научная статья по теме СЕРОТОНИН И ПОЛОВЫЕ СТЕРОИДЫ В СИСТЕМЕ НЕЙРОЭНДОКРИННОЙ РЕГУЛЯЦИИ ФУНКЦИЙ МИНДАЛЕВИДНОГО КОМПЛЕКСА МОЗГА Биология

Текст научной статьи на тему «СЕРОТОНИН И ПОЛОВЫЕ СТЕРОИДЫ В СИСТЕМЕ НЕЙРОЭНДОКРИННОЙ РЕГУЛЯЦИИ ФУНКЦИЙ МИНДАЛЕВИДНОГО КОМПЛЕКСА МОЗГА»

УСПЕХИ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ НАУК, 2013, том 44, № 4, с. 24-34

УДК 612.28

СЕРОТОНИН И ПОЛОВЫЕ СТЕРОИДЫ В СИСТЕМЕ НЕЙРОЭНДОКРИННОЙ РЕГУЛЯЦИИ ФУНКЦИЙ МИНДАЛЕВИДНОГО КОМПЛЕКСА МОЗГА

© 2013 г. А. В. Ахмадеев, Л. Б. Калимуллина

Башкирский государственный университет, Уфа

Обзор содержит современные сведения о представительстве серотонинергической системы в миндалевидном комплексе мозга с детальной характеристикой локализации серотонинсодержащих волокон и рецепторов серотонина в ядерных и палеокортикальных структурах. Приведенные данные свидетельствуют о совместном участии серотонина и половых стероидов в регуляции деятельности миндалевидного комплекса, оказывающего модулирующее влияние на центры секреции и выделения гонадотропинов и центры полового поведения гипоталамической области мозга. В обзоре приведены также сведения, отражающие изменения в обмене серотонина в структурах миндалевидного комплекса в процессе формирования пищевого, материнского, агрессивно-оборонительного и эмоционального поведения. Систематизированы данные о роли серотонина и половых стероидов в механизмах вовлечения миндалевидного комплекса в стресс-реакцию, его участие в формировании настроения, эмоций и генезе депрессий. Приведены сведения об изменениях морфометрических характеристик структур мозга, обусловленных полиморфными вариантами генов серотонинерги-ческой системы и данные об асимметрии его содержания.

Ключевые слова: миндалевидный комплекс мозга, половые стероиды, серотонинергическая система, поведение, стресс-реакция, эмоции.

Миндалевидный комплекс мозга (МК) является нейроэндокринным центром, участвующим в регуляции деятельности как отдельных органов и систем, так и целостных поведенческих актов, определяющих адаптацию организмов, их половое, пищевое и агрессивно-оборонительное поведение [1, 10]. Его место в лимбической системе определяется ключевой ролью в анализе полисенсорной информации, поступающей из внешней и внутренней среды организма с последующим переключением её на висцеральные и нейроэндокринные центры ствола головного мозга и его высшие отделы - зрительный бугор, неокортекс. Велика роль МК в определении личностных характеристик человека в связи с его участием в формировании эмоций, кратковременной и долговременной памяти, процессах обучения [12]. Участие МК в указанных выше процессах находится под детерминирующим влиянием половых стероидов и биогенных аминов, что предопределено его вовлечением в процессы половой дифференциации мозга [1, 6].

Целью данного обзора является систематизация данных литературы, характеризующих роль

половых стероидов и биогенного амина - серото-нина в осуществлении функций миндалевидного комплекса мозга.

Синтез серотонина осуществляется в нейронах, которые формируют обособленные ядра, так называемые ядра шва ствола мозга (В1-В9, [5]).

Предшественником серотонина (5-гидрокси-триптамин, 5НТ) служит аминокислота триптофан. Присоединение к триптофану гидроксильной группы при участии фермента 5-триптофан-гид-роксилазы приводит к образованию 5-гидро-кситриптофана. В последующем, серотонин образуется в результате декарбоксилирования под влиянием 5 - НТР - декарбоксилазы. После синтеза в терминалях аксона медиатор с помощью высокоаффинного переносчика депонируется в везикулах. После выброса в синаптическую щель путем экзоцитоза, серотонин окисляется сначала до 5-оксииндолуксусного альдегида под действием фермента моноаминоксидазы типа А, а затем до 5-оксииндолуксусной кислоты при участии альдегиддегидрогеназы. Следует отметить, что фермент моноаминоксидаза типа А обнаружен и в астроцитах, так что можно предполагать участие этой глии в инактивации серотонина,

выделившегося в синаптическую щель. Так же, как и в отношении катехоламинов, возможен обратный транспорт серотонина в пресинаптиче-скую терминаль с участием белков-переносчиков [4, 17].

Синтез серотонина осуществляется под контролем половых стероидов, влияние которых реализуется через соответствующие рецепторы. В дорсальном ядре шва найдены эстрогенные рецепторы альфа- и бета-типа как у самцов, так и самок мышей. Андрогенные рецепторы обнаружены у самцов мышей и крыс, но их мало у самок. Они находятся в ростральной части дорсального ядра [57, 64]. С возрастом экспрессия эстрогенных рецепторов снижается в ядрах шва, центральном, латеральном, переднем кортикальном ядрах и в латеральной части заднего кортикального ядра МК и ряде других областей лим-бической системы [66].

"Верхняя" группа (В5-В9) серотон-синтезирую-щих нейронов находится в субвентрикулярной части четвертого желудочка в области варольева моста, и аксоны этих нейронов формируют пути, направляющиеся преимущественно ипсилате-рально, в вышележащие отделы головного мозга. Они входят в состав латерального компонента медиального пучка конечного мозга, присоединяясь в последующем к вентральной амигдалофугаль-ной системе, и оканчиваются в МК, других структурах лимбической системы, в обонятельных луковицах, базальных ганглиях, коре больших полушарий.

Тонкие серотонин-содержащие волокна нейронов верхней группы ядер обнаружены также в составе конечной полоски, которая представляет собой древнюю систему волокон МК [1]. Она связывает МК с обонятельными центрами и гипо-таламической областью, при этом ее амигдалопе-тальные и амигдалофугальные волокна проходят через прозрачную перегородку мозга. Совокупность перечисленных структур (МК, гипоталамус и перегородка) формирует филогенетически древнюю систему, на нейронах которой описаны многочисленные синапсы, формируемыми приходящими из ствола серотонинергическими терми-налями. Серотонинергическая система, формируемая верхней группой ядер, принимает участие в формировании настроения и эмоций, тесно взаимодействует с нейроэндокринной системой стресс-реакции, принимает участие в регуляции секреции гонадотропинов, полового, пищевого и других видов инстинктивного поведения.

Нейроны "нижней группы ядер", (В1-В4, расположенной ближе к продолговатому моз-

гу) формируют пути, идущие в спинной мозг. Они играют ключевую роль в регуляции двигательной активности, вегетативных реакций, регуляции проведения болевой чувствительности [5].

Сейчас показано, что имеется два типа серо-тонинергических аксональных терминалей, формирующих две системы. ^-система начинается от дорсального ядра шва. Ее аксональные ветви тонки, варикозные расширения веретенообразной формы. Они не формируют синаптических контактов, а серотонин, выделяясь из них, распространяется диффузно, действуя как нейромодуля-тор. М-система начинается от медиального ядра шва. Аксонные ветви этой системы толстые, варикозные расширения крупные, округлой формы, имеют вид бусинок на нитке. Эти варикозности располагаются около постсинаптических мембран, формируя конвергентные синапсы. Предполагается, что эти две системы имеют различия в проявлениях эффектов выделяющегося серотони-на [17].

Серотонинергические нейроны обнаруживаются в ядрах шва ствола мозга у крыс на 11-15 день эмбрионального развития, у мышей - на 10-14 день [9]. Нейрональный захват 3Н-серото-нина впервые появляется у плодов крыс на 16-й день и резко возрастает к 18-му дню эмбрионального развития [7]. Таким образом, максимальная функциональная активность фетальной серото-нинергической системы приходится на период половой дифференциации мозга, в которую вовлечен и МК. Это позволяет предполагать, что серотонин принимает участие в этом процессе. На обоснованность этого предположения указывают результаты экспериментов с андрогениза-цией самок в период половой дифференциации мозга, приводящие к стойкому снижению содержания серотонина в МК у крыс в постнатальном периоде [61].

Угнетение синтеза серотонина в ядрах шва мозга плодов мышей замедляет дифференцировку нейронов, тогда как усиление его синтеза, напротив, ускоряет этот процесс [35]. Это указывает на то, что в процессе эмбрионального развития се-ротонин выполняет роль морфогена, способного контролировать дифференциацию клеток-мишеней [9].

Базальный уровень серотонина в МК ниже, чем в медиобазальном гипоталамусе, но выше чем в преоптической области и перегородке мозга [6]. С помощью иммуноцитохимических методик показано, что серотонин-позитивные волокна выявляются у приматов практически по всей тер-

ритории МК, но более интенсивно представлены в центральном, базолатеральном и кортикальном ядрах. В ядре добавочной обонятельной луковицы и в медиальном ядре МК интенсивность реакции была слабой [54].

Позднее эти данные были уточнены на макаках [15]. Наибольшие количества 5НТ-волокон обнаружены в центральном ядре и ядре латерального обонятельного тракта, в эндопирифомном ядре, передней амигдалярной области и в зоне перехода МК в гиппокампальную формацию. Средняя концентрация серотонина определялась в базола-теральном ядре, латеральном ядре и во вставочных массах. Содержание серотонина было меньшим в мелкоклеточной части базального ядра, заднем кортикальном, переднем кортикальном, медиальном ядре и в периамигдалярной коре. Сходную с приматами локализацию серотони-нергических волокон в структурах МК имеют и крысы [63]. Исследование распределения в МК волокон, содержащих транспортер серото-нина 5-НТТ у обезьян-макак, показало, что они распределяются в латеральном субъядре центрального ядра, во вставочных массах, амигдало-гиппокампальной области и эндопирифомном ядре, где обладают наибольшей иммунореактив-ностью [47].

Колебания содержания серотонина выявлены в динамике эстрального цикла [41]. В супрахи-азматическом ядре содержание серотонина повышалось на стадии проэструс, в медиальной преоптической области - как на стадии диэст-рус, так и проэструс, в срединном возвышении гипоталамуса только на стадии проэструс. В МК значительный подъем содержания серотонина отмечен на стадиях диэструса и про-эструса [41], но в палеоамигдале значимых различий в содержании серотонина и его метаболита 5-оксииндолуксусной кислоты не отмечено [3].

В палеоамигдале [2] выявлено наличие половых различий в метаболизме серотонина, интенсивность которого больше у самцов [3], что возможно отражает различия в активности ос

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Биология»