Диссертация (Роль надпочечников в регуляции метаболизма меди в печени), страница 8

Его секрецию осуществляют исключительно клетки клубочковой зоныкоры надпочечников (Raven et al., 1983; Vinson, 2004; Vinson, 2009). Основныморганом – мишенью альдостерона являются почки, этот гормон является частьюренин-ангиотензин-альдостероновой системы, отвечающей за регуляцию водносолевого обмена (Peters, 2012). Предшественником альдостерона являетсяминералкортикоиддезоксикортикостерон.Местомпродукциидезоксикортекостерона является клубочковая зона, а также он синтезируется вовнутреннихзонахкорковогоальдостеронсинтаза,веществанеобходимый(Ravenдляetсинтезаal.,1983).Ферментальдостеронаиздезоксикортикостерона, обнаружен исключительно во внешних слоях клетокклубочкового вещества (Okamoto and Nonaka, 1992). В пучковой и сетчатой зонахприсутствуетфермент11-β-гидроксилаза,катализирующийпревращениедезоксикортикостерона в кортикостерон.Кортикостеронобладаеткакминералкортикоидной,такиглюкокортикоидной активностями.

У многих позвоночных животных, включаякрыс, он является наиболее важным и активным глюкокортикоидом. В то же40время, в организме человека и других приматов, а также у быков и овец ролькортикостерона незначительна и основную функцию по регуляции углеводногообмена выполняет кортизол (Vinson, 2004).Секретами сетчатой зоны являются стероидные гормоны андрогенного ряда–андростендион,дегидроэпиандростерон.Наибольшейбиологическойактивностью обладает тестостерон, но надпочечники продуцируют оченьмаленькое его количество. Андрогены коры надпочечников обладают тем жебиологическим действием, что и андрогены, вырабатываемые половымижелезами.Ониотвечаютзадифференцировкуифункционированиерепродуктивной системы.

Во взрослом организме эти гормоны регулируютразвитие вторичных половых признаков у самцов, сперматогенез в семенниках, атакже обладают анаболическим действием, т.е. стимулируют синтез белка втканях (Березов и Коровкин, 1998).Сами по себе, андрогены надпочечников необладают биологической активностью, но способны на периферии превращатьсяв активные формы мужских половых гормонов (Розен, 1994). Секрецияандрогенов корой надпочечников также находится под контролем АКТГ.

Избытокандрогенов во время беременности приводит к вирилизации плода, имеющегоженский генотип, т.е. к развитию у него мужского фенотипа.Мозговое вещество надпочечников развивается в эмбриогенезе какпроизводное нервного гребня, т.е. по существу оно является частью нервнойсистемы. Хромаффинные клетки получают прямую иннервацию от волоконсимпатической нервной системы и в ответ на стимуляцию секретируют вовнеклеточную среду катехоламины – адреналин и норадреналин. Катехоламиныявляются производными дофамина, который, в свою очередь, синтезируется изаминокислоты тирозина. Секреция катехоламинов происходит постоянно нанебольшом уровне, однако в состоянии стресса выработка этих гормонов резкоусиливается. Адреналин является важнейшим гормоном, благодаря которомуреализуется ответная реакция организма на стресс – “борьба или бегство”.Адреналин вызывает резкое повышение уровня глюкозы в крови за счетмобилизации ее запасов в гликогене печени.

Кроме того, под действием41адреналина происходит сужение просвета периферических кровеносных сосудов(что в случае ранения позволяет избежать сильного кровотечения), а такжерасширение сосудов, снабжающих кровью сердце и скелетную мускулатуру(подготовка организма к бегству). За счет изменения кровоснабжения гладкоймускулатуры происходит также расширение бронхов и угнетение перистальтикижелудочно-кишечного тракта (Ленинджер, 1985; Розен, 1994).Норадреналин вызывает те же реакции в ответ на стресс, с той разницей,что он обладает более сильным сосудосуживающим действием, а его влияние насердце,гладкую мускулатуру и обмен веществ менее выражено.Обакатехоламина стимулируют липолиз в жировой ткани и протеолиз в печени, чтопозволяет предотвратить гипогликемию.Помимо катехоламинов, хромаффинные клетки также синтезируют рядпептидных гормонов, выполняющих регуляторную функцию в центральнойнервной системе и желудочно-кишечном тракте – β-энкефалин, вещество Р,нейротензин А, нейропептид Y и хромогранин (Розен, 1994; Rosol et al., 2001).1.3.3.

Место надпочечников в общем метаболизме меди у млекопитающихПервое упоминание в базе публикаций Pubmed о влиянии надпочечников наметаболизм меди в печени встречается в исследовании 1970 года (Gregoriadis andSourkes, 1970). Авторы показали повышение содержания меди в печени, снижениеконцентрации меди в почках, а также увеличение оксидазной активности всыворотке крови крыс, спустя 6 недель после удаления надпочечников. Введениеживотным сульфата меди в виде инъекции или добавление его в питьевую водуприводило к еще большему накоплению меди в печени. Авторы впервыевысказывают предположение, что надпочечники принимают участие в экскрециимеди из печени и поддержании гомеостаза меди в печени. Кроме того, в даннойработе сделан вывод, что влияние надпочечников на выведение меди из печени необусловленодействиемкортикостероидов,таккаквведениедезоксикортикостерона либо гидрокортикостерона не изменяло содержание медив печени или уровень оксидазной активности в сыворотке крови.

