Краткая характеристика опухолей APUD-системы. APUD-система и ее морфологические основы

АПУД-система - диффузная эндокринная система, объединяющая клетки, имеющиеся практически во всех органах, и синтезирующая биогенные амины и многочисленные пептидные гормоны. Это активно функционирующая система, поддерживающая гомеостаз в организме.

Клетки АПУД-системы (апудоциты) - это гормонально-активные нейроэндокринные клетки, обладающие универсальным свойством поглощать предшественники аминов, декарбоксилировать их и синтезировать амины, необходимые для построения и функционирования регулярных пептидов (amine precursor uptake and decarboxydation cells).

Апудоциты имеют характерное строение, гистохимические, иммунологические особенности, отличающие их от других клеток. Они содержат в цитоплазме эндокринные гранулы и синтезируют соответствующие гормоны.

Многие типы апудоцитов находятся в желудочнокишечном тракте и поджелудочной железе и образуют гастроэнтеропанкреатическую эндокринную систему, которая является, таким образом, частью АПУД-системы.

Гастроэнтеропанкреатическая эндокринная система состоит из следующих основных эндокринных клеток, секретирующих определенные гормоны.

Важнейшие апудоциты гастроэнтеропанкреатической эндокринной системы и секретируемые ими гормоны

Из клеток АПУД-системы развиваются опухоли-апудомы, при этом они могут сохранить способность секретировать полипептидные гормоны, свойственные клеткам, из которых они возникли.

Опухоли, развивающиеся из апудоцитов желудочнокишечного тракта и поджелудочной железы, сейчас принято называть гастроэнтеропанкреатическими эндокринными опухолями. В настоящее время описано около 19 типов таких опухолей и более 40 продуктов их секреции. Большинство опухолей обладает способностью секретировать одновременно несколько гормонов, но клиническая картина определяется преобладанием секреции какого-либо одного гормона. Основными гастроэнтеропанкреатическими эндокринными опухолями, имеющими наибольшее клиническое значение, являются инсулинома, соматостатинома, глюкагонома, гастринома, ВИПома, карциноид. Эти опухоли, как правило, злокачественные, за исключением инсулином.

Совокупность одиночных гормонпродуцирующих клеток называют диффузной эндокринной системой. Значительное число этих эндокриноцитов находится в слизистых оболочках различных органов и связанных с ними железах. Они особенно многочисленны в органах пищеварительной системы. Клетки диффузной эндокринной системы в слизистых оболочках имеют широкое основание и более узкую апикальную часть. В большинстве случаев для них характерно наличие аргирофильных плотных секреторных гранул в базальных отделах цитоплазмы.

Секреторные продукты клеток диффузной эндокринной системы оказывают как местные (паракринные), так и дистантные эндокринные влияния. Эффекты этих веществ очень разнообразны.

В настоящее время понятие диффузной эндокринной системы синонимично понятию APUD-системы. Многие авторы рекомедуют пользоваться последним термином, а клетки этой системы называть "апудоциты". APUD- это аббревиатура, составленная из начальных букв слов, обозначающих самые важные свойства этих клеток - Amine Precursor Uptake and Decarboxylation, - поглощение предшественников аминов и их декарбоксилирование. Под аминами подразумевается группа нейроаминов - катехоламинов (например, адреналин, норадреналин) и индоламинов (например, серотонин, дофамин).

Имеется тесная метаболическая, функциональная, структурная связь между моноаминергическим и пептидергическим механизмами эндокринных клеток АПУД-системы. Они совмещают продукцию олигопептидных гормонов с образованием нейроамина. Соотношение образования регуляторных олигопептидов и нейроаминов в разных нейроэндокринных клетках может быть различно.

Олигопептидные гормоны, продуцируемые нейроэндокринными клетками, оказывают местное (паракринное) действие на клетки органов, в которых они локализуются, и дистантное (эндокринное) - на общие функции организма вплоть до высшей нервной деятельности.

Эндокринные клетки APUD-серии обнаруживают тесную и прямую зависимость от нервных импульсов, поступающих к ним по симпатической и парасимпатической иннервации, но не реагируют на тропные гормоны передней доли гипофиза.

