БАЗОЛАТЕРАЛЬНОЕ ЯДРО В СИСТЕМЕ РЕПРОДУКТИВНЫХ ЦЕНТРОВ МИНДАЛЕВИДНОГО ТЕЛА МОЗГА

Полный текст

Формирование нейроэндокринных репродуктивных центров мозга происходит в периоде половой дифференциации, который у человека приходится на средний триместр внутриутробного развития, а у крысы начинается с 21-22-х суток пренатального периода, и включает первые 7 сут после рождения [7]. Концептуальная модель андрогензависимой половой дифференциации мозга (ПДМ) [7, 9] предполагает, что этот процесс начинается с ароматизации андрогенных стероидов, т. е. их превращения в эстрогены. Далее часть эстрогенов метаболизируются в катехолэстрогены. Именно они опосредуют действие тестостерона на содержание норадреналина в гипоталамусе в раннем постнатальном периоде, с которым, в свою очередь, связывают развитие ПДМ по мужскому типу. Важным событием в процессе ПДМ является формирование в гипоталамической области центров регуляции секреции гонадотропинов: циклического, расположенного в медиальном преоптическом ядре и в переднем гипоталамическом ядре, и тонического, который локализован в аркуатном ядре гипоталамуса. Оба активно функционирующие указанные центры присущи женскому организму, в нейроэндокринной репродуктивной системе мужского организма функционирует только тонический центр, так как в период ПДМ происходит инактивация циклического центра. Предоптическая и медиобазальная области гипоталамуса являются также местами локализации центров мужского и женского полового поведения. В период ПДМ происходит формирование зон полового диморфизма (ЗПД) мозга при участии метаболитов андрогенов, которые образуются двумя путями: 5α-редуктазным и ароматазным. Вовлечение миндалевидного тела (МТ) в процесс ПДМ установлено обнаружением на его территории активности указанных ферментных систем, являющихся маркерами нервных структур, на которые воздействуют половые стероиды в развивающемся организме [8]. С помощью анализа половых различий структурно-функциональной организации структур МТ в нем выявлены основные ЗПД [2], которые на основании сведений об их взаимосвязях с гипоталамическими центрами регуляции секреции гонадотропинов и полового поведения обоснованно получили статус репродуктивных надгипоталамических центров мозга. Целью данного обзора являются систематизация современных сведений литературы, характеризующих одну из ЗПД МТ - базолатеральное ядро, и краткий анализ его взаимосвязей с другими репродуктивными центрами МТ. Структурно-функциональная организация МТ и ее видовые особенности у различных представителей млекопитающих. Формирование МТ в процессе эволюции конечного мозга, как центра, деятельность которого связана с хеморецепцией, предопределяет его включение в центральные механизмы стратегически важных форм поведения, обеспечивающих воспроизведение и самосохранение организмов, а именно, репродуктивных, пищевых и агрессивно-оборонительных реакций. В реализации всех этих реакций ведущую роль играет древняя часть МТ - палеоамигдала [4, 5]. Филогенетически новая часть МТ, самым крупным ядром которой является базолатеральное, входит в состав функциональных систем, определяющих высшую нервную деятельность - личностные характеристики человека, его эмоции, уровень когнитивных процессов и, в целом, адаптивное поведение [2, 20, 13]. Общепризнано, что в составе МТ есть две группировки структур, различающихся по филогенетическому возрасту: кортико-медиальная (формирующаяся на ранних этапах эволюции головного мозга) и базолатеральная (филогенетически новая). В состав указанных группировок входит большое количество ядер, палеокортикальных формаций и переходных между ними структур [6]. Нейроэндокринологами для исследования репродуктивных процессов чаще всего используются лабораторные крысы, что объясняется не только простотой их содержания и наличием регулярного эстрального цикла, повторяющегося каждые 4-5 сут, но и особенностями структурной организации МТ. У крыс, так же как и других грызунов (мыши, хомячки, морские свинки), МТ занимает всю медиобазальную часть полушария конечного мозга, площади сечения его кортикомедиального и базолатерального отделов практически равны [2]. Это позволяет легко дифференцировать входящие в состав этих отделов ядра. У представителей хищных (собака, кошка) и парнокопытных (овца, коза, свинья), которые также являются объектами исследований в нейроэндокринологии, определяется увеличение площади, занимаемой филогенетически новым базолатеральным