптической области увеличивалась через 3 сут, и введение Э-2 приводило к снижению скорости его обмена в этой области и срединном возвышении уже через 3 ч. Аналогичные результаты были получены в перивентрикулярных ядрах, медиобазальном гипоталамусе. Действие эстрогенов на обмен НА может осуществляться как непосредственно на уровне норадренергических нейронов, содержащих эстрогенные рецепторы, так и через опиоидные или ГАМК-содержащие интернейроны, которые также содержат рецепторы стероидных гормонов [40].

Скорость обмена адреналина в некоторых областях гипоталамуса также увеличивается одновременно с овуляторным выбросом Л Г, это касается главным образом медобазального гипоталамуса и преоптической области. В связи с этим фактом у исследователей возникает вопрос о степени сродства к половым гормонам а- или р-ад- ренергических рецепторов, число которых и степень их родства к половым гормонам меняются в ходе цикла.

Влияние половых гормонов на активность дофаминергических нейронов проявляется менее отчетливо по сравнению с норадренергическими нейронами. Дело в том, что изменение состояния тубероинфундибулярных дофаминсодержащих нейронов более тесно связано с секрецией ПРЛ. Введение эстрогенов повышает уровень ПРЛ, который в свою очередь усиливает обмен ДА в этих нейронах [77]. Тем не менее показано наличие рецепторов к Э-2 в дофаминергических клеточных телах нейронов аркуатного ядра и повышение скорости обмена ДА в этом ядре и срединном возвышении во 2-й половине стадии проэструса; в преоптической области изменения дофаминергической активности в это время не наблюдается [37, 48, 69]. Овариэктомия незначительно влияла на обмен ДА в некоторых областях гипоталамуса, в то время как введение Э-2 вызывало снижение обмена ДА в преоптической области и срединном возвышении и увеличение в медиобазальном гипоталамусе [24].

В литературе имеется ряд сообщений о влиянии катехоламинергических агентов на овуляторный выброс ЛГ в проэструсе и эстрогенвызван- ном выбросе ЛГ. Начало этим исследованиям было положено в 1950 г. Сойером [67], который показал, что а-адренергические антагонисты блокируют овуляцию у крыс. В дальнейшем были использованы более специфические фармакологические агенты, такие как а-метил-п-тирозин и ди- этилдитиокарбомат, блокирующие синтез катехоламинов или синтез НА и А соответственно, которые тормозили овуляторный выброс Л Г [19]. Блокада а-адренергических рецепторов также прерывает овуляцию, причем наиболее эффективным является препарат празозин, который избирательно блокирует подтип а [-рецепторов, тогда как блокада другого подтипа рецепторов (аг) пи- пероксаном была неэффективна. Экспериментаторы часто используют такой методический прием, как разрушение норадренергического пучка 6-гидроксидофамином или хирургическое его рассечение, обычно приводящее к временной блокаде овуляции [59]. Аналогичные результаты были получены и в случае стероидвызванного выброса Л Г: торможение как синтеза катехоламинов, так и а-адренергических рецепторов соответствующими агентами устраняло этот выброс.

Возникает вопрос: избирательно ли действие НА и А на процесс овуляторного выделения Л Г или имеет место сочетанное их влияние? Как НА, так и А оказывает влияние через а- и р-адре- нергические рецепторы, и необходимы специфические ингибиторы, которые бы селективно снижали синтез адреналина [47]. При оценке действия тех или иных нейромедиаторов следует обратить внимание на способ их введения, а также на гормональный фон [55].

Описанные выше данные позволяют утверждать, что норадренергические и адренергические нейроны включаются в стимуляцию овуляторного выброса Л Г у грызунов, и действие их опосредуется через aj-адренергические рецепторы, локализованные в основном в медиальной преоптической области. Активность норадренергических нейронов в этой области повышается во 2-й половине дня стадии проэструса. Роль дофаминсодержащих нейронов в регуляции овуляторного выброса ЛГ спорна: в одном случае введение относительно специфического антагониста пимо- зина в утренние часы проэструса снижает выброс ЛГ у крыс во 2-й половине дня [18], этот же препарат, введенный женщинам за 2 ч до ожидаемого выброса Л Г в середине менструального цикла, снижает величину этого выброса [53], в другом — внутрижелудочковое введение ДА в проэструсе у крыс способствует увеличению уровня ЛГ в крови. Аналогичная картина наблюдается и у овариэктомированных стероидобработанных крыс в тех же экспериментальных условиях [77], хотя другие исследователи не наблюдали такого увеличения [61]. Внутривенная инфузия ДА женщинам вызывает значительное снижение уровня ЛГ в середине цикла, действуя на уровне срединного возвышения, где отсутствует гематоэнцефалический барьер, и влияя на гонадотрофы гипофиза [51].

Исследования in vitro также дают спорные результаты. Так, перфузия ДА фрагментов медиобазального гипоталамуса самцов крыс увеличивает выделение ЛГ-РГ, которое, однако, блокировалось введением антагониста а-адренергических рецепторов-фентоламина, а не антагониста ДА пимозида. ДА обладает способностью ускорять выделение НА из терминалей на уровне срединного возвышения, но не оказывает влияния на обратный захват и обмен НА. Такие противоречивые данные о действии ДА на систему ЛГ-РГ— ЛГ затрудняют интерпретацию роли и значения ДА в этом процессе.

