18. Марова И. Нейроэндокринология. Клинические очерки. М. 1999, 507 с
1.
Procesele
de coordonare și reglare la om și animale.
Sistemul nervos, alături de cel
endocrin, asigură majoritatea funcțiilor de control ale organismului. În
general S.N. controlează activități rapide cum ar fi contracțiile musculare,
procesele viscerale cu variații rapude sau, chiar, ritmul secreției unor glande
endocrine. Dimpotrivă, sistemul endocrin reglează, în special, funcțiile
metabolice ale organismului.
Trăsătura caracteristică a materiei vii
este excitabilitatea și sensibilitatea. Toate organele necesită un anumit grad
de coordonare internă între un stimul și reacție pentru a menține starea
staționară (homeostaza) și a exista.
Spre deosebire de plante, animalele
posedă 2 sisteme diferite, însă care funcționează în strânsă legătură unul cu
altul – nervos și endocrin. Sistemul nervos acționează foarte rapid, efectele
lui sunt strict localizate, iar la bază au transmitere electrică și chimică.
Sistemul endocrin acționează mai lent, efectele lui au un caracter difuz, care
au la bază transmiterea chimică a semnalului prin sistemul sangvin.
Cercetătorii consideră, că la majoritatea animalelor, ambele sisteme s-au
dezvoltat paralel.
Organele de simț (de ex. ochii și
urechile) sensibile la modificările conținutului chimic al sângelui, percep
stimulii – lumina, presiunea, care aduc informația despre mediu intern și
extern. Această informație se transmite în SNC, de acolo – spre mușchi și
glande endocrine – se propagă deciziile de a modifica unele procese pentru
menținerea homeostaziei si reacțiilor la evenimentele externe.
Arcul reflex reprezintă un exemplu
simplu de reglare și constă din celulă senzitivă, care percepe excitantul,
lanțul neuronal, ce include celule nervoase ale SNC, care transmite semnalul
despre informația percepută, și din mușchi sau glandă (organe efectoare).
Datorită faptului, că între celula
senzorială (receptor) și efector, se află numai câțiva neuroni, ultimul
răspunde rapid la stimul, perceput de receptor.
Obiectul
Neuroendocrinologie și istoria dezvoltării.
Neuroendocrinologie – ramura
endocrinologiei, care studiază interacțiunile SNC și a sistemului endocrin în
procesul reglării activității vitale. S-a dezvoltat pe baza neurobiologiei și
endocrinologiei, și a descoperit mecanisme ce stau la baza reglării celor mai
importante funcții vitale ale organismului uman. La baza acțiunii de reglare a
sistemului nervos și endocrin stă mecanismul dereglărilor în echilibrul
hormonal. Sindroamele neurologice în cazul patologiei endocrine sunt consecințe
ale disechilibrului hormonal, condiționat de dereglarea funcțiilor glandelor
endocrine.
Viziunile asupra structurii și
funcționării diferitor regiuni ale creierului, în special, a hipotalamusuli, în
jumătatea a doua a sec. XX, a suferit modificări considerabile, acest fapt a
fost condiționat de descoperirile, care au dus la revizuirea opiniilor
existente referitoare la histofiziologia celulelor nervoase ale creierului.
S-a demonstrat, că în regiunea
hipotalamică aceste celule, menținându-și structura și funcțiile neuronilor
(adică capacitatea de a genera și transmite impulsurile nervoase), au
demonstrat proprietăți caracteristice celulelor endocrine, adică capacitatea de
a secreta hormoni peptidici. Acești hormoni au fost numiți neurohormoni sau
neuropeptide. Astfel a apărut neuroendocrinologia.
În ultimele decenii ale sec. XX s-a
stabilit similitudinea structurii și
funcționării neuronilor cerebrali și a celulelor sistemului imun.
S-a dovedit, că celulele neuroendocrine
ale creierului și celulele sistemului imun funcționează în cooperare stânsă și
manifestă caractere similare în structura sa. Funcțiile imune sunt privite deja
ca component al activității neuroendocrine, iar răspunsul imun, nu poate avea
loc fără participarea sistemului nervos și endocrin. De aceea la înc. Sec. XXI
s-a evidențiat o disciplină medico-biologică nouă – neuroimunoendocrinologie, obiectul căreia este studierea
interrelațiilor dintre funcția nervoasă, endocrină și imună a creierului.
Istoria
neuroendocrinologiei
Punctul, de la care a începutdevizarea
neuroendocrinologiei, a coincis cu descoperirile realizate la mijl. sec. XX,
când s-a demonstrat, că neuronii regiunii hipotalamice ale creierului,
păstrându-și starea și activitatea neuronală, pot secreta neurohormoni
peptidici. Inițial acest fapt era atribuit neuronilor nucleului preoptic al
hipotalamusului la pești, care corespunde neuronilor omologi din nucleii
supraoptic și paraventricular al hipotalamusului la mamifere. Acești neuroni au
proprietatea de a sintetiza nonapeptide (omologi ai vasopresinei și
oxitocinei), a le transporta prin axoni spre neurohipofiză și elimina în patul
vascular. Acest fenomen a scos în evidență asemănarea celulelor nervoase ale
hipotalamusului cu celulele secretorii ale glandelor endocrine, de aceea a fost
denumit neurosecreție.
