1. Apud-система и ее морфологические основы

Гормоны желудочно-кишечного тракта и места их образования

Предположение о наличии в слизистой оболочке желудочно-кишечного тракта кле­ток, выполняющих эндокринную функцию, было высказано еще в 1914 году П. Массо-ном. Большую роль в развитии учения о данной функции пищеварительного тракта сыграли работы А. Пирса (1968-1976). Согласно его мнению существуют своеобразные клетки, характеризующиеся эмбриологической общностью, определенными морфоло­гическими и биохимическими свойствами, составляющие своеобразную систему APUD (Amine Precursor Uptake Decarboxylation).

Эти клетки характеризуются высоким содержанием аминов (Amine). способностью к усвоению предшественников аминов (Precursor Uptake) и наличием фермента декар-боксилазы (Decarboxylation).

APUD-клетки локализованы в гипоталамусе, гипофизе, щитовидной железе, мозго­вом слое надпочечников, пищеварительном тракте. Как отмечает К. Welbourn с соавт. (1974) "пищеварительный тракт является самой большой эндокринной фабрикой орга­низма".

К APUD-клеткам относится 36 разновидностей клеток, 28 из которых являются произ­водными эктодермы (A.Pearse et all., 1976), источник остальных 18 разновидностей по­ка не выяснен.

Количество клеток с неидентифицированными функциями по окраске и данным электронной микроскопии, относящихся к системе APUD, а также гормонов неясного происхождения, как отмечают М. Grossman с соавт., (1974) и A. Pearse (1974), еще дос­таточно значительно.

Всю систему APUD-клеток подразделяют на 3 группы (A. Pearse, I. Polak. 1978): 1. Нейроэндокринные клетки, происходящие из нервного гребешка (их 7 типов, например, С-клетки, продуцирующие калыщтонин).

2. Клетки, происходящие из нейтральной эктодермы (их 20 типов). Они в подав­ляющем большинстве локализованы в мозговой ткани, продуцирующие, например, люлиберин, тиреолиберин и др.

3. Клетки желудочно-кишечно-панкреатической системы (GEP-celes). Они имеют эктобластическое происхождение. Это самая большая группа клеток APUD-системы.

Название гормона	Место выработки гормона	Типы эндокринных клеток
Соматостатин	Желудок, проксимальный отдел тонкой кишки, под­желудочная железа	D-клетки
Вазоактивный интести-нальный пептид (ВИП)	Во всех отделах ЖКТ	Di -клетки
Панкреатический полипеп­тид (ПП)	Поджелудочная железа	D:-клетки
Гастрин	Антральная часть желудка, поджелудочная железа, проксимальный отдел тон­кой кишки	G-клетки
Гастрон	Антральный отдел желудка	G-клетки
Бульбогастрон	Антральньгй отдел желудка	G-клетки
Дуокринин	Антральный отдел желудка	G-клетки
Бомбезии	Желудок и проксимальный отдел тонкой кишки	Р-клетки ■
Секретин	Тонкий кишечник	S-клетки
Холецистокинин-панкреозимин (ХЦК-ПЗ)	Тонкий кишечник	1-клетки
Энтероглюкагон	Тонкий кишечник	Ed-клетки
Мотилин	Проксимальный отдел тон­кой кишки	ЕС;-клетки
Гастроингибирующий пеп­тид (GIP)	Тонкий кишечник	К-клетки
Нейротензин	Дистальный отдел тонкой кишки	N-клетки
Энкефалины (эндорфины)	Проксимальный отдел тон­кой кишки и поджелудоч-	L-клетки

	ная железа
Субстанция Р	Тонкая кишка	ЕС 1-клетки
Вилликинин	Двенадцатиперстная кишка	ЕС i -клетки
Энтерогастрон	Двенадцатиперстная кишка	ЕС i-клетки
Серотонин	Желудочно-кишечный тракт	ЕС]. ЕСг-клетки
Инсулин	Поджелудочная железа	В-клетки
Глюкагон	Поджелудочная железа	а-клетки

Эндокринные клетки ЖКТ характеризуются следующими особенностями, отличаю­щими их от кишечных клеток (энтероцитов):

1. Низким уровнем гранулярного эндоплазматического ретикулюма.