Исследователей интересует еще один представитель группы биогенных аминов—С. Серотонинергическая система ЦНС представляет собой популяцию нейронов ствола мозга, которые берут начало в ядрах шва среднего мозга. Их аксоны проецируются с высокой степенью коллатериза- ции в область переднего мозга и гипоталамуса. Серотонинергические клеточные тела обнаружены также и в самом гипоталамусе, так как обширная деафферентация его не вызывает полного истощения С в нем. Волокна из ядер шва проецируются в гипоталамус через медиальный пучок, дорсальный шов аркуатного тракта. Аркуатные ядра получают плотную серотонинергическую иннервацию, которая тесно контактирует с дофаминергическими клеточными телами аркуатного ядра и медиальной зоны инсепта. Выявлены синаптические контакты в этой области, хотя и нечастые; допускается наличие внесинаптической взаимосвязи. Описаны многочисленные анатомические данные, описывающие тесные контакты между нейрональными элементами, содержащими ЛГ-РГ и С в септопреоптической области, концевой пластинке и срединном возвышении [41, 43, 45]. Взаимодействие между С и ЛГ-РГ, С и ДА может служить основой для предположения об участии С в регуляции гонадотропинов и ПРЛ. С обнаружен также в нервных терминалях, локализованных в промежуточной доле, и в задней доле гипофиза [63]. Он обнаружен и в нервных окончаниях, локализованных вокруг больших кровеносных сосудов аденогипофиза, а также в секреторных гранулах гонадотрофов.

Причастность С к регуляции гонадотропной функции гипофиза доказана многочисленными исследованиями, и он может играть как стимулирующую, так и тормозную роль в зависимости от гормонального фона. Подтверждением этого может быть блокада овуляции у зрелых крыс при системном введении больших количеств С [73], а также блокада овуляции у неполовозрелых животных, которая вызывалась введением сыворотки жеребой кобылы [74]. Внутрижелудочковое введение С блокировало выделение ЛГ, вызванное электрохимической стимуляцией преоптической области. Прямая электрохимическая стимуляция серотонинергических нейронов в дорсальных ядрах шва тормозит секрецию ЛГ у овариэктомированных крыс и блокирует спонтанную овуляцию у интактных животных [10]. Введение метерголи- на—блокатора серотониновых рецепторов — в вышеупомянутом эксперименте устраняло тормозной эффект на выбросе Л Г [10], не оказывая влияния на характер пульсирующего выделения ЛГ, т. е. тормозная роль С не всегда проявляется в отсутствие половых гормонов.

В литературе имеются доказательства стимулирующей роли С в процессе овуляции. Хери [42] показал, что сниженный уровень С блокирует овуляцию и уменьшает уровень ЛГ в проэструсе у крыс. Разрушение дорсальных и медиальных ядер шва нейротоксином вызывает дозозависимую блокаду овуляции, вызванную введением СЖК [57]. Функциональное восстановление серотонинергических нейронов и реиннервация гипоталамуса после его разрушения способствовали восстановлению секреции гонадотропинов [70]. Вышеупомянутые противоречия Кордон и Гловин- ски [50] объясняют наличием или тормозного серотонинового центра, локализованного в медиобазальном гипоталамусе, или стимулирующего центра, локализованного в преоптико-супрахиаз- матической области. Большинство исследователей считают, что главным фактором, определяющим направленность действия С на процесс секреции гонадотропинов и овуляцию, является гормональный фон. Например, внутрижелудочковое введение С блокирует выделение ЛГ у кастрированных самок крыс, но стимулирует выделение ЛГ у интактных самцов и не оказывает влияния на уровень ЛГ у интактных самок крыс [46]. Введение С в кровь существенно увеличивает уровень ЛГ у овариэктомированных крыс, получавших Э-2, и у интактных животных в стадии эструса [12]. Последовательное введение Э-2 и прогестерона вызывает значительное увеличение концентрации С и его синтеза в дорсальном ядре шва — месте локализации серотонинергических клеточных тел [20], а также в срединном возвышении и переднем гипоталамусе. Введение Э-2 овариэкто- мированным крысам вызывает избирательное увеличение плотности рецепторов С в преоптической области, переднем гипоталамусе, латеральном септуме, аркуатных ядрах, срединном возвышении [15], т. е. в тех структурах, которые причастны к контролю овуляции.

Действие С на секрецию ЛГ и овуляцию проявляется через регуляцию секреции ЛГ-РГ из нейросекреторных нейронов [16, 52], и серотонинергическая система является одной из многих нейросекреторных систем, тесно связанных с го- надотропинрегулирующей системой преоптико- переднего и медиобазального отделов гипоталамуса и срединного возвышения. Половые гормоны модулируют активность этой нейротрансмиттерной системы.

