Нейроэндокринная система легких

История открытия указанной системы относится к 1938 году, когда F.Feyrter обнаружил в бронхиальном эпителии аргирофильные клетки. Автор предположил, что обнаруженные клетки обладают гормональной активностью. По мере накопления новых сведений о функциях и месторасположении этих клеток сформировалось представление о диффузной эндокринной системе, которая может иметь место в различных органах. Доказательством этому служило открытие ранее аргирофильных клеток в кишечнике.

Позднее в 1968-1969 г.г. Э.Пирс назвал эту эндокринную систему АРИД-системой (amineprecursoruptakeanddecarboxylation).

В настоящее время установлено, что нейроэндокринные клетки возникают из стволовых клеток тех органов и тканей, в которых они располагались (С.А. Блинова 1986, 1987, 1989, 2000).

Нейроэндокринные клетки легких (НЭК) располагаются в легких по одиночке между эпителиальными клетками воздухоносных путей и респираторного отдела (С.А. Блинова, 1987, 1988). Морфологической особенностью НЭК является большие их размеры и светлая цитоплазма. По форме они могут быть трапециевидными, треугольными, грушевидными, веретенообразными. Среди этого многообразия выделяют клетки открытого и закрытого типов. В клетках открытого типа верхушечная часть клеток открывается в просвет воздухоносных путей. Эта особенность, видимо, обуславливает изменение эндокринной активности клеток в зависимости от состава вдыхаемого воздуха. НЭК закрытого типа находятся на базальной мембране, либо в ее углублении и не сообщаются с просветом воздухоносных путей. Некоторая часть клеток имеет отростки, которые анастомозируют с другими рядом расположенными клетками. Видимо, эта разновидность клеток обеспечивает сопряженную перестройку отдельных регионов в зависимости от изменения каких-либо параметров гомеостаза (газового состава температуры, влажности воздуха, наличие аллергенов и др.).

С помощью иммуноцитохимии в клетках НЭК обнаружен целый ряд гормонов и нейропептидов: гастрин-освобождающий пептид, кальцитонин, бомбезин, лей-энкефалин и др.

Характеристику пепетидов, вырабатываемых в легких, мы приводим из публикации Polar J.M.,BloomS.R. (1985).

Таблица № 1

Распределение и функциональная характеристика пептидов легких (Polar j.M., Bloom s.R., 1985)

Вид пептидов	Локализация	Действие
ВИП	Нервные волокна	Миорелаксация, вазодилатация, секреция
Пептиды с гистидином и изолейцином (у свиней) или метионином (у людей)	То же	Миорелаксация, секреция
Холецистокипин	Неизвестно	Неизвестно
Бомбезин	Эндокринные клетки	Трофические
Гастрин-освобождающий пептид	То же	Трофическое
Вещество Р	Нервные волокна	Рецепция, вазодилатация, миорелаксация
Нейропептид с тирозином (нейропептид Y)	То же	Вазоконстрикция
Соматостатин	Неизвестно	Освобождение многих пептидов
Кальцитонин	Эндокринные клетки	Неизвестно
Энкефалин (лей- или мет-)	То же	-//-
Пептид, связанный с геном кальцитонина	Нервные и эндокринные клетки	Может быть сенсорная

Пептиды обеспечивают функционирование 3-ей автономной нервной системы – пептидергической (наряду с симпатической и парасимпатической). Медиатором пептидергической системы является вазоактивный интестинальный пептид – ВИП.

Электронная микроскопия позволяет выявить секреторные гранулы, цистерны эндоплазматической сети, большое количество рибосом и хорошо развитый аппарат Гольджи.

В онтогенезе количество НЭК существенно меняется. В периоде новорожденности количество их наибольшее; по мере роста легких количество их уменьшается (StahlamM.F.,GrayM.E., 1984).

Кроме НЭК в легких обнаружены клетки, схожие с НЭК, которые получили название нейроэпителиальные тельца – НЭТ (G.M.Lanweryns, 1978). По форме эти клетки отличаются от НЭК и при микроскопии выглядят овальными или цилиндрическими. Особенностью НЭТ является их плотный контакт с базальной мембраной и кровеносными сосудами. Гистохимическими методиками доказано наличие в гранулах клеток серотонина. Важно заметить, что НЭТ как правило контактирует с нервными окончаниями (адренергическими).

В настоящее время имеются основания считать, что нейроэндокринная система легких принимает участие в дифференцировке и росте элементов легких как в пре-, так и в постнатальном периоде.

Исходя из особенностей строения, расположения и гормональной активности апудоцитов предполагается, что они участвуют в регуляции роста созревания, просвета бронхов, кровообращения, секреции слизи. Данные об изменении функциональной активности НЭК под действием изменяющегося газового состава вдыхаемого воздуха позволяет говорить о регулировании апудоцитами соотношения вентиляции и кровотока. Как известно, это одна из важнейших и главных физиологических констант легких. Многие функции этих клеток еще предстоит выяснить.

