Предпосылки –

1.Методы определения гормонов

2.Центральные механизмы регуляции эндокринных функций

3.Пробы на активность нейромедиаторов

4.В психиатрии – выделение компонентов психики (тревожность, агрессивность, вязкость-подвижность и др.)

5. Успехи этологии. Влияние гормонов на поведение (в первую очередь – половых)

В 70-е годы Психонейроэндокринология переросла описательную стадию. Назвали эндокринную систему окном в мозг. Содержание гормона позволяет судить о процессах происходящих в мозге при принятии и выработке решения, которые воплощаются в поведенческие акты.

Гормон «льва» норадреналин и гормон «кролика» - адреналин. По Кэннону – НА связан с активной реакцией, а А с трусливым поведением.

Предполагали, что по уровню гормона можно судить о будущей реакции

Тестостерон у теннисистов

Гормоны – биологически активные вещества, которые выделяются в небольших количествах специальными клетками и распространяются с током крови по всему организму, регулируют многие функции организма.

Железы, выделяющие гормоны, составляют систему внутренней секреции – эндокринной системы.

Основное внимание в курсах классической эндокринологии уделяется таким функциям гормонов как регуляция обмена веществ (инсулин и глюкагон, глюкокортикоиды и минералокортикоиды), процессы роста и дифференцировки (тиреоидные гормоны) половая функция.

Между тем, эндокринная система обеспечивает гуморальную регуляцию всех функций организма, в том числе и поведения. Гормоны участвуют в организации всех форм поведения, а не только полового, как зачастую принято считать.

Эндокринная система организует такие компоненты целостного поведенческого акта как инстинкты, память, эмоции, мотивация, доминанта, т.е. все, гормоны обладают психотропной функцией.

Нервная и гуморальная регуляция одинаково важны для сохранения организма как целого, в том числе и при организации поведения. Две системы различаются следующими свойствами.

Нервная регуляция целенаправленна. Сигнал по нервному волокну приходит в строго определенное место, к определенной мышце, или к другому нервном центру, или же к железе.

Гуморальный сигнал, распространяясь с током крови, разносит одну и ту же информацию по всему организму, и восприимчивость тканей к такому сигналу зависит от наличия в тканях-мишенях воспринимающего аппарата – молекулярных рецепторов.

Нервный сигнал быстрый, он движется к эффекторному органу со скоростью до 140 м/с, задерживаясь при переключении в синапсах лишь на 1 миллисекунду. Благодаря нервной регуляции мы можем сделать что-либо «в мгновение ока».

Гормональная регуляция медленна. Чтобы совершать длительное время, быстро начатое движение, необходимо изменить обмен веществ с помощью гуморальной регуляции. Содержание в крови большинства гормонов увеличивается лишь через несколько минут после стимуляции, а максимума достигает только через 30 мин или, даже, одного часа. Соответственно, максимальный эффект действия гормона может наблюдаться через несколько часов после однократного воздействия на организм. В исследовательской практике поведенческие эффекты гормонов регистрируют чаще всего через 60 мин после введения его животному.

Нервный сигнал краткий. Как правило, залп импульсов, вызванный новым стимулом, длится не более долей секунды. Это реакция включения. Аналогично - реакцию выключения.

Гуморальная же система может осуществлять тоническую регуляцию, т.е. уровень гормона остается повышенным все время действия стимула, в некоторых условиях до нескольких месяцев.

Очаги постоянного возбуждения в нервной системе формируются только при нарушениях ее функций. Застойное возбуждение в центральных отделах нервной системы характерно для многих невротических расстройств и больших психозов: эпилепсии, депрессии и шизофрении.

Исторически сложилось так, что нервная регуляция долгое время считалась основной, а исследования гуморальной были оттеснены в медицину и клиническую физиологию.

