АПУД-система - дифузна ендокринна система, що об'єднує клітини, наявні практично у всіх органах, і синтезує біогенні аміни та численні пептидні гормони. Це система, що активно функціонує, підтримує гомеостаз в організмі.

Клітини АПУД-системи (апудоцити) - це гормонально-активні нейроендокринні клітини, що мають універсальну властивість поглинати попередники амінів, декарбоксилювати їх та синтезувати аміни, необхідні для побудови та функціонування регулярних пептидів (amine precursor uptake and decar).

Апудоцити мають характерну будову, гістохімічні, імунологічні особливості, що відрізняють їх від інших клітин. Вони містять у цитоплазмі ендокринні гранули та синтезують відповідні гормони.

Багато типів апудоцитів знаходяться в шлунково-кишковому тракті та підшлунковій залозі і утворюють гастроентеропанкреатичну ендокринну систему, яка є таким чином частиною АПУД-системи.

Гастроентеропанкреатична ендокринна система складається з наступних основних ендокринних клітин, що секретують певні гормони.

Найважливіші апудоцити гастроентереропанкреатичної ендокринної системи та секретовані ними гормони

З клітин АПУД-системи розвиваються пухлини-апудоми, при цьому вони можуть зберегти здатність секретувати поліпептидні гормони, властиві клітинам, з яких вони виникли.

Пухлини, що розвиваються з апудоцитів шлунково-кишкового тракту та підшлункової залози, зараз прийнято називати гастроентеропанкреатичними ендокринними пухлинами. В даний час описано близько 19 типів таких пухлин і понад 40 продуктів їхньої секреції. Більшість пухлин має здатність секретувати одночасно кілька гормонів, але клінічна картина визначається переважанням секреції будь-якого одного гормону. Основними гастроентеропанкреатичними ендокринними пухлинами, що мають найбільше клінічне значення, є інсулінома, соматостатинома, глюкагонома, гастринома, ВІПома, карциноїд. Ці пухлини, зазвичай, злоякісні, крім інсуліном.

APUD-система(АПУД-система, дифузна нейроендокринна система) - система клітин, що мають передбачуваного загального ембріонального попередника і мають здатність ситезувати, накопичувати і секретувати біогенні аміни та/або пептидні гормони. Абревіатура APUD утворена з перших букв англійських слів:
- А - amines - аміни;
- р - precursor - попередник;
- U – uptake – засвоєння, поглинання;
- D - decarboxylation - декарбоксилювання.

В даний час ідентифіковано близько 60 типів клітин APUD-системи(апудоцити), які зустрічаються в:
- центральній нервовій системі - гіпоталамусі, мозочку;
- симпатичних гангліях;
- залозах внутрішньої секреції - аденогіпофізі, шишкоподібному тілі, щитовидній залозі, острівцях підшлункової залози, надниркових залозах, яєчниках;
- шлунково-кишковому тракті;
- епітелії дихальних шляхів та легень;
- нирках;
- Шкірі;
- тимусі;
- сечових шляхах;
- плаценті і т.д.

В результаті проведених ембріологічних дослідженьзроблено припущення, що первинні клітини APUD-системи походять із нервового гребінця (нейро-ендокринно-програмованого епібласту). У результаті розвитку організму вони розподіляються між клітинами різних органів. Апудоцити можуть в органах і тканинах розташовуватися дифузно або групами серед інших клітин.

У клітинах APUD-системисинтезуються, поряд із біогенними амінами, пептиди. Встановлено, що біологічно активні сполуки, що утворюються в клітинах даної системи, виконують ендокринну, нейрокринну та нейроендокринну, а також паракринну функції. Слід наголосити, що ряд сполук (вазоактивний інтестинальний пептид, нейротензин та ін.) вивільняються не тільки з клітин APUD-системи, але і з нервових закінчень.

