Гормоны, синтезируемые в желудочно-кишечном тракте, и их физиологические эффекты

Исследования последних лет показали, что биогенные амины и регуляторные пептиды присутствуют не только в клетках, расположенных в различных органах, но и в нейронах центральной и периферической нервной системы. Данные о локализации моноаминов и идентичных регуляторных пептидов как в нервных, так и в эндокринных клетках позволяют объединить эти элементы в единую регулирующую систему организма — диффузную нейроэндокринную систему (ДНЭС). В настоящее время известно несколько типов клеток, специализированных на секреции биогенных аминов. К ним относятся: клетки мозгового вещества надпочечников, главные клетки в параганглиях и СИФ-клетки в ганглиях симпатической нервной системы, первый тип клеток в каротидном теле, ЕС-клетки, ECL-клетки и пинеалоциты. Для большинства нейроэндокринных клеток, синтезирующих пептидные гормоны, показана лишь потенциальная способность образовывать дофамин и серотонин после введения в организм их предшественников. Группу биогенных аминов, обладающих функцией гормонов, составляют катехоламины, серотонин, мелатонин и гистамин.

Катехоламины — это производные тирозина — аминокислоты, которая может образовываться из фенилаланина.


Основная схема их образования идет по следующей цепочке: фенилаланин —» тирозин —> ДОФА -» дофамин -> норадреналин —> адреналин. В 1901 г. адреналин был выделен из надпочечников в составе экстракта, обладающего способностью повышать кровяное давление. В ДНЭС катехоламины синтезируются в клетках мозгового вещества надпочечников, а также в ганглиях и параганглиях симпатической нервной системы. Спектр гормонального действия адреналина и норадреналина включает влияние на сердечно-сосудистую систему, на органы пищеварительного тракта и дыхательных путей и определяется типом специфических адренорецепторов, локализованных на мембранах клеток-мишеней. Тканевыми мишенями для катехоламинов являются мышечная ткань, жировая ткань и печень. Серотонин и мелатонин. В 1948 г. в лаборатории И. Пэйджа из сыворотки крови млекопитающих была выделена субстанция, обладающая сосудосуживающим действием и получившая название серотонин. Независимо от этих исследований еще в 1930 г. Б. Эрспамер с сотрудниками экстрагировали и охарактеризовали вещество из энтерохромаффинных клеток слизистой оболочки ЖКТ. Поскольку это вещество стимулировало сокращение кишечника, оно было названо энтерамином.


Идентификация химического строения показала, что серотонин и энтерамин представляют собой одно и то же вещество — 5-окситриптамин.

В настоящее время установлено, что около 90% эндогенного серо-тонина содержится в ЖКТ, где он в основном синтезируется и накапливается в ЕС-клетках. Серотонин относится к числу ключевых посредников химической информации в организме, выполняющих роль как гормонов, так и нейротрансмиттеров. Этот биогенный амин оказывает прямое действие на гладкие мышцы сосудов, вызывая в разных условиях их сокращение или релаксацию. Кроме того, он может потенцировать или ослаблять ответы, индуцированные другими вазоактивными агентами. Серотонин принимает участие в регуляции дыхания, температуры тела, моторики органов пищеварительного тракта и секреции слизи. В последние годы получены данные о том, что серотонин обладает митогенным действием и может регулировать пролиферативную активность эпителиальных, эндотелиальных и лимфоидных клеток.

В 1958 г. А. Лернер с сотрудниками выделили пинеальную субстанцию, обладающую способностью просветлять меланофоры кожи лягушки, названную ими мелатонином.


