НЕЙРОГУМОРАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ

Нейрогуморальная регуляция (греч. neuron нерв + лат. humor жидкость) — регулирующее и координирующее влияние нервной системы и содержащихся в крови, лимфе и тканевой жидкости биологически активных веществ на процессы жизнедеятельности организма человека и животных. Нейрогуморальная регуляция имеет особо важное значение для поддержания относительного постоянства состава и свойств внутренней среды организма (см.), а также для приспособления организма к меняющимся условиям существования (см. Гомеостаз).

У высокоразвитых животных и человека гуморальная регуляция (см.) тесно связана с нервной (см. Нервная регуляция функций), составляя вместе с ней единую систему взаимосвязанных нейрогуморальных отношений.

В 1921 г. О. Леви впервые показал, что при электрическом раздражении блуждающих или симпатических нервов одного изолированного сердца оттекающая от него жидкость вызывает торможение или возбуждение другого изолированного сердца. Большой вклад в изучение механизмов Нейрогуморальной регуляции внесли советские и зарубежные ученые: У. Кеннон, А. Ф. Самойлов, Ч. Шеррингтон, Л. А. Орбели, К. М. Быков, И. П. Разенков, Л. С. Штерн, Г. Дейл, У. Эйлер, А. В. Кибяков, А. Г. Гинецинский, X. С. Коштоянц и др.

Длительное время, исходя из предвзятых теоретических утверждений и неточных экспериментальных данных, нек-рые исследователи противопоставляли нервную регуляцию гуморальной. Сторонники нервной теории стремились доказать отсутствие сколько-нибудь существенного хим. взаимодействия между органами, тканями и клетками, в то время как представители гуморального направления готовы были исключить или свести к минимуму ведущее значение нервных связей в процессе передачи возбуждения в организме. Современная физиология полностью отвергает противопоставление отдельных видов регуляции (напр., рефлекторного — гуморально-гормональному или иному). Образование и поступление во внутреннюю среду многих биологически активных веществ может осуществляться также условнорефлекторным путем.

На ранних этапах развития живых организмов (нервная система отсутствует или находится в зачаточном состоянии) связь между отдельными клетками и органами реализуется выделяющимися в процессе их жизнедеятельности химическими веществами. По мере дифференциации и совершенствования нервной системы гуморальная регуляция начинает контролироваться нервной. В то же время многие передатчики нервного возбуждения (ацетилхолин, норадреналин, гамма-аминомасляная к-та, серотонин и др.), выполнив свою основную роль — роль медиаторов (см.) и избежав ферментативной инактивации или обратного захвата нервными окончаниями, поступают затем в кровь, осуществляя дистантное (немедиаторное) действие. При этом биологически активные вещества поступают в органы и ткани, проникая через гистогематические барьеры (см. Барьерные функции), направляют и регулируют их жизнедеятельность.

В Н. р. участвуют многочисленные специфические и неспецифические продукты обмена веществ (метаболиты); хим. строение и физиологическая роль многих из них расшифрованы. К ним относятся тканевые гормоны (см.), гипоталамические нейрогормоны (см.), гистамин (см.), простагландины (см.), олигопептиды широкого спектра действия (см. Опиаты эндогенные).

Если ц.н.с. можно представить в виде нервного интегратора, то биологически активные вещества можно считать гуморальным интегратором. Током крови они разносятся по всему организму, но лишь в «результирующих органах», или органах-мишенях, вызывают специфические реакции, вступая во взаимоотношение с рецептором (клеткой-мишенью, клеткой-исполнителем). Под их влиянием происходит возбуждение адрено-, холино-, серотонин-, гистамин- и других реактивных структур организма. Влияние гуморальных веществ на клетку осуществляется не непосредственно, а через ряд промежуточных инстанций, и в частности через образование аденозин-3’5′-монофосфата (3’5′-цАМФ), рассматриваемого в качестве универсального вторичного передатчика действия катехоламинов (см.) на рецептивные белки клетки, и циклического гуанидин-3’5′-монофосфата (цГМФ) — посредника в действии на рецептивные белки ацетилхолина, инсулина и других трофотропных веществ.

