Нейроэндокринные взаимодействия

В рамках обсуждения гомеостаза поговорим немного о нейроэндокринном взаимодействии. Многие функции нашего организма немыслимы без гормонов, в том числе связанные с биологическими потребностями. Лептин регулирует уровень аппетита, окситоцин и вазопрессин – привязанность, родительское поведение. Чрезвычайно важны половые гормоны, кортизол. Но ведь выделением гормонов ведает мозг, и управление идет по тому же гомеостатическому принципу.

Главным центром в этом случае вновь является гипоталамус.

В его средней части, которая называется серый бугор, находятся нервные клетки, постоянно измеряющие концентрацию различных гормонов в крови. И гипоталамус врожденно знает, сколько какого гормона должно быть. Если концентрация отличается от идеала, то у гипоталамуса есть способы указать эндокринным железам на проблему, заставить их выделять большее либо меньшее количество гормона.

Команды гипоталамуса в большинстве своем опосредуются передней долей гипофиза.

Напомню, что его задняя доля выбрасывает в кровь окситоцин и вазопрессин. А вот из передней доли выделяются пролактин и немалое количество так называемых тропных гормонов, влияющих на щитовидную железу, кору надпочечников, половые железы и др. Кроме того, гипоталамус с помощью симпатики и парасимпатики может влиять на мозговое вещество надпочечников и на поджелудочную железу. При этом функционируют гомеостатические (основанные на обратных связях) контуры нейроэндокринной регуляции. Это колоссально важно, ведь эндокринная система для нашего здоровья имеет не меньшее значение, чем нервная.

Как это работает? Есть некая периферическая эндокринная железа, она выбрасывает в кровоток гормон, который реализует какие-то функции. Концентрация этого «базового» гормона в крови, воздействующая на клетки, ткани, органы, строго инспектируется гипоталамусом. Если базового гормона слишком мало, то гипоталамус усиливает выделение соответствующего либерина – специфического гормона, задача которого сообщить гипофизу, что надо бы активировать железу. Если базового гормона многовато, то выделение либерина снижается, а в некоторых случаях секретируется даже специфический статин, тормозящий передний гипофиз.

Гипофиз в ответ на сигнал, передаваемый при помощи либерина (статина), изменяет выделение тропного гормона. А тот, в зависимости от его количества, непосредственно определяет активность периферической эндокринной железы. В итоге можно регулировать состояние системы очень тонко: тропный гормон выделяется постоянно и перманентно воздействует на выброс «базового» гормона. Ну а при помощи либеринов и статинов точка равновесия сдвигается в любую сторону.

Примеры нейроэндокринной регуляции

Регуляция деятельности щитовидной железы. Щитовидная железа имеет колоссальное значение для общего уровня здоровья и базальной интенсивности обмена веществ в организме самых разных животных. Гормоны, которые она вырабатывает, называются тироксины. Они содержат йод, что уникально – других йодсодержащих молекул у нас нет. Тироксины задают и усиливают уровень обмена веществ во всех частях и системах нашего организма. Каждая наша клетка для нормального функционирования ежедневно должна получать несколько молекул тироксинов. Они воздействуют на все органы и ткани, влияют прежде всего на митохондрии, выработку энергии, превращение глюкозы в тепло и АТФ.

В итоге концентрация тироксинов в крови – очень важный гомеостатический показатель. Если их становится мало, гипоталамус реагирует и выделяет соответствующий либерин. Он называется тиролиберин, а его функция состоит в активации выброса тиреотропного гормона (ТТГ) из передней доли гипофиза. Чем больше ТТГ, тем больше щитовидная железа секретирует тироксинов – круг замкнулся (рис. 11.2, вверху).

Рис. 11.2. Основные структуры и гормоны, входящие в состав тиреотропной оси (вверху) и соматотропной оси (внизу).

Обозначения:

ТЛ – тиролиберин;

ТТГ – тиреотропный гормон;

СЛ – соматолиберин;

СТГ – соматотропный гормон;

ИФР – инсулиноподобный фактор роста.

Стрелками со знаком плюс отмечены активирующие влияния либеринов и тропных гормонов; стрелками со знаком минус – тормозящие эффекты статинов, а также отрицательные обратные связи, регулирующие секрецию гипоталамуса и передней доли гипофиза

Если в крови избыток тироксинов, тогда уменьшается количество выделяемого тиролиберина, а затем и ТТГ. Кроме того, в этом случае проявляет себя и специфический статин, роль которого играет дофамин. В итоге оказывается, что не только тироксины, но и тиролиберин, и ТТГ являются факторами, существенно влияющими на работу мозга. У тиролиберина в числе прочего наблюдается специфическое активирующее действие на дыхательный центр – его иногда применяют для нормализации и стабилизации дыхания недоношенных детей.

Когда мы говорим о нервной системе, надо понимать, что чем активнее тироксиновая «ось», тем интенсивнее идет обмен веществ в мозге, а нейросети быстрее работают. При этом важно помнить, что для всех гормонов существует не только средний «нормальный» уровень, но и некие границы нормы. Если содержание тироксинов в крови человека ближе к верхней границе нормы, то нервные процессы у него очевидно идут быстрее, чем если бы тироксины были ближе к нижней границе нормы. Когда концентрация того или иного гормона выходит за нормальный диапазон, фиксируются различные патологические проявления. Заметный дефицит тироксинов приводит к тому, что нервная система становится слишком вялой, возникают депрессивные состояния, при которых «ничего не хочется». В тяжелом случае развивается микседема – наиболее опасная форма гипотиреоза.

