Диссертация (1144749), страница 6
Текст из файла (страница 6)
При этом DBPусиливает, а E4BP4 снижает CLOCK/BMAL1-индуцируемую транскрипцию гена per1. Вместе26с тем комплекс CLOCK/BMAL1 способен связываться с его Е-боксом и инициироватьтранскрипцию гена dbp. Поэтому РPAR-белки, такие, как DBP, экспрессируются в большомколичестве в начале дневной фазы и содействуют повышению уровня транскрипции per1.E4BP4 в обилии продуцируется в начале ночи и содействует супрессии транскрипции per1[Okamura H., 2003].Уровень белков PER, сформировавшихся в результате экспрессии генов per,также регулируется несколькими факторами, обеспечивающими их стабильность и, по всейвидимости, способность проникать в клеточное ядро. Фосфорилирование PER казеинкиназой-Iεобеспечивает цитоплазматическую деградацию PER, не связанного с CRY, и предотвращаетпреждевременное накопление PER в цитоплазме.
Белок PER менее стабилен в отсутствие CRYи может легко деградировать посредством убиквитинирования. Существует предположение,что именно белок CRY опосредует подстройку биологических часов под внешний ритмосвещенности, являясь ингибитором транскрипции per и регулируя уровень PER [Young M. W.,Kay S. A., 2001; Okamura H., 2003].Следует отметить, что в промоторах генов cry1 и cry2 также содержится Е-бокс,вследствие чего транскрипция генов cry позитивно регулируется комплексом CLOCK/BMAL1[Kennaway D. J., 2005; Butler M. P., Kriegsfeld L. J., Silver R., 2009].
То же справедливои в отношении транскрипции гена rev-erbα [Maywood E. S., O'Brien A. O., Hastings M. H., 2003].Относительно недавно были обнаружены гены dec1 и dec2, вносящие вкладв ритмичность молекулярного осциллятора. Для этих генов тоже характерно наличие Е-боксав их промоторных последовательностях. Ингибируя транскрипцию собственных генов путемвзаимодействия с CLOCK/BMAL1, белки DEC1 и DEC2 наряду с белками PER и CRYрепрессируют транскрипцию генов per и cry [Kennaway D. J., 2005; Boden M. J., Kennaway D. J.,2006] (рисунок 1.4).Все белки так называемых часовых генов (clock-белки) относятся к семействутранскрипционных факторов, содержащих домен basic-helix-loop-helix (bHLH), связывающийбелок с ДНК, и PAS-домен, который активируется светом и может связывать железосодержащий гем, кислород, оксид углерода (II) или азота (II) [Чернышева М.
П., 2014]. По этойпричине PAS-содержащие белки могут реагировать не только на изменение уровняосвещенности и параметров магнитного поля, но и газового состава внешней и внутреннейсред,чтоважнодляпроцессов окисления.Информационнозначимымисигналамидля фоточувствительных PAS-доменов часовых генов являются также и эндогенные факторы,такие, как, например, изменения мембранного потенциала и воздействия стероидныхи пептидных гормонов [Gilles-Gonzalez M.
A., Gonzalez G., 2004; Чернышева М. П., 2013].27Рисунок 1.4 – Упрощенная схема взаимодействий молекулярных компонентовцентрального осциллятора циркадианных ритмов. Прямая регуляция синтезанейромедиатора (на примере вазопрессина). Адатаптировано из [Kennaway D. J., 2005];воспроизводится по [Разыграев А.
В., Керкешко Г. О., Арутюнян А. В., 2011]28Нейроны СХЯ гипоталамуса, то есть доминирующие клеточные структуры циркадианнойсистемы,получаютинформациюобуровнеосвещенностиотсетчаткиглазачерез ретиногипоталамический тракт, содержащий коллатерали клеток сетчатки, которыена уровне зрительного перекреста отходят от зрительного тракта и направляютсяк вентролатеральной зоне СХЯ гипоталамуса. Данные пути опосредуют ежедневнуюподстройку молекулярного таймера в соответствии с продолжительностью светового дня[ReussS.,1996].Регистрациюипередачуинформацииофотоциклесвязываютс меланопсинсодержащими ганглиозными нейронами сетчатки [Provencio I.
et al., 2000;Devlin P. F., 2002; Simonneaux V., Ribelayga C., 2003; Guler A. D. et al., 2008].Преимущественныминейромедиаторамиретиногипоталамическоготракта,служащимидля передачи данной информации, являются глутаминовая кислота и пептид, активирующийгипофизарную аденилатциклазу (РАСАР) [Чернышева М. П., 2013]. Нейрональные пути,проходящиечерезпромежуточныйлистоклатеральногоколенчатоготела(геникулогипоталамический тракт), где медиаторами служат нейропептид Y, энкефалини ГАМК, и через ядра шва, содержащие 5-ОТ, также передают СХЯ гипоталамуса информациюоб уровне освещенности [Simonneaux V., Ribelayga C., 2003; Morin L.
