Биология поведения человека: Лекция #12. Эндокринология [Роберт Сапольски, 2010. Стэнфорд]
[музыка] Добро пожаловать в Стэнфорд на курс биологии поведения человека. Всем слышно? Так лучше? Отлично! Да, как Том уже сказал, спокойно перебивайте нас вопросами, если что-либо непонятно. Поднимайте руку! Как и прежде, вы можете написать нам после лекции. Наша почта есть, вы можете найти нас там.
Сегодня у нас будет небольшое введение, так сказать, в контексте других дисциплин, обсуждаемых на этом курсе. Назовём это общим подходом. Затем мы подробнее поговорим о пептидных и стероидных гормонах, разных видах гормонов, после чего углубимся в интересные детали, которые вам следует о них знать. Также поговорим о том, как мозг управляет выработкой гормонов, и как они влияют на мозг. Это изящная двухсторонняя система коммуникации.
Сегодня мы коснемся всех этих разделов. Том начнёт с базовых сведений. Итак, давным-давно, когда жизнь только зарождалась, речь шла об обособленных клетках. Особе представляли собой клетки, которым нужно было взаимодействовать со средой, добывать пищу, избавляться от отходов, поддерживать необходимый для благополучного существования уровень кислотности и температуру.
Не сложные задания для одной клетки, но по мере того, как всё усложнялось, возникла серьёзная жизненно важная проблема: как клеткам общаться? Клеточная коммуникация. Не забивайте пока себе головы терминами вроде "парак", типа "клетка-клетка", когда одна клетка физически касается другой. Вроде бы всё понятно, это должно быть небольшое расстояние. Эта клетка будет общаться с другой. Это парак сигнал с малым радиусом действия, и вы уже слышали о нейрональных сигналах.
Я объясню такую коммуникацию, представив нас всех как огромный многоклеточный организм. Возьмем эту аудиторию. Кто-то хочет быть поджелудочной? Никто не хочет? Окей, есть желающие? Спасибо, нет, у нас не будет специализированных клеток. Но суть в том, что контакт "клетка-клетка" в нашем случае был бы передачей записки во время лекции. Понятно? Один передаёт другому быстро и легко, немногие люди получат этот сигнал.
Паракный контакт - это как если бы вы что-то прошептали своим соседям. Пару людей услышит вас. Это быстрый способ, охват не такой большой. Для нашего курса важнее понятие нейронального сообщения. На лекции я видел, как Билл Лаунди с кем-то переписывался, мне стало обидно. Так что настоятельно прошу вас убрать телефон.
Суть - это передача электричества через потенциалы действия, с которыми вы уже знакомы. Предположим, когда один нейрон общается с другим, это что-то вроде реле. Для такой коммуникации нужен нейромедиатор, но в этом примере сосредоточьтесь на быстром электрическом потенциале действия и на том, что такая коммуникация точнее, чем эндокринная, которая работает на больших расстояниях.
Всё дело в химических переносчиках, которые перемещаются по кровотоку, гормоны в крови - вот с чем связаны эндокринные сигналы. Это как когда Стивен отправляет имейл всей группе. Но для этого понадобится время, так ведь? Требуется больше времени, но это даст возможность целой группе координировать действия и прийти в нужное время, в нужное место, в нужной одежде и так далее.
Понятно? Есть вопросы о механизмах коммуникации? Хорошо. Сосредоточимся на эндокринных сигналах. Вещество перемещается по сосудам, им нужно время, чтобы добраться до цели. Но это позволит нам координировать многие элементы. Что нам нужно координировать? Есть две очень интересные штуки. Первое - это колоссальные трансформации на протяжении жизни, например, метаморфозы.
Я вижу, кто-то там повторяет за мной, отлично! Давайте все вместе: метаморфозы. Хорошо! В общем, нужно чтобы все клетки в организме изменялись в координации друг с другом. То же самое происходит в других местах, о которых я расскажу позже. Это не обязательно должен быть взрослый организм. Это должен быть функционирующий организм в определённой среде, и в этой среде... Блин! Мне нужно, чтобы все клетки были на одной волне, потому что нужно справиться с определённым влиянием среды.
Приведу пару примеров. Отлично координированное превращение - это развитие. Например, превращение юного Гарри Поттера в Дэниела Рэдклиффа. Он сыграл в том странном спектакле с лошадьми, засветился в медиа. Как видите, многим его клеткам пришлось измениться почти одновременно.
Вы понимаете? То же самое. Сравните скоординированной реакцией на конкретное явление среды. Это может быть стрессовая ситуация. Мы услышим об этом немного позже. Вы хотите убедиться, что все ваши органы и клетки функционируют в соответствии с режимом стресса или режимом сексуального возбуждения. Мы узнаем об этом подробнее далее. Передаю слово Улу.