Подтверждением вышеизложенного являются данные, полученные в лаборатории физиологии эндокринной системы Эндокринологического научного центра РАМН. Исследовали роль каждого из описанных выше биогенных аминов в гипоталамической регуляции гонадотропной функции гипофиза в конкретной гормональной ситуации. Прежде всего важно было показать, меняется ли уровень нейромедиаторов в различных структурах гипоталамуса в ходе эстрального цикла. Оказалось, что у самок крыс выявляются суточные ритмы динамики биогенных аминов: уровень НА, ДА и С в утренние часы был ниже, чем в дневные или вечерние. Такая динамика была выражена для НА в дорсо- и вентромедиальных и премамилляр- ных ядрах, для С в области аркуатных ядер и срединного возвышения, а для ДА во всех исследованных фрагментах гипоталамуса. В преоптической области отмечены изменения концентрации НА в ходе эстрального цикла. Максимальное содержание наблюдалось в 18 ч стадии диэструс-2, затем оно снижалось, уровень ДА и С в этой области существенным образом не менялся (см. рисунок). В области аркуатного ядра — срединного возвышения содержание ДА и С определялось стадией эстрального цикла в большей степени, чем уровень НА. Максимальный уровень ДА был в 18 ч стадии диэструс-2, вслед за тем отмечалось резкое снижение между 18 ч стадии диэструс-2 и 10 ч стадии проэструса. Важно отметить, что изменения уровня моноаминов в исследованных областях гипоталамуса были наиболее четко выражены в то время эстрального цикла, когда имело место существенное изменение активности всей системы гипоталамус—гипофиз—гонады, причастной к овуляции. Подтверждением этого служат наши экспериментальные данные по локальному введению моноаминов в исследованные области гипоталамуса [1, 3—6]. Оказалось, что микроинъекции НА в преоптическую область вызывают увеличение содержания ЛГ в крови во 2-й половине стадии диэструс-2 и 1-й половине стадии проэструса, аналогичная картина отмечена и при введении ДА, но только в область аркуатного ядра—срединного возвышения. Подтверждена мысль о стимулирующем влиянии норадренергической иннервации переднего гипоталамуса на выделение ЛГ в период, предшествующий преову- ляторной волне гонадотропинов.

Весьма доказательными в плане конкретизации точек приложения исследуемых нами биогенных

Изменение уровней ДА (/), С (2) и НА (5) в различных областях гипоталамуса: в аркуатной области — срединном возвышении (а); в преоптической области (б); в премамиллярной — мамиллярной области (в); в дорсомедиальной — вентромедиальной области (г).

д, е — уровни Э-2 (4) и ЛГ (5) в крови в ходе эстрального цикла у интактных самок крыс. Д-1 — диэструс-I; Д-2 — диэструс-2; П — проэструс; Э — эструс. По осям абсцисс: д, е — время суток каждой стадии цикла.

АЮО

аминов и их функциональной значимости в центральной регуляции репродуктивной функции были исследования, направленные на анализ взаимосвязи между изменением чувствительности нейронов гипоталамуса к моноаминам и уровнем ЛГ в гипофизе и крови. Оказалось, что в начальный период преовуляторного подъема уровня Л Г (18 ч стадии диэструс-2) ДА блокировал нейрональную активность как преоптической области, так и аркуатного ядра—срединного возвышения. В стадии проэструса он активировал нейроны аркуатных ядер и тормозил нейроны преоптической области. НА, наоборот, угнетая активность нейронов обеих областей в стадии диэструс-2 (18 ч), активировал нейроны преоптической области в 12 ч стадии проэструса и угнетал активность нейронов аркуатной области. С блокировал активность нейронов преоптической области только в стадии проэструса (12 ч), в другие стадии цикла эффекта не отмечено.

Активирующее действие ДА в 12 ч стадии проэструса на нейроны аркуатного ядра сопровождалось увеличением уровня ЛГ в крови. НА, активируя нейроны преоптической области, повышал уровень ЛГ в крови, а при микроионофорезе в область аркуатных ядер на фоне разнонаправленного изменения нейрональной активности он лишь незначительно увеличивал уровень гормона. С снижал содержание ЛГ в крови при микроионофорезе как в преоптическую область, так и в область аркуатного ядра. Анализ полученных данных позволил рассматривать НА в качестве ведущего агенты в регуляции секреции ЛГ, основной точкой приложения которого является преоптиче- ская область. ДА реализует свой эффект через ар- куатную область гипоталамуса, а С играет роль синхронизирующего агента [2, 25].

Нейропептиды и их роль в регуляции гонадотропинов и ПРЛ

Дальнейшего прогресса в изучении эндокринологии репродукции можно будет ожидать по мере выяснения роли ряда новых биохимических соединений, выделяемых в группу пептидных нейромедиаторов. Эти вещества вносят свои коррективы в наши представления о функционировании нервной системы, в механизмы регуляции эндокринных функций со стороны ЦНС. Обнаружение регуляторных пептидов, общих как для нервной, так и для эндокринной систем, вызвало революцию в наших представлениях о неврологии и эндокринологии. Перечень этих веществ дан в начале статьи (их около 30), и каждое, судя по последним данным, причастно к регуляции секреции ПРЛ и гонадотропинов. Большинство из них локализовано в медиобазальном гипоталамусе и, выделяясь в гипофизарную портальную систему, действует на несколько типов аденогипофизарных клеток. Кроме того, они могут взаимодействовать со многими нейромедиаторами непептидной природы, поступающими в медиобазальный гипоталамус из других структур, что обеспечивает их прямое или опосредованное действие на гормональный контроль [9, 30].

