Паравентрикулярное ядро

Паравентрикулярное ядро (лат. nucleus paraventricularis, сокр. PVN) — это ядро гипоталамуса, расположенное в стенке третьего желудочка головного мозга. Представляет собой скопление нейронов, которое играет ключевую роль в регуляции эндокринной системы (через гипофиз), вегетативной нервной системы и гомеостаза организма. Паравентрикулярное ядро является одним из главных центров, контролирующих реакцию на стресс, водно-солевой баланс, лактацию, родовую деятельность и аппетит.

Анатомия и расположение

Паравентрикулярное ядро находится в промежуточном мозге, в дорсальной части гипоталамуса, непосредственно прилегая к третьему желудочку. Оно простирается от уровня перекреста зрительных нервов (хиазмы) до воронки гипофиза. Ядро имеет форму вытянутого скопления клеток, которое с обеих сторон симметрично расположено в стенках желудочка.

Структура и клеточный состав

В составе PVN выделяют несколько субъядер (подъядер), различающихся по нейрохимическому составу и функциям:

• Магноцеллюлярная часть (крупноклеточная): содержит крупные нейроны, которые синтезируют гормоны окситоцин и вазопрессин (антидиуретический гормон, АДГ). Аксоны этих нейронов проходят через гипоталамо-гипофизарный тракт и заканчиваются в задней доле гипофиза (нейрогипофиз), откуда гормоны выделяются в кровь.
• Парвоцеллюлярная часть (мелкоклеточная): состоит из мелких нейронов, которые продуцируют рилизинг-гормоны (либерины и статины). Эти нейроны проецируются к срединному возвышению (eminentia mediana), где их аксоны выделяют гормоны в портальную систему гипофиза, регулируя переднюю долю гипофиза (аденогипофиз). Ключевые продукты: кортикотропин-рилизинг-гормон (КРГ), тиролиберин (ТРГ) и соматостатин.
• Преавтономные нейроны: группа клеток, которые проецируются к вегетативным центрам ствола мозга и спинного мозга (в частности, к ядру солитарного тракта, дорсальному моторному ядру блуждающего нерва и симпатическим преганглионарным нейронам). Они регулируют активность симпатической и парасимпатической нервной системы.

Функции

Паравентрикулярное ядро выполняет интегративную функцию, объединяя нервные и гуморальные сигналы для поддержания гомеостаза.

Регуляция эндокринной системы

Основная эндокринная функция PVN связана с гипоталамо-гипофизарной осью.

• Секреция окситоцина и вазопрессина: Магноцеллюлярные нейроны PVN (наряду с супраоптическим ядром) являются основным источником окситоцина и вазопрессина. Окситоцин стимулирует сокращения матки во время родов и выделение молока при лактации. Вазопрессин (АДГ) регулирует реабсорбцию воды в почках, уменьшая диурез, и участвует в поддержании артериального давления.
• Контроль гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси (ГГН-ось): Парвоцеллюлярные нейроны PVN синтезируют кортикотропин-рилизинг-гормон (КРГ). КРГ через портальную систему гипофиза стимулирует секрецию адренокортикотропного гормона (АКТГ) клетками передней доли гипофиза. АКТГ, в свою очередь, активирует кору надпочечников, вызывая выброс кортизола (глюкокортикоиды). Эта ось является главным механизмом ответа на стресс.
• Регуляция щитовидной железы: Тиреотропин-рилизинг-гормон (ТРГ), вырабатываемый в PVN, стимулирует секрецию тиреотропного гормона (ТТГ) гипофизом, который контролирует функцию щитовидной железы.

Регуляция вегетативной нервной системы

Преавтономные нейроны PVN проецируются к центрам, управляющим симпатической и парасимпатической активностью. Через эти связи ядро влияет на:

• Сердечно-сосудистую систему: регулирует частоту сердечных сокращений и тонус сосудов (влияние на артериальное давление).
• Пищеварение: контролирует моторику желудочно-кишечного тракта и секрецию желудочного сока через блуждающий нерв.
• Терморегуляцию: участвует в регуляции теплопродукции и теплоотдачи.

Участие в регуляции аппетита и энергетического баланса

PVN получает сигналы от периферических гормонов (лептин, грелин) и нейропептидов из других областей гипоталамуса (например, аркуатного ядра). Оно интегрирует эти сигналы и модулирует чувство голода и насыщения. Повреждение PVN может приводить к гиперфагии (перееданию) и ожирению.

Реакция на стресс

PVN является центральным звеном нейроэндокринного ответа на стрессоры (физические, психологические, иммунные). Активация PVN приводит к выбросу КРГ и последующей активации ГГН-оси. Кроме того, PVN активирует симпатическую нервную систему, что обеспечивает реакцию «бей или беги».

Афферентные и эфферентные связи

Афферентные связи (входные сигналы)

PVN получает информацию от множества структур мозга:

• Лимбическая система: гиппокамп, миндалевидное тело, поясная извилина — передают эмоциональный и когнитивный контекст (например, страх, тревогу).
• Ствол мозга: ядро солитарного тракта (NTS) передаёт висцеральные сигналы (изменения артериального давления, уровня кислорода, наполнения желудка). Область постремы (area postrema) — хеморецепторная триггерная зона.
• Другие ядра гипоталамуса: супрахиазматическое ядро (регуляция циркадных ритмов), аркуатное ядро (сигналы о сытости/голоде), преоптическая область (терморегуляция).
• Периферические сигналы: гормоны (кортизол, ангиотензин II) и цитокины могут напрямую влиять на нейроны PVN через гематоэнцефалический барьер или через циркумвентрикулярные органы.

Эфферентные связи (выходные сигналы)

• К задней доле гипофиза (магноцеллюлярный путь).
• К срединному возвышению (парвоцеллюлярный путь).
• К вегетативным ядрам ствола и спинного мозга (преавтономный путь).
• К другим областям мозга: к миндалевидному телу, к стволу мозга (например, к голубому пятну — locus coeruleus, участвующему в пробуждении).

Клиническое значение

Нарушения функции паравентрикулярного ядра связаны с рядом патологических состояний.

• Синдром неадекватной секреции антидиуретического гормона (SIADH): избыточная секреция вазопрессина из PVN (или других источников) приводит к задержке воды и гипонатриемии.
• Несахарный диабет (diabetes insipidus): дефицит вазопрессина (например, при поражении PVN или гипоталамо-гипофизарного тракта) вызывает полиурию (обильное мочеиспускание) и полидипсию (жажду).
• Депрессия и тревожные расстройства: хроническая гиперактивация ГГН-оси из-за избыточной секреции КРГ в PVN является одним из ключевых нейроэндокринных механизмов депрессии. У пациентов с депрессией часто наблюдается повышенный уровень кортизола.
• Ожирение и метаболический синдром: дисфункция PVN в регуляции аппетита и вегетативной нервной системы может способствовать развитию ожирения, инсулинорезистентности и артериальной гипертензии.
• Послеродовые расстройства: нарушения секреции окситоцина из PVN могут влиять на лактацию и формирование материнского поведения.
• Эффекты стресса: хронический стресс, воздействуя на PVN, может приводить к соматическим заболеваниям (язвенная болезнь, сердечно-сосудистые патологии) через дисрегуляцию ГГН-оси и вегетативной системы.

Исследования

Паравентрикулярное ядро является объектом интенсивных нейрофизиологических и нейроэндокринологических исследований. Изучаются механизмы его активации при стрессе, роль в формировании зависимости, влияние на социальное поведение (через окситоцин), а также его участие в патогенезе ожирения и артериальной гипертензии. Эксперименты на животных (грызунах) с использованием методов оптогенетики, хемогенетики и условного нокаута генов позволяют уточнять функции отдельных субпопуляций нейронов PVN.

Источники

• Гистология, эмбриология, цитология: учебник / Ю. И. Афанасьев, Н. А. Юрина, Е. Ф. Котовский и др. — 6-е изд., перераб. и доп. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2016.
• Нейроэндокринология: фундаментальные и клинические аспекты / под ред. И. И. Дедова, Г. А. Мельниченко. — М.: ООО «Издательство «Медицинское информационное агентство», 2012.
• Физиология человека: учебник / под ред. В. М. Покровского, Г. Ф. Коротько. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: Медицина, 2003.
• Swanson L. W., Sawchenko P. E. Paraventricular nucleus: a site for the integration of neuroendocrine and autonomic mechanisms // Neuroendocrinology. — 1980. — Vol. 31, No. 6. — P. 410–417.
• Ferguson A. V., Latchford K. J., Samson W. K. The paraventricular nucleus of the hypothalamus — a potential target for integrative treatment of autonomic dysfunction // Expert Opinion on Therapeutic Targets. — 2008. — Vol. 12, No. 6. — P. 717–727.
• Herman J. P., Cullinan W. E. Neurocircuitry of stress: central control of the hypothalamo-pituitary-adrenocortical axis // Trends in Neurosciences. — 1997. — Vol. 20, No. 2. — P. 78–84.