Значит, сегодня у нас по плану вот такое введение в тему. Мы обсудим общие сведения о гормонах. Мы написали пептиды и стероиды. В принципе, есть и третий вид - производные единичных аминокислот. Но сегодня мы поговорим о структурных различиях между пептидными и стероидными гормонами и о том, какова роль этих различий в транспорте гормонов по кровотоку и их влиянии на клетку-мишень.
А затем мы рассмотрим период активности гормонов и прочие крутые вещи. Как видите, для объяснения мы взяли изображение инсулина в форме пептида. Мы хотели, чтобы он выглядел как белок, учитывая, конечно, что аминокислоты являются предшественниками белков. Здесь мы видим типичный пептидный гормон, созданный из аминокислот-прецедентов. Его основная черта - это гидрофильность, то есть этот гормон любит воду. Это влияет на задействованные механизмы перемещения и другие вещи, о которых мы вскоре коснёмся.
Итак, пептидные гормоны из аминокислот гидрофильны, они любят воду. Рассмотрим примеры, некоторые вам уже знакомы: инсулин, вазопрессин, окситоцин, АКТГ, КРГ и другие. А ещё есть стероидные гормоны, созданные из холестерин-прецедентов. Они гидрофобные, избегают воды. Также с этим связан термин "липофильные", любят липиды. Когда мы говорим о том, что клеточная мембрана состоит из двойного фосфолипидного слоя, стероидные гормоны, которые гидрофобные, проникают внутрь клеток-мишеней.
Вот вам пример, классический пример с глюкокортикоидами. Эти ребята будут встречаться нам повсюду. Мы уже обсуждали их: андроген, эстроген и всё такое. В структуре этих гормонов есть кое-что любопытное. Возьмём стероидный гормон, так я не буду рисовать. Я нарисую единичную аминокислоту, которая на самом деле абсолютно не похожа на гормон, производный аминокислоты. Но это пока неважно.
Итак, многие гормоны, стероидные, аминокислотные и пептидные, происходят от похожих предшественников. Для пептидных гормонов это аминокислоты, для единичных аминокислот это зачастую тирозин, а для стероидных гормонов - холестерин-предшественники. Что в этом интересного? А вот что: когда они происходят от того же предшественника, они в итоге выглядят очень похоже. У одного гормона есть вот это. Значит, это один гормон, а затем внизу у нас будет почти идентичный, но у него небольшой химический сдвиг.
Химическая структура не так уж важна. Суть в том, что если вы знакомы с органической химией, вы знаете, что незначительные химические изменения приведут к образованию разных гормонов. Любопытно, что с точки зрения эволюции это предполагает потребность в рецепторах, улавливающих эти тонкие химические различия в гормонах. Пирин и дофамин обладают таким малым различием, но если бы рецептор не смог отличить, имел бы огромное влияние. Так что, очень важно с точки зрения эволюции иметь рецепторы, которые способны уловить мельчайшие различия в химической структуре гормона.
Это звучало очень по-научному. Есть вопросы по общим сведениям? Всё понятно? Ладно. Это напомнило мне, что я не объяснил разницу между нейрональным и гормональным транспортом. Довольно сто. Мы разобрались с этими спецами, и прочее. Вам понадобится навык различать гормоны - классические элементы, перемещающиеся по крови в качестве сигналов, и нейромедиаторы.
Вторые - это тоже химические вещества, и им также нужно общаться клетка к клетке, но они будут только в конкретном синапсе от одного нейрона к другому. В этом синапсе. А чтобы вам жилось веселее, эти понятия могут пересекаться. Может, в свободе нейромедиатор в крови при этом он становится гормоном, как в случае с дофамином и эпинефрином. Элементы могут быть и нейромедиаторами, и гормонами в зависимости от контекста. Просто не забывайте об этом, когда пытаетесь различить эти сигналы.
Хорошо, спасибо. Итак, мы очень коротко прошлись по структуре. Отталкиваясь от этого, мы можем рассуждать о различиях в транспорте между гидрофобностью и гидрофильностью. На слайды. Надо было взять анимацию. Итак, наши пептидные гормоны водорастворимые, они свободно будут перемещаться по крови. Как пример можно привести людей на американских горках. Эти монахи свободно катаются себе и отлично выглядят.
Представьте себе этих монахов в роли пептидных гормонов, которые свободно растворяются и перемещаются по сосудам, не полностью растворяются. Ну да ладно. Пептидные гормоны свободно перемещаются по кровотоку. Стероидные гормоны, напротив, не растворяются в воде. Так что им нужен шаперон. Это наше представление о том, как шаперон ведёт этот гормон по кровеносной системе. Просто интересная примечательная деталь о транспорте. Мы поговорим об этом позже в другом контексте.
Что ещё интересного мы можем узнать из структуры взаимодействия с клеткой-мишенью? Когда Томас говорил о контексте, суть в том, что мы понимаем, как гормоны взаимодействуют с клетками. Ведь им нужен специальный рецептор для каждого отдельного гормона. Мы обсудили, насколько важна эта точность. Пептидные и стероидные гормоны имеют, так сказать, общие механизмы, о которых мы поговорим - общие способы взаимодействия с клетками.