Авторы идентифицировали мелатонин как индольное соединение, представляющее К-апетил-5-метокситриптамин. Длительное время считалось, что мелатонин образуется исключительно в пинеальной железе. Однако в 1974 г. Н. Т. Райхлин и И. М. Кветной показали принципиальную возможность образования мелатонина в энтерохромаффинных клетках. В настоящее время установлено, что ЕС-клетки ЖКТ являются основным источником экстрапинеального мелатонина. Мелатонин является универсальным регулятором биологических ритмов и обладает широким спектром физиологического действия: регулирует процессы дифференцировки и деления клеток, в ряде случаев оказывает ингибирующее действие на развитие опухолей, обладает иммуномодулирующим действием и регулирует содержание свободных радикалов в тканях. Лишь недавно было установлено, что мелатонин обладает уникальным по сравнению с другими аминами механизмом действия: являясь высоколипофильной молекулой, он способен легко проникать через липидный би-слой клеточных мембран; в цитоплазме мелатонин действует как антагонист кальций-связываюшего белка — кальмодулина — и оказывает влияние на реорганизацию цитоскелета клетки, тем самым модулируя клеточную активность.


Кальмодулин, связывая ионы кальция, ингибирует полимеризацию микротрубочек. Мелатонин, связываясь с кальмодулином, препятствует этому процессу

Источником образования серотонина и мелатонина является незаменимая аминокислота триптофан, поступающая в организм с пищей. Их биосинтез включает несколько этапов: триптофан —> 5-ОТФ —> 5-ОТ (серотонин) —> N-ацетилсеротонин —> N-ацетил-5-метоксисеротонин (мелатонин). Гистамин образуется в процессе декарбоксилирования незаменимой аминокислоты — гистидина. Биосинтез этого моноамина является примером высокой пластичности химического кодирования, обеспечивающей экспрессию одинаковых медиаторов в гистогенетически разных клетках. В 1953 г. Дж. Рили и Г. Вест идентифицировали гистамин в тучных клетках соединительной ткани. В 1960-1980-х гг. методами гистохимии и иммуногистохимии было показано наличие гистамина в ECL-клетках желудка у многих видов млекопитающих, включая человека. Кроме того, в центральной и периферической нервной системе были выявлены гистаминергические нейроны. Многочисленными исследованиями показано, что гистамин, продуцируемый ECL-клетками, играет центральную роль в регуляции образования соляной кислоты, стимулируя функциональную активность париетальных клеток.

Основными регуляторными пептидами, выявленными в эндокринных и нервных клетках, являются пептиды семейства гастрина, гастрин-рилизинг пептид, вещество Р, кальцитонин-ген-родственный пептид, опиоидные пептиды, инсулин, пептиды семейств секретина и панкреатического полипептида, соматостатин и нейротензин.


Семейство гастрина. Группа кишечных гормонов, образующих семейство гастрина, включает гастрин, холецистокинин и их молекулярные варианты. Биологический эффект в молекуле гастрина несет аминокислотная последовательность, локализованная в С-концевом участке гормона. Гастрин синтезируется в G-клетках, сконцентрированных в пилорических железах. Однако гастрин-подобная иммунореактивность обнаружена также в области дна желудка и в проксимальном отделе двенадцатиперстной кишки. Одной из функций гастрина является регуляция кислотообразования путем стимуляции высвобождения гистамина из ECL-клеток. Этот пептид обладает трофическим эффектом, который подтверждается клиническими наблюдениями и экспериментальными данными. Так, резекция антрального отдела желудка обусловливает постепенную редукцию желез, локализованных в оставшейся части желудка. При повышенной секреции гастрина или длительном введении его синтетических аналогов наблюдается пролиферация ECL-клеток, гиперплазия слизистой оболочки дна желудка и значительное увеличение количества париетальных клеток. Предполагается важная роль гастрина в патогенезе язвенной болезни и рака желудка. В то время как гастрин оказывает заметное влияние на рост клеток в слизистой оболочке желудка, холецистокинин стимулирует пролиферацию клеток в двенадцатиперстной кишке и желчном пузыре, а также в эндокринной части поджелудочной железы. Биологическая активность этого гормона связана с С-терминальным фрагментом, состоящим из восьми аминокислотных остатков, причем последние пять идентичны пяти аминокислотным остаткам молекулы гастрина. С помощью иммуногистохимических и электронно-микроскопических исследований показана локализация холецистокинина в 1-клетках тощей кишки.