Цей факт і широке представництво в відділах головного мозку, а також диференціювання клітин даної системи з нервового гребінця та їх розташування в тканинах ендокринних залоз, пов'язаних з головним мозком (гіпофіз, шишкоподібна залоза і т.д.) дозволяє зробити висновок про те, що ця система є особливою ланкою, відповідальною за підтримання гомеостазу організму.
Ряд авторів вважають, що APUD-системає відділом нервової системи, крім центральної, периферичної та автономної систем.

Однак на підставі аналізу даних численних дослідженьОстанніх років можна зробити висновок, що в основі механізму регуляції всіх органів і систем організму лежить координована функціональна взаємодія між ендокринною (у тому числі APUD-сієтемою) та нервовою системами.

В результаті узагальнення результатів вивчення «отримання» та «перенесення» інформації на субклітинному, клітинному та тканинному рівняхпро стан організму в цілому та його окремих частин, що підтверджується фактом ідентичності фізіологічно активних сполук як у нервовій системі (нейротрансмітери) так і як гормони APUD-системи. Це дозволяє об'єднати ці дві системи, що раніше розглядаються окремо, в універсальну нейроендокринну систему.

Московська медична академія імені І.М. Сєченова

Кафедра гістології, цитології та ембріології

Діфузна ендокринна система

Виконав

Науковий керівник:

· Трохи історії

· Розвиток клітин ДЕС

· Закономірності розвитку клітин ДЕС:

· Будова ДЕС

· Регенерація клітин ДЕС

· Висновок

· Список літератури

Особливе місце в ендокринології та в механізмах гормонального регулювання займає дифузна ендокринна система (ДЕС), або APUD-система – абревіатура Amine Precursor Uptake and Decarboxylation – поглинання попередника амінів та його декарбокслювання. Під ДЕС розуміється комплекс рецепторно-ендокринних клітин (апудоцитів), основна маса яких розташована в прикордонних тканинах органів травної, дихальної, сечостатевої та інших систем організму та які продукують біогенні аміни та пептидні гормони.

Трохи історії

У 1870 році Р. Гейденгайн опублікував дані про існування в слизовій оболонці шлунка хромафінних клітин. У наступні роки їх, а також ще й аргентофільні клітини виявили в інших органах. Їхні функції протягом кількох десятиліть залишалися нез'ясованими. Перші докази ендокринної природи цих клітин представили в 1902 Бейліс і Старлінг. Вони провели досліди на деневрованій та ізольованій петлі худої кишки зі збереженими кровоносними судинами. Було встановлено, що при введенні кислоти в кишкову петлю, позбавлену будь-яких нервових зв'язків з рештою тіла, спостерігається виділення підшлункового соку. Було очевидно, що імпульс від кишківника до підшлункової залози, що викликає секреторну діяльність останньої, передавався не через нервову систему, а через кров. А оскільки введення кислоти у ворітну вену не викликало підшлункової секреції, було зроблено висновок про те, що кислота викликає в епітеліальних клітинах кишечника утворення якоїсь речовини, яка вимивається з епітеліальних клітин із потоком крові та стимулює секрецію підшлункової залози.

На підтвердження цієї гіпотези Бейлісом і Старлінгом було зроблено досвід, який остаточно підтвердив існування ендокриноцитів у кишечнику. Слизова оболонка худої кишки була розтерта з піском у слабкому розчині соляної кислоти, профільтрована. Отриманий розчин вводили у яремну вену тварини.

За кілька хвилин підшлункова залоза відповідала сильнішою секрецією, ніж раніше.

