Диссертация (1145769), страница 19
Текст из файла (страница 19)
В зависимости от периодаразвития различают два типа поддержания баланса меди, ЭТММ и ВТММ. Втечение внутриутробного развития медь накапливается в печени зародыша, и еенакопление продолжается некоторое время после рождения (Allen et al., 2006). У119лабораторных крыс ЭТММ сохраняется до 13 дня жизни (Walravens, 1980), учеловека – примерно до 4-месячного возраста (Hurley et al., 1980). В это времяконцентрация меди и церулоплазмина в крови в несколько раз ниже, чем увзрослых.
Медь выводится с мочой. Затем происходит резкое перераспределениемеди в организме: содержание меди и церулоплазмина в крови повышается, в товремя как в печени происходит снижение концентрации меди. Медь начинаетвыводиться через желчь. В этих изменениях состоит переход ЭТММ на ВТММ.Этирезультатысогласуютсясданными,полученнымивнастоящемисследовании.
Кроме того, проведенное в рамках данной работы изучениераспределениямедимеждукомпартментамигепатоцитовпоказало,чтонакопление меди в раннем постнатальном онтогенезе начинается в ядре, но после5-го дня жизни медь переносится в митохондрии, где продолжается до 13-го дняжизни, когда происходит падение концентрации меди в печени. В то же время, вклетках надпочечников снижение содержания меди начинается с 1-го дня жизни,а к 5-му дню концентрация меди достигает уровня, характерного для взрослыхживотных.В сыворотке крови новорожденных крыс наблюдается постепенноеповышение показателей статуса меди. Так, концентрация ЦП, характерная длявзрослых животных, достигается только к 40-му дню жизни.Метаболизм меди в гепатоцитах новорожденных крыс характеризуетсянизкой активностью генов Cp, Ctr1, Ccs и Atp7b, но в то же время достаточноактивен ген Ctr2.
Ген Atp7a экспрессируется только в печени новорожденныхкрыс, после смены типа метаболизма меди его активность подавляется.Млекопитающие в период ЭТММ получают пищевую медь от ЦП молока,который попадает в гепатоциты путем эндоцитоза (Platonova et al., 2007), т.е.белок CTR1 не является основным импортером меди в клетки печени. БелокCTR2 принимает участие в транспорте меди из эндолизосом в цитозоль.Металлирование СОД1 в печени взрослых крыс осуществляет белок CCS, но впечени 3-дневных крыс ген Ccs экспрессируется на низком уровне, чтосогласуется с низкой активностью гена Ctr1, т.к. недавно было показано, что120взаимодействие белков CCS и CTR1 является обязательным условием дляосуществления металлирования СОД1 (Pope et al., 2013).
Вероятно, в клеткахноворожденных металлирование СОД1 происходит по другому механизму, независящему от CCS. Данные, показывающие адаптацию метаболизма меди впечени новорожденных крыс к ЦП молока как источнику пищевой меди,подчеркивают важность поддержания правильного баланса пищевой меди приискусственном вскармливании новорожденных, так как нет молочных смесейсоответствующих грудному молоку по содержанию и упаковке меди.НизкаяактивностьгенаAtp7bобуславливаетфизиологическуюнедостаточность меди в сыворотке крови в сочетании с высокой ее концентрациейв печени (Srai et al., 1986), что напоминает распределение меди в организмепациентов с болезнью Вильсона, имеющих мутацию в гене Atp7b (Lutsenko et al.,2007; Huster et al., 2006).В надпочечниках крыс не происходит перестройки системы обмена медипри переходе на ВТММ.
В результате экспрессии гена Cp продуцируетсязаякоренная в мембрану изоформа ГФИ-ЦП, количество мРНК данной изоформыувеличивает в течение развития. Ген Ctr1 экспрессируется на высоком уровне, чтосвидетельствует о том, что импорт меди в клетки надпочечников новорожденныхкрыс осуществляет белок CTR1. Вероятно это показывает, что донор меди длянадпочечников новорожденных крыс отличается от донора меди для гепатоцитов,однако природа этого донора на данный момент не установлена.Можно предположить, что функцию переносчика меди выполняетвнеклеточный МТ, присутствие которого в сыворотке крови новорожденных крысбыловпервыепоказановнастоящемисследовании.Предположениеподдерживается данными, показавшими, что у новорожденных крыс с МТсыворотки связывается в 2 раза больше атомов меди и в 4 раза больше атомовцинка, чем у взрослых крыс.В надпочечниках ген, кодирующий Atp7a, активен от рождения и в течениеонтогенеза его активность увеличивается, в то время как экспрессии гена Atp7b непроисходит вообще.
Это характерно для большинства клеток всех органов121млекопитающих за исключением гепатоцитов и клеток некоторых отделов мозга(Платонова и др., 2005; Клотченко и др., 2008). Гены Sod1 и Ccs экспрессируютсяна близком уровне и их активность не меняется при переключении на ВТММ. Этоозначает, что СОД1 получает медь преимущественно через шаперон CCS. Внадпочечниках наблюдается активная экспрессия гена Pam, кодирующегоспецифический купроэнзим мозга и надпочечников, у взрослых крыс активностьэтого гена снижается.Данные, полученные в этой работе, расширяют сведения о метаболизмемеди в печени новорожденных в период ЭТММ (Таб. 4.1). Полученные данныепозволяют считать, что в период ЭТММ в печени 1) механизм накопления меди иее распределение в органеллах совпадают с таковыми у больных болезньюВильсона; 2) CTR1 не является ни основным импортером меди в клетки, нидонором для CCS; поэтому металлирование СОД1 осуществляется не CCS, аCu(I)↔Cu(II) окислительно-восстановительной системой; 3) профиль экспрессиигенов медьтранспортных белков адаптирован к основному пищевому источникумеди, ЦП молока.Таблица 4.1.