Эффекты, вызываемые пептидами семейства гастрина, и значение этих гормонов в регуляции функций желудка, поджелудочной железы и желчного пузыря давно и хорошо известны. Однако исследования, выполненные в последние годы, показали, что их физиологическая роль намного сложнее, чем полагали ранее. Иммуногистохимические исследования с использованием антител к С-терминальному фрагменту гастрина позволили обнаружить гастрин или холецистокин-подобные пептиды не только в эндокринных клетках, но и в нервных волокнах, а также в сером веществе коры головного мозга, в нейро- и аденогипофизе. Имеются данные, указывающие на присутствие гастрина в D-клетках островков Лангерганса в поджелудочной железе. Наличие гастрин-продуцирующих клеток в поджелудочной железе в период эмбриогенеза можно считать твердо установленным. Гастрин-рилизинг пептид (бомбезин) (ГРП) представляет 27-ами-нокислотный пептид, гомологичный бомбезину, который впервые был выделен из кожи амфибий. При радиоиммунологическом определении бомбезин-подобные вещества были выявлены в экстрактах ЖКТ, легких и головного мозга. Иммуногистохимические исследования показали, что ГРП локализуется в тонких нервных волокнах подслизистой оболочки и в эндокринных клетках слизистой оболочки кишечника.

Высокое содержание ГРП обнаруживается в аксонах нейронов гипоталамуса, лимбических отделов мозга. Бомбезин-подобная иммунореактивность выявлена в легких эмбрионов и новорожденных человека, как в эндокринных клетках мелких бронхов и бронхиол, так и в иннервирующих их волокнах. Установлено, что ГРП оказывает влияние на пищеварительный тракт, стимулируя выделение гастрина из G-клеток, активизирует процессы секреции в поджелудочной железе и двигательную активность кишечника, а также усиливает опорожнение желчного пузыря. В дыхательных путях ГРП действует как бронхоконстриктор, вазо-констриктор и фактор роста для эпителиальных клеток. ГРП сокращает гладкую мускулатуру матки и вызывает сужение сосудов почки, тем самым активизируя ренин-ангиотензивную систему и вызывая гипертонию и антидиурез.

Вещество Р выявлено в слюнных железах и надпочечниках, во всех отделах ЖКТ различных млекопитающих, включая человека, в щитовидной железе, дыхательных путях, гладких мышцах, коже, почках и других органах выделительной системы, но наибольшее его содержание обнаружено в двенадцатиперстной и толстой кишке. Иммуногистохимическими методами показано, что материал, реагирующий с антителами к синтетическому веществу Р, содержится в клеточных телах и отростках ауэрбаховского и мейснеровского интрамуральных сплетений кишечника, в цитоплазме ЕС-клеток, которые располагаются преимущественно в слизистой оболочке пилорического отдела желудка и в толстой кишке, а также в эндокринных клетках и нейроэпителиальных тельцах легких. Высокие концентрации вещества Р в мозге обнаружены в гипоталамусе и черной субстанции.

Можно считать твердо установленными следующие физиологические эффекты вещества Р: сильное спазмогенное действие на все сегменты пищеварительного тракта млекопитающих, хотя их чувствительность может варьировать; временное падение кровяного давления в результате периферической вазодилятации при внутримышечном или внутриартериальном введении; оказание седативного действия, в связи с чем вещество Р предположительно считают физиологическим транквилизатором, вовлеченным в модуляцию болевой чувствительности. В кишечнике субстанция Р является существенным стимулирующим фактором спонтанной активности.


Оцените статью: (8 голосов)
3.63 5 8
2007-2017 © Copyright ООО «МЕДКАРТА». Все права на материалы, находящиеся на сайте medkarta.com,
охраняются в соответствии с законодательством РФ, в том числе, об авторском праве и смежных правах.