Sensing the Environment: Regulation of Local and Global Homeostasis by the Skin's Neuroendocrine System

پوست، بزرگ‌ترین اندام بدن، به‌طور استراتژیک در سطح مشترک با محیط خارجی قرار دارد، جایی که طیف متنوعی از عوامل استرس‌زا از جمله تشعشعات خورشیدی را شناسایی، ادغام و پاسخ می‌دهد. قبلاً ثابت شده است که پوست یک اندام مهم سیستم ایمنی عصبی غدد درون ریز محیطی است که به طور نزدیک با سیستم های تنظیم کننده مرکزی در ارتباط است. این قابلیت ها به حفظ هموستاز محیطی کمک می کند. به طور خاص، سلول‌های اپیدرمی و پوستی، انتقال‌دهنده‌های عصبی استرس کلاسیک، نوروپپتیدها و هورمون‌ها را تولید می‌کنند و به آن پاسخ می‌دهند، تولیدی که توسط اشعه ماوراء بنفش (UVR)، عوامل بیولوژیکی (عفونی و غیر عفونی) و سایر عوامل فیزیکی و شیمیایی تحریک می‌شود. نمونه‌هایی از محصولات بیولوژیکی فعال محلی عبارتند از سیتوکین‌ها، آمین‌های بیوژنیک (کاتکول آمین‌ها، هیستامین، سروتونین و N-استیل سروتونین)، ملاتونین، استیلوکولین، نوروپپتیدها از جمله هیپوفیز (ACTH مشتق از پروپیوملانوکورتین، b-اندورفین یا پپتیدهای محرک تیروئید، پپتیدهای محرک تیروئید) هورمون‌های هیپوتالاموس (فاکتور آزادکننده کورتیکوتروپین و اوروکورتین‌های مرتبط، هورمون آزادکننده تیروئید) و همچنین انکفالین‌ها و دینورفین‌ها، هورمون‌های تیروئید، استروئیدها (گلوکوکورتیکوئیدها، مینرالوکورتیکوئیدها، هورمون‌های جنسی، استروئیدهای 7-δ)، سکواستروییدها و اپی‌اندوآییدها. تولید این مولکول‌ها به صورت سلسله مراتبی است و در امتداد الگوریتم‌های محورهای عصبی غدد درون‌ریز کلاسیک مانند محور هیپوفیز غدد فوق کلیوی هیپوتالاموس (HPA)، محور هیپوتالاموس- تیروئید (HPT)، سروتونرژیک، ملاتونینرژیک، کاتکول آمینرژیک، کولینرژیک، استروئید استروئیدی و استروئیدی. سیستم های. اختلال در این محورها یا ارتباط بین آنها ممکن است منجر به بیماری های پوستی و/یا سیستمیک شود. این شبکه‌های عصبی غدد درون‌ریز محلی نیز برای محدود کردن اثر عوامل محیطی مضر برای حفظ هموستاز محلی و در نتیجه جهانی عمل می‌کنند. علاوه بر این، عوامل/سیستم‌های مشتق از پوست همچنین می‌توانند پایانه‌های عصبی پوستی را فعال کنند تا مغز را از تغییرات در محیط‌های اپیدرمی یا پوستی آگاه کنند، یا به‌طور جایگزین، سایر مراکز هماهنگ‌کننده را با انتقال عصبی مستقیم (طناب نخاعی) بدون دخالت مغز فعال کنند. علاوه بر این، ارتباطات سریع و متقابل بین محفظه‌های اپیدرمی، پوستی و آدنکسال نیز با انتقال عصبی از جمله حالت‌های هدایت آنتیدرومیک انجام می‌شود. در نهایت، سلول های پوست و پوست به عنوان یک اندام نه تنها هموستاز محیطی بلکه جهانی را هماهنگ و/یا تنظیم می کنند.

The skin, the body’s largest organ, is strategically located at the interface with the external environment where it detects, integrates and responds to a diverse range of stressors, including solar radiation. It has already been established that the skin is an important peripheral neuroendocrine-immune organ that is closely networked with central regulatory systems. These capabilities contribute to the maintenance of peripheral homeostasis. Specifically, epidermal and dermal cells produce and respond to classical stress neurotransmitters, neuropeptides and hormones, production which is stimulated by ultraviolet radiation (UVR), biological factors (infectious and non-infectious) and other physical and chemical agents. Examples of local biologically active products are cytokines, biogenic amines (catecholamines, histamine, serotonin and N-acetyl-serotonin), melatonin, acetylocholine, neuropeptides including pituitary (proopiomelanocortin-derived ACTH, b-endorphin or MSH peptides, thyroid stimulating hormone) and hypothalamic (corticotropin-releasing factor and related urocortins, thyroid-releasing hormone) hormones, as well as enkephalins and dynorphins, thyroid hormones, steroids (glucocorticoids, mineralocorticoids, sex hormones, 7-δ steroids), secosteroids, opioids and endocannabinoids. The production of these molecules is hierarchical, organized along the algorithms of classical neuroendocrine axes such as the hypothalamic pituitary adrenal axis (HPA), hypothalamic-thyroid axis (HPT), serotoninergic, melatoninergic, catecholaminergic, cholinergic, steroid/secosteroidogenic, opioid and endocannabinoid systems. Disruptions of these axes or of communication between them may lead to skin and/or systemic diseases. These local neuroendocrine networks also serve to limit the effect of noxious environmental agents to preserve local and consequently global homeostasis. Moreover, the skin-derived factors/systems can also activate cutaneous nerve endings to alert the brain to changes in the epidermal or dermal environments, or alternatively to activate other coordinating centers by direct (spinal cord) neurotransmission without brain involvement. Furthermore, rapid and reciprocal communications between epidermal and dermal and adnexal compartments are also mediated by neurotransmission including antidromic modes of conduction. Lastly, skin cells and the skin as an organ coordinate and/or regulate not only peripheral but also global homeostasis.