Mai târziu s-a constatat, că
proprietatea de secreție a neurohormonilor peptidici este caracteristică nu
numai hipotalamusului, ci și întregului sistem nervos central și periferic. În
hipotalamus astfel de proprietăți posedă neuronii, ce reglează funcțiile
hormonale ale adenohipofizei prin intermediul neurohormonilor stimulatori
(realising-hormoni, sau liberine) și inhibitori (statine), care sunt
transportați la hipofiză pe cale umorală
prin circulația sistemului portal al hipofizei.
Ulterior, pe membranele neuronilor secretori
ai hipotalamusului au fost depistați receptorii pentru hormonii glandelor
endocrine periferice. Astfel, au fost explicate mecanismele reglării
hipotalamice ale funcțiilor endocrine. La baza ei, ca și în cazul cu hipofiza, stă principiul
legăturii recurente (feed-back), care determină activitatea mecanismelor de
control: celulele secretorii ale hipotalamusului și hipofizei primesc
informație despre nivelul activității hormonale ale glandelor endocrine
periferice, și în cazul excesului sau hipofuncției corectează bilanțul hormonal
dereglat, eliminând în sânge, respectiv, neurohormoni stimulatori sau
inhibitori.
Aceste descoperiri au pus baza
neuroendocrinologiei. S-a constatat, că la baza informației reglatoare a
sistemelor nervos și endocrin stă un mecanism similar, comun pentru ambele
sisteme, care se realizează prin secreția peptidei reglatoare, viteza căreia
este condiționată de dimensiunile și direcția dereglărilor în achilibrul
hormonal.
Care este rolul peptidelor? Pe de o
parte, neuropeptidele corespund tuturor cerințelor înaintate față de
neurotransmițători; pe de altă parte, ele coexistă în aceleași terminații
nervoase împreună cu neuromediatori tradiționali.
Cercetătorii consideră, că
neuropeptidele pot îndeplini rolul de neuromodulatori în procesul transmiterii
transsinaptice, adică a stimula sau inhiba transmiterea nervoasă, care se
realizează prin intermediul neurotransmițătorilor tradiționali. Astfel, a fost
posibilă explicarea unor forme de patologie a SNC, în special, a unor sindroame
ale formei paranoidale a șizofreniei.
S-a stabilit, că sindromul,
caracteristic pentru această formă a șizofreniei (halucinațiile, delirul,
dereglările ANS) sunt ușor de reprodus în experimente cu ajutorul unor
medicamente (amfetamin), care provoacă eliminarea excesivă a DOPA din
terminațiile presinaptice ale sistemului neuronal dopaminic, care este în
strânsă legătură cu procesele ANS. Pe de altă parte, acest sindrom poate fi
înlăturat de asemenea cu ajutorul medicamentelor – neurolepticilor, care sunt
folosite în clinica psihiatrică. S-a stabilit, că în terminațiile presinaptice
ale sistemului dopaminic, alături cu neuromediatorul tradițional – DOPA, se
depistează un alt hormon peptidic – peptida
vasoactivă intestinală, care e
capabilă, asemeni neurolepticilor, inhibe eliminarea DOPA din terminațiile
nervoase.
De aici, se presupune, că însăși
neuropeptida sau metaboliții săi reglează secreția DOPA din terminațiile
nervoase. În cazul dereglării funcției modulatoare a neuropeptidei are loc
eliminarea DOPA în exces, ceea ce duce la sindromul menționat mai sus al
șizofreniei. Aceste date explică patogeneza formei paranoide a șizofreniei, și
permit de a elabora un tratament adecvat.
În același timp există date, care
mărturisesc despre capacitatea neuropeptidelor de a îndeplini funcții de
neuromediatori. Este cunoscut, că asupra transpirației influențează un agent
special – acetilcolina. Totodată, se știe, că transpirația este însoțită de
vasodilatare. S-a stabilit, că odată cu acetilcolina din terminațiile nervoase,
ce inervează glandele sudoripare, se elimină peptida vasoactivă intestinală, care dilată vasele. Astfel, s-a
constatat că, ca răspuns la un stimul adecvat din una și aceeași termiație
nervoasă se elimină 2 neurotransmițători, care
diferă după natura chimică, însă sunt sinergişti după mecanismul de
neurotransmitere, când fiecare se leagă de celula sa țintă (fig. 1.).
Un alt exemplu este fenomenul lui Beilis-Langly. El constă în faptul, că stimularea
nervului periferic este însoțită de dilatarea vaselor în regiunea pielii,
inervată de acets nerv. S-a constatat, că la baza acestui fenomen stă
proprietatea neuronilor senzitivi ai ganglionilor lor spinali de a secreta a
substanță P, cu efect vasodilatator puternic. Substanța P poate fi transportată
prin terminațiile centrale și periferice ale neuronului senzitiv.