Гипоталамические нейроны, продуцирующие ряд нейропептидов, составляют общую организационную систему; большинство их клеточных тел (более 90%) локализовано в паравентрикулярных ядрах, медиальной перивентрикулярной области и аркуатных ядрах. Незначительные популяции нейронов обнаружены в преоптической области и супрахиазматических ядрах.

Большая часть проекций всех этих нейронов имеет общий конечный путь, заканчиваясь в области срединного возвышения. Аксональные коллатерали иннервируют ряд гипоталамических и экстрагипоталамических структур. Нервные клетки паравентрикулярных и аркуатных ядер в свою очередь имеют многочисленные контакты с большим числом других структур ЦНС, что и определяет их стратегическую позицию в координации гормональной регуляции, а также ряда поведенческих реакций [8, 54, 62].

Окончания нейронов, синтезирующих нейропептиды, имеют тесные синаптические контакты не только с перикарионами, вырабатывающими нейротрансмиттеры, но и с гомологичными нейронами; например, ЛГ-РГ-продуцирующие нейроны и их волокна могут иметь окончания на аналогичных ЛГ-РГ-продуцирующих клеточных телах. Кроме того, соседние нервные волокна, поступающие в срединное возвышение, могут иметь между собой аксо-аксональные контакты. Учитывая большой набор нейропептидов, принимающих участие в регуляции репродуктивной функции, целесообразно сгруппировать их по месту синтеза с учетом общности их анатомических и функциональных свойств. Такими группами могут быть 1) нейропептиды, продуцируемые нейронами, локализованными главным образом в преоптической области: СИГ, ЛГ-РГ, тахикинины, нейротензин, натрийуретический фактор предсердия; 2) нейропептиды, продуцируемые нейронами аркуатной области: панкреатический полипептид, пептид УУ,нейропептид У; 3) нейропептиды, продуцирующиеся в перикарионах паравентрикулярных или супраоптических ядер; ТРГ, КРГ, холецистокинин, вазопрессин, окситоцин, ангиотензин, брадикинин, бомбезин; 4) гастроинтестинальные пептиды: ВИП, гастроингибитор- ный пептид; 5) семейство опиоидных пептидов.

Описание функциональных свойств каждого из вышеперечисленных нейропептидов представляет особый раздел исследований, начиная с анатомической организации структур, синтезирующих его, путей биосинтеза, распределения их рецепторов в ЦНС, влияния на аденогипофиз и ряд других факторов. Наша задача — описать механизм действия этих нейропептидов как на гипоталамическом, так и на гипофизарном уровне, за счет которого происходит модуляция секреции гонадотропинов, ПРЛ, окситоцина, т. е. тех гормонов, которые имеют отношение к репродуктивной функции.

• Нейропептиды, синтезирующиеся в преоптической области, и их роль в регуляции секреции гонадотропинов. Целесообразно начать с СИГ как одного из первых статинов, структура которого была установлена: это 14-членный пептид. Определена его локализация в ЦНС: он орбнаружен в гипоталамусе, лимбической области, септуме, гиппокампе, коре, т. е. весьма диффузно. Сомато- статинсвязывающие места обнаружены в тех же областях мозга, а также в аденогипофизе. Основное функциональное его предназначение — это угнетение продукции гормона роста, при некоторых гормональных состояниях он блокирует секрецию тиреотропного гормона (ТТГ) и ПРЛ за счет как прямого действия, так и снижения чувствительности к пролактинингибирующему фактору. Нельзя исключить и проявление эффекта СИГ через изменение активности нейромедиаторных систем в гипоталамусе, так как известно, что секреция НА блокируется СИГ в гипоталамусе, но стимулируется в коре [75]. СИГ блокирует выделение ЛГ-РГ [66].

Широко распространенная группа классических пептидов—тахикинины, объединяющая субстанцию П и нейрокинины А и Б (субстанция К), обнаружена в септальной области, амигдале, гиппокампе, коре, гипоталамусе, а также в гипофизе. В этих структурах выявлено 3 подтипа рецепторов. Известно, что субстанция П является стимулятором локомоторной активности и играет важную роль в ноцицептивных реакциях. Введение субстанции П в желудочек мозга стимулирует выделение ПРЛ и тормозит выделение гормона роста у крыс и приматов [28]. Показан также прямой эффект на гипофиз в условиях in vitro, отмеченный по изменению уровня ПРЛ. Что касается влияния остальных тахикининов на гонадо- трофы, то в литературе имеются противоречивые сообщения. Если у крыс их внутрижелудочковое введение стимулировало выделение ЛГ, то у обезьян такой эффект отсутствовал [28]. Инкубация гипофизарных клеток с субстанцией П снижает чувствительность гонадотрофов к ЛГ-РГ. Известна флюктуация содержания субстанции П в гипоталамусе самок крыс в ходе цикла, а также концентрации ее рецепторов в гипофизе: максимальное связывание было отмечено в позднем проэструсе [31].