отделом МТ, в котором дифференцируют базолатеральное, латеральное и эндопириформное ядра [59, 99, 100]. При сравнительном анализе структурной организации базолатерального ядра МТ у всех указанных выше представителей млекопитающих были выявлены тождественные типы нейронов - пирамидообразные, непирамидные и нейроглиоформные, межвидовые особенности которых проявляются лишь их размерами, зависящими от массы мозга [34, 50, 59, 89]. Механизмы участия базолатерального ядра в анализе обонятельной и полисенсорной информации. Ведущую роль в реализации функций МТ играют специфические обонятельные стимулы - феромоны. Установлено, что различные организмы (от насекомых до человека) способны общаться друг с другом через запахи «тела», имеющие отношение не только к репродуктивному статусу [39, 52, 53, ], но и к другим состояниям, связанным с социальным общением - страху [14], агрессии [29] и тревоге [62]. Примечательно, что по своей химической природе феромоны являются производными половых гормонов. В настоящее время с использованием современных методических приемов уточнены пути и локализация нейронов МТ, обеспечивающих обработку обонятельных стимулов [46, 71, 83]. Показано, что взаимодействие феромональных и обонятельных сигналов имеет место как в переднем, так и в заднем отделах кортикомедиальной группировки структур МТ [31, 32, 53, 67]. Целевыми пунктами влияния половых феромонов, достигающих репродуктивные центры гипоталамуса через МТ, являются нейроны, содержащие кисспептин и нейрокинин Б (kisspeptin/neurokinin B), т. е. пептиды, оказывающие влияние на секрецию гонадотропин-рилизингфактора [52]. Между обонятельными центрами, расположенными в переднем и заднем отделах кортико-медиальной группировки структур МТ, существуют тесные взаимосвязи, что предопределяет их совместное участие в анализе поступающей информации [66]. Базолатеральное ядро имеет тесные связи с кортикальным и медиальным ядрами МТ, которые обеспечивают поступление к нему феромональных стимулов [56, 57, 69, 97]. Неспецифическая обонятельная информация достигает базолатерального ядра через связи с основной обонятельной луковицей [73], с ядром латерального обонятельного тракта [91], а также через амигдалогиппокампальную область и энторинальную кору [92]. Выявлены тесные связи базолатерального ядра с различными по своему функциональному значению ядрами таламуса [100]. Это показывает, что оно представляет собой структуру, способную обрабатывать сигналы различной модальности, с последующим переключением ее на кортикомедиальную группировку МТ, а также на корковые формации [64]. Связи с гиппокампальной формацией обеспечивают участие базолатерального ядра в механизмах запоминания запаховых раздражителей [68]. Ведущее место в анализе специфических обонятельных стимулов в базолатеральном ядре занимают феромоны стресса. Это выявлено с помощью экспрессии c-Fos, а также в электрофизиологическом эксперименте [94]. Большую роль в проведении обонятельных сигналов играют половые стероиды [44, 52, 79]. Репродуктивные центры кортико-медиального отдела МТ. Эти центры МТ входят в основном в состав кортико-медиальной группировки структур и локализуются на территории ее заднего и переднего отделов. В заднем отделе находятся две ЗПД, которыми являются дорсомедиальное ядро (ДМЯ) и медиальная часть заднего кортикального ядра (мЗКЯ) [1, 30, 43, 72, 88, 89, 93, 101]. Морфогенетическое воздействие тестостерона на формирование этих ЗПД в период ПДМ доказано экспериментально при неонатальной андрогенизации самок крыс [3]. Выявленные в этом эксперименте перестройки дендритов объяснили характер половых различий дендроархитектоники нейронов этих ядер у взрослых крыс [3, 86]. Половой диморфизм показан при анализе ультраструктурных характеристик нейронов и синапсоархитектоники [24], а также астроцитов [86]. В указанных ЗПД выявлена большая плотность расположения различных типов рецепторов половых стероидов. Установлено, что в нейронах ЗПД происходит экспрессия двух типов рецепторов эстрогенов (ERαи ERβ), присутствуют рецепторы андрогенов и прогестинов [16, 18, 19, 21, 26, 40, 41, 47, 61]. При этом следует отметить работу последних лет, в которой показано, что рецептор андрогенов может экспрессироваться не только в нейронах, но и в астроцитах этих ЗПД [51]. Кроме классических рецепторов эстрогенов и прогестинов, выявлены их мембранные варианты, способные вызывать быстрый эффект [22, 42, 48, 78]. Основным