Согласно современным представлениям, клетки APUD-серии развиваются из всех зародышевых листков и присутствуют во всех тканевых типах:
производные нейроэктодермы (это нейроэндокринные клетки гипоталамуса, эпифиза, мозгового вещества надпочечников, пептидэргические нейроны центральной и периферической нервной системы);
производные кожной эктодермы (это клетки APUD-серии аденогипофиза, клетки Меркеля в эпидермисе кожи);
производные кишечной энтодермы - это многочисленные клетки гастроэнтеропанкреатической системы;
производные мезодермы (например, секреторные кардиомиоциты);
производные мезенхимы - например, тучные клетки соединительной ткани.

Клетки АПУД-системы, расположенные в различных органах и тканях, имеют неодинаковое происхождение, но обладают одинаковыми цитологическими, ультраструктурными, гистохимическими, иммуногистохимическими, анатомическими, функциональными признаками. Выделено более 30 видов апудоцитов.

Примерами клеток APUD-серии, находящихся в эндокринных органах, могут служить парафолликулярные клетки щитовидной железы и хромаффинные клетки мозговой части надпочечников, а в неэндокринных - энтерохромаффинные клетки в слизистой оболочке желудочно-кишечного тракта и дыхательных путей (клетки Кульчицкого).

APUD-система (АПУД-система, диффузная нейроэндокринная система) - система клеток, имеющих предполагаемого общего эмбрионального предшественника и обладающих способностью ситезировать, накапливать и секретировать биогенные амины и/или пептидные гормоны. Аббревиатура APUD образована из первых букв английских слов:
- А - amines - амины;
- р - precursor - предшественник;
- U - uptake - усвоение, поглощение;
- D - decarboxylation - декарбоксилирование.

В настоящее время идентифицировано около 60 типов клеток APUD-системы (апудоциты), которые встречаются в:
- центральной нервной системе - гипоталамусе, мозжечке;
- симпатических ганглиях;
- железах внутренней секреции - аденогипофизе, шишковидном теле, щитовидной железе, островках поджелудочной железы, надпочечниках, яичниках;
- желудочно-кишечном тракте;
- эпителии дыхательных путей и легких;
- почках;
- коже;
- тимусе;
- мочевых путях;
- плаценте и т.д.

В результате проведенных эмбриологических исследований сделано предположение, что первичные клетки APUD-системы происходят из нервного гребешка (нейро-эндокринно-программированного эпибласта). В ходе развития организма они распраделяются между клетками различных органов. Апудоциты могут в органах и тканях могут располагаться диффузно или группами среди других клеток.

В клетках APUD-системы синтезируются, наряду с биогенными аминами, пептиды. Установлено, что биологически активные соединения, образующиеся в клетками данной системы, выполняют эндокринную, нейрокринную и нейроэндокринную, а также паракринную функции. Следует подчеркнуть, что ряд соединений (вазоактивный интестинальный пептид, нейротензин и др.) высвобождаются не только из клеток APUD-системы, но и из нервных окончаний.

Этот факт и широкое представительство в отделах головного мозга , а также дифференцировка клеток данной системы из нервного гребешка и их расположение в тканях эндокринных желез, связанных с головным мозгом (гипофиз, шишковидная железа и т.д.) позволяет сделать вывод о том, что эта система является особым звеном, ответственным за поддержание гомеостаза организма.
Ряд авторов считают, что APUD-система является отделом нервной системы, помимо центральной, периферической и автономной систем.

Однако на основании анализа данных многочисленных исследований последних лет можно заключить, что в основе механизма регуляции всех органов и систем организма лежит координированное функциональное взаимодействие между эндокринной (в том числе APUD-сиетемой) и нервной системами.

В результате обобщения результатов изучения «получения» и «переноса» информации на субклеточном, клеточном и тканевом уровнях о состоянии организма в целом и его отдельных частей, что подтверждается фактом идентичности физиологически активных соединений как в нервной системе (нейротрансмиттеры) так и в качестве гормонов APUD-системы. Это позволяет объединить эти две системы, ранее рассматриваемые в отдельности, в универсальную нейроэндокринную систему.

Совокупность одиночных гормонпродуцирующих клеток называют диффузной эндокринной системой (ДЭС). Среди одиночных гормонпродуцирующих клеток различают две самостоятельные группы: I - нейроэндокринные клетки APUD-серии (нервного происхождения); II - клетки не нервного происхождения.

В первую группу входят секреторные нейроциты, образующиеся из нейробластов нервного гребешка, обладающие способностью одновремен­но продуцировать нейроамины, а также синтезировать белковые гормоны, т. е. имеющие признаки как нервных, так и эндокринных клеток, поэтому называемые нейроэндокринными клет­ками. Эти клетки характеризуются способностью поглощать и декарбоксилировать предшественники аминов.