У 1968 році англійським гістологом Е.Пірсом було запропоновано концепцію про існування клітин серії АРUD, що мають спільні цитохімічні та функціональні особливості. Абревіатура АРUD складена з початкових літер найважливіших характеристик клітин. Встановлено, що ці клітини виділяють біогенні аміни і пептидні гормони і мають низку загальних рис:

1) поглинають попередники амінів;

Розвиток клітин ДЕС

Згідно з сучасними уявленнями, клітини APUD-серії розвиваються з усіх зародкових листків і присутні у всіх тканинних типах:

1. похідні нейроектодерми (це нейроендокринні клітини гіпоталамуса, епіфіза, мозкової речовини надниркових залоз, пептидергічні нейрони центральної та периферичної нервової системи);

2. похідні шкірної ектодерма (це клітини APUD-серії аденогіпофіза, клітини Меркеля в епідермісі шкіри);

3. похідні кишкової ентодерми – це численні клітини гастроентеропанкреатичної системи;

4. похідні мезодерми (наприклад, секреторні кардіоміоцити);

5. похідні мезенхіми - наприклад, огрядні клітини сполучної тканини.

Закономірності розвитку клітин ДЕС:

1. Раннє диференціювання клітин ДЕС в органах травної та дихальної систем ще до появи специфічних клітин-мішеней. Ці дані дозволяють припустити, що ранній розвиток ендокринних клітин у складі тих чи інших тканин обумовлено участю їх гормонів у регуляції механізмів ембріонального гістогенезу.

2. Найбільш інтенсивний розвиток ендокринних апаратів травної та дихальної систем у період найбільш вираженого росту та диференціювання тканин.

3. Поява клітин ДЕС у місцях органів прокуратури та тканин, де в дорослих де вони зустрічаються. Прикладом цього може бути виявлення клітин, секретирующих гастрин, в ембріональної підшлункової залозі і зникнення в ній постнатальный період. При синдромі Золлінгера-Еллісона гастринсекретуючі клітини знову диференціюються у підшлунковій залозі.

Будова ДЕС

Клітини ДЕС, розташовані в епітелії слизових оболонок травного каналу, повітроносних та сечовивідних шляхів, являють собою ендоепітеліальні, одноклітинні залози, які не утворюють конгломератів.

У кишечнику між базальними мембранами клітин і лежать під ними кровоносними судинами і нервовими закінченнями розташований прошарок сполучної тканини, ніяких особливих взаємин між клітинами ендокринного типу та капілярами не виявлено.

Клітини ДЕС, локалізовані в епітелії, мають великі розміри, трикутну або грушоподібну форму. Їх характерна світла еозинофільна цитоплазма; секреторні гранули, як правило, сконцентровані на базальній поверхні клітини або вздовж нижньої частини її бічної поверхні. У верхній частині бічної поверхні епітеліальні клітини з'єднані щільними контактами, що перешкоджає дифузії секреторних продуктів у просвіт шлунково-кишкового тракту принаймні у фізіологічних умовах. У той же час часто виявляються бульбашки безпосередньо під поверхнею клітини, яка звернена в просвіт кишечника. Точне функціональне значення цих бульбашок не відоме. Цілком ймовірно, що вони є транспортною системою, напрям роботи якої буде встановлений тільки в дослідах з міченим об'єктом транспортування або його попередниками. Можливо, ці бульбашки утворюються на поверхні, зверненій у просвіт шлунково-кишкового тракту, і дозволяють клітині поглинати вміст просвіту, у тому числі секретогенний; можливо, вони походять із ретикулуму (або навіть пластинчастого комплексу).

Всі клітини ДЕС містять ендоплазматичну мережу, апарат Гольджі, вільні рибосоми та численні мітохондрії. Найбільш складно класифікувати клітини, що активно функціонують, гранули яких знаходяться на різних стадіях секреторного конвеєра і тому різні за розмірами, щільністю і характером вмісту навіть в одній клітині. Особливості формування, дозрівання та дезінтеграції гранул для кожного типу ендокринних клітин індивідуальні, як і розміри, а також морфологія зрілих секреторних гранул.

Всі клітини ДЕС за особливостями секретування можуть бути поділені на два типи: відкритий та закритий.