Известный пептид нейротензин, состоящий из 13 аминокислотных остатков, широко распространен в ЦНС, особенно в клеточных телах нейронов, амигдалы и септальной области, а также в гипоталамических структурах, в которых обнаружены и места его связывания. Основное функциональное предназначение этого пептида — стимуляция секреции инсулина, ингибиция секреции глюкагона и модуляция гастроинтестинальной перистальтики. Внутрижелудочковое введение значительных доз нейротензина снижает уровень ЛГ в крови, тогда как внутривенное введение или инкубация с клетками гипофиза не влияли на уровень Л Г. Эти факты допускают возможность модуляторной роли нейротензина в гипоталамическом контроле гонадотропной функции гипофиза. Прямое его введение в преоптическую область стимулировало выделение Л Г. Направленность ответной реакции ПРЛ на введение нейротензина определяется способом его введения, а также уровнем половых гормонов в крови [35]. Ряд эффектов нейротензина связывают с его действием на обмен ДА, опосредованно влияющим на содержание гонадотропинов.

Натрийуретический фактор предсердия — 28-членный пептид, впервые обнаруженный в предсердии, идентифицирован в ряде структур ЦНС, особенно в тех областях, которые контролируют баланс воды, включая сосудистый орган концевой пластинки и срединное возвышение. Основное его предназначение в ЦНС — угнетение выделения вазопрессина, особенно после дегидратации. В больших количествах он способен стимулировать выделение Л Г из гипофизарных клеток in vitro и пролонгировать действие ЛГ-РГ. Показан его прямой эффект на синтез тестостерона в семенниках.

• Нейропептиды, синтезирующиеся в аркуатной области, и их роль в регуляции гонадотропинов. Наиболее значимыми из этой группы нейропептидов являются нейропептид У и нейропептид УУ, относящиеся к семейству панкреатических пептидов. Оба эти пептида в мозге распределены диффузно, обнаружены в амигдале, септальной области, стриатуме, коре, гиппокампе и гипоталамусе. В ЦНС описано 2 подтипа рецепторов к этим полипептидам. Ряд исследователей описывают значительное влияние этих пептидов на секрецию гонадотропинов [47]. Например, показано блокирующее действие нейропептида У на выделение ЛГ у кастрированных самцов и самок крыс, тогда как у интактных особей его введение увеличивало секрецию Л Г. Нейропептид У снижает частоту пульсации ЛГ-РГ из срединного возвышения, в случае же прямого действия на гонадотро- фы гипофиза он усиливает секрецию ЛГ в ответ на введение ЛГ-РГ. Этот же нейропептид дает тормозной эффект на половое поведение.
• Нейропептиды, синтезирующиеся в паравентрикулярных и супрахиазматических ядрах, и их роль в регуляции гонадотропинов. Пептиды, синтезирующиеся в этих структурах, являются наиболее активными и адекватными в плане специфического влияния на репродуктивную систему. Это объясняется самой структурой ядер, их расположением, наличием обильных контактов со всеми структурами как в гипоталамусе, так и вне его. По своему составу они весьма неоднородны — в основном это крупноклеточные нервные клетки разных типов, хотя отмечаются и мелкоклеточные нейрональные образования в их латеральной части. Паравентрикулярные ядра получают очень богатую иннервацию, так как с каждым крупноклеточным нейроном контактирует более 2500 аксонов; отмечено также множество аксональных коллатералей. Паравентрикулярные ядра проецируются во все структуры гипоталамуса, нейрогипофиза, ядра спинного мозга и являются главным связующим звеном в проявлении стрессор- ной реакции в виде гормонального ответа.

Первыми из охарактеризованных нейропептидов, синтезирующихся в этих структурах, были вазопрессин и окситоцин, а также их предшественники нейротензины 1 и 2; в дальнейшем были выделены ТРГ, кортикотропин-рилизинг-фактор (КРФ), холецистокинин, ангиотензин, брадикинин, бомбезии и ВИП. Вазопрессин и окситоцин являются нонапептидами, имеющими дисульфидный мостик; кроме паравентрикулярных и супраоптических ядер, они обнаружены в других областях ЦНС. Известно 3 подкласса вазопрессиновых рецепторов и 1 — окситоциновых. Основная гормональная функция вазопрессина на уровне аденогипофиза — это стимуляция выделения адренокортикотропного гормона (АКТГ) за счет усиления действия КРФ. Окситоцин in vitro также дает аналогичный эффект. Оба пептида стимулируют секрецию ПРЛ у крыс, непосредственно влияя на аденогипофиз, а также через аргинин, вазотоцин. Сообщается и о тормозном влиянии вазопрессина на секрецию ПРЛ за счет повышения обмена ДА в тубероинфундибулярных нейронах, а также в других областях ЦНС [13, 68]. В стимуляторный эффект вазопрессина на выделение ПРЛ могут включаться опиатные нейроны, что подтверждается снятием этого эффекта налоксоном. Удаление нейрогипофиза не влияет на секрецию ПРЛ. Действие вазопрессина и окситоцина на выделение ПРЛ проявляется более эффективно в условиях стресса за счет дополнительного выделения АКТГ. Повышенная секреция окситоцина блокирует выделение гонадотропинов у лактирующих животных, при этом снижается выделение ЛГ-РГ из срединного возвышения [13].