Образование, распад и действие вторичных передатчиков — это сложный многоступенчатый процесс, осуществляемый при участии продуктов тканевого обмена и ферментов (аденилатциклазы, фосфодиэстеразы и др.). Поступая в кровь, биологически активные вещества составляют в определенных условиях гуморальное звено рефлекторной дуги, т. е. передают в головной и спинной мозг соответствующую информацию, под влиянием к-рой возникает поток нервных импульсов из ц. н. с. в рабочие органы (эффекторы). Классическая дуга рефлекса т. о. усложняется, превращаясь в многозвеньевое кольцо (с обратной связью), в к-ром нервные звенья сменяются гуморальными, а гуморальные — нервными. В связи с тем, что в Н. р. принимают участие гормоны, а поступление гуморально-гормональных веществ в органы (в первую очередь в ц. н. с.) регулируется состоянием гистогематических барьеров, возникло представление о едином взаимосвязанном нейрогуморально-гормонально-барьерном механизме регуляции функций в организме человека и животных.

Рис. 1. Схематическое изображение медиаторных путей в головном мозге: НА — норадреналиновые пути; ДА — дофаминовые пути (левая половина рисунка); С — серотониновые пути (правая половина рисунка); 1 — лимбический отдел переднего мозга; 2 — неостриатум; 3 — новая кора; 4 — палеостриатум; <5 — зрительный бугор; 6 — гипоталамус; 7 — средний мозг; 8 — варолиев мост; 9 — продолговатый мозг; 10 — спинной мозг

Методами тонкого химического анализа, электронной микроскопии, специальной гистохим, обработки показано, что в ц. н. с. существуют специальные медиаторные нейронные системы — норадреналиновые, дофаминовые, серотониновые, ацетилхолиновые, возможно гистаминовые (рис. 1). В частности, нейросекреторные клетки гипоталамических ядер являются местом трансформации нервных стимулов в гуморальные, а гуморальных в нервные.

Состояние, активность и деятельность структур ц. н. с. зависят не только от получаемых ими нервных сигналов, но и от хим. состава, физ.-хим. и биол, свойств среды, окружающей нервные клетки. При этом имеют место теснейшая взаимосвязь и взаимообусловленность нервных и гуморальных процессов. Сама центральная нервная система участвует в Нейрогуморальной регуляции не только с помощью нервных импульсов, но и путем образования высокоактивных гуморальных веществ, поступающих из мозга в цереброспинальную жидкость и кровь. Помимо многочисленных пептидов, в мозге синтезируются катехоламины, ацетилхолин, серотонин, гистамин, гамма-аминомасляная к-та и другие биологически активные соединения, принимающие участие в регуляции деятельности головного и спинного мозга, а при поступлении в кровь — всего организма.

Ввиду того что гемато-энцефалический барьер (см.) обладает избирательной проницаемостью в различных своих отделах, гормоны, метаболиты и медиаторы поступают из крови в строго ограниченные участки мозга, родственные им по биол, и физ.-хим. показателям. Однако при нарушении проницаемости барьера биологически активные вещества могут проникнуть в отделы мозга, закрытые для них в физиологических условиях. Это может привести к возникновению необычных эффектов, напр, симпатических — при поступлении в мозг холинергических веществ и парасимпатических — при поступлении адренергических (противоположные, или антагонистические, реакции центра и периферии, по Л. С. Штерн), физиол. значение к-рых сводится к сохранению гомеостаза.