Ендокринні клітини відкритого типу завжди одним кінцем звернені в порожнину порожнього органу. Клітини цього безпосередньо контактують із вмістом зазначених органів. Більшість таких клітин знаходиться у слизовій оболонці пілорічної частини шлунка та тонкого кишечника. Верхівка клітини має численні мікроворсинки. У функціональному відношенні вони є своєрідними біологічними антенами, в мембрани яких вмонтовані рецепторні білки. Саме вони сприймають інформацію про склад їжі, повітря, що вдихається, і виведені з організму кінцеві продукти обміну речовин. У безпосередній близькості до рецепторного комплексу розташовується апарат Гольджі. Таким чином, клітини відкритого типу виконують рецепторну функцію – у відповідь на роздратування із секреторних гранул базальної частини клітин виділяються гормони.

У слизовій оболонці дна шлунка ендокринні клітини не стикаються з вмістом просвіту. Це ендокринні клітини закритого типу. Вони не контактують із зовнішнім середовищем, але сприймають інформацію про стан внутрішнього середовища та виділенням своїх гомонів підтримують її сталість. Вважають, що ендокринні клітини закритого типу реагують на фізіологічні стимули (механічні, термічні), а клітини відкритого типу – на хімічні стимули: вид та склад хімусу.

У відповідь реакцією клітин відкритого і закритого типів є виділення чи накопичення гормонів. На підставі цього можна зробити висновок, що клітини ДЕС виконують дві основні функції: рецепторну – сприйняття інформації з зовнішнього та внутрішнього середовищ організму та ефекторну - виділення гормонів у відповідь дію специфічних подразників. Говорячи про паракринні та ендокринні ефекти гормонів ДЕС, можна умовно виділити три рівні їх реалізації: внутрішньоепітеліальні паракринні впливи; ефекти, що виявляються в сполучній, м'язовій та інших тканинах, що підлягає; і, нарешті, дистантні ендокринні впливи. Це дає підстави вважати, що кожна клітина ДЕС є центром паракринно-ендокринного регіону. Вивчення мікрооточення ендокринних клітин має важливе значення розуміння як принципів гормональної регуляції, але й пояснення локальних морфологічних змін під час тих чи інших чинників.

Повертаючись до аналізу функціонального значення ДЕС, слід ще раз наголосити, що клітини ДЕС виконують як рецепторну, так і ефекторну (гормональну) функції. Це дає можливість висловити нову концепцію, згідно з якою клітини ДЕС виступають у ролі своєрідного дифузно організованого «органу почуттів».

Специфічна діяльність ДЕС не обмежується регулюванням зовнішнього обміну та бар'єрної функції епітеліальних тканин. Завдяки своїм гормонам вона здійснює зв'язки з іншими регулюючими системами організму. Їхній аналіз дозволив сформулювати концепцію системи первинного реагування, оповіщеннята захисту організму (СПРОЗО). Сутність її полягає в тому, що надходження будь-яких речовин із зовнішнього середовища через епітелій у внутрішнє середовище організму та виведення метаболітів з внутрішнього середовища через епітеліальні тканини до зовнішнього середовища здійснюється під контролем СПРОЗО. До її складу включені такі ланки: ендокринне , представлене клітинами ДЕС; нервове , що складається з пептидергічних нейронів органів чуття та нервової системи, та місцевого імунного захисту, утворене макрофагами, лімфоцитами, плазмоцитами та тканинними базофілами.

Регенерація клітин ДЕС

Відновлювальні процеси, що розвиваються в клітинах ДЕС після впливу факторів, що призводять до різкої функціональної напруги ендокринного апарату, характеризується наступним спектром структурно-функціональних реакцій:

1. Активація секреторного процесу. Перехід більшості ендокриноцитів зі стану фізіологічного спокою до активної секреції, що саме по собі є однією з форм компенсаторної реакції, у ряді випадків супроводжується реалізацією в клітинах додаткового механізму секретоутворення. При цьому формування та дозрівання гранул, що містять гормон, здійснюється у цистернах гранулярної ендоплазматичної мережі без участі комплексу Гольджі.