Согласно современным представлениям, клетки APUD-ссрии развива­ются из всех зародышевых листков и присутствуют во всех тканевых типах:

1) производные нейроэктодермы (нейроэндокринные клетки нейро­секреторных ядер гипоталамуса, эпифиза, мозгового вещества надпочечни­ков, лептидэргические нейроны центральной и периферической нервной системы); 2) производные кожной эктодермы (клетки APUD-се­рии аденогипофиза, клетки Меркеля в эпидермисе); 3) производные кишечной энтодермы - энтериноциты - клетки гастроэнтеропанкреатической системы; 4) производные мезодермы (секретор­ные кардиомиоциты развиваются из миоэпикарднальной пластинки); 5) производные мезенхимы - тучные клетки

Для клеток APUD-серии характерны следующие признаки: наличие специфических гранул, присутствие аминов (катехоламинов или серотони­на), поглощение аминокислот - предшественников аминов, наличие фермента - декарбоксилазы этих аминокис­лот.

Клетки APUD-серии встречаются в головном мозге и во многих орга­нах - в эндокринных и неэндокринных. Клетки APUD-серии встречаются в большинстве органов и систем - в желудочно-кишечном факте, моче­половой системе, коже, эндокринных органах (щитовидная железа), матке, тимусе, параганглиях и др.

По морфологическим, биохимическим и функциональным признакам выделено более 20 видов клеток APU D-сери и, обозначаемых буквами ла­тинского алфавита А. В, С, D и др. Принято выделять в специальную груп­пу эндокринные клетки гастроэнтеропанкреатической системы.

Описание эндокринных клеток различных органов дается в соответству­ющих главах.

Примерами нейроэндокринных клеток этой группы, находящихся в эндокринных органах, могут служить парафолликулярные клетки щитовид­ной железы и хромаффинные клетки мозговой части надпочечников, а в неэидокринных - энтеринониты (энтерохромаффинные клетки) в слизис­той оболочке желудочно-кишечного тракта.

Одигопелтндные гормоны, продуцируемые нейроэндокринными клет­ками, оказывают местное действие на клетки ор­ганов, в которых они локализуются. но главным образом дистантное (эндокринное) - на общие функции организма вплоть до высшей нервной деятельности

Обшей топографическом особенностью этих клеток является их распо­ложение около кровеносных сосудов.

Соотношение образования регуляторных олигопептидов и нейроаминов в разных нейроэндокринных клетках может быть различно.

Эндокринные клетки APUD-серии обнаруживают тесную и прямую зависимость от нервных импульсов, поступающих к ним по симпатической и парасимпатической иннервации, но не реагируют на тронные гормоны передней доли гипофиза; их состояние и активность после гипофизэктомии не нарушается.

Вторая группа включает одиночные гормоннродуцирующие клетки или их скопление, происходящие не из нейробластов, а из других источников. К этой группе относятся разнообразные клетки эндокринных и неэн­докринных органов, выделяющие стероидные и другие гормоны: инсулин (В-клетки), глюкагон (А-клетки), энтероглюка гон (L-клетки), пептиды (D,- клетки, К-клетки), секретин (S-клетки) и др. К ним относятся также клет­ки Лейдига (гландулоциты) семенника, продуцирующие тестостерон и клетки зернистого слоя фолликулов яичника, вырабатывающие эстрогены и прогестерон, являющиеся стероидными гормонами (эти клетки мезодермального происхождения). Продукция этих гормонов активируется аденоги­пофизарными гонадотропинами, а не нервными импульсами.

1. APUD -СИСТЕМА И ЕЕ МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

Предположение о наличии в слизистой оболочке желудочно-кишечного тракта кле­ток, выполняющих эндокринную функцию, было высказано еще в 1914 году П. Массо-ном. Большую роль в развитии учения о данной функции пищеварительного тракта сыграли работы А. Пирса (1968-1976). Согласно его мнению существуют своеобразные клетки, характеризующиеся эмбриологической общностью, определенными морфоло­гическими и биохимическими свойствами, составляющие своеобразную систему APUD (Amine Precursor Uptake Decarboxylation).

Эти клетки характеризуются высоким содержанием аминов (Amine). способностью к усвоению предшественников аминов (Precursor Uptake) и наличием фермента декар-боксилазы (Decarboxylation).

