Хромаффинная система мозгового слоя надпочечников

Мозговой слой надпочечников состоит преимущественно из хромаффинных клеток. Хромаффинная система представляет собой способ накопления и секреции катехоламинов и пептидных фрагментов проэнкефалина, в частности пептидов F, Е и В (Lewis et al., 1979; Viveros et al., 1979). Они напоминают запасающие и секреторные гранулы в других эндокринных и экзокринных железах организма. Хромаффинные гранулы представляют собой высокоспециализированные органеллы, образованные из электронноплотного осмиофильного материала, которые по размеру меньше митохондрий. Обмен информацией между симпатической хромаффинной системой и организмом происходит очень быстро благодаря высокой скорости распространения нервных импульсов, поэтому гормональный ответ наблюдается уже спустя несколько минут или часов. Стимуляция хромаффинных клеток симпатическими преганглионарными волокнами чревного нерва (Coupland, 1965; 1972) происходит в ответ на действие нейротрансмиттера ацетилхолина, который секретируется преганглионарными нейронами, берущими начало в пояснично-грудном отделе спинного мозга.

Кроме энкефалинов и катехоламинов, в составе хромаффинных гранул обнаруживаются и другие компоненты, в частности хромогранин А, нуклеотиды иаскорбиновая кислота. Хромаффинные клетки расположены также в виде параганглиев рядом с аортой, в каротидных тельцах, в некоторых внутренних органах и в симпатических ганглиях. В настоящее время существуют лишь непрямые доказательства селективного выделения гранулярного содержимого при нервной стимуляции мозгового слоя надпочечников. Однако экзоцитоз хромаффинных гранул — это достаточно сложный процесс, предоставляющий потенциальный механизм для дифференциальной секреции при воздействии физических нагрузок. К сожалению, данных, которые бы подтверждали экзоцитоз и, следовательно, дифференциальный характер секреции нейрогормонов мозгового слоя надпочечников (т. е. пептида F и адреналина) в ответ на стимуляцию, не имеется. Ацетилхолинзависимый экзоцитоз в хромаффинных клетках происходит при стимуляции никотиновых и мускариновых рецепторов. Некоторые эндогенные вещества (например, вещество Р, нейротензин, вазоактивиый интестинальный пептид) в мозговом слое надпочечников могут эффективно связываться с никотиновыми рецепторами и подавлять секрецию адреналина (Livett B.G., 1984). Высокие концентрации никотина стимулируют выделение энкефалинсодержащих пептидов и катехоламинов в равном соотношении (Wilson et al., 1982; Livett B.G., 1984). Если такие вещества эндогенного происхождения могут влиять на экзоцитоз в хромаффинных клетках, содержащих фрагмент проэнкефалина пептид F и адреналин, тогда это может являться убедительным объяснением дифференциального характера секреции пептида F и адреналина.

Хромаффинные гранулы содержат мембранные белки и гликопротеиды. Такие растворимые факторы, как протонный насос — аденозинтрифосфатаза (АТФаза), транспортные белки — переносчики катехоламинов и нуклеотидов, цитохром b561, актин, гликопротеиды, дофамин-бета-гидроксилаза, являются обязательными компонентами хромаффинной гранулы. За счет энергии, образующейся при гидролизе АТФ на внешней стороне мембраны, происходит перенос протонов (Н+) в гранулы, вследствие чего там формируется более кислая позитивно заряженная среда по сравнению с цитозолем. Кроме того, при этом на мембране гранулы формируется электрохимический Н+ градиент. Из-за особенностей путей биосинтеза адреналина и дофамина энергия, возникающая благодаря существованию электрохимического градиента, необходима для транспорта этих веществ в клетку. Ферменты, необходимые для расщепления норадреналина в адреналин, находятся в цитозоле клетки. Таким образом, норадреналин должен быть экспортирован в клетку для ферментативного расщепления, а образовавшийся в результате адреналин опять транспортируется в гранулу для запасания. Другие факторы также могут принимать участие в процессах экзоцитоза в гранулах. Основным инициатором экзоцитоза является повышение концентрации Са2* в клетке. Стимуляция с помощью ацетилхолина или высокой внеклеточной концентрации К* приводит к повышению внутриклеточной концентрации Са2+ в хромаффинных клетках. Движение гранул по направлению к плазматической мембране может затрудняться актиновыми образованиями цитоскелета. Повышение концентрации Са2* снижает вязкость цитоскелетных образований и облегчает перемещение гранул. Кальмодулин избирательно фосфорилирует мембранные белки, благодаря чему становится возможным слияние плазматической мембраны и мембраны гранулы. Синексин в присутствии Са2+ может полимеризоваться с образованием крупных агрегатов, которые связываются с фосфолипидами мембраны. Вместе с тем непрерывно происходит слияние и разделение мембраны клетки и гранулы. Все эти процессы занимают важное место в экзоцитозе хромаффинных гранул, обеспечивающем дифференциальную секрецию содержащихся в них адреналина и пептида F.

Хромаффинные клетки также секретируют энкефалины — группа соединений, обладающих морфиноподобной аналитической активностью, образование которых происходит также в специализированных клетках головного мозга (Undenfriend, Kilpatrick, 1984). Энкефалины и некоторые крупные пептидные фрагменты, которые содержат последовательность энкефалина и известны также под названием энкефалинсодержащие пептиды, образуются из высокомолекулярной молекулы предшественника — проэнкефалина. В число энкефалинсодержащих пептидов входят пептиды с молекулярной массой 3— 5 кДа, среди которых пептиды Е, F, В (Undrfriend, Kilpatrick, 1984; Hiddinga et al., 1990). Исследования этих пептидов показали, что в их структуре имеются высококонсервативные участки, общие для ряда различных видов (Lewis, Stem, 1983), а то, что они обнаруживаются в крови в физиологических концентрациях и отличаются достаточно высокой стабильностью (время снижения их концентрации в два раза составляет более 15 мин), свидетельствует об их биологическом значении (Katzcnstein et al., 1987). Вместе с тем многие функции этих веществ остаются неизвестными.