2. Здібністю ендокриноцитів до регенерації шляхом мітозу. Ця реакція досліджена недостатньо і поки що залишається неясною. В ендокринному апараті шлунково-кишкового тракту в умовах експериментальної та клінічної патології фігури мітозу не виявлено. Навіть щодо клітин панкреатичних острівців, найбільш вивчених у цьому плані, до сьогодні єдиної точки зору немає. Оскільки камбіальні елементи в панкреатичних острівцях відсутні, піддаються мітотичному поділу спеціалізовані клітини. Є дані, що репаративна регенерація острівців при частковій резекції підшлункової залози здійснюється з допомогою мітотичного поділу клітин.

3. Мітозом камбіальних клітин епітеліального пласта з подальшим їх диференціюванням за ендокринним типом.

Висновок

Вироблення апудоцитами життєво важливих хімічних речовин визначає їх значущість у регуляції процесів життєдіяльності у нормі та патології.

Оскільки значну участь у регуляції гомеостазу приймає ДЕС, можна припустити, що вивчення динаміки її функціонального стану може бути використано надалі для розробки способів спрямованої корекції порушення гомеостазу при різних патологічних станах. Тому вивчення ДЕС є досить перспективною проблемою у медицині.

Список літератури

1. Ю.І. Афанасьєв, Н.А. Юрина, Є.Ф. Котовський. Гістологія (підручник) - М.: Медицина, 1999р.

2. І.І. Дідів, Г.А. Мельниченко, В.В. Фадєєв. Ендокринологія. - М.: Медицина, 2000р.

3. АПУД-система: досягнення та перспективи вивчення в онкорадіології та патології. Обнінськ, 1988р.

4. Фізіологія. За ред. К.В. Судакова. - М: Медицина, 2000р.

5. Яглов В.В. Актуальні проблеми біології ДЕС. 1989 р., том ХСVI, стор 14-30.

Дифузна нейроендокринна система

APUD-система (АПУД-система, дифузна нейроендокринна система) - система клітин, що мають передбачуваного загального ембріонального попередника і мають здатність ситезувати, накопичувати і секретувати біогенні аміни та/або пептидні гормони. Абревіатура APUD утворена з перших букв англійських слів:

• - А - amines - аміни;
• - р - precursor - попередник;
• - U - uptake - засвоєння, поглинання;
• - D - decarboxylation - декарбоксилювання.

В даний час ідентифіковано близько 60 типів клітин APUD-системи (апудоцити), які зустрічаються в:

• - центральній нервовій системі - гіпоталамусі, мозочку;
• - симпатичних гангліях;
• - залозах внутрішньої секреції - аденогіпофізі, шишкоподібному тілі, щитовидній залозі, острівцях підшлункової залози, надниркових залозах, яєчниках;
• - шлунково-кишковому тракті;
• - епітелії дихальних шляхів та легень;
• - нирках;
• - Шкірі;
• - тимусі;
• - сечових шляхах;
• - плаценті.

Характеристика клітин APUD-системи. Класифікація апудоцитів

Загальними властивостями апудоцитів, що визначаються як ендокриноподібні, є:

• - Висока концентрація біогенних амінів - катехоламіни, 5-гідрокситриптамін (серотонін);
• - здатність до поглинання попередників біогенних амінів - амінокислот (тирозин, гістидин та ін) та їх декарбоксилювання;
• - значний вміст ферментів - гліцерофосфатдегідрогенази, неспецифічних естераз, холінестерази;
• - аргірофілія;
• - специфічна імунофлюоресценція;
• - Присутність ферменту - нейронспецифічної енолази.

Біогенні аміни та гормони, що синтезуються в апудоцитах, мають різноманітні ефекти не тільки щодо органів шлунково-кишкового тракту. У таблиці представлена ​​коротка характеристика найбільш вивчених гормонів APUD-сієтеми

Є тісний метаболічний, функціональний, структурний зв'язок між моноамінергічним та пептидергічним механізмами ендокринних клітин АПУД-системи. Вони поєднують продукцію олігопептидних гормонів з утворенням нейроаміну. Співвідношення утворення регуляторних олігопептидів та нейроамінів у різних нейроендокринних клітинах може бути різним. Олігопептидні гормони, що продукуються нейроендокринними клітинами, мають місцеву (паракринну) дію на клітини органів, в яких вони локалізуються, та дистантну (ендокринну) – на загальні функції організму аж до вищої нервової діяльності.