Слева вы видите пептидные гормоны. Так как они свободно могут перемещаться по кровеносной системе, ой, пропустил... Из-за своих структурных особенностей они свободно перемещаются по крови. Тем не менее, те же структурные особенности, то что гормоны гидрофильные, не позволяют им пройти через фосфолипидный слой клеточной мембраны. Поэтому рецепторы пептидных гормонов находятся на поверхности этих клеток.
У этих гормонов рецепторы расположены на клеточной мембране. Из-за этого они обычно связаны с так называемыми реакциями вторичных посредников. Думаю многие из вас сталкивались с ними на курсах биологии и биологии человека. Но если нет, в общем, происходит следующее: пептидный гормон связывается с рецептором на клеточной мембране, что вызывает каскадную реакцию вторичных посредников. Это на самом деле интересно и может привести к ряду различных эффектов.
Скажем, если мы говорим о нейроне, то это может способствовать активации ионных каналов, открытию или закрытию. Мы поговорим об этом позже в контексте потенциала мембраны. Другой эффект, пример с пептидными гормонами, активируется каскад вторичных посредников, который влияет на белки прямо внутри клетки. Так что можете считать, что пептидные гормоны в общем влияют на белки внутри клеток.
И это итоговое действие каскадной реакции. Технически, гормоны также могут проникнуть в ядро и повлиять на транскрипцию. Однако это скорее характерно для стероидов. Вскоре мы рассмотрим тонкости и последствия этого процесса. Знаете больше, но отмечу, что важно помнить: мы связываем пептидные гормоны с каскадами вторичных посредников, которые влияют на белки внутри клетки. Их активация относительно быстрая, а длительность действия относительно мала. Мы рассмотрим это в сравнении со стероидными гормонами и увидим, почему их относительная длительность различается.
Так как это влияет на белки, мы можем сказать, что длительность относительно мала. Как мы уже отметили, это может играть роль в активности белка. Стероидные гормоны, напротив, перемещаются по крови на этих переносчиках-шаперонах. И когда они добираются до клетки, они способны диффундировать через мембрану и связаться с рецепторами, расположенными внутри клетки.
По традиции мы поговорим о стероидных гормонах, проходящих через мембрану, а затем - прямо к ядру, чтобы изменить транскрипцию. Это наш классический пример. Основное влияние на транскрипцию проходит медленнее, а сигнал длится дольше. Уходит больше времени на то, чтобы начать процессы транскрипции, и это длится намного дольше. Мы изменяем скорость синтеза белка, а не уже существующие белки.
Как всегда, можете спокойно перебивать, если вам что-то непонятно. Вот это некоторые общие примеры. Инсулин - это классический пример пептидного гормона. Глюкокортикоиды - это стероидные гормоны, нам снова и снова, возможно, мы вернёмся к этому и сегодня. Отлично, закрепим. Сейчас есть вопросы?
Да, рецептор для стероидных гормонов, как бы, плавает посредине клетки. Он находится на оболочке ядра или где-то в другом месте? Отличный вопрос! Итак, где рецептор? Кстати, это изображение любезно предоставил профессор Сапольски. Спасибо! Где бы вы ни были, вопрос заключается в том, где расположен рецептор стероидного гормона.
На оболочке ядра? Внутри клетки? В идеале мы говорим о рецепторах, расположенных в цитоплазме. Можно увидеть примеры, даже в Гугле. Вы найдёте изображение того, как стероидный гормон входит в клетку, связывается с рецептором, плавающим в цитоплазме, и затем попадает в ядро. В общем, считается, что рецепторы где-то внутри клетки, возможно, на оболочке ядра, возможно, где-то ещё в цитоплазме. Стероидные гормоны связываются внутри клетки и оттуда оказывают влияние.
Можно легко представить, что есть белок-рецептор, который уже на ДНК и лишь ожидает активации. А затем, когда стероидный гормон проделывает весь путь к ядру, он взаимодействует с рецептором. Итак, возможны оба варианта. Ещё вопросы? Да, из чего состоит холестерин?
Из чего состоит холестерин? Холестерин? Понятия не имею, из чего он состоит. Я знаю его общую химическую структуру. Если взглянуть на изображение строя с предыдущего слайда, его химическую структуру, то у холестерина-предшественников несколько похожая структура колец. Можете проверить. Это интересный вопрос. Мне кажется, релевантным вопросом или более важным для понимания будет то, что стероидные гормоны происходят от холестерин-прецедентов.
Так что для меня это отправная точка, а не то, из чего состоит холестерин. Интересный вопрос, так сразу и не скажу. Наверняка же, холестерин гидрофобный. Так что если вещество происходит от гидрофобной основы, оно тоже будет гидрофобным. Я просто хочу убедиться, что вы в теме. Это довольно специфичные термины: гидрофобный, гидрофильный. Для них существует много таких же специфичных синонимов: липофобный, липофильный.
