ФИЗИОЛОГИЯ РЕПРОДУКТИВНОЙ СИСТЕМЫ 2.1 Краткая характеристика гипоталамо-гипофизарноовариальной эндокринной системы
Эндокринная система представлена центральными структурами, эндокринными железами и рядом органов и систем смешанной секреции.
Функция размножения у животных обеспечивается деятельностью многих органов и систем, которые связаны воедино нейро-гуморальной регуляторной системой. Она включает так называемую триаду: гипоталамус, гипофиз и гонады.
Гипоталамус, как основная часть промежуточного мозга, является отделом нервной системы, обеспечивающим сложные биологические процессы, связанные с функцией эндокринных желез, в том числе и половых.
Клеточные тела гипоталамических нейронов располагаются не диффузно среди глиальных клеток, а образуют группы, называемые ядрами. Таких ядер много, но лишь некоторые из них играют важную роль в регуляции размножения. От тел клеток, расположенных в гипоталамических ядрах, аксоны направляются к одному из четырех следующих крупных образований: 1) другим отделам головного мозга, 2) другим ядрам гипоталамуса, 3) срединному возвышению и 4) задней доле гипофиза. В результате такой организации возникает очень сложная сеть межнейронных связей и взаимодействий между нервными и эндокринными регуляторными центрами.
Эти особенности анатомического строения и близость к гипофизу придают гипоталамусу особое значение как звену, связывающему центральную нервную и эндокринную системы. Его можно рассматривать как очень сложный коммутатор, соединяющий головной мозг с расположенной «ниже» эндокринной системой.
Гипоталамус имеет сложную сосудистую связь с гипофизом, а также с различными отделами центральной нервной системы. От клеток супраоптических и паравентрикулярных ядер отходят нервные волокна к гипофизу. К ним присоединяются волокна и других ядер гипоталамуса. Все они через ножку гипофиза проходят в заднюю долю, а по кровеносным сосудам достигают аденогипофиза.
Супрахиазматическое и преоптическое ядра относятся к так называемому высшему центру регуляции половых рефлексов. Они морфофункционально связаны с таламусом, а вырабатываемый ими нейросекрет оказывает регулирующее влияние на функцию клеток низшего центра (вентромедиальное и аркуатное ядро).
В нейросекреторных клетках ядер низшего центра гипоталамуса секретируется гонадотропин – рилизинг – гормон (ГнРГ, гонадолиберин). Это ве-
щество (декапептид) из гипоталамуса перемещается в ножку гипофиза и через соединения вилкообразных нервных окончаний с капиллярами (вазоневральные синапсы) попадает в кровь и благодаря особой системе кровообращения переносится в переднюю долю гипофиза. В гипофизе гормон связывается с мембраной секретирующей ткани и изменяет ее полярность, вследствие чего возрастает проницаемость для ионов кальция. По микроканалам кальций достигает секреторных гранул и вызывает освобождение их содержимого (гонадотропных гормонов).
Ядра низшего центра обеспечивают непрерывную секрецию гонадотропинов. За счет клеток этой зоны постоянно выделяется небольшое количество секрета, необходимого для непрерывного выделения ФСГ и ЛГ, т. е. тонического их количества.
Высший центр вырабатывает вещества, стимулирующие клетки низшего центра, а они, в свою очередь, активизируют гипофиз на выделение большого количества гонадотропина, который обеспечивает овуляцию и развитие желтого тела. Поэтому высший центр иначе называют овуляторным центром.
К центральной регуляции гонадотропной функции гипофиза имеют прямое отношение не только пептидэргические нейроны гипоталамуса, но моноаминэргические нейроны, вырабатывающие нейромедиаторы: катехоламины (норадреналин-НА, дофамин-ДА) и индоламины (серотонин-С). Их роль заключается в возбуждении (НА, ДА) или торможении (С) функциональной активности пептидэргических нейронов, продуцирующих гонадотропин-рилизинг-гормон. Они могут усиливать (ДА) и ослаблять (С) выработку гонадолиберина и гонадотропинов и тем самым стимулировать или ослаблять функциональную деятельность половых желез. В целом синтез и выделение Гн-РГ в кровь определяются соотношением ДА и С.
Определенную роль в механизмах регуляции эндокринной функции со стороны ЦНС и ряду эндогенных опоидных пептидов, выделяемых мозговой тканью ( - эндорфин, метэнкефалин). Свой эндокринный эффект они реализуют через структуры ЦНС путем изменения содержания биогенных аминов, а также простагландинов.
Передняя доля гипофиза секретирует гормоны. Базофильные клетки вырабатывают ФСГ и ЛГ. Это гонадотропные гормоны. Они являются гликопротеидами. У самок ФСГ вызывает пролиферацию клеток гранулезы фолликулов в яичниках и способствует развитию их от полостной до преовуляторной стадии. Он активизирует также биохимические процессы в клетках гранулезы и оболочки фолликулов, обеспечивает синтез эстрогенов. ЛГ стимулирует синтез половых гормонов всеми клетками яичника: желтого тела, гранулезы и оболочки фолликулов и интерстициальными. Определенная базальная концентрация его является обязательным условием для осуществле-
ния синтеза гормонов в яичниках. ЛГ вызывает также увеличение кровотока в яичниках и овуляцию фолликулов, подготовленных фолликулостимулирующим гормоном.
Секреция ЛГ передней доли гипофиза протекает в виде импульсов. Поскольку секреция ЛГ гипофизом активизируется гипоталамическим гонадолиберином (люлиберином), секреции люлиберина гипоталамусом предшествует активация лютеонизирующей функции гипофиза, а так как секреция совершается прерывисто, то и последняя должна протекать прерывисто (дискретно).
Секреция ЛГ и ФСГ контролируется двумя функционально раздельными, но взаимно перекрывающимися регуляторными системами — тонической и циклической.
Тоническая система поддерживает базальные уровни гипофизарных гормонов в крови, которые обеспечивают развитие, как половых клеток, так и эндокринных элементов гонад. Циклическая система в отличие от тонической функционирует довольно кратковременно, причем ее действие проявляется лишь на протяжении 12—24 ч в течение каждого полового цикла самки. Такой волнообразный (циклический) характер секреции вызывает крайне выраженное (иногда в несколько сотен раз) увеличение содержания гонадотропина в крови, главной функцией которого является индукция овуляции у самки.
Дискретность выделения гормонов подразумевает, что при некоторых обстоятельствах кванты (порции) достигают величины, которой достаточно, чтобы преодолеть порог интенсивности, необходимый для начала функционирования эффекторного органа или системы (например, наступления овуляции в яичнике). Предовуляторный выброс лютеинизирующего гормона приводит к значительному (приблизительно в 50 раз), по сравнению с исходным значением, повышению уровня последнего в крови, что обуславливается резким увеличением амплитуд импульсов гипоталамического люлиберина.
Действие ФСГ и ЛГ гормонов на эффекторную клетку тканей-мишеней обеспечивает различные ферментативные внутриклеточные реакции. Вначале гормон влияет на фермент мембраны клетки – аденилатциклазу, который служит передаточным механизмом между гонадотропным гормоном и внутриклеточными ферментативными секретами. Аденилатциклаза влияет на аденозинтрифосфорную кислоту (АТФ), преобразует ее в циклический аденозин-3-5-монофосфат. Циклический АМФ влияет на активность внутриклеточных ферментов. При этом повышается проницаемость клеточных мембран, усиливается синтез прогестерона клетками желтого тела и других гормонов.