Hipotalamusul
– e o zonă integrativă importantă prin funcția endocrină, metabolică,
vegetativă și comportamentală.
 procesarea
informațiilor
 Hipotalamus
optimizarea
răspunsului
|
Nervos+umoral
Nervoși
Compuși plasmatici
Stres
Emoții
Olfactiv, vizuale
Δ t o C
Fig.1 Inervaţia colinergică a
celulelor secretoare (1) şi mioepiteliale (2) ale
glandei sudoripare şi vasului sanguin aferent (3). În terminaţiile nervoase se observă existenţa simultană şi eliminarea a doi neuromediatori: acetilcolina
(cerculeţe deschise la culoare) şi
peptida vasoactivă intestinală (cerculeţe
colorate cu negru) (după Hukfelt Т. et al., 1980]
Sistemul neuro-endocrin difuz
Glandele endocrine
Comunicarea celulara se face: -
local – prin jonctiuni de
comunicare - la distanta – prin mesageri chimici:
a) autocrini – control local al cresterii celulare
- specific pentru factorii de crestere
b)
paracrini - control local al cresterii celulare
- la sistemul neuro-endocrin difuz
c) endocrini – la distanta
d) sinaptic
- Secretia mesagerilor chimici poate
fi continua sau pot fi eliberati la cerere
- Un mesager poate fi elaborat de mai
multe tipuri de celule
- un mesager poate actiona asupra mai
multor tipuri de celule
- Orice mesager poate actiona prin
primele 3 mecanisme (a, b, c), al patrulea fiind specific sistemului nervos(d)
Din punct de vedere chimic mesagerii pot fi:
- peptide - hormonii hipotalamici si
hormonii eliberati de sistemul neuro-endocrin difuz
- polipeptide - calcitonina
- proteine - factorii de crestere, parathormonul
- glicoproteine - tropii hipofizari
- amine - hormonii medulosuprarenalieni
- iodotironine - hormonii
tiroidieni
- steroizi - secretati de
corticosuprarenala, hormonii gonadali, hormonii placentari, derivati
hidroxilati de calciferol
- eicosanoide - PROTEOGLICANI, TROMBOXANI,
LEUCOTRIENE
- oxid nitric
Mecanismele de actiune depind de
gradul de solubilitate a medicamentului in apa:
- molecula hidrofila –difuzeaza liber
in sange, dar nu poate traversa membrana celulara T interactioneaza
cu proteinele membranare (receptori specifici) T se
activeaza A.C.
- molecula hidrofoba se leaga de o
proteina transportoare, ajunge la celula tinta, molecula trece prin membrana
celulara, receptorii fiind nucleari
Mecanismul de receptie depinde de
concentratia plasmatica a mesagerului chimic, de gradul de diferentiere a
celulei. Celula endocrina este orice celula cu proprietatea de a secreta o
substanta cu rol de mesager chimic.
Celula endocrina poate fi de natura :
- epiteliala - secreta mesageri cu actiune la
distanta
- neuronala - secreta
neurohormoni
- paraneuronala : paraneuronul e o celula
care aminteste ca structură de o celulă receptoare, avand si proprietatea de a
raspunde la un stimul adecvat
Criterii de diferentiere: - eliberarea de peptide si/sau
amine - diferentieri membranare Tmicrovili cu rol receptor - granule de ser in citoplasma
- originea in crestele neurale
Distributia glandelor endocrine:
- Organul specializat e glanda endocrină.
Are capsulă conjunctivă ce trimite septuri conjunctive care pot compartimenta
sau nu în lobuli glanda. Are celule cu rol secretor ce formează parenchimul,
raporturi apropiate cu capilare fenestrate şi cu limfatice. Stroma e formată
din fibre de reticulină şi din celule conjunctive (fibroblaste, mastocite).
Inervaţia e vegetativă, reprezentată de fibre visceromotorii ce controlează
fluxul sanguin, uneori ele putându-se distribui direct celulelor endocrine.
- Grupuri de celule incluse în parenchimul
organelor specializate (gonade, pancreas)
- Dispersate -T sistemul neuroendocrin difuz
Sistemul neuro-endocrin difuz
- Spectru larg de celule endocrine cu
capacitatea de a sintetiza anumite peptide pe care le stocheaza în citoplasmă şi
care acţionează ca factori auto, para, endocrini şi la distanta
- Unele celule au origine ectodermică, iar
altele (axa gastro-entero-pancreatică, aparatului respirator) au origine
endodermală
- Aceste celule au asemanări cu neuronii şi
cu celulele endocrine clasice: celulele elibereaza secreţiile în mediul intern
şi au activitate electrică ce creşte în momentul eliberării mediatorilor
- Nu toate celulele au capacitatea de a
secreta şi a stoca amine
- Cuprinde: - celule endocrine întalnite în
structura glandelor endocrine clasice (adenohipofiza, epifiza, tiroida)
- celule
dispersate în numreoase ţesuturi şi organe (la nivelul ţesuturilor ele formând
axa gastro-entero-pancreatică, la nivelul aparatului respirator, pielii,
tractului uro-genital, glandelor mamare, ganglionilor simpatici)
- Caractere comune - secretă neuropeptide şi amine
- secreta
enolaza neuronală specifică
- au
antigene comune
- Unele celule secretă preferenţial
peptide, altele amine (medulosuprarenala)
Functia endocrina a hipotalamusului
- Hipotalamusul e
situat la baza diencefalului şi a ventriculului 3 , delimitat superior de
talamus prin şantul hipotalamic, posterior prin fosa interpedunculară, anterior
prin comisura alba anterioara, chiasma optica, inferior prin infundibullum cu eminenta
mediană şi tija hipofizară
- Are organizare de tip nervos:
neuroni cu pericarion şi preluingiri, celule gliale
- Are arhitectură nervoasă, unii
neuroni fiind capabili să sintetizeze şi să secrete neurohormoni şi neuromoderatori(are
multe mitocondrii, complex Golgi, microtubuli, granule de secreţie). Neuronii
sunt capabili să secrete peptide posthipofizare(1) şi peptide hipofizare(2).