Так что гидрофобный элемент будет... Голову ещё не лопнула? Ладно, просто поразмышляйте над этими словами. Их довольно легко осмыслить логически. Также используются термины полярный и неполярный. Вода полярна, так что гидрофильные элементы, любящие воду, чаще всего будут полярными, а гидрофобные - будут неполярными. Не переживайте! Я просто хочу, чтобы вы знали, что люди могут употреблять много раз, но все они по сути обозначают одно и тоже.
Ещё есть вопросы по этим основам? Нет? Хорошо, перейдём ко второму разделу: как мозг контролирует выработку гормонов? Мы установили, что было бы неплохо высвобождать гормоны в ответ на определённые раздражители из среды. Как это можно контролировать? Как показывает изображение, есть много разных точек в нашем организме, которые могут производить гормоны. Вот у нас поджелудочная, яички. Все эти различные железы - это специальные органы, которые могут выбрасывать гормоны в кровь.
А в этом и заключается суть гормонов. Мы обязательно ещё рассмотрим яички и яичники у женщин. Не знаю, почему они нарисованы на одном человеке, любопытно также, но он производится в поджелудочной железе и связан с питанием, уровнем сахара и прочими подобными штуками. Тимус - это ещё одна маленькая, но важная эндокринная железа, вырабатывающая тиреоидные гормоны. Какой эндокринный сигнал выпускает тимус? Тимус? Т-клетки? Я не уверен, что это гормоны. В любом случае, тимус замешан в иммунной системе. Пока оставим эту тему.
Уловили? Суть в том, что в нашем организме много органов, вырабатывающих гормоны, и они выделяют определённый сигнал. Что интересно, вы заметите, что в мозге тоже есть эндокринные железы. Гипоталамус. Мы уже пару раз слышали слово "гипоталамус" - это эндокринная железа, а это значит, что она может выделять вещества в кровь. Рядом с гипоталамусом, отделённым от него сосудами, а может быть, и нет, находится гипофиз, который тоже может выделять гормоны в кровь.
И вот эти периферийные эндокринные железы внизу часто регулируются большими и важными эндокринными железами в мозге. Не знаю, начали ли вы читать про зебр у профессора Сапольски, но кажется, он описал это так: это хозяин этих неразумных органов. Эти ребята как бы выполняют всё, что мозг им прикажет, и именно через гипоталамус и гипофиз мозг контролирует, сколько тестостерона поступает из яичек. Звучит логично! Мозг контролирует эти периферийные эндокринные железы.
Итак, давайте подробнее рассмотрим этот участок с гипоталамусом и гипофизом. Я нахожу его забавным и сам не уверен, почему. Может, дело в хвостике, не знаю, но мы сосредоточимся на этих двух разных участках. Можно заметить, что из этого изображения следует вынести, что мозг посылает информацию в гипоталамус, который посылает информацию в гипофиз. Когда мы что-либо видим, когда информация обрабатывается мозгом, наш гипоталамус говорит: "Вот, блин! Это стресс!" и передаёт это гипофизу. В итоге остальные части нашего тела получат инструкции к действию через гормоны. Круто! Прощай, хвостик!
Ой, вот ещё одна классическая картинка от Сапольски, которую нам удалось одолжить. И это снова гипоталамус крупным планом. Внимание! Теперь на гипофиз. Пойдёт немного кувырком, так что попрошу всех приложить максимум умственных усилий. Итак, гипофиз. Гипофиз - это вот эти две штуки, болтающиеся. [музыка] Дайте мне знать.
Ладно, прежде всего, аденогипофиз вырабатывает гормоны. Вырабатывает вот эти штуки. Через секунду поговорим о них. Нейрогипофиз вырабатывает другой вид гормонов. Вот это первое различие. Второе, довольно интересное различие в том, как гипоталамус регулирует эту выработку. Как эндокринная железа, гипоталамус на самом деле может выбрасывать гормоны напрямую в маленький красный кровавый поток. Вот здесь.
Так что гипоталамус выделяет гормоны в кровь, а они опускаются к нейрогипофизу и сообщают ему - простите, гипофизу, и сообщают клеткам, что нужно выделить в кровь другой гормон. Кро? Он может отправиться к следующим органам, о которых мы упоминали. Это одна система. Нужно перемещаться по крови к аденогипофизу. В нейрогипофизе, на самом деле, много нервных волокон.
Ясно? Так что гормоны, выработанные нейрогипофизом, появляются из тех нейронов, а тела клеток этих нейронов находятся в гипоталамусе. Приведу примеры. Вам ничего не нужно запоминать. Это потому что готовит абитуриентов к вступительным тестам. А эти ребята помешаны на акронимах. Они любят то, что можно проговорить и подчеркнуть.