Ендокринні клітини APUD-серії виявляють тісну і пряму залежність від нервових імпульсів, що надходять до них з симпатичної та парасимпатичної іннервації, але не реагують на тропні гормони передньої частки гіпофіза.

Згідно з сучасними уявленнями, клітини APUD-серії розвиваються з усіх зародкових листків і присутні у всіх тканинних типах:

похідні нейроектодерма (це нейроендокринні клітини гіпоталамуса, епіфіза, мозкової речовини надниркових залоз, пептидергічні нейрони центральної та периферичної нервової системи);

похідні шкірної ектодерма (це клітини APUD-серії аденогіпофіза, клітини Меркеля в епідермісі шкіри);

похідні кишкової ентодерми – це численні клітини гастроентеропанкреатичної системи;

похідні мезодерми (наприклад, секреторні кардіоміоцити);

похідні мезенхіми - наприклад, огрядні клітини сполучної тканини.

Клітини АПУД-системи, розташовані в різних органах і тканинах, мають неоднакове походження, але мають однакові цитологічні, ультраструктурні, гістохімічні, імуногістохімічні, анатомічні, функціональні ознаки. Виділено понад 30 видів апудоцитів.

Прикладами клітин APUD-серії, що знаходяться в ендокринних органах, можуть служити парафолікулярні клітини щитовидної залози та хромафінні клітини мозкової частини надниркових залоз, а в неендокринних - ентерохромафінні клітини в слизовій оболонці шлунково-кишкового тракту та дихальних клітин.

Дифузна частина ендокринної системи представлена ​​такими утвореннями:

Гіпофіз - це заліза виняткової важливості, її можна назвати одним із центральних органів людини. Її взаємодія з гіпоталамусом призводить до утворення так званої гіпофізарно-гіпоталамусової системи, яка регулює більшу частину всіх процесів життєдіяльності організму, здійснюючи контроль над роботою практично всіх залоз гландулярної ендокринної системи.

Передня частка гіпофіза людини

Забарвлення гематоксилін-еозином

• 1 - ацидофільні клітини
• 2 - базофільні клітини
• 3 - хромофобні клітини
• 4 - прошарки сполучної тканини

Структура гіпофіза є кілька диференційованих часток. У передній частці виробляються шість найважливіших гормонів. Домінуючий вплив має тиреотропін, адренокортикотропний гормон (АКТГ), чотири гонадотропні гормони, що регулюють функції статевих залоз і соматотропіну. Останній має також назву гормон росту, тому що це головний фактор, що впливає на ріст та розвиток різних частин опорно-рухового апарату. При надмірному виробленні гормону росту у дорослих людей виникає акромегалія, що проявляється збільшенням кісток кінцівок та обличчя.

За допомогою задньої частки гіпофіз здатний регулювати взаємодію гормонів, що виробляються епіфізом.

Задня частка гіпофіза людини

Забарвлення гематоксилін-еозином

• 1 - ядра пітуїцитів
• 2 – кровоносні судини

Продукує антидіуретичний гормон (АДГ), що є основою регуляції водного балансу в організмі, та окситоцин, що викликає скорочення гладких м'язів і має велике значення для перебігу нормальних пологів. Епіфіз також виділяє невелику кількість норадреналіну та є джерелом гормоноподібної речовини – мелатоніну. Мелатонін здійснює контроль над черговістю фаз сну та нормальним перебігом цього процесу.

Забарвлення гематоксилін-еозином

• 1 - пінеалоцити
• 2 - відкладення солей кальцію та сполук

кремнію (мозковий пісок)

ендокринний олігопептид нейроамін клітина