Расширенная сравнительная характеристика ЭТММ и ВТММ впечени и сыворотке крови крысЭТММ21Источник пищевой ЦП молокамедиКонцентрация меди Накапливается. Аккумуляцияв печенимеди начинается в ядрах, после 5го дня основная доля медилокализуется в митохондрияхКонцентрация меди Низкаяв сыворотке кровиЦерулоплазминРецептор ЦПИзбыток медиГен Cp практически не активен впечени, низкое содержаниесекреторного ЦП в сывороткеСинтезируется в печени и клеткахслизистой оболочки кишечникаНакапливается в печениВТММ3Низкомолекулярные лигандыCu(II)Резко снижается после 13-го дняжизниУвеличивается послепереключения типа метаболизмамедиАктивируется ген Cp в печени,увеличивается содержаниесекреторного ЦП в сывороткеАктивность гена полностьюподавляетсяВыводится через желчь122ATP7A12Ген активно экспрессируетсяATP7BCTR1Ген не активенАктивность гена очень низкаяCTR2Активность гена на среднемуровнеГен активно экспрессируется.СОД1CCSМТЭкспрессируется на очень низкомуровне, не обеспечиваетметаллирование СОД1Активность гена на среднемуровне3Активность гена полностьюподавляетсяГен активируетсяЭкспрессия гена резкоувеличиваетсяАктивность гена немногоувеличиваетсяУвеличивается активность гена,повышается содержаниеполипептидов СОД1 и уровеньферментативной активности.Экспрессия гена резко возрастает,белок участвует в металлированииСОД1Активность гена немногоснижается.Медь-транспортная система надпочечников соответствует таковой в клеткахнегепатоцитарных рядов, профиль экспрессии генов медь-транспортных белковне меняется в течение развития.
В раннем постнатальном развитии вероятнымисточником меди для клеток надпочечников является внеклеточный МТ,возможно, печеночного происхождения.1235. ВЫВОДЫ1.Метаболизм меди в печени зависит от надпочечников: адреналэктомияповышает определяемые печенью показатели статуса меди в крови, вызываетнакопление меди в гепатоцитах и перераспределение меди между цитозолеми митохондриями. Адреналэктомия влияет на металлирование СОД1 ицерулоплазмина, увеличивает удельное содержание меди в металлотионеинеи изменяетпротеом митохондрий.Экспрессия генов,связанных сметаболизмом меди, не контролируется гормонами надпочечников.2.В печени новорожденных крыс в течение эмбрионального типа метаболизмамеди происходит внутриклеточное перераспределение аккумулированноймеди: после рождения медь накапливается в ядрах и затем перемещается вмитохондрии.
Перемещение меди не сопровождается изменением профиляэкспрессии или активности генов метаболизма меди, взятых в рассмотрение.3.В печени новорожденных крыс активность генов Ctr1 и Ccs, участвующих вметаллированииСОД1,несоответствуетсодержаниюСОД1-мРНК,концентрации иммунореактивных полипептидов СОД1 и ее ферментативнойактивности. При взрослом типе метаболизма меди активности генов Ctr1, Ccsи Sod1 соответствуют друг другу. Пути металлирования СОД1, центральногоферментаантиоксидантнойсистемы,у новорожденныхивзрослыхмлекопитающих отличаются. У новорожденных крыс, в отличие от взрослых,ген Ctr2, белковый продукт которого импортирует медь из лизосом вцитозоль, активнее гена Ctr1, импортера внеклеточной меди.4.В надпочечниках нет выраженных эмбрионального и взрослого типовметаболизма меди: медь не аккумулируется у новорожденных, профильэкспрессии генов медьтранспортных белков и уровень их активностипрактически не меняются.
Метаболизм меди в надпочечниках имеет многообщего с клетками негепатоцитарных рядов: из генов двух Cu(I)-АТФазэкспрессируется только Atp7a, ген Cp активен, но синтезируется толькосплайс-изоформа ГФИ-ЦП.124СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ1.Березов ТТ, Коровкин БФ. Биологическая химия: Учебник. -М: Медицина,1998. -704 с.2.Гюлиханданова НЕ, Цымбаленко НВ, Платонова НА, Бабич ПС и ПучковаЛВ. Регуляция гена церулоплазмина у млекопитающих // БЭМБ. 2004. 137(5):485-489.3.Жигулева ЭА, Мокшина СВ, Пучкова ЛВ и Гайцхоки ВС. Некоторыесвойства фетального церулоплазмина человека // БЭБМ.
1999. 118(10): 453456.4.Клотченко СА, Цымбаленко НВ, Соловьев КВ, Скворцов АН, ЗатуловскийЕА, Бабич ПС, Платонова НА, Шавловский ММ, Пучкова ЛВ и Броджини М.Влияние ионов серебра на метаболизм меди и экспрессию геновмедьтранспортных белков в печени крыс // ДАН. 2008. 418(4): 549-552.5.Ленинджер А. Основы биохимии.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
