Функция мозгового вещества надпочечников и секреция катехоламинов

Мозговое вещество надпочечников представляет собой внутреннюю часть надпочечника и функционирует как специализированная часть симпатической нервной системы. Его хромаффинные клетки синтезируют, хранят и секретируют катехоламины, главным образом эпинефрин и норэпинефрин, непосредственно в кровоток, обеспечивая гормональное звено быстрой реакции «бей или беги».

Definition

Функция мозгового вещества надпочечников — это секреция катехоламинов (преимущественно эпинефрина и норэпинефрина) хромаффинными клетками мозгового вещества надпочечников в ответ на преганглионарную симпатическую стимуляцию, доставляющую циркулирующие гормоны, которые опосредуют острую физиологическую реакцию на стресс.

Scope

Эта тема охватывает онтогенетическое происхождение мозгового вещества, биосинтез и хранение катехоламинов в хромаффинных клетках, нервный механизм их высвобождения и их системные эффекты. Она противопоставляет нейроэндокринную функцию мозгового вещества стероидной функции коры надпочечников, рассматриваемой в смежных темах.

Core questions

• Почему мозговое вещество надпочечников считается модифицированным симпатическим ганглием, и как это объясняет его контроль?
• Как синтезируются и хранятся катехоламины, и что делает эпинефрин доминирующим продуктом надпочечников?
• Как циркулирующие катехоламины мозгового вещества вызывают системные эффекты «бей или беги»?

Key concepts

• Хромаффинные клетки
• Катехоламины (эпинефрин, норэпинефрин)
• Тирозингидроксилаза как лимитирующий фермент
• PNMT и синтез эпинефрина
• Модифицированный симпатический ганглий
• Спланхническая (преганглионарная) холинергическая стимуляция
• Хранение в хромаффинных гранулах и экзоцитоз
• Реакция «бей или беги»

Mechanisms

Мозговое вещество надпочечников развивается из нервного гребня и иннервируется преганглионарными симпатическими волокнами, поэтому его хромаффинные клетки ведут себя как постганглионарные нейроны, которые высвобождают свой продукт в кровоток, а не в синапс. Синтез катехоламинов происходит из тирозина, при этом тирозингидроксилаза катализирует лимитирующее превращение в ДОФА, за которым следует декарбоксилирование до дофамина и бета-гидроксилирование до норэпинефрина; во многих хромаффинных клетках фермент фенилэтаноламин-N-метилтрансфераза (PNMT), индуцируемый высоким местным уровнем кортизола, поступающего из коры, метилирует норэпинефрин до эпинефрина, который является основным катехоламином надпочечников человека. Продукты хранятся в хромаффинных гранулах и высвобождаются путем кальций-зависимого экзоцитоза, когда ацетилхолин из спланхнических нервов стимулирует клетки. Попадая в кровь, они действуют на адренергические рецепторы по всему телу, увеличивая частоту сердечных сокращений и сократимость, перераспределяя кровоток, расширяя дыхательные пути и повышая уровень глюкозы в крови.

Clinical relevance

Физиология мозгового вещества надпочечников служит основой для понимания катехоламин-секретирующих опухолей, таких как феохромоцитома, которые вызывают эпизодическую или устойчивую гипертензию и другие адренергические симптомы посредством избыточного высвобождения катехоламинов. Данная статья описывает нормальную функцию и физиологическую основу таких состояний для справки и не предлагает диагностических или лечебных рекомендаций для конкретного человека.

Evidence & guidelines

Биосинтетический путь и нервный контроль секреции катехоламинов давно установлены в физиологии и описаны в стандартных учебниках, а регуляция тирозингидроксилазы рассмотрена Zigmond et al. (1989). Системная роль катехоламинов мозгового вещества в экстренных реакциях восходит к классической работе Кэннона о реакции «бей или беги».

History

Экстракты мозгового вещества надпочечников были одними из первых изученных гормонов, а активное вещество было выделено около 1900 года. Уолтер Кэннон в начале двадцатого века установил роль мозгового вещества в экстренной реакции «бей или беги». Работа фон Эйлера в середине века идентифицировала норэпинефрин как симпатический нейромедиатор, а Аксельрода прояснила метаболизм катехоламинов, прочно вписав мозговое вещество в симпатическую нейрофизиологию.

Key figures

• Walter Cannon
• Ulf von Euler
• Julius Axelrod

Seminal works

• zigmond-1989
• cannon-1929

Frequently asked questions

Почему эпинефрин является основным гормоном мозгового вещества надпочечников у человека?

Многие хромаффинные клетки экспрессируют PNMT, фермент, который превращает норэпинефрин в эпинефрин. PNMT индуцируется высокими концентрациями кортизола, которые достигают мозгового вещества из окружающей коры, поэтому мозговое вещество надпочечников преимущественно секретирует эпинефрин.

Чем мозговое вещество надпочечников отличается от коры надпочечников по способу контроля?

Мозговое вещество контролируется нервно, преганглионарными симпатическими (спланхническими) нервными волокнами, высвобождающими ацетилхолин, и секретирует катехоламины в течение нескольких секунд. Кора контролируется гормонально и продуцирует стероиды в течение более длительного времени.