Трансплантация супрахизматического ядра и преоптической зоны медиальной части гипоталамуса при нарушении суточных ритмов и половых функций

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Сибирский Государственный Медицинский университет Федерального агентства по Здравоохранению и Социальному развитию Кафедра гистологии, эмбриологии и цитологии Доклад Тема: Трансплантация супрахизматического ядра и преоптической зоны медиальной части гипоталамуса при нарушении суточных ритмов и половых функций Выполнила:

студентка II курса педиатрического факультета группы 2110

Серебренникова Анна Сергеевна Проверил профессор Потапов Алексей Валерьевич Томск — 2012

СОДЕРЖАНИЕ Введение Циркадные ритмы Половые функции Заключение Список литературы ВВЕДЕНИЕ За нарушения суточного ритма отвечает супрахиазматическое ядро медиобазального гипоталамуса, оно связано с полным или частичным разрушении, с дегенирацией СХЯ.

За нарушение половых функций отвечает преоптическая зона, связано это с нарушением выработки гонадотропин-релизинг гормоны нейросекреторными клетками.

Что же такое гипоталамус?

Гипоталамус — это высший нервный центр регуляции эндокринных функций. Этот участок промежуточного мозга является также центром симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы. Он контролирует и интегрирует все висцеральные функции организма и объединяет эндокринные механизмы регуляции с нервными. Нервные клетки гипоталамуса, синтезирующие и выделяющие в кровь гормоны, называются нейросекреторными клетками. Эти клетки получают афферентные нервные импульсы из других частей нервной системы, а их аксоны оканчиваются на кровеносных сосудах, образуя аксовазальные синапсы, через которые и выделяются гормоны.

Для нейросекреторных клеток характерно наличие гранул нейросекрета, которые транспортируются по аксону. Местами нейросекрет накапливается в большом количестве, растягивая аксон. Самые крупные из таких участков хорошо видны при световой микроскопии и называются тельцами Херринга. В них сосредоточена большая часть нейросекрета, — лишь около 30% его находится в области терминалей.

В гипоталамусе условно выделяют передний, средний и задний отделы.

В переднем гипоталамусе располагаются парные супраоптические и паравентрикулярные ядра, образованные крупными холинергическими нейросекреторными клетками. В нейронах этих ядер продуцируются белковые нейрогормоны — вазопрессин, или антидиуретический гормон, и окситоцин. У человека выработка антидиуретического гормона совершается преимущественно в супраоптическом ядре, тогда как продукция окситоцина преобладает в паравентрикулярных ядрах.

Вазопрессин вызывает усиление тонуса гладкомышечных клеток артериол, приводящее к повышению артериального давление. Второе название вазопрессинаантидиуретический гормон (АДГ). Воздействуя на почки, он обеспечивает обратное всасывание жидкости, отфильтрованной в первичную мочу из крови.

Окситоцин вызывает сокращения мышечной оболочки матки во время родов, а также сокращение миоэпителиальных клеток молочной железы.

В среднем гипоталамусе располагаются нейросекреторные ядра: аркуатное, вентрамедиальное, дорсомедиальное, супрахиазматическое, серое паравентрикулярное, вещество, преоптическая зона, содержащие мелкие адренергические нейроны, которые вырабатывают аденогипофизотропные нейрогормоны — либерины и статины. С помощью этих олигопептидных гормонов гипоталамус контролирует гормонообразовательную деятельность аденогипофиза. Либерины стимулируют выделение и продукцию гормонов передней и средней долей гипофиза. Статины угнетают функции аденогипофиза.

Нейросекреторная деятельность гипоталамуса испытывает влияние высших отделов головного мозга, особенно лимбической системы, миндалевидных ядер, гиппокампа и эпифиза. На нейросекреторные функции гипоталамуса сильно влияют также некоторые гормоны, особенно эндорфины и энкефалины.

ЦИРКАДНЫЕ РИТМЫ Циркадные ритмы обусловлены функционированием супрахиазмального ядра (СХЯ) — главного циркадного пейсмекера у млекопитающих. Трансплантация ЭНТ СХЯ в мозг крыс и хомяков с полностью поврежденным СХЯ приводит к восстановлению циркадных ритмов, свойственных донору. При частичном разрушении СХЯ реципиента и аналогичной трансплантации появляется сложная структура периодичности двигательной активности с компонентами ритмов донора и реципиента.

Известно, что с возрастом циркадные ритмы нарушаются или полностью исчезают. Пересадка ткани эмбрионального СХЯ в третий желудочек старых крыс восстанавливает циркадные ритмы (температура тела, локомоторная активность, питье). Это обусловлено наличием в прижившихся трансплантатах интестинального вазоактивного полипептида, аргинин-вазопрессина и нейропептида Y. У старых животных после трансплантации ткани эмбрионального СХЯ восстанавливаются дневные ритмы активации образования гипоталамического кортикотропинрелизинг гормона и питуитарного проопиомеланокортина.