1 peptidele posthipofizare – sunt neuroni magnocelulari,
majoritatea găsindu-se în nucleii supraoptic şi paraventricular
- au talie mare (25 mm), aparat de sinteză dezvoltat,
granule de secreţie mari (200 nm)
- contribuie la formarea a 2 tracturi
nervoase: supraoptico-hipofizar şi paraventriculo-hipofizar, ai caror axoni
ajung în lobul posterior hipofizar
- o mica parte din axonii nucleului
supraoptic se termina într-o reţea de capilare din eminescenta mediană formând
plexul caplar primar
- axonii nu realizează sinapse şi
formeaza conexiuni de tip neurovascular
- pe traseul lor prezintă dilataţii
numite corpii Hering, în apropiere de capilar; ei contin peptide de secreţie.
Peptidele
posthipofizare sunt numite şi hormoni hipotalamici efectori : ADH si
ocitocina - ele sunt
sintetizate sub forma de molecule precursoare ce conţin pe lângă peptide şi
neurofizine (proteine transportor); după transport are loc şi clivajul
moleculelor precursor, astfel încat în moleculele de secreţie peptidele şi
neurofizinele sunt în stare libera.
- transportul axonal poate fi lent
(mm/zi) sau rapid( mm/2-3h)
- eliberarea se face sub actiunea unui
potenţial de acţiune (P.A.) la nivelul perikarionului secretor - exocitoza Ca-dependentă
2 peptide hipofizare – sunt neuroni parvicelulari ce
se găsesc în aria hipofizotropă.
- aria hipofizotropă e compusă din: -
nucleu arcuat, nucleu ventromedial, nuclei periventriculari, nucleu
paraventricular
- au talie mica (15mm), aparatul de
sinteză mai slab reprezentat, granule de secreţie mai mici
- axonii lor participă la realizarea
conexiunilor nervoase, formând tractul tubero-infundibular; ei se termină în
plexul capilar primar
- nu au sinapse, ci formează conexiuni
neuro-vasculare
- controleaza activitatea secretorie a
celulelor din hipofiza anterioara, prin neurohormoni: GHRH, GHIH, GnRH, TRH,
CRH, dopamina
-
eliberarea acestor molecule se realizează
prin mecanisme de feed-back exercitat de concentraţia plasmatică a hormonilor
eliberati de celulele ţinta
-
ale hormonilor tropi hipofizari, controlati
de neuronii parvicelulari.
Tipurile
de neurohormoni hipotalamici
Neurosecrețiile hipotalamice sunt de 4
tipuri:
I.
Eliberatori (RH - liberine) și inhibitori
(IH - statine)
Structura: polipeptide;
Rol: controlează activitatea secretorie a adenohipofizei.
Liberinele (RH) => crește secreția
hormonilor adenohipofizei;
Statinele (IH) => scade secreția
hormonilor adenohipofizei.
Tipuri: TRH
(tireoliberine);
CRH (corticoliberine);
LRH (gonadolibeline);
GRH
somatoliberine + GIH somatostatine;
PIH (hormoni inhibitori ai
prolactinei) = DOPA.
Sinteza: în corpii
neuronilor parvocelulari;
Transport - din hipotalamus => RH/IH,
=> inițial prin
axonii neuronilor,
=> ulterior prin
sistemul port-hipofizar(dublă capilarizare)
=> asigură trecerea
RH/IH în s. și apoi din s. în adenohipofiză.
Acțiune: la nivelul structurilor
adenohipofizei – > efect reglator (stimulator sau inhibitor pe secreția de
hormoni tropi adenohipofizari).
Controlul secreției de RH și IH.
1. Mecanism
nervos predominant inhibitor;
2. Tripla
retroacțiune = triplul feedback (predominant inhibitor):
·
Lung: crește secreția hormonilor din
glanda țintă –> scade secreția RH și a hormonilor tropi hipofizari;
·
Scurt: crește secreția hormonilor tropi
hipofizari –> scade secreția RH;
·
Ultrascurt: crește secreția RH –>
scade propria lor secreție.
3. Concentrația
plasmatică a unor substanțe;
4. Cibernine;
5. Hormoni
epifizari.
II.Neurotransmițătorii
NA (noradrenalina) – locus coeruleus
Sinteza
Dopamina
– substanța neagră
Serotonina – rafeului
Rol –
reglarea locală a funcției neuroendocrine a hipotalamusului.
III.Ciberninele
·
Sunt neuropeptide cu rol paracrin (acțiune la distanță)
rol analgezic opial
·
Endorfine
și enkefaline
termoreglare
(opiații
endogeni) reglarea
aportului alimentar
IV.
α și β MSH – lipoliză; 
ACTH rol în procesele de memorare și învățare.