путем, с помощью которого ЗПД палеоамигдалы включаются в организацию полового поведения и оказывают свое влияние на центры регуляции секреции гонадотропинов, является конечная полоска, через которую проводятся сигналы как у самцов, так и у самок крыс к репродуктивным центрам гипоталамуса [82, 103]. В результате многочисленных экспериментов с пересечением конечной полоски, разрушением или стимуляцией ядер палеоамигдалы доказано ее участие в регуляции циклического и тонического центров выделения гонадотропинов, а также полового поведения животных [45, 80]. В ростральной части кортико-медиального отдела находится другой важный нейроэндокринный центр - переднее кортикальное ядро (ПКЯ), функции которого еще не до конца раскрыты, но имеющиеся сведения свидетельствуют об его участии в регуляции эстрального цикла [11]. Половые различия ПКЯ выражаются в величине площади его сечения, размере клеточных ядер нейронов, а также в плотности расположения нейронов и глиоцитов. Кроме того, нейроны этого ядра реагируют на орхидэктомию (но не на овариэктомию), а также на колебания содержания половых стероидов в динамике эстрального цикла [2]. Стимуляция этого ядра у крыс, находившихся в состоянии персистирующего эструса, приводит к овуляции, но неэффективна у неонатально андрогенизированных самок с явлениями ановуляторного синдрома [15]. При электронномикроскопических исследованиях выявлено модулирующее влияние на него половых стероидов, которое проявлялось большим относительным содержанием функционально активных нейронов на стадии эструса, а также увеличением доли симметричных синапсов [12]. В нейронах ПКЯ обнаружены ERβ, но отсутствуют ERα [76, 105]. О наличии в ядре рецепторов прогестина сообщений нет, но их экспрессию можно предполагать, зная, что этот процесс происходит в нейронах, содержащих ERβ, под влиянием 17β-эстрадиола по принципу усиления экспрессии [40]. Эфферентные волокна из ядра идут в составе медиальной ветви вентрального компонента конечной полоски и по вентральному амигдалофугальному пути в медиальную часть заднего кортикального ядра и к ряду других ядер МТ, а также в предоптическую область гипоталамуса и к его вентромедиальному ядру [74]. Между рассмотренными выше репродуктивными центрами заднего отдела МТ и ПКЯ существуют тесные связи, которые показаны в ходологических исследованиях [74]. Кроме того, в электрофизиологическом эксперименте с моделированием эстрального цикла у крыс получены данные, свидетельствующие о динамике включения ДМЯ и ПКЯ в его регуляцию [11]. На основании полученных данных, можно говорить о более раннем включении в регуляцию эстрального цикла ДМЯ с последующим подключением ПКЯ. Развивающиеся в них тормозные процессы, несомненно, оказывают синхронизирующее действие на циклический и тонический центры регуляции секреции гонадотропинов. Базолатеральное ядро как нейроэндокринный репродуктивный центр. Базолатеральное ядро является структурой филогенетически новой части МТ, имеющей обширные связи с корковыми формациями, совместно с которыми участвует в организации поведенческих реакций и эмоций. Наибольший интерес у исследователей вызывает его роль в функциональной системе страха и тревожности, которые сопровождают многие психоневрологические расстройства [33, 63]. В клинической картине этих расстройств отчетливо проявляются особенности, предопределенные фактором пола, обусловленность которых половыми стероидами подтверждена в экспериментальных исследованиях [26, 28, 37, 58, 84]. Первые наблюдения, показавшие причастность базолатерального ядра к организации полового поведения, сделаны в экспериментах с его разрушением, когда было отмечено, что животные становятся гипер-или гипосексуальными, и это сопровождается вторичными изменениями в гонадах [104]. Более детальные исследования позволили установить, что разрушение базолатеральной группы ядер МТ вызывает гиперсексуальность, а разрушение медиальной части МТ - угнетение половой функции, что выражается у самок мышей в потере способности спариваться [35]. Эти данные хорошо объяснимы с современных позиций, когда было обнаружено наличие ингибирующего влияния базолатеральной группировки МТ на кортико-медиальную и, наоборот, облегчающего влияния кортико-медиальной группировки на базолатеральную [13]. Прямые доказательства вовлеченности базолатерального отдела МТ в регуляцию репродуктивных процессов были получены в электрофизиологических экспериментах [17, 55]. Они показали, что