Представление
о сердце как об эндокринном органе возникло в начале 70—х гг. XX века на
основании открытия А. А. Галояном и соавторами кардиопептидов. Затем из ушек
правого предсердия был выделен первый представитель другого семейства гормонов
сердца: атриальный натрийуретический пептид (АНП), или гормон.
Натрийуретические
пептиды. Молекула АНП у
млекопитающих состоит из 27—28 аминокислот, однако известны и другие изоформы,
более распространенные у низших позвоночных и беспозвоночных. В настоящее время
известно, что у крыс и человека в сердце АНП секретируется популяцией
миоэндокринных клеток, которые Са2+— и механозависимо выделяют его
при растяжении правого предсердия и ушек венозной кровью. Предполагается, что
миоэндокринные клетки имеют механочувствительные Са2+—каналы в
плазмалемме. В
сердце крыс АНП секретируется и в отсутствие растяжения предсердия. Показана
также секреция родственного АНП гормона — натрийуретического пептида
желудочков сердца.
Из семейства
натрийуретических гормонов наиболее консервативным является С—тип, молекула
которого состоит из 22 аминокислот. Он синтезируется, главным образом, в
головном мозгу и почках. У позвоночных животных в плазме крови концентрация
гормона незначительна. К этому же семейству относятся гормон почек уродилатин
и мозговой натрийуретический пептид. Для структуры молекулы всех
натрийуретических гормонов характерно наличие кольца из 17 аминокислот.
Сходными эффектами являются активация гуанилатциклазы плазмалеммы, усиление
натрийуреза и сопряженного диуреза, регуляция артериального давления и компенсация
сердечной недостаточности. Значительное перекрытие функций натрийуретических
гормонов определяется не только сходством структуры их молекул, но и
перекрестной аффинностью к рецепторам.
Натрийуретические гормоны
являются связующим звеном между почками и сердцем, регулируя не только
экскрецию жидкости, но и перераспределение ее в организме сердечно—сосудистой
системой. Так, предотвращая возможное механическое повреждение сердца при
увеличении объема венозного возврата, АНП усиливает сокращения кардиомиоцитов.
Воздействие натрийуретических гормонов на миогенные пейсмекеры приводит к
увеличению частоты сердечных сокращений. Изгнанию крови из сердца способствует
и цГМФ—зависимая дилатация гладкомышечных структур стенки аорты. Снижение
артериального давления, увеличение диуреза и Na—уреза приводят к последующему
уменьшению венозного возврата в сердце.
Для АНП и в разной степени
для других натрийуретических гормонов характерно участие в регуляции объема
жидкости в малых и больших полостях организма, будь это полости желудочков
сердца или головного мозга, желудок, полость фолликула яичников или просвет
семенных канальцев и т. п. Те же эффекты определяют участие АНП в регуляции
объема клеток, как это показано для астроглии: гормон уменьшает их объем путем
подавления входа воды или увеличением ее выхода из клетки через регуляцию
активности Na+/H+—обменника, К+— и
Cl——каналов.
В центрах гипоталамуса
натрийуретические пептиды как медиаторы или гормоны подавляют (цГМФ— и NO—зависимо)
возбудимость центра жажды и снижают солевое предпочтение и жажду. Это
согласуется с общей направленностью эффектов гормонов этого семейства на
уменьшение объема жидкости в организме. Кроме того, установлено влияние АНП на
гормонопоэз в аденогипофизе. Оно может опосредоваться двояко: либо через
контроль микроциркуляции в медиальном возвышении, где оканчиваются содержащие
АНП аксоны либо в капиллярном сплетении аденогипофиза (портальный кровоток).
Атриопептины. Ранее отнесенные к
фрагментам молекулы АНП, атриопептины (кардиопептины) образуют другое семейство
кардиальных гормонов. Секретируемые при росте осмотического давления крови, они
выделяются из сердца и увеличивают системное артериальное давление. Кроме того,
для атриопептина III показано антидиуретическое действие.
Высокое содержание кардиопептинов
в паравентрикулярном, супраоптическом и преоптических ядрах гипоталамуса, в
циркумвентрикулярных органах указывает на возможность участия этих гормонов не
только в регуляций объема ликвора и микроциркуляции в структурах головного
мозга, но и в коррекции сосудодвигательными центрами и центрами регуляции жажды
объема жидкости в организме. При этом
реципрокное влияние натрийуретических гормонов и атриопептинов на секрецию
нейрогипофизарного вазопрессина может иметь место в других вазопрессин—секретирующих
структурах ЦНС. К ним, например, относятся ядра перегородки, собственное ядро
терминальной полоски, обонятельный мозг и другие. Следовательно, это может
определять влияние гормонов названных семейств на жажду и питьевое поведение,
сон и бодрствование, внутричерепное давление, память и общий уровень
возбудимости ЦНС. Показано прямое подавление, солевого аппетита и возбудимости
ЦНС при внутримозговом введении кардиопептинов.
В сердце секретируется также
релаксин — один из гормонов надсемейства инсулина. Как и инсулин, он
состоит из двух цепей А и В, связанных дисульфидным мостиком. У крыс
релаксин выделяется кардиомиоцитами правого предсердия и оказывает позитивный
хроно— и инотропный эффекты на сердце, увеличивая также системное артериальное
давление. В семенниках релаксин клеток Сертоли способствует поддержанию
оптимальной вязкости семенной жидкости. При родах, расслабляя связки лобкового
симфиза, гормон обеспечивает увеличение просвета родовых путей и успешное прохождение
по ним плода.