Тесла - это акроним, используемый для запоминания сложных слов. Ну или гормонов аденогипофиза на будущее. В частности, АКТГ. Не беспокойтесь, пока ни о чём. Просто пусть это остаётся в ваших головах. Пара других гормонов тоже может встретиться, но это неважно. Нас расстроило то, что для нейрогипофиза не нашлось классного акронима, правильно? Акронима для вазопресина и окситоцина. Мы решили, это те два гормона, которые всегда упоминаются в исследованиях полёвок.
Мы взяли пару полёвок, мы решили, что они милые, у них носики, как у оленёнка Рудольфа. Да, когда бы вы ни услышали о вазопресине и окситоцине, это гормоны, вырабатываемые нервными клетками, которые поступают из гипоталамуса в нейрогипофиз. Есть вопросы по этой теме? Немного нейроанатомии. Наверное, это не так уж интересно и волнительно, но полезно знать. Может, встретится позже. Итак, вопросы, объяснения? Никаких.
Есть один? Да, вау! Отличный вопрос. Не знаю, насколько далеко мы забрались. Ди и гормонах вроде вазопрессина и окситоцина, которые выделяются в нейрогипофиз. Они просто сидят и ждут, пока их выпустят, или их нужно выработать и затем отправить дальше? Это вопрос: выделяют ли их в случае необходимости или они вырабатываются, а потом ждут своего часа? Да. Хорошо. Я бы обозначил ответ на основе вашего понимания: нейрон - есть тело, аксон.
А также термин аксона, который выделяет нейромедиатор в этой терминале. С нейромедиатора есть везикулы, по сути, это огромные шары, наполненные нейромедиатором. То же самое здесь. У вас есть эти огромные шары, наполненные окситоцином и вазопрессином, которые ждут своего часа, как и у других нейронов. Они синтезируются, вырабатываются в клеточном теле нейрона, которая находится в гипоталамусе.
Если вам интересно, как это работает, вам нужно отправиться в безумное путешествие. Когда белки или ещё что-то синтезируется в теле нейрона, которые вы видите здесь, они должны переместиться с помощью моторных белков вниз по цитоскелету. Они так и ходят. Я не шучу и не выдумываю. Им нужно пройти вниз по цитоскелету, туда, где они могут ожидать нужный сигнал.
Это отличный вопрос, который поднимает более важную проблему: что именно вызывает выработку гормонов. Мы рассмотрим это в третьей части лекции. Да, да. Итак, есть нейроны, которые говорят нейронам гипоталамуса, когда им следует активироваться, когда выделять вазопрессин. Есть другие вопросы к слайду? Кто-нибудь совершенно сбит с толку тем, о чём мы говорим, или всё в порядке? Хорошо.
Последнее по этой теме. Я хотел бы сравнить это с замечательной вегетативной нервной системой, во время которой вы много чего узнали о различных вещах, включая то, что мозг может управлять вегетативной нервной системой. Мозг, вместо того чтобы посылать нейроны с клеточными телами в гипоталамусе, в гипофиз, отправляет их по другому маршруту - вниз к спинному мозгу. И далее. Мы уже говорили о том, как гипоталамус управляет ею. Это просто напоминание. Ладно, мозг и гипоталамус очень важны для регуляции многих процессов.
Вот так это работает в случае эндокринной системы. Здорово! Отлично! Теперь взглянем на ещё один пример. Переместимся от дамочки с хвостиком к этому парню с яичками и яичниками и вспомним, как это работает вместе. Берём много различных систем, так как у нас были все эти периферийные органы, периферийные железы, выбрасывающие вещества в кровь. Я выбрал именно эту, потому что она довольно часто встречается в этом курсе. Это гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая ось.
Надпочечная железа - одна из её составляющих. Она регулируется какими-то гормонами, что плавает вокруг, и от гипофиза зависит, будет ли там какой-либо гормон или нет. Этот каскад событий позволяет мозгу контролировать периферийную железу. Что касается того, какие именно гормоны занимаются этим, мы увидим, что гипоталамус будет выделять КРГ в воротную вену, связанную с аденогипофизом. Нейроны вверху слева будут выделять по капельке КРГ. Может быть, я даже расшифровывать не буду. Пусть будет просто КРГ.
А затем этот гормон перемещается по крови, пока не доберётся до нейронов, где активирует АКТГ. Активирует нейроны, простите, не нейроны, а эндокринные клетки, которые выделяют АКТГ в кровь. А затем он перемещается по кровотоку всего организма. Так что он будет повсюду, но вышло. Так что клетки, которые чаще всего реагируют на АКТГ, находятся в надпочечной железе, её кора. Прохлаждаясь себе на почках, когда появляется АКТГ, она вырабатывает глюкокортикоиды. Это длинное страшное слово, но очень важное, так как это гормоны стресса.
Те, кто приступил к ни, наверняка уже прочитали о глюкокортикоидах. Глюкокортикоиды - гормоны стресса, один из них часто упоминается - кортизол. Пока не нужно беспокоиться о нём, просто помните, что выделяются гормоны стресса. Так что мы, надеюсь, разобрались с этими двумя стрелками. От мозга стрелочка идёт к гипофизу, от которого стрелочка идёт сюда. Это уже гормоны кортизол, и перемещается по кровеносной системе. Он как бы стучит в каждую дверь каждой клетки и говорит: "Это кортизол пришёл затусим, это поги!".
