Место и роль диффузной нейроэндокринной системы в пищеварительной системе / Роль нейроэндокринных клеток желудочно-кишечного тракта / Геронтология

В 1968-1969 гг. английский патолог Э. Пирс постулировал существование в организме высокоорганизованной диффузно рассеянной системы специализированных клеток, продуцирующих пептидные гормоны и биогенные амины. Его концепция была основана на результатах экспериментов по исследованию эндокринных клеток в неэндокринных органах и их продуктов, выполненных методами цитохимического и ультраструктурного анализа. Различные типы клеток, относящихся к этой системе, широко распространены в организме и имеют общее свойство абсорбировать предшественники моноаминов (5-гидрокситриптофан и L-дигидгок-сифенилаланин) и декарбоксилировать их, синтезируя, таким образом, биогенные амины. Названные свойства дали основания Pearse назвать эту клеточную систему APUD-системой (аббревиатура английских слов — Amine Precursor Uptake и Decarboxylation).

К настоящему времени APUD-система включает в себя более 60 типов клеток, обнаруженных в кишке, поджелудочной железе, мочеполовом тракте, эпителии дыхательных путей, пинеальном теле, цитовидной железе, надпочечниках, аденогипофизе, гипоталамусе, каротидном тельце, коже, симпатических ганглиях, вилочковой железе, плаценте и других органах.

Тем временем появление радиоиммунологических методов и быстрое развитие иммуногистохимии привело к открытию совершенно неожиданного феномена: одни и те же биогенные амины и пептидные гормоны были обнаружены в нейронах и эндокринных клетках.

Накапливающиеся научные данные не могли более поддерживать традиционную концепцию иерархической зависимости между нервной и эндокринной системами. Становилось все более и более очевидным, что существует механизм биологической регуляции, основанный на координированном взаимодействии центральной нервной, периферической нервной и эндокринной системами. Просматривался единый способ восприятия информации на субклеточном, клеточном и тканевом уровнях. Последние данные об идентификации тех же самых и подобных им физиологически активных веществ, действующих в пределах нервной системы как нейротрансмиттеры и нейрогормоны и, локально или дистантно, как гормоны эндокринной системы, позволили объединить обе эти системы в единую диффузную нейроэндокринную систему (ДНЭС). Расположенные практически во всех органах и продуцирующие биологически активные вещества, клетки ДНЭС являются регуляторами поддержания гомеостаза через нейрокринные, эндокринные и паракринные механизмы.

Желудочно-кишечный тракт входит в число наиболее значительных органов, содержащих клетки диффузной нейроэндокринной системы.

Эти клетки вырабатывают множество жизненно важных гормонов и тем самым участвуют в поддержании общего гомеостаза организма. Поэтому компенсаторно-приспособительные и патологические процессы, протекающие в кишечнике, неизбежно сказываются на деятельности других органов и систем организма. Стремительный прогресс в изучении ГЭПС нашел свое выражение в количестве идентифицированных в ней видов клеток. Так, первая классификация включила в себя 7 типов клеток. Вторая уже насчитывала 10, третья — 15, а четвертая — 19 клеток. Учитывая данные последней классификации и дополнительные сведения, в ГЭПС включены следующие виды клеток. Поскольку спектр биологических эффектов пептидных гормонов и биогенных аминов чрезвычайно широк и включает в себя их влияние на важнейшие звенья механизмов старения (таких, как регуляция пролиферативной активности, апоптоз, клеточная дифференцировка, подвижность клеток, метаболизм свободных радикалов и многие другие), важность исследований изменений клеточной и молекулярной биологии ДНЭСв ходе старения становится очевидной.

Формирование концепции ДЭС сделало очевидным тот факт, помимо холинергической и адренергической, ассоциированной с вегетативной нервной системой, в организме имеется еще и пептидергическая иннервации органов пищеварения.

Пептидергические нейроны, содержащие гормонально активные полипептиды, относятся к так называемой метасимпатической нервной системе. Особенностью этой системы является ее значительная автономия по сравнению с парасимпатической и симпатической системами. Последнее достигается простотой структурно-функциональной организации, высокой интегральной активностью, обусловленной многообразием метасимпатических нейронов и их медиаторов — активных пептидов. Вещества, обнаруженные в клетках ДЭС и в нервных элементах, могут выступать в роли классических циркулирующих в крови гормонов, действующих на расстоянии (эндокринная функция), или локальных гормонов, оказывающих модулирующее действие на окружающие клетки (паракринная функция). Пептидергические нейроны могут оказывать влияние через секретируемый пептид на другой нейрон (нейрокринная функция) путем освобождения из нервных терми-налей, выступая, таким образом, в роли нейротрансмиттеров (нейромодуляторов), или секретировать его непосредственно в кровь (нейроэндокринная функция).

Таким образом, проблема различий между эндокринными, паракринными и нейротрансмиттерными эффектами пептидных гормонов может быть сокращена до пространственных и временных факторов и, вероятно, требует критического пересмотра.

В этой связи М. Гроссманом был преложен термин «хеммитер», позволяющий включить классические эндокринные клетки и классические нейроны в единую нейрогуморальную систему на основе их морфологии, физиологии и биохимии. Эндокринные клетки желудка и кишечника по строению делятся на два типа: открытые и закрытые. Апикальная часть клеток открытого типа достигает поверхности слизистой оболочки, они покрыты длинными микроворсинками. Эти ворсинки выполняют роль рецепторов, воспринимающих химические воздействия и изменения рН желудочного содержимого. Высказывается предположение, что через открытую часть эндокринных клеток происходит секреция гормонов в просвет желудка. АРUDоциты закрытого типа не сообщаются с просветом желез, стимулировать их работу могут различные физические воздействия (давление, растяжение стенки желудка, колебания температуры). Характерным признаком всех эндокринных клеток является наличие в их базальной части секреторных гранул, по форме и размерам которых осуществляется классификация APUDoциtob. В состав гранул входят полипептиды и моноамины.

Секрет из эндокринных клеток может выделяться в кровь (эндокринная секреция), в межклеточное пространство, а также доставляться по длинным цитоплазматическим отросткам непосредственно к другим (соседним) клеткам (паракринная секреция). В клетках открытого типа возможна экзокринная секреция. Большинство эндокринных клеток расположены в эпителии желез. В последние годы эндокринные клетки найдены и в собственной пластинке слизистой оболочки желудка. Обычно они входят в состав нейроэндокринных клеточных комплексов, располагающихся на уровне средней трети фундальных желез желудка и тесно контактирующих с подслизистыми нервными сплетениями тонкой кишки.