APUD-клетки локализованы в гипоталамусе, гипофизе, щитовидной железе, мозго­вом слое надпочечников, пищеварительном тракте. Как отмечает К. Welbourn с соавт. (1974) "пищеварительный тракт является самой большой эндокринной фабрикой орга­низма".

К APUD-клеткам относится 36 разновидностей клеток, 28 из которых являются произ­водными эктодермы (A.Pearse et all., 1976), источник остальных 18 разновидностей по­ка не выяснен.

Количество клеток с неидентифицированными функциями по окраске и данным электронной микроскопии, относящихся к системе APUD, а также гормонов неясного происхождения, как отмечают М. Grossman с соавт., (1974) и A. Pearse (1974), еще дос­таточно значительно.

Всю систему APUD-клеток подразделяют на 3 группы (A. Pearse, I. Polak. 1978): 1. Нейроэндокринные клетки, происходящие из нервного гребешка (их 7 типов, например, С-клетки, продуцирующие калыщтонин).

2. Клетки, происходящие из нейтральной эктодермы (их 20 типов). Они в подав­ляющем большинстве локализованы в мозговой ткани, продуцирующие, например, люлиберин, тиреолиберин и др.

3. Клетки желудочно-кишечно-панкреатической системы (GEP-celes). Они имеют эктобластическое происхождение. Это самая большая группа клеток APUD-системы.

Гормоны желудочно-кишечного тракта и места их образования

Эндокринные клетки ЖКТ характеризуются следующими особенностями, отличаю­щими их от кишечных клеток (энтероцитов):

1. Низким уровнем гранулярного эндоплазматического ретикулюма.

2. Высоким содержанием свободных рибосом.

3. Высоким уровнем гладкого ретикулюма в форме везикул.

4. Электронноплотными и лабильными при фиксации митохондриями.

5. Связанными с мембраной секреторными пузырьками с оксинофяльным содержи-
мыым.

Согласно выработанной единой терминологии, получившей название Висбаден-ской (1970), с новыми поправками, сделанными на встрече пяти исследовательских групп (в том числе участников Висбаденского соглашения и группы японских уче­ных) в Болонье (1973), в ЖКТ классифицируют следующие типы эндокринных клеток:

В желудке - ЕС, G, ECL, AL, D, D,.

В кишке - ЕС, S, EG, G, I, D, D,.

В поджелудочной железе - А, В, D, Di.

G -клетки. Методами иммуноморфологического, иммунофлюоресцентного анализа, с использованием антигастриновои сыворотки доказана связь данного типа клеток с про­дукцией гормона гастрина. Указанные клетки локализованы в слизистой пилорической области желудка, его кардиальной и антральной частях, в двенадцатиперстной кишке, особенно в ее луковице, тощей кишке (в меньшем количестве). На апикальной мембра­не G-клеток имеются микроворсинки.

ЕС-клетки. Клетки данного типа (аргентоффинные, энтерохромаффинные, клетки Кульчицкого) встречаются вдоль всего ЖКТ, локализуясь преимущественно у осно­вания пилорических желез желудка или в криптальнои области ворсинок тонкой киш­ки, Апикальная поверхность данных клеток снабжена небольшими микроворсинками. ЕС-клетки являются продуцентами 5-гидрокситриптамина. Однако результаты иссле­дований, полученные в последние годы, позволяют полагать, что кроме указанного вещества ЕС-клетками продуцируется полипептидный продукт, являющийся мотили-ном.

В фундальной части желудка встречаются энтерохромаффинаподобные клетки ECL, отличающиеся от ЕС-клеток по некоторым деталям ультраструктуры.

EG -клетки (энтероглюкагоновые). Локализованы в слизистой оболочке на всем про­тяжении тонкого и толстого кишечника. Клетки данного типа являются продуцентами энтероглюкагона.

1-клетки. Встречаются в слизистой оболочке двенадцатиперстной и тощей кишок. Их гранулы схожи с гранулами EG- и S-клеток по электронной плотности, но по раз­мерам занимают промежуточное место (это определило название клеток - intermediate). I-клетки являются продуцентами холецистокинина-панкреозимина.

S -клетки. Располагаются в криптах двенадцатиперстной кишки и в проксимальных отделах тощей. У человека их количество сравнительно невелико. S-клетки являются продуцентами секретина.

D -клетки. Располагаются в слизистой оболочке фундальной и пилорической частей желудка и тощей кишки. Клетки данного типа синтезируют соматостатин.