Промежуточный мозг: гипофиз и эпифиз (эндокринные железы); таламус, гипоталамус, субталамус.
Начнем со щитовидной железы. Она выделяет йод-содержащие гормоны тироксины, усиливающие обмен веществ (образование энергии) во всех клетках организма, в т.ч. в мозге. Выделение тироксинов (Т4 и Т3) усиливает тиреотропный гормон передней доли гипофиза (TSH). Гипоталамус, измеряя концентрацию тироксинов в крови, усиливает выделение либо статина (его роль играет дофамин) либо либерина (тиролиберина, TRH; является также либерином пролактина). Тиролиберин активирует выброс TSH. Опасен как дефицит, так и избыток тироксинов в организме. При дефиците (например, из-за нехватки йода в пище) – снижение обмена веществ, вялось, депрессии («микседема»); у новорожденных – оставание умственного развития. При избытке – нервозность, бессонница, повышенный аппетит и худоба, гиперактивность симпатичес-кой НС, «выпученные» глаза. Причиной в обоих случаях могут быть аутоиммунные нарушения. Тиролиберин (трипептид Glu-His-Pro) значимо влияет на работу ЦНС. Он «дополняет» действие тироксинов: увеличивает уровень бодрствования, оказывает антидепрессантное действие, усиливает работу дыхательного центра (в клинике: введение недоношенным детям).
Мелатонин – гормон эпифиза. Синтезируется из триптофана (как и серотонин). «Гормон сонного состояния»: снижает активность обмена веществ во многих внутренних органах и ЦНС. Выделением управляют центры сна и бодрствования. В темноте супрахиазменные ядра (SCN) активируют выделение мелатонина; при этом они тормозят (с помощью GABA, т.е. ГАМК) паравентрикулярные ядра гипоталамуса (PVN), которые через нейроны бокового рога серого вещества спинного мозга (ILC) и шейные симпатические ганглии (SCG) сдерживают выделение мелатонина. Мелатонин используется в качестве лекарства при бессоннице (облегчает засыпание).
Главный гормон щитовидной железы — тироксин содержит четыре атома иода, и поэтому его принято обозначать как Т4. Через несколько лет после открытия тироксина был обнаружен второй гормон щитовидной железы — трииодтиронин, или Т3, который активнее Т4 приблизительно в 5 раз.
Гормоны щитовидной железы обладают внутриклеточной рецепцией, воздействуя на генетический аппарат клетки. Для этих гормонов также справедлив принцип разделения их молекул на участки с различными функциями. Показано, что у Т3 кольцо А, к которому присоединены два атома иода, является гаптоном, т. е. отвечает за прикрепление всей молекулы гормона к рецептору, а кольцо В, с одной молекулой иода, — актон, ответственный за генерацию биологического эффекта. Практически все клетки организма чувствительны к воздействию тиреоидных гормонов, эффекты которых можно
подразделить на две группы: регуляция обмена веществ и регуляция процессов роста и развития.
Итак, Т4 и Т3 воздействуют на клетки мышц, печени, сердца, почек, нейроны, усиливая в них интенсивность обмена, повышая потребление кислорода, увеличивая чувствительность клеток к медиатору норадреналину. Под воздействием этих гормонов усиливается выработка АТФ в митохондриях; Т4 и Т3 повышают уровень обмена углеводов, жиров, белков, вызывают усиление высвобождения энергии в виде тепла. Эти
эффекты гормонов развиваются медленно, и от момента повышения их концентрации в крови до возникновения обменных эффектов может проходить до 48 ч. Это связано с механизмом действия тиреоидов, связанным с таким сложным многофазным процессом, как синтез белка. Еще медленнее развиваются эффекты тиреоидов, которые относятся к гормонам регуляции роста и развития, причем эти эффекты развиваются чаще при совместном действии тиреоидов и гормона роста. Гормоны щитовидной железы стимулируют рост тела и развитие всех систем организма, и особенно нервной системы.
Эпифиз — маленькая железа, массой всего 170 мг, являющаяся выростом крыши третьего желудочка мозга и расположенная между верхними буграми четверохолмия. Гормон эпифиза — мелатонин по своему химическому строению является модификацией медиатора ЦНС серотонина, который в свою очередь синтезируется из аминокислоты
триптофана. Секреция мелатонина уменьшается на свету и усиливается в темноте. Показано увеличение секреции этого гормона у слепых людей. Мелатонин обладает мембранной рецепцией и действует через систему G-белков на активность аденилатциклазы, подавляя ее. Под воздействием мелатонина происходят изменения в обмене черного пигмента — меланина, локализованного в коже, радужке, сетчатке, некоторых структурах мозга, в результате кожа светлеет, повышается чувствительность фоторецепторов сетчатки. Мелатонин участвует в обеспечении суточных ритмов человека, в том числе и ритмов секреции ряда гормонов. Мелатонин —
антигонадотропный гормон. Его секреция снижается при половом созревании, что стимулирует замыкание системы гипоталамус — гипофиз — гонады. Мелатонин обладает целым рядом воздействий на функции мозга. Так, увеличенное образование и секреция его в темноте может приводить к депрессии у лиц, вынужденных бодрствовать и работать в темное время суток. Повышенный уровень мелатонина индуцирует сонливость, вялость, может вызвать длительный глубокий сон. По-видимому, угнетая синтез некоторых факторов, усиливающих рост тканей, ускоряющих деление клеток, мелатонин может тормозить развитие опухолей.