Так что, когда он понимает: "Ура! АКТГ добрался до цели и появился кортизол." Теперь, когда я вижу кортизол в гипофизе, я остановлюсь, я замедлю и немного расслаблю. Это называется отрицательной обратной связью. Важный термин в биологии и всём таком. Это значит, что чем больше кортизол вырабатывается, тем меньше АКТГ. Механизм балансирования возвращает нас к начальному пункту: мы должны перестать производить столько кортизола. То же самое происходит в гипоталамусе.
Думаю, в следующих лекциях по эндокринологии мы узнаем о другой стороне отрицательной обратной связи. Другие участки мозга могут замедлить этот каскад, заметив кортизол. Есть вопросы по отрицательной связи этой системе? Почему это важно для всего, что мы изучали? Окей. Отлично, спасибо.
Том отметил мой самый нелюбимый слайд ранее, а вот это мой любимый слайд. Хотя он выглядит довольно простым, на самом деле, для него понадобилось много усилий. Наверное, мы провели где-то 2 часа с начальным слайдом, удалили его, а затем около часа назад изменили его на этот. Вот он, очень важный вопрос отталкиваясь от того, что сказал Том. Гормоны выдвигают мозгом.
Мы рассмотрим это гораздо подробнее, взглянем на то, как гормон влияет на мозг и поговорим о гормонах и их рецепторах. Ранее мы коротко упомянули об общей реакции клеток на связку гормона с рецептором, неважно, на поверхности или внутри клетки. Теперь поговорим конкретно о мозге. Гормон совершает эпическое путешествие к нейрону. Этот слайд потребовал больших усилий, потому что мы пытались найти идеальное воображение гормона к мозгу.
Кто-то из истории, кто проделал этот путь и доставил сообщение туда, где находились рецепторы, способные получить его. Так что мы подумали о Гарри Поттере и патронус Кингсли Бруст, который пришёл на свадьбу Била и Флер. Том непосредственно участвовал в этом, но я решил, что это не совсем подходит. Мы вспомнили о Филиппе, древнегреческом воине, который марафоном в Афины, чтобы донести весть о победе греков над персами.
Именно из-за его маршрута марафон составляет 42 км. Тоже не то. Так что мы наткнулись на картинку с Полом Ревиром, который во время войны предположительно сообщил мятежникам о наступлении британцев, и это подходящий пример, или, по крайней мере, мы можем притянуть его за уши, потому что гормон, выделяемый из эндокринной железы, скажем, мы... Нам из целевого органа. Только что упомянул, что кортизол вырабатывается в надпочечнике и возвращается к мозгу.
Этот гормон должен совершить путешествие через кровоток. Интересно, что для того, чтобы кортизол выработался, был получен сигнал, верно? В этом случае, от АКТГ, который связывается с рецепторами и стимулирует выработку кортизола. Пол Ревир однажды вечером сидел снаружи в 1775. Кстати, неделю назад была 325 годишница этого события. Погодите, семидесят пй. Так что мои расчеты не верны. Считайте сами.
Он сидел снаружи и ждал, когда заморгал сигналов. Вообразите, что Пол Ревир - это группа гормонов. Когда сигнал от этих двух маяков поступил, он отправился в путь по сосудам или же на лошади по дороге с этим сообщением. На самом деле он не сказал, что британцы наступают, он сказал что-то вроде... Я где-то записал себе или нет? Ладно, он сказал кодовое слово. И если для него были необходимы рецепторы, они знали, как реагировать. Он сказал, не "британцы наступают", а другое слово. Если были рецепторы для него, они могли отреагировать. В этом случае мы говорим о возвращении к мозгу.
Пол Ревир направился в Лексингтон, что-то вроде штаб-квартиры мозга, центральной нервной системы. Можно назвать это так, чтобы получить нужную реакцию. Так что, не знаю. Мне нравится эта аналогия. Поговорим о том, как гормон, возвращающийся к нейрону, должен преодолеть гематоэнцефалический барьер. Это нейроны. Он проходит через нейрон или группу нейронов, если у них подходящие рецепторы для этого сигнала. Как это влияет на активность мозга после связывания? Что там происходит? Может, есть вопросы? Я вас сильно запутал? Отлично, идём дальше.
Начнём с гематоэнцефалического барьера. Итак, слева у нас изображение кровеносных сосудов в мозге. Это здесь, потому что у Тома было что-то вроде спецзадания. Мы с ним не до конца понимали, что такое ГБ и как он выглядит. Том представлял. Расскажи нам, мне за это стыдно, так что лучше я сам расскажу. Раньше я думал, что мозг окружен барьером, который защищает его от коварного кровоснабжения, когда, очевидно, это невозможно, так как крови нужно пробраться в мозг и сообщить каждой клетке, что ей нужно делать.
