ІНСТИТУТ ЕНДОКРИНОЛОГІЇ ТА ОБМІНУ РЕЧОВИН
ІМ. В.П.КОМІСАРЕНКА АМН УКРАЇНИ
Ковзун Олена Ігорівна
УДК 612.453-092.9:576.32/.36
МОЛЕКУЛЯРНІ МЕХАНІЗМИ ПЕРЕНЕСЕННЯ СИГНАЛІВ РЕГУЛЯТОРІВ ФУНКЦІЇ КОРИ НАДНИРКОВИХ ЗАЛОЗ
14.01.14 – ендокринологія
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня доктора
біологічних наук
Київ – 2008
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана у відділі патофізіології ендокринної системи Інституту ендокринології та обміну речовин ім. В.П. Комісаренка АМН України.
Науковий консультант – доктор медичних наук, професор,
член-кореспондент НАН та АМН України
ТРОНЬКО Микола Дмитрович, Інститут ендокринології та
обміну речовин ім. В.П. Комісаренка АМН України,
завідувач відділу патофізіології ендокринної системи.
Офіційні опоненти:
доктор медичних наук, професор,
член-кореспондент НАН та АМН України
РЕЗНІКОВ Олександр Григорович, Інститут ендокринології та
обміну речовин ім. В.П. Комісаренка АМН України,
завідувач відділу ендокринології репродукції та адаптації;
доктор біологічних наук, професор
ДРОБОТ Людмила Борисівна, Інститут біохімії
ім. О.В. Палладіна НАН України,
завідувач лабораторії сигнальних механізмів клітини;
доктор медичних наук, старший науковий співробітник
ХИЖНЯК Оксана Олегівна, Державна установа Інститут проблем ендокринної патології ім. В.Я. Данилевського АМН України,
завідувач відділу клінічної ендокринології.
Захист відбудеться 25.03. 2008 р. о 13 год. на засіданні
спеціалізованої вченої ради Д 26.558.01 з ендокринології в Інституті
ендокринології та обміну речовин ім. В.П. Комісаренка АМН України
(04114, м. Київ-114, вул. Вишгородська, 69).
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту ендокринології та обміну речовин ім. В.П. Комісаренка АМН України (04114, м. Київ-114, вул. Вишгородська, 69).
Автореферат розісланий 21.02.2008 р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради,
доктор біологічних наук Калинська Л.М.
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. При розгляді дистантних хімічних сигналів, що сприймаються клітиною, віднесення гормонів до особливої категорії поступово втрачає сенс. По-перше, встановлено, що деякі класичні гормони, можливо значна їх частина, продукуються в багатьох тканинах організму, а не тільки в спеціалізованих залозах. По-друге, з’ясувалося, що низка біорегуляторів не мають різниці за механізмами дії на клітину порівняно з гормонами і навіть володіють еволюційною спорідненістю з ними. Мова йде в першу чергу про ростові чинники, цитокіни і нейропептиди, що також здійснюють свою дію через специфічні клітинні рецептори. Базисна парадигма клітинної ендокринології у зв’язку з цим істотно розширилася. Так, зараз вважається, що класична ендокринна регуляція клітинних функцій є лише одним з її різновидів. Існують також, як мінімум, паракринний і аутокринний типи регуляції. Перегляд зазначених теоретичних постулатів, з одного боку, привів базисні уявлення в більшу відповідність з реальністю, з іншого боку, розділи, присвячені молекулярній біології клітини, ендокринології, імунології, нейробіології і експериментальній онкології, зараз важко відокремити. Ще більшу спільність процесів, що вивчаються цими розділами науки, виявлено завдяки бурхливому прогресу в з’ясуванні внутрішньоклітинних механізмів дії біорегуляторів. Спільність ця базується на тому, що процес перенесення інформації від рецепторів на внутрішньоклітинні ланки не залежить від того, чи йде мова про рецептор гормону або іншого біорегулятора. Всі вони використовують спільні сигнальні каскади шляхом активації одного або декількох з безлічі неймовірно складних внутрішньоклітинних механізмів обробки і перенесення регуляторної інформації.
Протягом багатьох років вважалося, що регуляція функції надниркових залоз здійснюється за допомогою двох факторів: АКТГ, який головним чином контролює глюкокортикоїдну функцію, та ангіотензину II, який є основним регулятором мінералокортикоїдної функції. Але функція надниркових залоз може регулюватися не тільки через вплив на швидкість стероїдогенезу, але й шляхом зміни маси функціонуючої залози. У зв’язку з цим регуляція мітогенезу та апоптозу також може робити свій внесок до загальної функціональної відповіді надниркових залоз. Цей аспект привернув увагу дослідників лише в останні роки. Тривалий час внутрішньоклітинний механізм дії основних стероїдогенних регуляторів здавався досить чітким: ефекти АКТГ опосередковуються через cAMP-залежний каскад протеїнкінази А, а ангіотензину ІІ – через фосфоінозитидний цикл із залученням протеїнкінази С, а також шляхом регуляції транспорту Са2+[Gallo-Payet et al., 2003; Vinson et al., 1992]. Проте дослідження останніх років показали, що cAMP-залежна система перенесення сигналу АКТГ взаємно регулюється сигнальним каскадом, залежним від протеїнкінази С. В той же час зміни активності протеїнкінази С при різних патологіях надниркових залоз, участь окремих ізоформ протеїнкінази С у перенесенні сигналу АКТГ, їх розподіл у різних клітинних компартментах залишаються нез’ясованими.