Hipofiza
- Localizată în şaua turcească, învelita
de o capsulă ce deriva din duramater; din capsulă se desprind septuri ce
compartimentează glanda în lobuli
- din punct de vedere structural şi
funcţional hipofiza are doua componente:
1. Adenohipofiza - derivă
din punga lui Ratke şi are o structura glandulară - este alcatuită din trei lobi: anterior
– 75%, intermediar si tuberal. Adenohipofiza: - lobul anterior - cordoane de celuleîinconjurate
de fibre de reticulină şi capilare sanguine; lobul intermediar - cordoane de celule şi ocazional
foliculi; lobul tuberal - cordoane
de celule sau cuiburi
2. Neurohipofiza - apare
ca o extensie a hipotalamusului printr-o evaginare a planşeului ventricular 3 -
este alcatuită din lobul posterior, tija pituitară şi eminenţa mediană.
Neurohipofiza – nu
are structura glandulară, ci fibrilară, datorită axonilor din nucleii
supraoptic şi paraventricular.Are inervatie de tip vasomotor, vascularizatia
este asigurată de arterele hipofizare superioară şi inferioară.
Artera hipofizară superioară vascularizează
lobul tuberal şi tija pituitară; ea formează plexul capilar primar din care iau
naştere vase periportale. Din acestea se formează plexul capilar secundar ce se
intinde şi în lobul intermediar. El se anastomozează cu reţeaua de capilare din
lobul posterior hipofizar, din artera hipofizară inferioara, formând sistemul
porthipofizar.
Sensul de circulaţie prin acest sistem port
este atât descendent cât şi ascendent (controlând activitatea neuronilor
parvicelulari). Există şi capilare limfatice.
Adenohipofiza
Celule adenohipofizare granulare(endocrine)
|
Celule adenohipofizare
Agranulare
|
a. celule somatotrope:
- acidofile, PAS(-) - STH
b. celule lactotrope
- acidofile, PAS(-) - PRL
c. celule corticotrope
- bazofile, PAS(+) - POMC
ce se cliveaza in : ACTH, a-MSH, b-endorfine, b-lipotropina
d. celule tireotrope
- bazofile, PAS(+) - TSH
e. celule gonadotrope
- bazofile, PAS(+) - FSH,
LH
|
a. celule foliculare(bazofile)
- la mijlocul cordoanelor celulare
- au cili/microvili
- rol necunoscut
b. celule stem(cromofile)
- provin din degranularea celulelor endocrine
|
- celulele lactotrope apar în lobul
intermediar
- celulele gonadotrope apar în lobul
tuberal
- uneori acelaşi tip de celule poate
secreta mai muţi hormoni
- majoritatea celulelor sunt în lobul
anterior hipofizar: -a- în partea laterală
-c- în partea postero-medială
-d- în partea anterioară
Neurohipofiza
- pe lânga axonii
neuronilor din nucleii mai sus amintiţi există şi axoni catecolaminergici ce se
distribuie vaselor
- conţine pituicite (asemanatoare
astrocitelor); ele au prelungiri ce inconjoară lamina bazală a capilarelor din
lobul posterior; ele intervin în fagocitoza locală, au rol trofic şi de
sustinere pentru axonii secretori
- are zone de vascularizaţie datorita
arteriolelor mici şi capilarelor
Eminenta
mediana
- are 3 straturi:
1. ependimar –
alcătuit dintr-un tip particular de celule (tanicite) diferenţiate din
epiteliul ce căptuşeşte ventriculul 3
-
tanicitele au microvili spre cavitatea ventriculului 3, o prelungire că ajunge
lângă plexul capilar primar, granulaţii ce sunt vezicule de transport dinspre
LCR spre sânge şi invers
2. mijlociu -
alcătuit din fibre nervoase ce conţin axoni din nucleul supraoptic; aici se
descarcă ADH, care exercită rol corticotrop la nivelul celulelor din lobul
anterior hipofizar
3. palisadic -
alcătuit din plex capilar primar
Neuroimunoendocrinologia
Cercetătorii au descoperit multe trăsături comune în ceea
ce priveşte structura şi funcţionarea sistemului nervos şi imun. Dacă în
legătură cu sistemele nervos şi endocrin s-a stabilit că neuronii, păstrând
structura şi funcţiile sale specifice (generarea şi transmiterea impulsurilor
nervoase) pot funcţiona concomitent ca şi celulele endocrine, atunci acelaşi
lucru se poate spune şi despre celulele sistemului imun. Participând la
reglarea homeostaziei cu ajutorul mecanismelor specifice imune, aceste celule
sunt capabile să expreseze receptorii faţă de multe molecule-semnal, care au
rolul de intermediatori in activitatea sistemului neuroendocrin. Totodată, ele
pot sintetiza peptide - în special neuropeptide, tahikinine, hormoni
insulinici, proopiomelanocortina, din care se produce ACTH; somatostatina,
prolactina.
Analiza asemănărilor în structura sistemelor nervos şi
imun a demonstrat, că ambele sisteme constau dintr-un număr mare de celule
fenotipic diferite, care formează reţele complexe. În limitele acestor reţele
celulele interacţionează funcţionează pe baza principiului feed-back. Diferenţa
constă în faptul, că în sistemul nervos celulele sunt fixate în spaţiu, pe când
în sistemul imun permanent se mişcă şi interacţionează una cu alta un timp
scurt.
Există numeroase exemple de interrelaţii strânse dintre
sistemul neuroendocrin şi imun în diferite perioade ale vieţii şi diverse stări
fiziologice. Este cunoscut de exemplu, că cu înaintarea în vârstă se reduc
reacţiile protecţiei imune şi, în acelaşi timp, scade activitatea hormonului
creşterii. Tot aşa, în diferite stări fiziologice, de exemplu în graviditate,
scade reactivitatea imună, secreţia prolactinei, oxitocinei și crește secreția
steroizilor sexuali – estrogenilor, progesteronului. După naștere, când se
reduce secreția hormonilor steroizi și din nou devine activ sistemul imun,
crește secreția PL și oxitocinei. Scăderea funcției protecției imune odata cu
înaintarea în vârstă are loc în paralel cu creșterea secreției ACTH.
Un alt exemplu al interacțiunilor sistemelor nervos,
imun, endocrin sunt mecanismele fiziologice, ce stau la baza reglării
hipotalamice a secreției insulinei. Hipotalamusul este capabil să stimuleze
eliminarea insulinei din celulele insulelor Langerhans pe calea
neurotransmițătoare - ,,paraventriculovagale”. Această cale începe de la
celulele nervoase ale nucleului paraventriculer (NPV) al hipotalamusului, trece
prin sinapse, situată în bulbul rahidian la neuronii nucleului dorsal al
nervului vag și în componența nervului vag ajunge la celulele insulelor
Langerhans.
Astfel la celulele pancreatice ajung semnalele
stimulatoare. Semnalele inhibitoare vin de la neuronii NPV pe cale umorală: în
acești neuroni se secretă realising-hormonul-corticoliberina (CL), care în
hipofiză stimulează secreția ACTH și prin intermediul lui – secreția
glucocorticoizilor în corticosuprarenale. Glucocorticoizii inhibă eliminarea
insulinei din β-celule. Astfel, pentru reglarea funcțiilor endocrine este
caracteristic controlul dublu.
Un exemplu convingător al interrelațiilor dintre
sistemele neuroendocrin și imun este reacția de stres. E cunoscut faptul, că
această reacție se desfășoară ca răspuns la acțiunea unui spectru întreg al
factorului mediului extern ca de exemplu, microbieni, de temperatură, de durere
și alții. În toate aceste cazuri se acționează sistemul
hipotalamo-hipofizar-corticosuprarenalian. În nucleul paraventricular al
hipotalamusului crește secreția corticoliberinei, ca urmare, în adenohipofiză
se intensifică secreția ACTH, ceea ce duce la creșterea secreției
glucocorticoizilor în corticosuprarenală. Încă Hans Seyle, care pentru prima
dată a descris această reacție, a menționat că sistemul imun nu rămâne
indiferent față de reacția stresogenă.
Ulterior s-au descoperit mecanismele cu participarea
cărora sistemul imun se include în reacții de stres.
S-a stabilit, că ca răspuns la acțiunea agenților
patogeni din macrofagi se elimină interleucina (IL - 1). Această peptidă imună
este capabilă să pătrundă prin bariera hemato-cerebrală în acele segmente, unde
sunt ,,ferestre” pentru astfel de substanțe. Nimerind în creier, IL – 1
stimulează secreția corticoliberinei (KL) de către neuronii nucleului
paraventricular al hipotalamusului. Acest proces depinde de prezența
prostoglandinei E2 . la rândul său, KL stimulează secreția ACTH de
către hipofiză, ceea ce duce la stimularea secreției hormonilor glucocorticoizi
de către corticosuprarenală. Acestea în cazul hipersecreției pot inhiba
secreția IL – 1 de către macrofagi și astfel reduce răspunsul imun în cazul
excesului său.
Astfel, în cazul prezent observăm mecanisme ale
feed-back-ului negativ, când în calitate de generator avem peptida imună, de
executor – neuropeptida KL și hormonii sistemului endocrin.
Institutul Sănătății Naționale din SUA cercetează influența
stresului imun asupra stării sistemului hipotalamo-hipofizar-adrenal la
șobolani în condițiile de stres acut și cronic.
Stresul imun a fost reprodus prin administrarea endotoxinei. În condițiile stresului
acut s-a constatat activitatea sporită a tuturor verigilor sin sistemul
neuroendocrin, adică secreția sporită a KL în neuronii necleului PV al
hipotalamusului, a ACTH în hipofiză și glucocorticoizilor în
corticosuprarenale.
În condițiile de stres cronic, din contra, secreția KL
brusc scădea, pe când secreția ACTH în hipofiză și glucocorticoizilor în
corticosuprarenale se menține la un nivel constant.
Acest fenomen se constată și în cazul bolilor cronice
inflamatorii autoimune ca artrita, encefalomielita alergică. Reducerea sintezei
KL în aceste cazuri poate fi legată de acțiunea inhibitoare a
glucocorticoizilor, nivelul cărora este sporit, și cu disechilibrul dintre
neurotransmițători hipotalamici.
La mijlocul secolului XX cercetătorii care se ocupau de
studierea patogenezei gușei difuze toxice (boala Greivs) au observat, că în
acest caz se canstată hipersecreția hormonilor tireoizi, deși conținutul
hormonului tireotrop hipofizar era normal. S-a presupus că există o substanță
tireostimulatoare, care se leagă de receptorii tireocitelor, excluzând TSH.
Această substanță face parte din imunoglobulinele clasei G. Ele aveau acțiune
tireostimulatoare.
Încă un exemplu al interacțiunilor neuro-imunoendocrine
este evoluarea diabetului zaharat. Deseori el apare la oameni de vârstă medie
și înaintată după un stres psihoemoțional (decesul apropiatului, situațiile de
conflict acasă, la servicii). În aceste cazuri se constată dereglări în
homeostaza glucidică. Unul din simptomele primare este hiperglicemia. El poate
fi reversibil, sau din contra, persistent, care apoi se transformă într-un
sindrom caracteristic: toleranța dereglată față de glucoză din partea celulelor
hiperglicemia, glucozura, prezența în sânge a anticorpilor specifici, etc.
Se presupune mecanismul patogenetic următor: reacțiile de
stres sunt însoțite de apariția peptidelor bacteriene de șoc termic, care sunt
străine organismului. Ele sunt recunoscute de către T-limfocitelor, care
inițiază răspunsul autoimun, care provoacă distrugerea β-celulelor din insulele
Langherhans din pancreas.
Stresul psihoemoțional stimulează secreția KL, care
pornește reacția de stres. În normă KL stimulează secreția ACTH și
glucocorticoizilor, iar prin intermediul lor – secreția citokinelor (IL-1) de
către macrofagi. Acești hormoni și imunomediatori prin feed-back reglează secreșia
insulinei.
Procesele autoimune, declanșate de stresul
psihoemoțional, pot provoca distrugerea a 80-90 % din β-celule. Celulele rămase
nu mai sunt în stare să mențină secreția
insulinei. Pentru compensarea funcției pierdute sunt necesare injecțiile
insulinei exogene. Se dezvoltă diabetul zaharat insulinodependent.
Natura autoimună a patologiei endocrine se evidențiază și
în cazul bolnavilor de boala Addison (insuficiența cronică a
corticosuprarenalelor), și în cazul patologiei hormonale ale gonadelor, care
duce la sterilitate.
Deseori ca obiect al agresiunii din partea sistemului
imun sunt celulele nervoase. Astfel, în cazul diabetului insipid agresiunii
autoimune sunt supuse celulele hipotalamice, care secretă vasopresina (ADH).
În cazul distrofiei musculare, în calitate de antigen
străin este considerată proteina principală a mielinei, care acoperă fibrele
nervoase. Când mielina este distrusă, ea nu mai poate îndeplini rolul de
izolator electric. Impulsurile nervoase sunt strânse și nu pot atinge celulele-ținte,
adică musculare. De aceea, bolnavii decedează în urma paraliziei musculaturii
respiratorii. Astfel de cazuri letale se constată în miastenie gravă. În
calitate de antigen străin servesc receptori proteici, care receptează
neuromediatorul acetilcolina.
Structura
generală a sistemului nervos.
1.
Compartimentul
senzorial al SN – receptorii senzoriali.
Majoritatea acțiunilor SN este inițiată de experiențe
senzoriale provenite de la receptorii senzitivi, fie ei vizuali, auditivi sau
tactili de pe suprafața corpului sau alte tipuri de receptori.
Această experiență senzorială poate produce o reacție
imediată sau poate fi memorizată pentru un timp de ordinul minutelor,
săptămînilor sau chiar anilor, putând apoi ajuta la condiționarea rolurilor
organismului într-un moment viitor.
Compartimentul
motor – efector.
Rolul final și cel mai important al SN este de a controla
diversele activități ale organismului. Aceasta se realizează prin controlul: 1)
contracției m.m. scheletici din întreg corpul, 2) contracției m.m. netezi din
organele interne și 3) secreției glandelor endo- și exocrine. Toate aceste
activități sunt denumite funcții motorii ale SN, iar m.m. și glandele sunt
denumiți efectori, deoarece ei desfășoară funcțiile dictate de semnalele
nervoase.
Prelucrarea
informației – funcțiile integrative ale SN.
Funcția majoră SN este de a prelucra informațiile primite
astfel încât răspunsul motor obținut să fie adecvat. Peste 99 % informațiile
senzoriale sunt eliminate de creier, ca fiind nesemnificative sau neimportante.
De exemplu, de obicei nu luăm în seamă părțile corpului în contact cu hainele
și nici presiunea scaunului pe care stăm. Atenția ne este captată numai de un
obiect apărut ocazional în câmpul vizual și chiar zgomotul continuu
înconjurător îl îndepărtăm din zona noastră de interes.
După ce informația senzorială importanță a fost
selectată, ea este canalizată spre regiunile motorii cerebrale potrivite pentru
a produce răspunsul dorit. Canalizarea informației definește funcția
integrativă a sistemului nervos. Astfel, dacă o persoană pune mîna pe o sobă
încinsă, răspunsul dorit este retragerea mîinii.
Există și alte răspunsuri asociate – îndepărtarea
întregului corp de sobă și eventual și un țipăt de durere. Totuși, și aceste
răspunsuri reprezintă punerea în funcție a unei mici porțiuni din sistemul
motor al organismului.