P., 2013].Очевидно, что осцилляции, генерируемые на уровне генов и их белковых продуктов,амплифицируются и распространяются за пределы центрального циркадианного осциллятора.Существует представление о наличии двух способов передачи ритмического сигналаот основного осциллирующего механизма на молекулярном уровне. Первый подразумеваетпрямой контроль посредством CLOCK/BMAL1-гетеродимера, который, будучи негативнорегулируемым PER/CRY-комплексами, контролирует экспрессию вазопрессина, одногоиз медиаторов нейронов СХЯ гипоталамуса, ген которого имеет промотор, содержащий Е-бокс(рисунок 1.4).
Второй путь, непрямой, состоит в регуляции посредством PPAR-белков, RORαи E4BP4. В данном механизме PPAR-белки действуют на гены-мишени как позитивные,а E4BP4 – как негативный регуляторы [Okamura H., 2003]. Таким образом, возможноформированиеритмовэкспрессиинейромедиатороввнейронахСХЯгипоталамусаи, как следствие, ритмов активности данных нейронов.К настоящему времени накоплены данные о нейрональных путях, указывающиена возможность как прямого контроля над активностью гонадолиберинергических нейроновсостороныСХЯгипоталамуса,такиконтроля,опосредованногоразличныминейротрансмиттерными системами, медиаторами в которых служат глутаминовая кислота,ГАМК, пептиды и моноамины.
Более того, циркадианный контроль над процессами синтезаи секреции ГнРГ осуществляется нейрогуморальным путем, а именно с вовлечениемпинеального гормона мелатонина.29На возможность прямого контроля со стороны СХЯ гипоталамуса указывают данныеанатомических исследований1980-1990-х гг.,которые подтвердилиналичие тесныхнейрональных контактов между СХЯ и отделами гипоталамуса, ответственными за регуляциюрепродуктивной функции. Так, у крыс были обнаружены прямые моносинаптические пути,связывающие нейроны СХЯ гипоталамуса с гонадолиберинергическими нейронами МПОгипоталамуса и СОКП [van der Beek E.
M., 1996; van der Beek E. M. et al., 1997], чтов дальнейшем получило оригинальное дополнительное подтверждение [de la Iglesia H. O.,Meyer J., Schwartz W. J., 2003]. Также были описаны синаптические контакты между нейронамиСХЯ гипоталамуса и дофаминергическими нейронами, посылающими свои проекции в СВгипоталамуса [Horvath T. L., 1997].Значительная роль в механизме передачи циркадианного сигнала, поступающего от СХЯгипоталамусапреовуляторногокгипоталамическимпикасекрецииструктурам,ГнРГусамокконтролирующимкрыс,формированиепринадлежитразличнымнейромедиаторным системам.
Одним из нейромедиаторов в нейронах СХЯ гипоталамуса,иннервирующих гонадолиберинергические нейроны, является вазоактивный интестинальныйпептид (ВИП) [van der Beek E. M. et al., 1993] (рисунок 1.2). Физиологические экспериментыподтверждают роль ВИП в регуляции пика секреции ЛГ [Reppert S. M., Uhl G. R., 1987;van der Beek E. M. et al., 1994; van der Beek E. M., 1996; Palm I. F. et al., 1999; Christian C. A.,Moenter S.
M., 2008]. Нейроны СХЯ гипоталамуса, содержащие этот нейромедиатор,иннервируют гонадолиберинергические нейроны МПО гипоталамуса [Ward D. R. et al., 2009].Имеются также данные, указывающие на аргинин-вазопрессин как на медиатор,опосредующий передачу циркадианного сигнала, поступающего от СХЯ гипоталамусак гонадолиберинергическим нейронам [Palm I. F. et al., 1999; Funabashi T. et al., 2000; Palm I. F.et al., 2001; Kalsbeek A.
et al., 2010] (рисунок 1.2). Вазопрессинергические нейроны являютсяодними из наиболее распространенных нейронов, входящих в состав СХЯ гипоталамуса. Онипосылают свои проекции к нейронам МПЯ гипоталамуса, содержащему, как уже было сказановыше, рецепторы к половым гормонам [Watson R. E. et al., 1995].
Так как экспрессия генавазопрессинарегулируетсяCLOCK/BMAL1-гетеродимером,вазопрессинергическиемоносинаптические пути от нейронов СХЯ гипоталамуса к гонадолиберинергическим нейронаммогут считаться наиболее простой системой регуляции продукции ГнРГ со сторонымолекулярного осциллятора [Miller B. H. et al., 2006]. Содержание вазопрессина в СХЯгипоталамуса претерпевает суточные изменения, сохраняющиеся в условиях световойдепривации, с максимумом во время так называемого «критического периода», когда,какпредполагается,ипоступаетциркадианныйк гонадолиберинергическим нейронам [Inouye S.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