Особенно сильно эта тенденция проявилась в нашей стране, где, начиная с работ И.М.Сеченова, начал доминировать принцип нервизма. Примат нервной системы укрепился не только в среде специалистов, но и проник в общественное сознание, что отразилось, в частности в известной поговорке. «Все болезни от нервов». Да, действительно, течение большинства болезней, в том числе и инфекционных, зависит от состояния нервной системы. Однако в не меньшей степени эти процессы находятся под контролем и гуморальных механизмов. Более того, сама нервная система находится под контролем гормонов. Сначала появилась наука «нейроэндокринология», а в последние двадцать лет и «психонейроэндокринология», предметом которой является взаимное влияние гормонов и поведения.

Следует отметить, что полагать нервную регуляцию важнейшей свойственно не только русскому коллективному бессознательному; это интернациональная черта.

Пример. Прогестерон обеспечивает нормальное течение беременности и стимулирует гнездостроительное поведение и другие формы ухода за детенышами. Поэтому его принято относить к женским половым гормонам. Между тем, прогестерон определяется в значительных коли­чествах в крови самцов многих видов, включая человека.

Еще в 1950 г. Ганс Селье, ученый с мировым именем, сообщил, что прогестерон обладает седативным (успокаивающим) и анксиолитическим (противотревожным) эффектами. Однако этот факт не привлекал внимания до тех пор, пока в конце 1980-х гг. не было установлено, что некоторые производные прогестерона синтезируются в головном мозге. Эти вещества обладают седативным и анксиолитическим действием, они получили название нейростероидов. Синтез, функции и регуляция секреции нейростероидов сейчас интенсивно изучаются во всем мире, хотя они лишь модулируют эффекты прогестерона, который, синтезируясь в надпочечниках и гонадах, попадает в центральную нервную систему, свободно проходя через гематоэнцефалический барьер.

На поведение влияет изменение содержания гормонов в крови, которое происходит как в результате естественных причин, так и при введении гормона в виде фармакологического препарата.

Естественные колебания уровня гормонов происходят, например, во время эстрального цикла (менструального – у человека). Именно гормоны являются причиной периодических колебаний эмоционального фона, настроения, что хорошо известно теперь благодаря популярности термина «менструальный синдром». В разные стадии эстрального цикла самки лучше выполняют различные поведенческие тесты. Потом подробнее.

Многочисленные и разнообразные сезонные и циркардные (суточные) изменения поведения у человека и животных происходят благодаря эндокринной системе. Опять же подробнее всего изучена половая система. Совсем не изучены инфрарадианные ритмы.

Кроме того, разнообразнейшие воздействия, вызывающие стрессорную реакцию, оказывают долгосрочное воздействие на психику животных и человека благодаря, в первую очередь, гормональным влияниям.

Методы исследования психоэндокринных взаимоотношений основаны на принципах, общих для всех физиологических методов. Помимо только что описанного метода корреляций психических изменений с гормональным фоном, широко используется и

1.введение животному гормональных препаратов,

2.удаление эндогенных источников гормона – эндокринных желез 3.определение содержания гормонов в различных тканях: крови, головном мозге, периферических органах и тканях.

Преимущество введения гормонального препарата состоит в том, что исследователь может точно дозировать вещество. Кроме того, разный эффект может быть получен при разных способах введения. Помимо внутримышечного или подкожного введения, т.е. системного введения, используется и введение в головной мозг, точнее в его желудочки. В результате изучается действие исследуемого гормона непосредственно на головной мозг. Операция не связана со значительными повреждениями (атравматична), и животное живет, спит, свободно передвигается, имея в черепе канюлю, через которую, в нужное исследователю время, вводится определенная доза вещества. Гормон может вводиться не только в мозговые желудочки, но и отдельные в структуры мозга. Этот метод позволяет установить точное место приложения гормонального сигнала, необходимое для того, чтобы вызвать определенные психические изменения. Дозы вводимых гормонов значительно меньше.

Например, было установлено, что кортиколиберин вызывает тревожные реакции, воздействуя на нейроны миндалины, причем именно на нейроны центрального ядра, а не других отделов миндалины.

При введении определенного вещества исследователь регистрирует эффект именно этого вещества. Специфичность эффекта бывает невозможно определить при методе естественных корреляций или при удалении желез, т.к. каждая железа синтезирует и секретирует несколько гормонов. Их функции и эффекты, как правило, близки (например, у адреналина и норадреналина, секретируемых мозговым веществом надпочечников), но бывают и различными (например, у АКТГ, СТГ, ЛГ, ФСГ, пролактина и других гормонов гипофиза), а иногда и противоположными (как у кортизола и дезоксикортикостерона, секретируемых корой надпочечников).