Эндокринологи совершенно справедливо отмечают, что не меньше половины ситуаций, когда человек говорит: «У меня депрессия», связаны с плохой работой щитовидной железы. Получается порочный круг: если в крови мало тироксинов, мозг становится вялым, а от этой вялости гипоталамус, гипофиз и щитовидная железа работают хуже. И система сама себя стабилизирует, но уже не в точке гомеостаза, а в некой другой равновесной точке, которая соответствует развивающемуся заболеванию.

В связи с этим совет: если вы регулярно ощущаете депрессивные симптомы, то, прежде чем идти к психотерапевту, сдайте анализ крови на гормоны щитовидной железы. Не исключено, что проблема в них.

По статистике, к 40 годам у большого процента населения возникают проблемы с щитовидной железой. Тироксины – маленькие и прочные молекулы, при недостатке их можно прекрасно использовать в виде таблеток и хорошо себя чувствовать. Противоположная ситуация – когда в крови обнаруживается избыток тироксинов. Тогда мозг слишком «быстрый», нервный, эмоциональный. Иногда доходит до бессонницы и тахикардии. Обмен веществ у организма в этом случае стремительный, человеку все время хочется есть, и при этом он совершенно не толстеет. Так что девушка, которая ест пиццу, заедая ее тортиком, и при этом не поправляется, – не «ведьма», скорее всего, у нее проблемы со щитовидной железой. Характерные признаки гипертиреоза: худое лицо и фигура, несколько выпученные глаза, постоянно мокрые ладони (избыточная активность потовых желез в связи с перевозбуждением симпатической нервной системы).

Регуляция роста организма

Передняя доля гипофиза выделяет соматотропный гормон (СТГ). Его нередко по традиции именуют гормоном роста и пишут, что именно от СТГ зависит, будет ли длина тела человека составлять «скромные» 150, 170 или «богатырские» 190 сантиметров. На самом деле все несколько сложнее. СТГ является лишь тропным гормоном, активирующим выработку печенью истинного гормона роста – так называемого инсулиноподобного фактора роста (ИФР). Чтобы печень выделяла ИФР в правильном количестве, на нее воздействует СТГ, а вся система в целом ориентирована на то, чтобы сформировался скелет, развивалась мускулатура и в целом организм рос (см. рис. 11.2, внизу). Эта система характеризуется наличием стандартных отрицательных обратных связей, и если ИФР в крови маловато, то гипоталамус вырабатывает больше соматолиберина. Если же ИФР избыток, то секретируется соматостатин. Соматолиберин и соматостатин разнонаправленно воздействуют на выброс СТГ.

Нередко существенный избыток СТГ связан с опухолями гипофиза, и иногда это приводит к появлению супергигантов. Рост таких людей может приближаться к 250 сантиметрам. Живется им, конечно, нелегко: характерно искривление позвоночника, деформации суставов ног и прочие неприятности. Не говоря уже о том, что приходится везде наклоняться, стукаться головой, а уж о том, чтобы поместиться на койкоместе в плацкарте, и речи не идет. Если, наоборот, система СТГ работает плохо, может развиться карликовость. Впрочем, сейчас это уже, как правило, не является фатальной проблемой: если у ребенка не хватает гипофизарного гормона роста, ему вводят СТГ, синтезированный с помощью бактерий, в ДНК которых внедрен ген соматотропного гормона человека.

По первому же анализу крови, который берут у младенца в родильном доме, определяют, сколько у него в крови тироксинов и гормонов роста. Бывают ситуации, когда щитовидная железа врожденно не вырабатывает тироксин. Если не начать его вводить немедленно, мозг не будет развиваться, и тогда сформируется тяжелая умственная отсталость. Как и в случае карликовости, современная медицина с этой проблемой неплохо справляется.

Если опухоль гипофиза возникает в зрелом возрасте, человек не начинает вдруг безостановочно увеличиваться в размерах, как Алиса из Страны чудес, съевшая волшебный пирожок. Скелет и мышцы взрослых уже не очень чувствительны к гормонам роста. Но у такого человека начинают развиваться хрящевые ткани или, например, сердце заметно прибавляет в размере. В итоге возникает характерное состояние – акромегалия: деформируется грудная клетка, растут ушные раковины, часто появляется крючковатый нос. Прообраз сказочной Бабы-яги с ее характерным внешним обликом, всяческие пугающего вида колдуньи и колдуны – это, вероятно, женщины и мужчины с акромегалией. Гормон соматостатин, выделяемый гипоталамусом при избытке гормона роста, оказывает тотальное успокаивающее действие, снижает активность многих внутренних органов, в том числе мозга.

Еще раз подчеркну, что у нас в организме функционируют и взаимодействуют три регуляторные системы: нервная, эндокринная, иммунная, которые все время обмениваются химическими сигналами. Нервная система выделяет медиаторы, эндокринная – гормоны, иммунная – цитокины. При воспалении цитокины (интерлейкины 1 и 6, фактор некроза опухолей) воздействуют на мозг (нейровоспаление) и эндокринную систему. Гормоны (кортизол, окситоцин и многие другие) влияют на ЦНС и иммунитет. А в ходе развития стресса, депрессии или, например, при страстной влюбленности медиаторы мощно воздействуют на эндокринную и иммунную системы. Элементы этой регуляторной триады, конечно, явно различаются по скорости действия: нервная система включается за секунды и минуты, но ее эффекты обычно не очень длительны. Эндокринная система работает на интервалах в часы, дни и недели. Иммунная – недели и месяцы. Все они совместно обеспечивают гомеостаз – оптимальное состояние нашего организма, достаточный для эффективного функционирования уровень физического и психического здоровья.