стимуляция ядер базолатерального отдела на стадии проэструса вызывает блокаду овуляции, что сопровождается снижением содержания гонадотропных гормонов, а разрушение - его повышением, при этом происходят изменения массы гонад [36]. Есть сведения и о роли базолатерального отдела МТ в регуляции процесса полового созревания [87]. Половой диморфизм базолатерального ядра находит отражение в его планиметрических характеристиках и объеме клеточных ядер нейронов [2], густоте расположения шипиков на дендритах [90], а также в особенностях пресинаптической иннервации, связанной с половыми различиями в экспрессии синаптофизина [27]. Обнаружено, что у самок в этом ядре присутствует больше ГАМКергических нейронов [96], а также имеются половые различия структурно-функциональных характеристик ГАМК-альфа рецепторов [25]. Показано, что содержание серотонина и дофамина больше у самцов крыс [70]. Выявлено влияние фактора пола на эффект инфузии в базолатеральное ядро нейростероидов [77], функционирование опиоидной системы в этом ядре [85] и экспрессию рецепторов кортикотропин-релизинг-фактора [23]. Выявлены различия выраженности экспрессии c-Fos на стресс и плотности расположения нейронов в разных полушариях мозга у самцов крыс [102]. На половой диморфизм этого ядра указывают исследователи [65], которые обнаружили этот феномен при изучении совокупности синтезируемых нейронами молекул мРНК и некодирующих РНК (транкриптóм) этого ядра у мышей и человека. Существуют половые различия в синапсоархитектонике этого ядра при реакции на хронический стресс [27, 38]. В нейронах базолатерального ядра выявлены оба типа рецепторов эстрогена (ERαи ERβ) [26, 60, 95]. При этом установлено, что экспрессия ERβ происходит исключительно в ГАМКергических нейронах, содержащих парвальбумин [21, 75]. Показана его роль в индукции тревожного поведения и страха, наблюдаемых при дисбалансе половых стероидов при заболеваниях репродуктивной системы [60]. Кроме указанных классических рецепторов, в этом ядре выявлен и мембранный рецептор эстрогенов GPR30, который участвует в формировании анксиогенного эффекта [54, 98]. Обнаружено наличие классических прогестиновых рецепторов [25] и их мембранных вариантов [48]. Уровень экспрессии рецептора андрогена является показателем агрессивности у собак [49]. В функциональной системе тревожности и страха базолатеральное ядро совместно с другими структурами МТ рассматривается как базисный элемент формируемых ингибирующих сетей и процессов синхронизации [20, 81]. Итак, приведенные в обзоре данные свидетельствуют о том, что репродуктивные центры МТ локализуются как на территории филогенетически древней (кортико-медиальной), так и филогенетически новой (базолатеральной) группировок его структур. В кортико-медиальной группировке они расположены в заднем и переднем отделах МТ, которые являются основными реципиентами обонятельных стимулов. В заднем отделе ЗПД ДМЯ и мЗКЯ представляют собой субстрат палеоамигдалы. Они оказывают свое влияние в основном через систему конечной полоски на центры регуляции секреции и выделения гонадотропинов, а также на центры полового поведения, расположенные в предоптической и медиобазальной областях гипоталамуса. ПКЯ совместно с ДМЯ и мЗКЯ входят в состав функциональной системы регуляции эстрального цикла. Существуют тесные взаимосвязи между кортико-медиальной и базолатеральной группировками структур МТ. Базолатеральное ядро, как структура филогенетически новой части МТ, получает основной объем феромональной и обонятельной информации через кортико-медиальный отдел МТ. Интегрируя ее с сенсорными сигналами различной модальности, поступающими из таламуса и корковых формаций, базолатеральное ядро совместно с ними принимает участие в формировании эмоций, механизмов памяти, составляющих основу когнитивных способностей и поведенческих реакций, которые имеют особенности, предопределенные фактором пола.

Об авторах

Азат Валерьевич Ахмадеев

Башкирский государственный университет

Email: mpha@ufanet.ru
кафедра физиологии человека и зоологии 450076, г. Уфа, ул. Заки Валиди, 32

Лилия Филаритовна Галиева

Башкирский государственный университет

Email: galieva-liliya@yandex.ru
кафедра физиологии человека и зоологии 450076, г. Уфа, ул. Заки Валиди, 32

Лилия Барыевна Калимуллина

Башкирский государственный университет

кафедра физиологии человека и зоологии 450076, г. Уфа, ул. Заки Валиди, 32

Список литературы

Дополнительные файлы