ГнРГ нейрон - GnRH neuron
GnRH нейроны , или гонадотропин-рилизинг-гормон , экспрессирующие нейроны , являются клетками в головном мозге , которые контролируют высвобождение репродуктивных гормонов из гипофиза. Эти клетки мозга контролируют репродукцию, секретируя GnRH в кровоток портальных капилляров гипофиза , поэтому их иногда называют «половыми нейронами». Эта небольшая капиллярная сеть переносит гонадолиберин в переднюю долю гипофиза, вызывая выброс лютеинизирующего гормона (ЛГ) и фолликулостимулирующего гормона (ФСГ) в более широкий кровоток. Когда нейроны GnRH меняют свой паттерн высвобождения с ювенильного на взрослый паттерн секреции GnRH, начинается половая зрелость. Неспособность нейронов ГнРГ сформировать правильные связи или неспособность успешно стимулировать гипофиз ГнРГ означает, что половая зрелость не начинается. Эти нарушения в системе гонадолиберин вызывают репродуктивные расстройства, такие как гипогонадотропный гипогонадизм или синдром Каллмана .
Происхождение нейронов ГнРГ
В 1989 году две исследовательские группы независимо друг от друга обнаружили, что нейроны ГнРГ, которые у взрослых разбросаны по гипоталамусу, не возникают в этой области мозга. Вместо этого они мигрируют в мозг по обонятельным аксонным волокнам из носа. Большинство нейронов ГнРГ рождаются из стволовых клеток носовой плакоды (эмбриональной носовой ткани). Совсем недавно было обнаружено, что подмножество нейронов GnRH может прослеживать свое происхождение не от носовой плакоды, а от нервного гребня на ранних этапах эмбриогенеза. Это подмножество клеток мигрирует в носовую плакоду, где они смешиваются с нейронами GnRH, рожденными в этой области, и вместе мигрируют в мозг.
Путешествие от носа к мозгу
На своем пути от носа к мозгу нейроны ГнРГ проходят через ткань носа, ранний череп и проходят через несколько областей переднего мозга, прежде чем достичь места назначения. По пути секретируемые и связанные с мембраной молекулы направляют их в правильном направлении и помогают установить скорость их движения. Нейроны GnRH, которые не попадают в мозг или мигрируют в неправильную область, не функционируют и даже могут подвергаться запрограммированной гибели клеток . Эта неспособность нейронов GnRH мигрировать в мозг является основной причиной синдрома Каллмана . ГАМК , которая деполяризует нейроны эмбрионального ГнРГ, замедляет движение, но помогает им двигаться прямо по их пути. SDF активирует гиперполяризационные каналы GIRK , увеличивая скорость движения. Другие управляющие сигналы, такие как семафорины и HGF, также регулируют движение нейронов GnRH.
Движение нейронов ГнРГ
Ученые обнаружили, как управляющие молекулы заставляют нейроны ГнРГ ускоряться или замедляться. Обычно любые ионы кальция в клетке быстро втягиваются в органеллы, такие как митохондрии или эндоплазматический ретикулум . Направляющие молекулы вызывают высвобождение этих ионов кальция обратно в цитоплазму клетки , где белки, чувствительные к кальцию, реорганизуют актин клетки и цитоскелет микротрубочек , которые представляют собой молекулярные волокна, которые придают клетке ее форму. Это вызывает сокращения в клетке (аналогичные мышечным сокращениям ), которые связываются с адгезивными белками на поверхности клетки , подталкивая клетку вперед.
Физиология гонадолиберин
Сдвиг к высокочастотной электрической активности в нейронах гонадолиберин является сигналом, инициирующим половое созревание. Нейроны GnRH получают сигнал от классических нейромедиаторов, таких как глутамат и ГАМК . Эти нейротрансмиттеры вызывают электрическую активность, которая регулируется в процессе развития, вызывая широкие изменения в поступлении ионов кальция в клетку через чувствительные к напряжению ионные каналы . Это вызывает высвобождение гонадолиберина в кровоток воротных капилляров гипофиза, где гормон гонадолиберин активирует гипофиз, высвобождая лютеинизирующий гормон и фолликулостимулирующий гормон. В дополнение к классическим нейротрансмиттерам, некоторые управляющие молекулы могут изменять проводку нейронов ГнРГ с системой портальных капилляров, изменяя силу сигнала, поступающего в гипофиз.
Регуляция нейронов ГнРГ
Нейроны GnRH интегрируют информацию из организма, чтобы регулировать репродуктивную функцию. Сильнейшим активатором нейронов ГнРГ является гормон кисспептин . Нейроны GnRH также интегрируют информацию из организма через гормоны, такие как нейропептид Y и адипонектин . Эти гормоны предоставляют нейронам ГнРГ информацию о состоянии организма, чтобы помочь определить, следует ли отдавать приоритет воспроизводству или подавлять его.