И сегодня я сознаюсь в этом, потому что вам следует представить себе доступ сосудов к мозгу гораздо более сложным способом. И сам барьер тоже гораздо сложнее. Барьер состоит в основном из эпителиальных клеток, формирующих сосуды. Кровеносные сосуды пронизывают весь мозг. Вот такая картинка. И у нас есть барьер, созданный тесными переплетениями эпителиальных клеток. Это куча деталей, которые не так уж важны. Однако интересно, что этот барьер по сути регулирует, какие виды элементов могут проникать внутрь и покидать кровоток в мозге. Очень важно управлять тем, что происходит с поступлением крови в мозг.
Возникает вопрос: могут ли гормоны пройти через ГБ? Мы провели несколько исследований и выяснили, что из-за своих эпителиальных клеток, фосфолипидного слоя, стероидный гормон липофильный, они могут пройти через двойной фосфолипидный слой, не составляет проблемы. Мы также знаем, что пептидные гормоны, как правило, не могут пройти сами по себе, но мы проверили: обычно у пептидных гормонов не возникает проблемы с тем, чтобы добраться до своей цели в мозге, так как у них есть переносчики. Они способны при необходимости проникнуть через барьер.
Просто интересный факт. Первый шаг к преодолению ГБ - осознание его наличия. Возможно, он встретится нам позже в другом контексте. Вещества вроде алкоголя могут проникнуть через ГБ, это влияет определённым образом на поведение. Мы к этому вернёмся позднее. Вот барьер: что может через него пройти, а что нет? Какую роль это играет? Какие последствия для поведения? Общие сведения, которые следует знать.
Следующий шаг - рецепторы. Когда гормоны возвращаются к мозгу, для них должны существовать подходящие рецепторы. Том упомянул кортизол как пример. Глюкокортикоид - это стероидный гормон. Это изображение крысиного мозга и глюкокортикоидные рецепторы в нём. У нас также есть минералокортикоидные. Мы не будем сосредотачиваться, как пример - альдостерон. Абитуриенты, вы знаете, что это, но спасибо, что кивнул, Нейт. Мы не будем тратить время на это. Глюкокортикоидные рецепторы, как видите, они есть повсюду в крысино-умственном контексте. Однако любопытно, что в определённых местах мы видим их скопления.
Что здесь происходит? Это наводит на мысль, что определённые участки особенно чувствительны к глюкокортикоидным гормонам. Они поступают в мозг, проникают через мембрану и связываются с рецепторами, расположенными в мозге. Как видим, один из таких участков - это гипоталамус. Том уже говорил об одном последствии этого процесса механизмы отрицательной обратной связи. Глюкокортикоиды возвращаются и помогают регулировать или снижать, Т говорить снижать, подавлять выработку КРГ и, в итоге, АКТГ и других вещей, влияющих на выделение кортизола в первую очередь.
Мы также видим скопление этих рецепторов в гиппокампе, так что здесь наблюдается другой тип отрицательной обратной связи. Оставайтесь с нами, возможно, мы к этому вернёмся. Интересно то, что для каждого отдельного гормона в организме будут уникальные рецепторы, но пока только мозг у нас. Есть уникальные рецепторы для этих гормонов в мозге.
Когда мы будем рассматривать поведение, нам следует обратить особое внимание. Задуматься над тем, где в мозге находятся эти рецепторы, какие это типы рецепторов и так далее. На этом слайде мы указали расположение, тип и количество рецепторов. Я коротко рассказал расположение. Какую роль это может играть? Типы рецепторов у одной особи могут быть различные типы рецепторов дофамина, например, могут быть несколько типов рецепторов для конкретного гормона. А это может привести к разным последствиям в зависимости от типа рецептора.
Мы также слышали об этом на уровне популяции: разница в типах рецепторов вазопрессина и как это может вызвать поведение, характерное для моногамности. Это другой очень важный вопрос. Если у нас много рецепторов, мы можем предсказать, что на этом участке будет повыше чуй. Гормону - мало рецепторов пониженная чувствительность. Когда мы говорим о крысах, эпигенетических механизмах, это по сути должно влиять на экспрессию рецепторов в определённых частях мозга.
А затем мы можем наблюдать поведенческие последствия. Ещё один момент связан с тем, сколько у нас рецепторов. У нас есть уровень гормона и уровень рецептора. Оба влияют на конечное поведение. Можем наблюдать один интересный эффект: то, что уровень гормона влияет на увеличение или уменьшение количества рецепторов. Можно начать с определённого количества, а затем, если у нас переизбыток гормонов, рецепторы начинают регуляцию. Клетка может снижать количество рецепторов, выраженных на поверхности клетки.