До факторів регуляції адренокортикальної функції відносяться також естрогени. Естрогени здатні безпосередньо впливати на кору надниркових залоз, а такожзмінювати чутливість гіпофіза до КРФ та інших нейропептидів гіпоталамуса. Про прямий вплив естрогенів на кору надниркових залоз свідчить наявність рецепторів естрогенів у клітинах кори надниркових залоз щурів, а також стимуляція секреції кортизолу адренокортикоцитами людини за умов відсутності АКТГ [Catichaetal., 1993].До останнього часу аналіз механізмів впливу естрогенів на клітини різних типів здебільшого був сконцентрований на геномних ефектах. Між тим, участь систем вторинних месенджерів у цих процесах не аналізувалась. Зараз розглядається можливість участі як cAMP-залежної системи перенесення сигналу естрогенними гормонами, так і МАР-кіназної в різних типах клітин, зокрема тих, що не відносяться до репродуктивної сфери [Aronica et al., 1994; Vivacqua et al., 2006; Ronda et al., 2007]. Водночас месенджерні механізми, що опосередковують дію естрогенів у надниркових залозах, залишаються невідомими.
Як ймовірні модулятори адренокортикальної функції зараз привертають увагу N-ацильовані похідні етаноламіну (NАЕ) [Гула та ін., 2000; Pagottoetal., 2006]. Дослідження розподілу мічених [14C]-NAE в організмі експериментальних тварин продемонструвало переважне включення мітки до надниркових залоз. Оскільки в мозку виявлено незначну кількість міченого N-пальмітоїлетаноламіну, малоймовірно, щоб ця сполука впливала на стимуляцію утворення АКТГ. Внутрішньоклітинні механізми впливу NАЕ на кору надниркових залоз потребують подальшого дослідження. З’ясування основних етапів перенесення сигналу похідних етаноламінів є важливим для визначення їх місця та значення в системі регуляції функції кори надниркових залоз.
В регуляції адренокортикальної функції значну роль відіграють іони калію. Відомо, що К+ здатний активувати гормонопоез при підвищенні його вмісту в крові або інкубаційному середовищі. Крім того, він є необхідним компонентом модулювання ефектів інших регуляторів, в першу чергу ангіотензину II та кортикотропіну. Основною ланкою в опосередкуванні ефектів калію в клітинах клубочкової зони кори надниркових залоз вважається каскад, пов’язаний з Са2+/кальмодулін-залежною протеїнкіназою [Ganguly et al., 1992; Condon et al., 2002]. Проте істотна кількість накопичених фактів не відповідає класичній схемі регуляції кортикостероїдогенезу, що свідчить про необхідність поглибленого дослідження регуляції стероїдогенних процесів в адренокортикоцитах, зокрема іонами калію.
Таким чином, перелік модуляторів адренокортикальної функції постійно зростає і регуляція функції кори надниркових залоз в організмі на сьогодні виглядає значно складнішою, ніж це уявлялося раніше. Поліморфність протеїнкіназних каскадів, їх взаємодія, включення внутрішньоядерних механізмів забезпечують адекватну регуляцію функції адренокортикоцитів. У зв’язку з цим стає зрозумілим, що з’ясування місця кожного з регуляторів адренокортикальної функції у комплексному механізмі регуляції функції надниркових залоз та простеження поетапної передачі сигналу первинних месенджерів за участю клітинних протеїнкіназ є важливим питанням молекулярної ендокринології.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота проводилась в рамках наукової тематики лабораторії гормональної регуляції обміну речовин відділу патофізіології Інституту ендокринології ім. В.П. Комісаренка АМН України (№ держреєстрації UА 01003067 Р, тема “Розробка підходів до підвищення ефективності лікування хвороби Іценка-Кушинга, пухлин надниркових залоз людини, а також раку молочної залози та простати” 1992-1994 рр.; № держреєстрації 0198U001283, тема “Роль метаболізму фосфоліпідів в перенесенні сигналів агоністів та модуляторів в клітинах кори надниркових залоз” 1998-2000 рр.; № держреєстрації 0101U000618, тема “Аналіз біохімічних механізмів перенесення регуляторних сигналів у клітинах кори надниркових залоз тварин та пухлин надниркових залоз людини” 2001-2004 рр.; № держреєстрації 0105U000732, тема “Пострецепторна регуляція функції надниркових залоз різними модуляторами в умовах норми та патології” 2005-2007 рр.).
Мета дослідження. З’ясувати основні етапи внутрішньоклітинного перенесення сигналів регуляторів та модуляторів адренокортикальної функції – АКТГ, естрадіолу, іонів калію, N-ацильованих похідних етаноламіну для визначення їх впливу на систему функціональної відповіді кори надниркових залоз.
Для реалізації поставленої мети необхідно було вирішити такі завдання: