Neuroendokrinologija

Neuroendokrinologija je relativno nova nauka koja se pojavila sredinom dvadesetog veka kao grana endokrinologije, nastala na osnovu saznanja da mozak proizvodi neurohormone i na taj način deluje kao endokrini organ. Tokom istog perioda, u relativno novom polju neuronauke ponašanja, otkriveni su efekti perifernih hormona na funkciju mozga, neuralni razvoj i ponašanje. Na osnovu ovih saznanja danas se smatra da oba procesa — proces kontrola hormonske sekrecije od strane mozga i proces dejstva hormona na funkciju mozga, zajedno definišu obim moderne neuroendokrine nauke.[1]

Neuroendokrinologija
Klasifikacija i spoljašnji resursi
MeSHD009452

Definicije

uredi
Neuroendokrini sistemi

Neuroendokrini sistemi se mogu definisati kao skupovi neurona, žlezda i neendokrinih tkiva, ili kao neurohemikalije, hormoni i humoralni signali koji se proizvode i primaju, koji funkcionišu na integrativni način kako bi sveukpuno regulisali fiziološko stanje ili stanje ponašanja.[2]

Neuroendokrinska integracija

Neuroendokrinska integracija je proces kojim neuroendokrini sistemi registruju, prenose i interpretiraju važne signale iz unutrašnjeg i spoljašnjeg okruženja, a zatim direktno dovode do adaptivnih promene u prevladavajućim fiziološkim i bihevioralnim stanjima.

Istorija

uredi
 
Meri Pikford, jedana od pionirki u oblasti neuroendokrinologije

Istorija neuroendokrinologije je tesno povezana sa jednim od ključnih pitanja, kako mozak uspeva da nas održi i omogući nam da naša vrsta preživi? Tako je nastala neuroendokrinologija, kao deo odgovora na ovo pitanje — disciplina koja proučava stvaranje hormona u neuronima, osetljivost neurona na hormone i dinamičke dvosmerne interakcije između neurona i endokrinih žlezda. Međutim utvrđeno je da se ove interakcije ne pojavljuju samo kroz hormone, već delimično i od autonomnog nervnog sistema koji ne samo da reguliše hipotalamus i inerviše endokrine žlezde već inerviše i sve naše organe. U tom sistemu hipotalamus deluje samo kao centralni integrator za endokrine, autonomne i više moždane funkcije.

Istorija neuroendokrinologije počinje oko 200. godine, sa Galenom, koji je pretpostavio da je mozak izlučuje ostatke životinjskog duha (pituita) i nastavio se u 20. veku, kada su istraživači iz različitih disciplina pokušali da shvate kako mozak reguliše vitalne funkcije u telu.

Zahvaljujući brojnim, nedavnim elektronskim publikacijama engleskih i nemačkih naučnih časopisa s početka 20. veka uspeli smo ponovo otkriti fascinantne članke napisane u Evropi pre Drugog svjetskog rata, koji su pokazali da su neka od najnovijih „inovativnih" koncepata zapravo već replike, jer su postojala razmišljanja istraživača od pre oko 50—100 godina ranije. Očigledno je da je Drugi svetski rat praćen migracijama i prognanstvom mnogih istraživača prekinuo razvoj koncepata u ovoj oblasti i da su potrebna ponovna otkrića, onoga što je možda već bilo otkriveno.

Razvoj istraživanja u neuroendokrinologiji

uredi
 
Hipofiza proizvodi endorfine koji smanjuju bol tokom duže fizičke aktivnosti.

Polje neuroendokrinologije proširilo se iz svog prvobitnog fokusa na kontrolu sekrecije hormona hipofize od strane hipotalamusa kako bi obuhvatilo višestruke recipročne interakcije između centralnog nervnog sistema (CNS) i endokrinih sistema u kontroli homeostaze i fizioloških odgovora na stimulacije životne sredine. Iako su mnogi od ovih koncepata relativno novi, intimna interakcija hipotalamusa i hipofize je prepoznata pre više od jednog veka. Na primer, krajem 19. veka, kliničar Alfred Fröhlich , opisao je stanje gojaznosti i neplodnosti koje se naziva adipozogenitalna distrofija kod pacijenata sa selarnim tumorom. Ovo stanje je kasnije postalo poznato kao Frolihov sindrom (Fröhlich syndrome) i najčešće je bilo povezano sa akumulacijom prekomerne subkutane masti, hipogonadotropnim hipogonadizmom i retardacijom rasta.