Можно наблюдать сокращение. Возможен и обратный процесс. Если поступает недостаточно гормонов. Не отвлекайтесь! Мы рассмотрим тонкости и сло. Есть вопросы по этому материалу? Отлично. Влияние гормонов на мозг. Далее мы подробнее взглянем на нейрон, как я уже упоминал. Мы рассмотрели влияние на клетки, мы обсудили пептидные гормоны и каскады, мы вернулись к картинке и поговорили о стероидных гормонах и влиянии на транскрипцию.
Теперь сосредоточимся на нейронах и различных. Можно наблюдать в этих клетках мозга. Мы аккуратно подвели здесь итог потенциальных воздействий гормонов на нейроны. Когда гормон связывается с рецептором, он может поменять потенциал мембраны через ионные каналы, каскад вторичного посредника. Если какая-то молекула наткнётся, мы можем изменить транскрипцию генов. Как мы увидели на примере стероидного гормона, он может войти и связаться с ДНК, влияя на транскрипцию генов.
В этом случае гены могут быть рецепторами. Это может быть механизм регуляции рецепторов, что-то в этом духе. Конечно же, мы также можем изменить активность белка в транспорте. Разумеется, это очень важно. Так ведь, белки участвуют в куче процессов. По сути, гормоны могут влиять на различные сферы: активность белка, транскрипция, потенциал оболочки - все эти вещи, как мы видим, существуют.
Несколько вариантов того, как гормон может связаться с рецепторами в клетке. Сделаем шаг назад. Мы говорим о целой сети нейронов, а не просто отдельных клетках. Становится ясно, как гормоны формируют поведение через нейронные сети, где изменения поведения - последствия работы этих сетей. Да, вопрос? Когда вы говорите о влиянии на нейроны, вы имеете в виду клетки, которые в мозге и центральной нервной системе или просто говорите о мозге?
Отлично! Можете повторить вопрос? Мы говорим о центральной нервной системе или только о мозге? В этом случае я говорю о нейронах в мозге. Но можно взять и другие части тела. Как сказал Том, нейроны могут посылать сигналы в другие части мозга, вниз к спинному мозгу и так далее. Могут проявляться где угодно. Раз мы говорим о последствиях гормонального воздействия на нейроны в мозге, суть в том, что эффект будет виден там, куда нейрон посылает сигнал, где у него конечная точка.
Но в первую очередь нужен рецептор, чтобы гормон с ним связался. Так что следует это запомнить. Ещё вопросы? Я видел руку! Здорово, спасибо. Думаю, это подводит итог тому, о чём я рассказывал. Том, хочешь добавить что-нибудь? Я бы добавил, что когда мы говорим о влиянии нейронов на изменения - всё самое интересное происходит в нейронах в мозге. Может, в случае с лордоз рефлексом, гормоны влияют на то, насколько сильно вы сможете выгнуть спину.
Но как знать? Хорошо. Итак, в лекциях о нервной системе мы говорили о том, как нервная система влияет на поведение. Мы обсудили то, как гормоны могут влиять на нервную систему и таким образом на итоговое поведение. И вот ещё некоторые сферы влияния гормонов, о них поговорим на следующих лекциях. Итак, стресс. Мы определённо увидим глюкокортикоиды, связанные с реакцией на стресс.
Вот Гарри и Сириус, оба в напряжении. Сексуальное поведение: тестостерон, эстроген, вазопрессин, окситоцин. Мы увидим, какую роль они играют в лекциях о сексуальном поведении. Агрессия: тестостерон, глюкокортикоиды, эстрогены, эпинефрин. Депрессия. Окей, что-то есть в этом изображении. Хорошо, депрессия: глюкокортикоиды, тиреоидный гормон, эстроген, прогестерон, мелатонин.
Отлично! Лишь добавлю к этому слайду, что мы называем вам кучу случайных гормонов, которые вам могут быть ещё не знакомы. Пока просто запомните, что всё, о чём мы говорили: рецепторы и уровни гормонов, некие индивидуальные различия и всё такое. Гормоны, типы, положение рецепторов влияют на эти состояния. Так мы и будем рассматривать поведение.
И последний слайд - это основные тезисы лекции, то, что было бы замечательно вынести отсюда. Так что не уходите! Если не понимаете большинства этих вещей: стероидные и пептидные гормоны и важность гидрофобности. Как мы проводим разли, во многом зависит от того, гидрофобный это элемент или гидрофильный, так что с этим легко разобраться, если вы понимаете основу. Нужен вам шаперон или нет? Где будет находиться ваш рецептор? Нервная система контролирует выработку гормонов - это вы точно не забудете.
Примеры того, как мозг может контролировать периферийные или эндокринные железы. В конце концов, когда эти гормоны выделяются, как они могут влиять на поведение через нейроны. Злоключение пола, хм... Мне кажется, это замечательная аналогия, думаю, вы все согласны с этим. И в общем, это и всё. Если у вас есть вопросы, можете выкрикивать их или подойти к нам. У вас наверняка много классных планов на сегодня. Спасибо! Переведено и озвучено студией Верт Дайдер.