Одним из наиболее значимых пептидов, синтезирующихся в паравентрикулярных ядрах и причастных к регуляции репродуктивной функции, является ТРГ. Этот трипептид диффузно распространен в ЦНС, и характерной его особенностью является асимметричное распределение в гипоталамусе человека: большая его часть выявлена в левой половине, а масимальная концентрация обнаружена в паравентрикулярных и аркуатных ядрах, а также в аденогипофизе. В этих структурах найдены рецепторы к нему, существующие в двух формах. ТРГ непосредственно стимулирует выделение ПРЛ и гормона роста, помимо выполнения своей прямой функции: стимуляции синтеза и секреции ТТГ. Стимулирующий эффект ТРГ на выделение ПРЛ усиливается под влиянием эстрадиола за счет увеличения тиролиберинсвязываю- щих мест на лактотрофах. Показано, что число рецепторных мест флюктуирует в ходе овуляторного цикла. Широкий аспект действия ТРГ на гормональные и нейрофизиологические показатели можно объяснить его способностью влиять на обмен нейромедиаторов в мозге, в частности на НА, С, ацетилхолин и некоторые другие.

Действие КРФ на репродуктивную систему проявляет неспецифический характер, оказывая в основном стимулирующее действие на продукцию всех гормонов, производных от пропиомела- нокортина. КРФ оказывает тормозное действие на выделение ЛГ-РГ и гонадотропинов [60]. Внутрижелудочковое введение КРФ способно заблокировать секрецию ПРЛ, снизить половую рецеп- тивность у самок и стимулировать выделение окситоцина.

Следующее семейство нейропептидов, локализованное в основном в паравентрикулярных ядрах, — холецистокинины. В то же время они обнаруженье и в ряде других структур мозга и сопоставимы с распределением КРФ и СИГ, а также ДА, С и ГАМК. Рецепторы к холецистокининам обнаружены во многих структурах ЦНС, максимальное их количество содержится в супраоптическом и паравентрикулярном ядрах, вентральной части гипоталамуса, а также в аденогипофизе [78]. Число рецепторных мест меняется под влиянием половых гормонов. Овариэктомия, например, вызывает их увеличение [38]. Холецистокинины стимулируют выделение ПРЛ и гормона роста при прямом влиянии на гипофиз. Внутрижелудочковое их введение или имплантация в преоптическую область повышает уровень гонадотропинов в крови, тогда как внутривенное введение блокирует выделение ПРЛ. Эти эффекты, по- видимому, опосредуются действием нейропептида на дофаминергические структуры тубероин- фундибулярного ядра и являются эстрогензависи- мыми. Имеются сведения об изменении полового поведения под влиянием холецистокинина [56].

Такой широко известный нейропептид, как ангиотензин II, также причастен к регуляции гонадотропной функции гипофиза. Он широко распространен в ЦНС, обнаружен в аденогипофизе, в этих же структурах найдены и рецепторы к нему. Этот пептид обладает способностью стимулировать выделение Л Г при внутрижелудочковом введении у крыс, и этот эффект является стероид- зависимым: у овариэктомированных крыс ангиотензин II снижает амплитуду пульсации ЛГ. Физиологическая роль эндогенного ангиотензина сводится к снижению или приостановке преову- ляторного выделения ЛГ [72]. Ангиотензин II увеличивает выделение ПРЛ, непосредственно влияя на аденогипофизарные лактотрофы, причем этот эффект зависит от эстрогенов, которые снижают число рецепторов к ангиотензину II. Внутрижелудочковое введение ангиотензина II вызывает снижение уровня ПРЛ в плазме крови за счет прямого включения тубероинфундибулярных дофаминергических нейронов. Ряд исследователей показали изменение числа рецепторных мест к ангиотензину II в ходе полового цикла, которое достигает максимума в проэструсе в преоптической области.

Следует обратить внимание на то, что описанные выше нейропептиды обладают одним общим свойством, а именно: пролактинстимулирующим, проявляющимся на уровне как аденогипофиза, так и гипоталамуса через пролактинингибирую- щий фактор. Большинство их повышает активность дофаминергических нейронов тубероин- фундибулярной области. Что касается их влияния на гонадотропную функцию гипофиза, то в основном это происходит на уровне гипоталамических структур за счет их рецепторного связывания с отдельными нейронами гипоталамуса или изменения обмена нейромедиаторов.