Повышение42концентрации меди в печени АЭ крыс было подтверждено в работе Fields ссоавторами (Fields et al., 1991). Также было исследовано влияние АЭ насперматогенез в семенниках. Было показано, что после удаления надпочечников укрыс наблюдались атрофияклеток Лейдига,нарушение сперматогенеза,концентрации меди и цинка в клетках семенников были повышены (Nair et al.,1995).В группе Linder (Hanson et al., 2001) проследили распределение меченогосеребра (110Ag) в организме лактирующих и контрольных крыс. Было показано,что радиоактивное серебро через 1 час после введения обнаруживается в печени,надпочечниках, молочных железах, скелетных мышцах, яичниках и мочевомпузыре.

Лактация приводит к более быстрому накоплению серебра в молочныхжелезах самки, а также110Ag попадает в молоко и встраивается в молочный ЦП.Таким образом, распределение серебра в организме сходно с распределениеммеди. В нашей лаборатории на модели “серебряных” мышей была испытанаспособность органов накапливать серебро и медь (Zatulovskiy et al., 2012).Измерение содержания рассматриваемых металлов в тканях органов мышей,получающих с кормом хлорид серебра, показало накопление значительной частисеребра в печени. Заметные количества металла обнаруживаются в легких иселезенке.

Однако самая высокая удельная концентрация серебра былаобнаружена в надпочечниках мышей.Известно, что надпочечники нуждаются в интенсивном метаболизме меди.Помимо внутриклеточных убиквистических медь-зависимых белков (СОД1 иЦО), надпочечники обогащены специфическими купроэнзимами, участвующимивсинтезекатехоламиновпредшественников,ихиуровеньпроцессеснижаетсясозреваниянейропептидныхпосле завершениясозреваниягипоталамо-гипофизарно эндокринной системы, что происходит примерно черездве недели после рождения. Так, β-дофамин гидроксилаза осуществляетпревращение дофамина в норадреналин, а петидилглицин α-амидирующаямонооксигеназанеобходиманейропептидныхгормонов,длявпосттрансляционнойтомчислевеществамодификацииPирядавазоактивного43интестинального полипептида (Eipper et al., 1992; Klinman, 2006).

Кроме того, впроцессе синтеза стероидных гормонов надпочечников происходит продукциясвободных радикалов, что делает необходимым повышенное содержание СОД1,обеспечивающей защиту клетки. Между тем, сведения о метаболизме меди внадпочечниках, а также о месте, которое занимают надпочечники на схемеметаболизма меди в целом организме, почти отсутствуют. Такие данные могутбыть ценными для понимания гомеодинамики меди в целом организмемлекопитающих.

Этим обусловлен выбор цели исследования.442. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ2.1. ОборудованиеВ работе было использовано следующее оборудование:центрифуга Microfuge 22R (“Beckman Coulter”, США)центрифуга Avanti J-301 с ротором JA-17 (“Beckman Coulter”, США)центрифуга/вортекс MSC-6000 Multispin с роторами SR-16, R-1.5, R-0.5/0.2(“Biosan”, Латвия)ультрацентрифуга Optima LE-80K с ротором SW 27 (“Beckman Coulter”,США)гомогенизатор T10 basic ULTRA-TURRAX (“IKA”, Германия)аппарат для горизонтального электрофореза (“Helicon”, Россия)системы для вертикального электрофореза Mini-PROTEAN (“BioRad”, США)и miniVE (“GE Healthcare”, США)модуль для электропереноса белков Mini Trans-Blot (“BioRad”, США)система для изоэлектрического фокусирования Multiphore II (“GE Healthcare”,США)аппарат для иммуноэлектрофореза (“Реанал”, Венгрия)амплификатор MJ Mini (“BioRad”, США)весы аналитические Adventurer (“Ohaus”, США)pH-метр PHS-3D (“SanXin”, Китай)микротермостат М-208 (“БИС”, Россия)орбитальный шейкер OS-20 (“BioSan”, Латвия)рефрактометр ИРФ-454 Б2М (“КОМЗ”, Россия)спектрофотометр NanoDrop 2000c (“Thermo Scientific”, США)атомно-абсорбционный спектрометр ZEEnit 650 P (“Analytik Jena”, Германия)пламенный фотометр ПФА-378 (“Unico Inc”, США)источник УФ-излучения 2011 Macrovue (“LKB”, Швеция)цифровая фотокамера PowerShot SX210 1S (“Canon”, Япония)45сканер Scanjet G4050 (“Hewlett-Packard”, США).2.2.

МатериалыАнтителаКцерулоплазминуцерулоплазминукрысы.крысыМолекулярнойПоликлональные(А610/280=0.047)генетикиЭкспериментальнойкроличьибылиантителаполученыНаучно-исследовательскогомедициныРАМНпометоду,вкОтделеинститутаразработанномуШавловским М.М. (Gaitskhoki et al., 1981). Данные антитела реагируют сцерулоплазмином крысы и мыши, но не человека.К MT (“Santa Cruz Biotechnology”, США). Поликлональные кроличьиантителакметаллотионеинупроизводителемдля(продуктдетектирования~15-42всехкДа)изоформрекомендованыметаллотионеинаширокого спектра видов млекопитающих, в том числе и крысы.К COMMD1 (“Santa Cruz Biotechnology”, США). Поликлональные антителакозла, рекомендованные для детектирования белка COMMD1 (продукт ~21кДа) крысы, мыши, и человека.К СОД1 (“Abcam”, Великобритания).