6 курс / Эндокринология / Механизмы_нейроэндокринной_регуляции_Угрюмов_М_В_1999

Экспрессия тирозингидроксилазы. Дофаминергические нейроны упомянутых выше популяций различаются не только по строению и времени образования, но и по промежутку времени с момента образования нейронов до начала синтеза тирозингидроксилазы. В дорсально расположенных скоплениях дофаминергических нейронов, например в зоне инсерта, тирозингидроксилаза начинает синтезироваться сразу же после их образования. Напротив, в вентрально расположенных нейронах, например в аркуатном ядре, тирозингидроксилаза экспрессируется только через несколько дней после образования нейронов [Ugrumov et al., 1989с1; Borisova et al., 1993; Balan et al., 1996].

У незрелорождающихся животных (грызунов) уровень синтеза тирозингидроксилазы постепенно увеличивается до конца второй недели жизни, а активность этого фермента продолжает возрастать до периода полового созревания [Friedman et al., 1989; Puymirat et al., 1983; Kedzierski, Porter, 1990; Arbogast, Voogt, 1991].

Экспрессия декарбоксияазы ароматических L-аминокислот. Как и в случае тирозингидроксилазы, экспрессия декарбоксилазы ароматических L-аминокислот происходит в соответствии с дорсовентральным градиентом. Это означает, что дорсально расположенные нейроны начинают синтезировать этот фермент сразу же после образования дофаминергических нейронов [Jaeger, 1986], а вентрально расположенные нейроны, например аркуатного ядра, - только в конце пренатального периода [Balan et al., in press]. Несмотря на то что отсутствуют специальные исследования последовательности экспрессии тирозингидроксилазы и декарбоксилазы ароматических L-аминокислот в нейронах гипоталамуса, по всей вероятности, в процессе развития реализуются обе логические возможности - экспрессия тирозингидроксилазы предшествует экспрессии декарбоксилазы ароматических L-аминокислот и наоборот. По мнению Teitelman и соавт. [1983], в некоторых случаях декарбоксилаза ароматических L-аминокислот может экспрессироваться еще до момента образования катехоламинергических нейронов, т.е. в нейроэпителиальных клетках-предшественниках, тогда как экспрессия тирозингидроксилазы начинается после выселения нейронов в места их окончательной закладки.

Экспрессия фенилэтаноламин-Ы-метилтрансферазы. Фенилэтанол- амин-Н-метилтрансфераза в гипоталамусе является атрибутом только адренергических волокон, которые берут начало в стволе мозга. Из этого вытекает, что первоначальное выявление указанного фермента в гипоталамусе (у незрелорождаюидихся животных - в начале второй половины внутриутробного развития) [Foster et al., 1985] является скорее показателем прорастания адренергических волокон в эту область мозга, чем показателем первоначальной экспрессии фермента в соответствую1цих адренергических нейронах.

Метаболизм катехоламинов. В арсенале методов определения катехоламинов только морфологические методы - гистофлуоресценция и иммуноцитохимия - позволяют идентифицировать гипоталамические нейроны, синтезирующие дофамин. Биохимические же методы дают суммарную оценку катехоламинов, содержащихся как в гипоталамических дофаминергических нейронах, так и в терминальных отделах аксонов гипоталамиче-

Са^^-О

90

а

:©•

60

S

"5

S

S

•е-

о

ее 30

m

Рис. 41. Специфический захват [ЗЩ-дофамина катехоламинергическими элементами гипоталамуса крысы (а) и его К"^-стимулируемое выделение (б) [Borisova et al., 1991]

фавнению с предыдущим сроком

Рекомендовано к изучению сайтом МедУнивер - https://meduniver.com/

Ugrumov, 1994], что, вероятно, объясняется увеличением поверхности дифференцирующихся нейронов в результате роста и разветвления отростков. Важным аргументом в пользу этого предположения является увеличение числа катехоламинсвязывающих мест, а не их аффинности в развивающемся мозге [Meyer et al., 1993].

В отличие от незрелорождающихся животных, у зрелорождающихся созревание механизмов обратного захвата и стимулированного выделения катехоламинов значительно разобщено во времени. Так, у плодов человека механизм обратного захвата нейронами гипоталамуса формируется к 8-й неделе внутриутробного развития, тогда как стимулированное выделение не удается зарегистрировать до 12-й недели - последнего изученного срока [Ugrumov et al., 1996].

Генетический половой диморфизм. Дофаминергические нейроны гипоталамуса оказались удобной моделью для доказательства генетических половых различий, т.е. различий, не связанных с действием ароматизированного тестостерона. К доказательствам in vivo относится половой диморфизм в динамике образования дофаминергических нейронов гипоталамуса [Balan et al., 1996], проявляющийся еще до появления половых различий в уровне циркулирующего в крови тестостерона [Baum et al., 1991]. Кроме того, половой диморфизм гипоталамических дофаминергических нейронов - более ранняя дифференцировка нейронов у самок, чем у самцов, - проявляется и в культуре клеток в отсутствие половых стероидов [Reisert et al., 1989; Kolbinger et al., 1991].