• Роль гастроинтестинальных пептидов в регуляции гонадотропинов. Особый интерес представляет группа нейропептидов из семейства глюкагона: секретингастроингибиторный пептид,

ВИП, гистидин-изолейцин, гистидин-метионин и СРГ [32]. Наиболее значимыми из них в регуляции нейроэндокринных функций являются ВИП и СИГ. ВИП представляет собой 22-членный пептид, а СРГ содержит 44 аминокислотных остатка. ВИП широко распространен в мозге и в гипофизе, в этих же структурах обнаружены и рецепторы к нему. Основное нейроэндокринное действие ВИП сводится к стимуляции выделения ПРЛ, а также гормона роста и тиреоидного гормона [36]. Функционально эндогенный ВИП включается в стимуляцию секреции ПРЛ в процессе сосания и при стрессе [36]. Введение ПРЛ и Э-2 способно изменить концентрацию ВИП в гипоталамусе и гипофизе. В литературе имеются данные, свидетельствующие о стимулирующем действии ВИП на секрецию ЛГ и гормона роста, в 1-м случае за счет активации действия ЛГ-РГ на аденогипофиз, а во 2-м — торможения выделения СИГ на пресинаптическом уровне в гипоталамусе [29]. ВИП влияет на обмен нейромедиаторов, особенно С, в супрахиазматических ядрах, которые являются главным часовым механизмом, регулирующим ритм работы эндокринной системы. Этот эффект является эстрогензависимым, т. е. можно допустить, что ВИП принимает участие в циклическом контроле секреции ЛГ и ПРЛ. СРГ четко выраженного действия на продукцию ПРЛ и гонадотропинов не оказывает, и его влияние на секрецию ПРЛ осуществляется чаще всего через ВИП.

• Роль опиоидных пептидов в регуляции гонадотропинов. Особое внимание в регуляции гонадотропной функции гипофиза в последние годы уделяют опиоидным пептидам. Опиоидные пептиды синтезируются из 3 основных предшественников: проэнкефалина А, продинорфина или про- энкефалина и проопиомеланокортина. Все 3 пептида кодируются разными генами и экспрессируются в различных нейрональных системах. Если проэнкефалин А вырабатывается во многих структурах мозга, то продинорфин синтезируется главным образом в нейронах паравентрикулярных ядер, а также гонадотрофах гипофиза. Он обнаружен также в гиппокампе и ядрах солитарного тракта. В этих структурах обнаружены и рецепторы к ним. Проопиомеланокортин как предшественник ряда гормонов синтезируется главным образом в клетках аденогипофиза и его промежуточной доле, а также в нейронах аркуатных ядер, проецирующихся в срединное возвышение и другие структуры мозга. Главными продуктами проопиомеланокортина являются p-эндорфин, АКТГ, p-липотропин, p-меланостимулирующий гормон, а также кортикотропинподобный пептид промежуточной доли гипофиза и ЦНС. В опиоидных нейронах аркуатных ядер отмечено наличие ДА. Главным гормональным действием опиоидных пептидов является их способность повышать выделение ПРЛ и гормона роста и блокировать секрецию ЛГ, ФСГ и ТТГ. Морфин и опиоидные пептиды блокируют овуляторный выброс ЛГ у крыс, а также ФСГ у других видов животных, включая антропоидов [49]. Это влияние является специфичным, и их можно считать ингибиторами тонической секреции Л Г.

Определяющим фактором в действии опиатов на секрецию гонадотропинов является их способность регулировать амплитуду и частоту пульсации ЛГ. Введение p-эндорфина снижает пульсирующее выделение ЛГ у ненаркотизированных кастрированных крыс, по-видимому, за счет модуляции гипоталамического пейсмекера, контролирующего периодичность активации ЛГ-РГ-про- дуцирующих нейронов, так как частота пульсации выделения ЛГ-РГ в портальную кровь также снижается. Морфин угнетает частоту пульсации гипоталамических нейронов, связанных с выделением ЛГ-РГ, введение же налоксона усиливает пульсовую частоту ЛГ у женщин и мужчин. Эта реакция гонадотропинов на налоксон часто используется как функциональный тест в уточнении патологии репродуктивной системы: ответ снижается при задержке полового созревания, а также у пациентов с анорексией [11, 33].

Степень действия опиатных пептидов в механизме гипоталамического контроля секреции ЛГ зависит от уровня гормонов в крови. Например, вызванное налоксоном увеличение среднего уровня ЛГ весьма незначительно или отсутствует у го- надэктомированных животных, но становится значительным после введения тестостерона или эстрогенов, а иногда и прогестерона. Хроническое введение морфина повышает чувствительность ЛГ к тестостерону и эстрогенам по механизму обратной связи. Введение эстрогенов снижает концентрацию 0-эндорфина в гипоталамусе и увеличивает выделение его в портальные сосуды [76]. Концентрация опиоидных пептидов, в частности 0-эндорфина, флюктуирует в ходе эстрального цикла в ядрах гипоталамуса, увеличиваясь от диэ- струса к эструсу, увеличение также наблюдается на поздних сроках беременности и сразу после родов. Модуляция действия p-эндорфина эстрогенами осуществляется за счет как прямого влияния стероидов на нейроны, продуцирующие опиаты, так и изменения числа рецепторных мест в них. Ответ гонадотропинов на опиаты зависит от созревания и половой дифференцировки гипоталамуса. Введение опиатных антагонистов не влияет на секрецию ЛГ у инфантильных самцов крыс. Неонатальное введение налоксона вызывает преждевременную пубертацию у самок крыс. Реакция ЛГ на введение опиоидов меняется после андрогенизации особей женского пола.