Циркадные ритмы питья при повреждении СХЯ и трансплантации ткани эмбриональною СХЯ восстанавливаются в 40−50% случаев и редко коррелируют с восстановлением циркадных ритмов уровня вазопрессина в цереброспинальной жидкости.

Продолжительность жизни животных снижается при неинвазивном нарушении циркадных ритмов и увеличивается у взрослых животных после имплантации ткани эмбрионального СХЯ, восстанавливающей высокую амплитуду ритмов.

Установлено, что при ксенотрансплантации ткани эмбрионального СХЯ пересаженные нейроны посылают многочисленные отростки в окружающий нейропиль хозяина. Среди этих отростков выявляются эфферентные волокна, за счет которых происходит частичное функциональное восстановление циркадных ритмов локомоторной активности.

Однако, при восстановлении циркадных ритмов локомоторной активности у животных с поврежденным СХЯ гипоталамуса после гомотопической аллотрансплантации ткани эмбрионального СХЯ циркадные эндокринные ритмы (гормоны надпочечников, тестикулярные гормоны, гормоны шишковидной железы) не восстанавливаются.

Восстановленные нейротрансплантацией циркадные ритмы двигательной активности у животных с поврежденным СХЯ менее устойчивы, чем у интактных животных. Более полное восстановление циркадных ритмов наблюдается при максимально близком расположении трансплантата к поврежденной части СХЯ дорсально и каудально по отношению к месту повреждения.

ПОЛОВАЯ ФУНКЦИЯ Имплантация ткани преоптической области, взятой от нормальных плодов мышей и содержащей синтезирующие активные гонадотропин-релизинг гормоны нейроны, значительно повышает уровень лютеинизирующего гормона и устраняет гипогонадизм у гипогонадальных самцов мутантных мышей. Предполагается, что пересаженные нейроны, синтезирующие гонадотропинрелизинг гормоны, могут интегрироваться в гонадотропинрелизинг гормон «пульсовой генератор», который может поддерживать близкую к норме генерацию лютеинизирующего гормона, приводящего к росту семенников и продукции стероидов. При трансплантации медианной преоптической области новорожденных самцов крыс в ту же область однопометных самок трансплантаты приживаются в 89% случаев.