2. Высоким содержанием свободных рибосом.

3. Высоким уровнем гладкого ретикулюма в форме везикул.

4. Электронноплотными и лабильными при фиксации митохондриями.

5. Связанными с мембраной секреторными пузырьками с оксинофяльным содержи- мыым.

Согласно выработанной единой терминологии, получившей название Висбаден-ской (1970), с новыми поправками, сделанными на встрече пяти исследовательских групп (в том числе участников Висбаденского соглашения и группы японских уче­ных) в Болонье (1973), в ЖКТ классифицируют следующие типы эндокринных клеток:

В желудке - ЕС, G, ECL, AL, D, D,.

В кишке - ЕС, S, EG, G, I, D, D,.

В поджелудочной железе - А, В, D, Di.

G-клетки. Методами иммуноморфологического, иммунофлюоресцентного анализа, с использованием антигастриновои сыворотки доказана связь данного типа клеток с про­дукцией гормона гастрина. Указанные клетки локализованы в слизистой пилорической области желудка, его кардиальной и антральной частях, в двенадцатиперстной кишке, особенно в ее луковице, тощей кишке (в меньшем количестве). На апикальной мембра­не G-клеток имеются микроворсинки.

ЕС-клетки. Клетки данного типа (аргентоффинные, энтерохромаффинные, клетки Кульчицкого) встречаются вдоль всего ЖКТ, локализуясь преимущественно у осно­вания пилорических желез желудка или в криптальнои области ворсинок тонкой киш­ки, Апикальная поверхность данных клеток снабжена небольшими микроворсинками. ЕС-клетки являются продуцентами 5-гидрокситриптамина. Однако результаты иссле­дований, полученные в последние годы, позволяют полагать, что кроме указанного вещества ЕС-клетками продуцируется полипептидный продукт, являющийся мотили-ном.

В фундальной части желудка встречаются энтерохромаффинаподобные клетки ECL, отличающиеся от ЕС-клеток по некоторым деталям ультраструктуры.

EG-клетки (энтероглюкагоновые). Локализованы в слизистой оболочке на всем про­тяжении тонкого и толстого кишечника. Клетки данного типа являются продуцентами энтероглюкагона.

1-клетки. Встречаются в слизистой оболочке двенадцатиперстной и тощей кишок. Их гранулы схожи с гранулами EG- и S-клеток по электронной плотности, но по раз­мерам занимают промежуточное место (это определило название клеток - intermediate). I-клетки являются продуцентами холецистокинина-панкреозимина.

S-клетки. Располагаются в криптах двенадцатиперстной кишки и в проксимальных отделах тощей. У человека их количество сравнительно невелико. S-клетки являются продуцентами секретина.

D-клетки. Располагаются в слизистой оболочке фундальной и пилорической частей желудка и тощей кишки. Клетки данного типа синтезируют соматостатин.

.Огклетки. Локализованы преимущественно в двенадцатиперстной и тощей кишках. а также обнаруживаются в желудке. С деятельностью Di-клеток связывают продукцию вазоактивного интестинального полипептида (ВИП).

Для гастроинтестиналъных гормонов М. Grossman (1974) предложил следующую классификацию:

I. Гормоны

1. Холецистокинин-панкреозимин

2. Гастрин

3. Секретин

П. Кандидаты в гормоны

А. Происхождение из желудочно-кишечного тракта и последовательность амино­кислот установлены.

1. Гастроингибирующий полипептид (GIP)

2. Кишечный глюкагон

3. Могилин

4. Серотонин

5. Соматостатин

6. Вазоактивный интестинальный полипептид (VIP)

Б. Последовательность аминокислот или структура неизвестны и происхождение из ЖКТ не может быть с уверенностью подтверждено.