В 70-80 – е г.г. за цикл работ по изучению APUD– системыGillemanбыл удостоен Нобелевской премии за открытие секреции пептидов и явления нейроэндокринной регуляции в ЦНС. В результатеAPUD– теория была преобразована в теорию диффузной пептидергической системы (ДПНЭС). Согласно этой теории, дисперсная ДПНЭС насчитывает несколько десятков (более 40) типов клеток, обладающих эндокринной функцией. Эти клетки были обнаружены в ЦНС, сердечно-сосудистой, пищеварительной, урогенитальной системах, эндокринных железах, коже, плаценте, включая легкие. В легких обнаружено более 40 разновидностей клеток, способных синтезировать различные пептиды.

Поскольку мы коснулись этого интересного вопроса, то следует заметить, что И. Квентом (2000-2002) сформулирована гипотеза (которая считается сегодня новой) о мультимедийной диффузной системе (ДНИЭС). Она объединяет 3 важнейших регуляторных системы: нервную, эндокринную и иммунную. С учетом тех сведений роль легких в системе нейроиммуноэндокринной регуляции приобретает особое значение. В связи с этим перспектива этого научного направления очевидна. Относительно легких, в них обнаружена целая группа клеток (ЕС, L,P,C, Д), которые вырабатывают серотонин, милатонин, энкефалины, антидиуретический гормон, мелатонин, соматостатин, адренокортикотропный гормон, «кишечные гормоны». Такое многообразие синтезируемых гормонов определяет оптимальные взаимоотношения между органным и системным гомеостазом.

Морфо-функциональная особенность легких заключается в их контролирующей роли над прохождением всего объема крови через них и предполагает возможное участие легких в регуляции уровня «классических» гормонов в артериальном кровотоке.

Среди вазоактивных пептидов в первую очередь были исследованы брадикинин, каллидин, метиониллизил – брадикинин. Общий предшественник этих соединений – кининогены. Процесс превращения кининов из кининогенов обеспечивается ферментами кининогенинами. В свою очередь имеются кининогенины, которые функционируют в плазме и результатом является образование брадикинина, и ферменты, которые работают в тканях с образованием каллидина. Наряду с кининогенами в легких содержится большое количество трасилолиингибитора кининов. Вместе взятые кинины с их ингибиторами могут влиять на состояние микроциркуляции и транскапиллярного обмена собственно легких, а также на жидкое состояние крови в кровотоке и уровне системного давления. От состояния метаболической активности легких зависит и многие реакции вегетативной системы (Медведев В.И., Бахарев В.Д., 1981). Кинины могут оказывать свое влияние на тонус бронхов. По данным В.А. Гончаровой с соавт. (1979) легкие обладают самой мощной ферменторазрушительной системой в 10 - 15 раз превышающей, к примеру, ферментативную систему сердца. Указанная активность способствует тому, что 80% брадикинина, введенного в легочную артерию расщепляется при однократном прохождении малого круга.

Расщепление кининов обеспечивается специфическим ферментом пептидилдипептидазой (кининазой – II, ангитензинпревращающим ферментом) субстратом для которого является, кроме кининов, инсулин и энкефалин (BenuckM. еtаl.,1981). Такая универсальность ферментов, возможно, имеет глубокий биологический смысл. В то же время для ферментов легких характерна и высокая избирательность. К примеру, вещество P и вазоактивный кишечный пептид транзитом проходят малый круг (VermaP.etal., 1982). Важно отметить, что фермент кининаза-I (карбоксипептидаза), находится в крови с способна также расщеплять брадикинин.

Как мы уже заметили биологически активные вещества, и соответствующие ферменты формируют функциональные системы поддержания на оптимальном уровне органный кровоток, транскапиллярный обмен и системную гемодинамику. Эти компоненты могут определяться активностью расщепления кининов, вызывающих вазодилятаторный эффект образования ангиотензина – II, определяющего вазоконстрикцию, и образованием антитромбина – IIIи контрикала, определяющим жидкое состояние крови. Многообразие составляющих компонентов не исчерпывается только указанными и в большей степени мы их привели для иллюстрации наличия возможных функциональных систем.

Считается, что процесс превращения ангиотензина – I в ангиотензин – II осуществляется только в легких (OparilS.etal., 1979; Krieger E.etal., 1980). Это мнение основано на высокой ферментативной активности легких при введении в малый круг огромных (в 10000 раз больших, чем в физиологических условиях) количеств АТ – I и превращении 50% введенного АТ – I в АТ – II.

Установлено высокое содержание кининазы II в плаценте беременных, что позволяет думать о морфофизиологическом единстве этих двух органов.

По нашему мнению достаточно большая фракция АТ – II способна образовываться вне легких. Доказательством этому послужили эксперименты, проведенные на кроликах с определением концентрации ренина и ангиотензина – II в притекающей и оттекающей от легких крови.