Рис. 2. Схема развития нейрогуморально-гормонально-барьерных реакций при стрессе (1 — стрессор, 2 — кора головного мозга, 3 — лимбико-ретикулярная система, 4 — симпатические центры, 5 — гипоталамус, 6 — гематоэнцефалический барьер, 7 — гипофиз, 8 — корковый слой надпочечника, 9 — мозговой слой надпочечника, 10 — кровь). Возбуждение коры головного мозга при стрессе передается в структуры гипоталамуса, где происходит освобождение норадреналина (НА) из нервных клеток. Норадреналин, активируя норадренергические элементы лимбико-ретикулярной системы (НАЭ), вызывает возбуждение симпатических центров. Нервная импульсация приводит к усиленному выбросу адреналина (А) мозговым слоем надпочечников и обогащению им крови. Адреналин через гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) проникает в определенные участки лимбико-ретикулярной системы и гипоталамуса, вследствие чего возникает возбуждение адренергических элементов (АЭ) в ц.н.с, и повышение активности серотонинергических (СЭ) и холинергических (ХЭ) элементов мозга. Они стимулируют (-f) образование нейросекреторными клетками рилизинг-фактора (РФ), к-рый, действуя через гипофиз, способствует усиленному поступлению в кровь адренокортикотропного гормона (АКТГ). Под влиянием АКТГ в коре надпочечников увеличивается синтез кортикостероидов (КС) и поступление их в кровь. Проникая через ГЭБ в гипоталамус, КС тормозят (—) образование РФ, вызывая уменьшение содержания их в крови. Однако при длительных и угрожающих жизни стресс-воздействиях КС связываются с белком крови — транс-кортином (Т). Крупномолекулярное соединение КС + T задерживается ГЭБ. В мозг перестает поступать информация об уровне КС в крови, что приводит к выключению механизмов обратной связи и расстройству регуляции обмена КС. Непрерывное образование их корой надпочечников и длительное поступление в кровь вызывает истощение гипофизарно-надпочечниковой системы.

О состоянии нейрогуморальных регуляторных механизмов судят по содержанию биологически активных веществ в жидких средах и выделениях организма. Их постоянно меняющиеся количественные и качественные соотношения во внутренней среде не только отражают, но и определяют жизнедеятельность организма, тонус и реактивность (готовность к действию) периферических и центральных отделов нервной системы. Динамика регуляторных процессов зависит от потребностей организма, от разнообразных раздражений, поступающих из окружающей и внутренней среды, и констелляции цепных гомеостатических реакций. Постоянство физ.-хим. свойств внутренней среды клеток и органов поддерживается за счет координации скоростей хим. реакций, осуществляющих обменные процессы. Примером последовательного включения нервных и гуморальных механизмов регуляции могут служить цепные реакции приспособления (адаптации) организма к особо сильным стрессовым (рис. 2) или экстремальным раздражениям (физическому и психическому напряжению, боли, болезни, травме, гипокинезии и т. д.), вызывающим перестройку всех нейрогуморально-гормонально-барьерных механизмов регуляции функций. Нарушения подобного рода лежат нередко в основе различных патологических процессов, как функциональных, так и органических.

См. также Саморегуляция физиологических функций.

Библиография: Ажипа Я. И. Нервы желез внутренней секреции и медиаторы в регуляции эндокринных функций, М., 1976, библиогр.; Глебов Р. Н. и Крыжановский Г. Н. Функциональная биохимия синапсов, М., 1978; Гомеостаз, под ред. П. Д. Горизонтова, М., 1976; Кассиль Г. Н. Внутренняя среда организма, М., 1978; Кассиль Г. Н. и др. Гуморально-гормональные механизмы регуляции функций при спортивной деятельности, М., 1978; Лишшак К. и Эндрёци Э. Нейроэндокринная регуляция адаптационной деятельности, пер. с венгер., Будапешт, 1967, библиогр.; Штерн Л. С. Непосредственная питательная среда органов и тканей, М., 1960; Loewi О. tiber humorale Ubertragbarkeit der Herznervenwirkung, Pfliigers Arch. ges. Physiol., Bd 1.89, S. 239, ^ 1921.

Г. H. Кассиль.