1. Антральный халон

2. Бомбезин

3. Бульбогастрон

4. Химоденин

5. Когерин

6. Дуокринин

7. Энтерокринин

8. Энтерогастрон

9. Энтероглюкагон

10. Энтерооксинтин

11. Гастрон

12. Инкретин

13. Полипептид, освобождающий инсулин

14. Панкретон

15. Субстанция Р

16. Урогастрон

17. Вагогастрон

18. Вилликинин

Однако последующие исследования многих авторов позволили установить еше це­лый ряд новых пептидов, образующихся в ЖКТ (А.М.Уголев.1978; П.К.Климов

.1983 ;MGrossman, 1978 и др.).

Для ряда гормонов ЖКТ характерна множественность молекулярных форм. В част­ности, различают различные формы гастрина (мини-, большой и самый большой гаст-

рян), холецистокинина-панкреозимина, две иммунореактивные формы ГИП, секретина (двух и даже трех форм). Многие гормоны отличаются между собой длиной пептидной цепочки (например, лей- и метэнкефалины).

Наличие у ряда гормонов идентичных С-терминальных пентапептидных фрагментов определяет их биологическую активность (например, гастрин и холешстокинин). Большая схожесть в структуре характерна для ВИП, ГИП. секретина и глюкагона, что объясняется общностью их эволюционного Происхождения. Вместе с тем молекулярная гетерогенность гормонов ЖКТ, вероятно, связана с метаболическими превращениями основной формы пептида-предшественника или же как результат модификации ДНК и РНК. Разрыв пептидных связей пептида-предшественника с длинной цепью, приводя­щий к образованию пептидов с более короткими связями, обусловливает гетероген­ность гормонов ЖКТ. Такой процесс характерен для образования гастрина G-17. Ана­логичная последовательность аминокислот характерна для пептида-предшественника и других гормонов (проинсулина, проглюкагона, липотропина и др.).

Молекулярная гетерогенность наиболее изучена у таких гормонов как гастрин, эн-дорфины, инсулин, холецистокинин. Для этих целей используются высокоразрешаю­щие методы анализа (гель-хроматография, электрофорез и др.), а также сочетание ра­диоиммунологического и гель-хроматографического методов.

Гормональные пептиды по заключению Блума и Полака (S.Bloom, J. Polak. 1978 г), выполняют роль как трансмиттеров, так и факторов паракринной регуляции. При этом авторы выделяют следующие виды действия пептидов.

1. Экзокринный. Выделение пептидов из эндокринных клеток в просвет полости. . 2. Паракринный. Выделение пептидов из эндокринных клеток в межклеточное про­странство и их действие реализуется локально.

3. Нейрокринный. Выделение пептидов из нервных окончаний в результате деполя­ ризации аксонов и их действие реализуется в синапсах, аналогично таким медиато­ рам как адетилхолин или катехоламины. Такие нервные окончания получили название пептидергические.

4. Нейроэндокринный. Выделение пептидов из нервных окончаний в общую цир­ куляцию и они выполняют нейроэндокринную функцию.

5. Гормональный. Выделяются пептиды из эндокринных клеток в кровоток и вы­ полняют эндокринную функцию. Однако учитывая то, что период полураспада для

10

большинства пептидов довольно короткий (до 10 мин), то действие их в основном яв­ляется паракринным.

Для ряда гастроинтестинальных гормонов характерным является сходство химиче­ской структуры и биологического действия. В частности, выделяют так называемое семейство гастрина, включающее различные формы гастрина и холецистокинин. се­мейство секретина, включающее ВИП, ГИП. Этим объясняется сходство клинических проявлений как со стороны пищеварительной, так и других систем при избыточной или же сниженной продукции различных гормонов пищеварительной системы того или иного семейства.

2. ГОРМОНЫ ПИЩЕВАРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ, ИХ СТРУКТУРА, СВОЙСТВА И ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