Введение

тестостерона после пересадки вызывает образование в яичниках множества фолликулов. По истечении 90−100 суток после трансплантации самок-реципиентов овариэктомирукгг. Через 6 месяцев после трансплантации у них усиливается и самочное и самцовое половое поведение, даже если они не получали тестостерон. После трансплантации эмбриональной ткани медианной преоптической области от нормальных мышей мышам-самцам мутантной линии с признаками гипогонадизма (отсутствие продукции гипоталамического гонадотропин-высвобождаюцего, лютеинизируюшего и фолликулостимулирующего гормонов, незрелые половые органы и неопустившиеся в мошонку малые семенники) активируется продукция гонадопропин-высвобождающего гормона, семенники увеличиваются в объеме и опускаются в мошонку и в ню; происходит нормальный сперматогенез. Окончательная дифференцировка мозга млекопитающих после рождения определяется уровнем женских, и мужских половых гормонов. Если мозг самки в критический период подвергнуть действию тестикулярных гормонов, то происходит маскулинизация половой дифференцировки мозга, и в результате развивается мужское половое поведение во взрослом состоянии. Стереотаксическая двусторонняя трансплантация медианной преоптической области новорожденных самцов в эту же область новорожденных самой одного помета через 6 месяцев приводит к отчетливой маскулинизации полового поведения. Через 2 месяца после трансплантации от плодов нормальных мышей преоптической области в 3 желудочек взрослых мышей hpg с врожденным гипогонадизмом (недостаток гипоталамического гонадотропин-релизинг фактора, незрелые репродуктивные органы, маленькие семенники в брюшной полости, низкая концентрация гипофизарного и плазматического гонадогропина) трансплантаты содержат нейроны с гонадотропин-релизинг фактором. От этих нейронов в капилляры медианного возвышения врастают гонадотропин-релизинг-положительные волокна. В результате повышения концентрации гипоталамического гонадотропин-релизинг фактора и плазменного гонадотропина увеличиваются и опускаются в мошонку семенники, в которых обнаруживаем нормальное развитие интерстициальных клеток и полный сперматогенез. Трансплантация ткани кармана Ратке (зачатка гипофиза) 11- 15-суточных эмбрионов в гипоталамус взрослых гипофизэктомированных самок крыс через 30 суток приводит к появлению в крови фолликулостимулирующего и лютеинизирующего гонадотропных гормонов гипофиза и выработке кортикотропина, тиреотропина и соматотропного гормона органами-мишенями. Трансплантаты развиваются в функциональную аденогипофизарную ткань. Некоторые трансплантаты имеют инвазивный массивный опухолевый рост (тогда как трансплантация ЭНТ не вызывает образования злокачественных опухолей). При гомотопической аллотрансплантации нейронов эмбриональной преоптической области старым крысам-самцам Long-Evans через месяц после трансплантации отмечается увеличение частоты копуляций. Морфологическое исследование семенников через 60 суток после трансплантации не выявляет изменения объема семенников, высоты эпителия и диаметра семя вы носящего канала. Пересадка эмбриональной ткани преоптической области гипоталамуса в III желудочек старых (19−24 месяца) самцов восстанавливает сексуальное поведение — половое возбуждение и копуляторную деятельность, которые угасают с возрастом, увеличивает уровень гонадотропина в гипофизе и плазме. У 15 из 20 животных повысилось половое возбуждение, у 14 из них имела место копулятивная деятельность на уровне, сопоставимом с молодыми животными. При этом до уровня молодых самцов увеличивается концентрация тестостерона в сыворотке и уровень лютеинизирующего гормона после кастрации, и восстанавливается уровень лютеинизирующего гормона в посткастрационном периоде. У 8 из 14 крыс в течение коитуса имеет место эякуляция. Копулятивное поведение восстанавливается между 20 и 45 сутками после пересадки и сохраняется до конца наблюдения (2−4,5 месяца). Трансплантация ткани эмбрионального неокортекса в преоптическую область и ткани преоптической области в вентромедмальный гипоталамус не улучшает половое поведение. Результаты исследования показывают значение преоптической области в уменьшении копулятивной деятельности, полового возбуждения и некоторых нейроэндокринных функций старых крыс. Показана стимуляция детородного развития трансплантированными в III желудочек эмбриональными нейронами преоптической области, иннервирующими срединное возвышение, секретирующими гонадотропин-освобождающий фактор, у самцов и самок гипогонадальных мышей (стерильных, бесплодных мутантов). N-methyl-D, L-aspartic acid вызывает вьщеление лютеинотропного гормона у 10 из 11 самок и у 5 из 12 самцов. Опиатные антагонисты не влияют на секрецию лютеинотропного гормона ни у самцов, ни у самок. Назначение опиатных антагонистов налоксона и налоксона метиодида не стимулирует освобождение лютеинотропного гормона, однако предварительное лечение опиатными антагонистами увеличивает его освобождение у самок, но не у самцов. Причиной освобождения лютеинотропного гормона может быть р-эндорфин-иммунореактивная иннервация трансплантатами преоптической области мозга. Деятельность трансплантированных гонадотропин-релизингфактор секретирующих нейронов может модулироваться эндогенными опиоидами хозяина и гормональной средой. В других исследованиях положительный эффект у гипогонадальных крыс-самок получен только при пересадке ткани эмбриональной преоптической области на срединное возвышение. Трансплантированные GnRH-нейроны иннервируют срединное возвышение, поддерживают пульсирующую секрецию лютеинотропного гормона у большинства животных и трансплантат-зависимое развитие гонад.

При трансплантации в III желудочек ткани преоптической области эмбрионов мышей взрослым мутантным крысам, у которых отсутствует ген, ответственный за выработку гонадолиберина, наблюдается рост половых желез и нормализация репродуктивной функции. С помощью карбоцианинового красителя, наносимого на трансплантат, меченные нейроны выявляются в срединном возвышении или в гипоталамусе, ретроградно меченные нейроны широко представлены в nucleus arcuate реципиента. При аппликации красителя на базальный гипоталамус меченные аксоны более представлены в мозге реципиента, чем в трансплантате. Аксоны проникают в трансплантат через области контакта, в которых отсутствует эпендима. В трансплантате присутствует небольшое число ретроградно меченных нейронов, расположенных в случайном порядке и имеющих простое строение. Интрагипоталамические трансплантаты гипофиза повышают содержание пролактина в спинномозговой жидкости (в 7,7 раза), но не в плазме, и уменьшают (в 5 раз) высвобождение пролактина, вызываемое эфирным стрессом. Имеется сообщение об успешной аллотрансплантации ядер переднего гипоталамуса и нейрогипофиза на сосудистых связях в паховую область больным при пангипопитуитаризме, несахарном диабете и вторичном гипогонадизме в клинике с катамнезом в 5 лет.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Трансплантация СХЯ и преоптической зоны благотворно влияет на функции организма, старый организм «молодеет» по половым функциям, приходит в норму суточный ритм.

Наука должна развиваться в этом направлении, чтобы в будущем помогать и людям с болезнями связанными с нарушением работы СХЯ и преоптической зоны.

циркадный ритм трасплатнтация преоптический гипогонадизм СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ Семченко В. В., Ерениев С. И., Степанов С. С., Мамонтов В. В., Щербаков П. Н. Нейротлансплантация: Учебное пособие. Омск: Омская Областная типография, 2004;308 с.

Кузнецов С.Л., Пугачев М. К. Лекции по гистологии, цитологии и эмбриологии: Учебное пособие. — 2-е изд., испр. и доп.- М.: ООО «Медицинское Информационное агенство», 2009;480с.

http://www.morphology.dp.ua/_mp3/endocrin2.php