Sinapsa este punctul de joncțiune dintre un neuron și
neuronul următor și de aceea are controlul transmisiei semnalului.
Sinapsele determină direcțiile de propagare a semnalelor
nervoase, mai exact ele efectuează o acțiune de selecție, uneori blocând
semnalele slabe și permițând trecerea celor puternice alteori selectând și
amplificând anumite semnale slabe, sau canalizând semnalele în direcții
multiple.
Stocarea
informației – memoria.
Numai o mică parte din informațiile senzoriale importante
determină un răspuns imediat. O bună parte din informații sunt stocate pentru
controlul ulterior al acțiunilor motorii și pentru utilizarea lor în procesul
de gândire. Cea mai mare parte a stocării se realizează în cortextul cerebral,
dar chiar și zonele bazale ale creierului, și poate chiar măduva spinării au
capacitatea de a stoca mici cantități de informație.
Stocarea informației este un proces pe care îl denumim memorie
și acesta este tot una din funcțiile sinapselor. Mai exact de fiecare dată
când un anumit tip de semnale senzoriale parcurge o secvență de sinapse,
acestea își cresc capacitatea de a transmite aceleași semnale data următoare,
proces denumit facilitare. După ce semnalele senzoriale au parcurs
sinapsele de un număr mare de ori, sinapsele devin atât de facilitate, încât
semnalele inițiate exclesiv în creier pot produce trasmiterea impulsurilor pe
aceeași cale, chiar dacă recepțiile senzoriale nu a fost excitant. Prin urmare,
persoana va avea percepția trăirii senzațiilor autentice, deși de fapt nu este
vorba decât despre amintiri ale senzațiilor.
O dată ce informațiile au fost stocate în SN, ele
participă la rândul lor la mecanismele de prelucrare. Procesele de gândire
compară noile percepții senzoriale cu cele memorate, amintirile ajută la
selecția noilor informații senzoriale importante și la canalizarea lor spre
arii de stocare adecvată în vederea unei utilizări ulterioare, sau spre arii
motorii pentru a produce răspunsuri din partea organismului.
Cele 3 nivele
funcționale fundamentale ale sistemului nervos.
SN uman a moștenit caracteristici specifice fiecărui
stadiu al dezvoltării evolutive. Se disting 3 nivele funcționale, dotate cu
funcții specifice: 1) nivelul spinal, 2) nivelul cerebral inferior, 3) nivelul
cerebral superior sau cortical.
1.
Nivelul
spinal.
Deseori, considerăm m.s. doar ca o cale de pasaj a
asemnalelor de la periferia corpului spre creier, sau în sens opus de la creier
înapoi spre organism. Însă, chiar și după secreția m.s. în porțiunea cervicală
superficială își păstrează însă numeroase funcții. Spre exemplu, circuitele
neuronale medulare mai pot determina (1) mișcări de mers, (2) reflexe de
retragere a unor porțiuni ale corpului față de diferite obiecte, (3) reflexe
care încordeazăpicioarele pentru a susține corpul împotriva gravitației și (4)
reflexe care reglează vasele de sânge, motilitate gastrointestinală etc. În
realitate, nivelurile superioare ale sistemului nervos operează adesea nu prin
comenzi directe către periferia corpului, ci prin semnale trimise centrilor
spinali ,,comandându-le” să-și îndeplinească atribuțiile.
2.
Nivelul
cerebral inferior.
Multe, chiar marea majoritate a funcțiilor inconștiente
ale corpului sunt reglate la nivel de trunchi cerebral, hipotalamus, talamus,
cerebel și ganglioni bazali. Controlul subconștient al presiunii arteriale și a
respirației se realizează în special la nivelul bulbului rahidian și al punții.
Controlul echilibrului rezultă din conlucrarea unor zone mai vechi ale
cerebelului cu centrii nervoși din bulb, punte și mezencefal. Reflexele
alimentare, precum salivația ca răspuns la stimularea prin alimente a
receptorilor gustativi, sau linsul buzelor sunt controlate de arii localizate
în bulbul rahidian, punte, mezencefal, amigdală și hipotalamus. Numeroase
manifestări emoționale ca frica, starea de excitație, activitatea sexuală,
reacția de durere sau reacția de plăcere pot avea loc la animalul lipsit de
scoarța cerebrală.
3.
Nivelul
cerebral superior sau corical.
Scoarța cerebrală reprezintă un mare depozit de memorie.
Ea nu lucrează niciodată singură, ci în asociere cu centrii nervoși inferiori.
În absența scoarței cerebrale funcțiile centrilor inferiori sunt adesea
inprecise.
Imensa casă de stocaj de informații corticale convertește
de obicei aceste funcții în operații foarte precise. În fine, cortexul cerebral
este esențial pentru majoritatea proceselor de gândire, deși el singur nu poate
gândi. De fapt, centrii inferiori generează starea de veghe a cortexului cerebral
a cărui bancă de date mnestice o deschide punând-o la dispariția mecanismelor
gândirii.
Așadar, fiecare porțiune a SNC îndeplinește funcții
speciale. Multe din funcțiile integrative sunt bine dezvoltate chiar la nivelul
m.s., după cum numeroase funcții subconștiente se realizează în întregime la
nivel subcortical. Dar numai cortecul cerebral este acela care deschide lumea
în fața conștiinței noastre.