Определение гормонов - наиболее сложный из методов, применяемых в эндокринологии. В настоящее время разработаны чувствительные, точные, специфичные и воспроизводимые методы, используя которые еще больше восхищаешься экспериментальным мастерством исследователей начала XX века. Уолтер Кэннон, создатель теории эмоциональной регуляции защитных функций организма, определял содержание адреналина по силе сокращения изолированного отрезка кишечника. При этом чувствительность разработанного им метода не уступала современным радиоиммунологическим и иммунофлуоресцентным методам определения адреналина.

Следует сказать несколько слов о различиях между чувствительностью, точностью, специфичностью и воспроизводимостью методов определения гормонов и других биологически активных веществ.

Чувствительность характеризует минимальное количество вещества, которое можно определить в пробе биологического материала для большинства гормонов она превышает фемтомоль, т.е. 10^-15 моля вещества.

Точность – понятие общее для всех методов измерения любой физической величины, которое характеризуется ошибкой измерения.

Специфичность определяется количеством постороннего, как правило, родственного вещества, изменяющего показания определения данного гормона.

Например, если в пробу добавили 10 микрограмм 3,5-прегнанолона и определенное количество 5-прегнандиона возросло на 1 микрограмм, то специфичность метода определения 5-прегнандиона по отношению к 3,5-прегнанолону составляет 90%.

Наконец, понятие воспроизводимости связано с тем, что, чаще всего, результаты повторного определения отличаются от результатов, полученных в первый раз.

Поэтому всегда, когда есть такая возможность, пробы, полученные от экспериментальных и контрольных животных, определяются одновременно.

В настоящее время специфичность определения большинства гормонов превышает 99%, чувствительность соответствует минимальным биологически активным дозам, достаточная точность достигается двумя или тремя параллельными определениями. Поэтому методы определения гормонов совершенствуются именно в направлении улучшения воспроизводимости.

Метод удаления источников эндогенных гормонов, т.е. удаления желез самостоятельную ценность утратил в настоящее время.

1. гормоны синтезируются не только в основной железе, но и во многих других клетках, рассеянных по многим тканям.

2. эндокринная железа является сложным органом со многими функциями, она секретирует многие гормоны, и выделить специфический эффект можно выключая отдельные ферментные системы, блокируя экспрессию отдельных генов.

3. Кроме того, функционирование отдельной эндокринной системы определяется не только продукцией гормона, но и чувствительностью тканей к нему.

Но, в совокупности с другими методами, удаление желез широко практикуется, например, для выявления активности гормонального препарата, действие которого может маскироваться эндогенными факторами.

Существование рецепторного уровня гуморальной регуляции вызвало развитие соответствующих методов исследования.

Определение содержания гормона в крови дает представление только об активности железы. Для полной картины эндокринной функции необходимо знать насколько ткани способны воспринимать гормональный сигнал.

Зачастую изменения на рецепторном участке передачи гуморального сигнала определяют всю эндокринную функцию в целом.

Например, широко известно, что существуют две формы диабета: инсулин-чувствительная и инсулин-резистентная.

Первая форма обусловлена недостаточной секрецией инсулина, которую можно скомпенсировать регулярными инъекциями гормона.

При второй форме заболевания в тканях отсутствуют рецепторы к инсулину, в результате, введение дополнительных количеств гормона не вызывает биологического эффекта.

Другим примером могут служить рецепторы кортикостероидных гормонов I и II типов. Основной гормон коры надпочечников крыс - кортикостерон – связывается с обоими типами рецепторов. Но, через рецепторы I типа он вызывает разрушение некоторых клеток головного мозга, а через II тип рецепторов кортикостерон обеспечивает защиту этих клеток от разрушающих факторов. Таким образом, цитолитический, или, напротив, протективный эффект кортикостерона зависит не столько от наличия его самого, а от содержания рецепторов того или иного типа в нервной ткани.