Da li je ovaj sindrom posledica povrede samo hipofize i/ili hipotalamusa, bilo je izuzetno kontroverzano. Nekoliko lidera iz oblasti endokrinologije, uključujući Kušinga i njegove kolege, tvrdili su da je ovaj sindrom nastao zbog poremećaja hipofize Međutim, eksperimentalni dokazi su počeli da ukazuju da je i hipotalamus nekako bio uključen u kontrolu rada hipofize. Na primer, Ašner je pokazao kod pasa da precizno uklanjanje hipofizne žlezde bez oštećenja hipotalamusa nije dovelo do gojaznosti. Kasnije, seminalne studije Hetherington and Ranson pokazale su da je stereotoksično uništavanje medijalnog bazalnog hipotalamusa sa elektrolitičkim lezijama, suprimiralo funkciju hipofize, rezultovalo morbidnom gojaznošću i neuroendokrinim poremećajima sličnim onima kod pacijenata koje je opisao Fröhlich. Ova i sledeće studija jasno su utvrdila da je hipotalamus za normalne endokrine funkcije. Međutim, mehanizmi pomoću kojih je hipotalamus bio uključen u endokrine regulacije ostao je neutvrđen dugi niz narednih godina. Dana znamo da su fenotipovi Frolihovog sindroma i sindrom ventromedijsalne hipotalamičke lezije, verovatno posledica disfunkcije ili uništavanja ključnih hipotalamičkih neurona koji regulišu sekreciju hormona i energetsku homeostazu.

Veliki iskorak napravila je neuroendokrinologije kada je nekoliko grupa istraživača poput Ernst i Berta Scharrer, otkrila da su neuroni u hipotalamusu izvor aksona koji čine neuronski snop. Ipak, hipotalamička kontrola prednje hipofize i dalje je ostala nejasna.

Anatomske studije Wislocki-a i King-a podržale su koncept da je bitan protok krvi između hipotalamusa i hipofize. A kasnije studije, uključujući i rad Geoffrey Harris-a, opisuju značaj uspostavljanje toka krvi između hipotalamusa i srednje eminenciji prednje hipofize. Ovo je podržalo koncept da hipotalamus indirektno kontroliše funkciju prednje hipofize i dovodi do sada več prihvaćene hipoteze o postaojanju hipofiznog hemotransmitera.

Nakon toga, sledilo je nekoliko važnih studija, naročito onih iz Šalija i kolega iz Guillemin group, koje su utvrdile da je prednji hipofiza čvrsto kontrolisana od strane hipotalamusa. Obe grupe istraživača identifikovale su nekoliko faktora koji učestvuju u kretanju peptidnih hormona. Ove temeljne studije rezultovale su dodeljivanjem Nobelove nagrade za medicinu 1977. godine Guillemin group. Sada znamo da su ovi oslobađajući faktori osnovna veza između CNS i kontrole endokrinih funkcija. Štaviše, ovi neuropeptidi koji su visoko prisutni u svim vrstama od suštinskog su značaja za reprodukciju, rast i metabolizam.

Tokom proteklih 4 decenija, rad na polju neuroendokrinologije nastavio je da napreduje na više frontova. Kloniranje i karakterizacija specifičnih G proteina vezanih receptora (GPCRs) kao oslobađajući faktori hipotalamusa pomogli su da se definišu mehanizmi signalizacije koji koriste faktore oslobađanja. Karakterizacija distribucije ovih receptora univerzalno je pokazala ekspresiju receptora u mozgu i perifernim tkivima, osim hipofize, tvrdeći da je višestruke fiziološke uloge faktora koji oslobađaju neuropeptide. Na kraju, došlo je do ogromnog napretka u našem razumevanju regulatornih neuronskih i humoralnih inputa za hipofizotropne neurone.

 
Adipostatski hormonski leptin, otkriven 1994. godine, je primer humoralnog faktora koji ima duboke efekte na više neuroendokrinih kola.

Adipostatski hormonski leptin, otkriven 1994. godine, je primer humoralnog faktora koji ima duboke efekte na više neuroendokrinih kola. Redukcija cirkulirajućeg leptina je odgovorna za suzbijanje štitne žlezde i reproduktivnih osovine tokom reagovanja na gladovanje. Kasnije otkrivanje grelina, stomačnog peptida koji reguliše apetit, a takođe deluje i na više neuroendokrinih osovina, pokazuje da još mnogo toga ostaje nenaučeno u vezi sa regulisanjem hormona koje stvara hipotalamus. Naime tradicionalno je teško proučavati oslobađanje ekspresije gena ili specifične regulacije neuronskih oslobađajućih faktora zbog njihovih malih brojeva i, u nekim slučajevima i difuzne distribucije. Transgenski eksperimenti su proizveli kod miševa ekspresiju fluorescentnih markerskih proteina specifično usmerenih na neurone gonadotropin-sprovodnog hormona (GnRH) i neurone arterijske proopioelanokortina (POMC), među mnogim drugim. Ova tehnologija će omogućiti detaljno istraživanje elektrofizioloških osobina hipotalamičkih neurona.

Balansa tečnosti i stresnog odziva kroz kontrolu proizvodnje pituitarnog hormona, neuroendokrinologija je proučavala interakciju endokrinog i nervnog sistema u regulaciji homeostaze

Iako se većina oblasti neuroendokrinologije fokusirala na faktore oslobađanja hipotalamusa i njihovu kontrolu reprodukcije, rasta, razvoja, balansa tečnosti i stresnog odziva kroz kontrolu proizvodnje pituitarnog hormona, neuroendokrinologija je proučavala interakciju endokrinog i nervnog sistema u regulaciji homeostaze. To je uslovilo da su polja neuroendokrinologije dalje proširena, međutim, kako su raznovrsna područja osnovnih istraživanja često bila fundamentalna za razumevanje neuroendokrinog sistema ona su na taj način podstakla istraživače u ovom smeru. Ove oblasti uključuju izučavanja:

  • neuropeptidne strukture,
  • funkcije i mehanizme delovanja neuropeptidnih struktura;
  • neuronske sekrete;
  • hipotalamičku neuroanatomiju;
  • GPCR strukture, funkciju i signalizaciju;
  • transport supstanci u mozgu; i
  • delovanje hormona u mozgu.

Kako homeostatski sistemi često uključuju i integrisane endokrine, autonomne i druge oblike ponašanja, u mnogim od ovih sistema (npr energetska homeostaza, imunološka funkcija), klasične neuroendokrine osovine su važne, ali ne i autonomni putevi, a ovi subjekti se takođe često proučavaju u kontekstu neuroendokrinologije.

Galerija

uredi
Neuroendokrine ćelije

Izvori

uredi
  1. ^ An Introduction to Neuroendocrine Systems U: Jon E. Levine, in Handbook of Neuroendocrinology, 2012. Edited by:George Fink, Donald W. Pfaff and Jon Levine. ISBN 978-0-12-375097-6.
  2. ^ Neuroendocrinology Defined U: Jon E. Levine, in Handbook of Neuroendocrinology, 2012. Edited by:George Fink, Donald W. Pfaff and Jon Levine. ISBN 978-0-12-375097-6.

Spoljašnje veze

uredi
 Molimo Vas, obratite pažnju na važno upozorenje
u vezi sa temama iz oblasti medicine (zdravlja).
 Molimo Vas, obratite pažnju na važno upozorenje
u vezi sa temama iz oblasti medicine (zdravlja).