Исследователи связывают влияние опиатов на секрецию ЛГ с гиперпролактинемией. На различных экспериментальных моделях показано, что опиаты вызывают блокаду тонической секреции ЛГ-РГ на фоне высокого уровня ПРЛ. Это положение подтверждается данными, свидетельствующими об увеличении гипоталамического уровня 0-эндорфина и метэнкефалина у гиперпролактинемических животных. Опиаты, по-видимому, играют определенную роль в снижении секреции гонадотропинов в ходе острого и хронического стресса, так как ответ нейтрализуется опиатными антагонистами. Морфин и некоторые опиоидные пептиды стимулируют выделение ПРЛ в кровь. У лактирующих животных 0-эндорфин увеличивает вызванную сосанием стимуляцию ПРЛ. Иными словами, эндогенные опиаты включаются в процесс выделения ПРЛ, вызванный стрессом или процессом сосания, что и подтверждается увеличением биосинтеза энкефалина у лактирующих животных.

Регуляция процессов биосинтеза и секреции ПРЛ опиоидными пептидами осуществляется через рецепторы класса ц; через них реализуется влияние опиатов и на ЛГ.

В литературе много внимания уделяется участию опиатов в контроле репродуктивной функции. Большая часть исследований подтверждает их влияние через гипоталамические структуры, главным образом угнетающее выделение ЛГ-РГ в портальные сосуды. Одновременно блокируется частота разрядов гипоталамических нейронов, связанных с выделением ЛГ-РГ. В условиях in vitro опиоидные пептиды тормозят выделение ЛГ-РГ из срезов медиобазального гипоталамуса. Рецепторы к опиатам обнаружены на ЛГ-РГ- и СИГ-продуцирующих нейронах и их окончаниях, в срединном возвышении. Помимо прямых пре- синаптических ингибиторных действий опиатов на ЛГ-РГ-продуцирующие нейроны, они влияют на секрецию гонадотропинов через катехолами- нергические нейромедиаторы гипоталамуса, блокируя главным образом стимуляторный норадренергический вход в преоптическую область, а также тормозя обмен ДА в тубероинфундибулярной области и прекращая его поступление в портальную систему. Этим фактом можно также объяснить пролактинстимулирующий эффект опиоидов. В литературе описаны случаи влияния опиоидов и на ряд других медиаторных систем. Они активируют секрецию С, блокируют выделение ТРГ из синаптических окончаний: опиатные пептиды конкурируют с ТРГ за места связывания в силу их значительного родства. Ряд исследователей указывают на прямое влияние опиатов на го- надотрофы ^гипофиза, хотя этот вопрос до конца не выяснен, так как гипофизарные опиоидные рецепторы обнаружены только в нервной доле и принадлежат к другому типу рецепторов. На мембранах аденогипофизарных клеток обнаружен 0-эндорфин, который и может стать причиной невозможности идентификации аденогипофизарных опиоидных рецепторов. Удаление 0-эндорфи- на способствовало выявлению эндорфинспецифи- ческих рецепторов. Иными словами, эндорфины и динорфин гипофизарного происхождения могут оказывать дополнительное паракринное влияние на выделение ПРЛ. В таком случае ЛГ-РГ может проявлять парадоксальную стимуляцию ПРЛ за счет того, что гонадотрофы содержат большое количество динорфина.

При попытке суммировать изложенные выше данные о влиянии различных нейромедиаторов адренергической природы и нейропептидов возникает вопрос, каким образом эти разные вещества с различными механизмами действия могут координировать работу репродуктивных процессов. В ряде случаев отмечен синергизм их действия как на гипоталамическом, так и на гипофизарном уровне, в других — антагонизм их влияния. Можно отметить также параллелизм в действии различных медиаторов, вырабатываемых в одних и тех же структурах. В настоящее время идет быстрый прогресс в изучении химии и нейроанатомии нейросекреторных нейронов, участвующих в регуляции репродуктивной функции.

Рассмотренные выше фундаментальные вопросы нейроэндокринологии репродуктивной системы открывают перед специалистами-клиницистами широкие перспективы выбора между использованием только гормональных средств или сочетанным их применением с препаратами, обладающими нейрогенными свойствами, при лечении нарушений репродуктивной системы центрального генеза. Такими препаратами могут быть производные нейромедиаторов адренергической, холинергической природы, а также описанных выше нейропептидов.

Нейроэндокринология репродуктивной системы в настоящее время переживает очередной подъем как по глубине исследований, так и по широте охвата физиологически активных веществ, причастных к регуляции гонадотропной функции гипофиза. Это объяснимо ввиду биологической и медицинской значимости данной функциональной системы.