Афферентная иннервация дофаминергических нейронов

Единичные исследования афферентной иннервации дофаминергических нейронов гипоталамуса в онтогенезе выполнены на крысах с помощью электронно-микроскопической иммуноцитохимии тирозингидроксилазы [Piotte et al., 1988; Ugrumov et al., 1994a]. В частности, показано, что в супрахиазматическом ядре иммунонегативные аксоны, содержащие синаптические пузырьки и секреторные гранулы, образуют специализированные контакты с телами и дендритами дофаминергических нейронов как у плодов, так и у новорожденных животных [Ugrumov et al., 1994а]. В конце пренатального периода эти контакты имеют вид незрелых синапсов, так называемых пресинапсов (см. рис. Ъ9,аж), характеризующихся небольшими скоплениями синаптических пузырьков у пресинаптической мембраны и незначительным утолщением пре- и постсинаптических мембран. В постнатальном периоде специализированные нейрональные контакты приобретают вид сначала симметричных синапсов, а затем и асимметричных синапсов (рис. 39,6,в и рис. 42) [Ugrumov et al., 1994а]. К препубертатному периоду плотность иннервации дофаминергических нейронов значительно увеличивается, что сопровождается усложнением пространственной организации синапсов - появлением "гребешковых" синапсов на шипиках дендритов. Кроме того, отдельные тела и дендриты дофаминергических нейронов начинают иннервироваться одновременно несколькими иммунонегативными аксонами, образующими различные типы синапсов - симметричные и асимметричные, с одной или несколькими активными зонами

103

мозга экспрессия рецепторов отмечена после выселения нейронов в местах их окончательной закладки, у незрелорождающихся животных — в конце пренатального периода. В этот период развития нейроны, экспрессирующие Д1д-рецепторы, в гипоталамусе обнаружены только в супрахиазматическом и вентромедиальном ядрах [Schambra et al., 1994], а нейроны, экспрессирующие Д2-рецепторы, - еще и в зоне инсерта, септуме, дорсомедиальном и латеральном мамиллярном ядрах, передней гипоталамической области и в промежуточной доле гипофиза [Sales et al., 1989; Schambra et al., 1994]. После рожденрш и вплоть до препубертатного периода нейроны латеральной преоптической области и латерального ядра септума также начинают экспрессировать Д2-рецепторы [Sales et al., 1989; Schambra et al., 1994].

Трудно объяснить тот факт, что не все нейроны гипоталамуса, имею1цие дофаминергическую афферентную иннервацию, обладают рецепторами к дофамину. К таким исключениям относятся нейроны аркуатного, паравентрикулярного и перивентрикулярного ядер [Sales et al., 1989].

Что касается других видов рецепторов к катехоламинам, то их экспрессия оценивалась только в переднем мозге и в целом мозге, т.е. без учета региональных особенностей. При этом оказалось, что динамика экспрессии Р-рецепторов в переднем мозге практически не отличается от динамики экспрессии дофаминовых рецепторов в гипоталамусе. Появление первых (3-рецепторов в онтогенезе хронологически совпадает с нейроногенезом и, возможно, свидетельствует об участии норадреналина в регуляции образования нейронов. С этого момента концентрация рецепторов постепенно увеличивается, достигая плато у незрелорождающихся животных в препубертатном периоде [Erdtsieck-Emste et al., 1991].

Наибольший интерес представляет динамика экспрессии подтипов (3- рецепторов: и [З2. Относительная концентрация Р2-рецепторов снижается с 65% у плодов до 28% у взрослых животных, в то время как концентрация Р,-рецепторов зеркальным образом возрастает [Duman, Alvaro, 1993]. С функциональной точки зрения эти данные косвенно свидетельствуют о преимущественном вовлечении норадреналина через (ij-рецепторы в регуляцию дифференцировки нейронов-мишеней, а через (32-рецепторы - в синаптическую регуляцию функциональной активности уже относительно дифференцированных нейронов.

В отличие от Д- и Р-рецепторов, экспрессия tt]-рецепторов в значительной степени происходит позднее - в постнатальном периоде. Так, у незрелорождающихся животных к моменту рождения экспрессируется не более 20% рецепторов от максимального уровня, который достигается к препубертатному периоду [Duman, Alvaro, 1993]. Рецепторы второго подтипа а2 экспрессируются хотя и раньше а,-рецепторов, однако уже после выселения нейронов в места их окончательной закладки [Duman, Alvaro, 1993]. Следует отметить, что ttj-рецепторы и Р2-рецепторы являются атрибутом не только нейронов, но и глиальных клеток [Drouva et al., 1991; ErdtsieckEmste et al., 1991, 1993]. Однако значение катехоламинов в регуляции глиальных клеток в онтогенезе остается неизученным.

При оценке роли катехоламинов в развитии мозга необходимо иметь в виду, что чувствительность клеток-мишеней, т.е. концентрация рецепто-

107