Система гуанилатциклаза-цГМФ. Система фосфолипаза С — инозитол-3-фосфат.

Оглавление темы «Эндокринная система. Химическая природа и общие механизмы действия гормонов.»: 1. Эндокринная система. Химическая природа и общие механизмы действия гормонов. 2. Механизмы действия пептидных, белковых гормонов и катехоламинов. Лиганд. 3. Основные системы вторичных посредников. Система аденилатциклаза — цАМФ. 4.

Система гуанилатциклаза-цГМФ. Система фосфолипаза С — инозитол-3-фосфат. 5. Система кальций—кальмодулин. Взаимосвязи вторичных посредников. 6. Механизм действия стероидных гормонов. Геномный механизм действия. 7. Негеномный механизм действия стероидных гормонов. 8. Саморегуляция чувствительности эффектора к гормональному сигналу.

Десенситизация ( снижение чувствительности ) клетки. 9. Регуляторные функции гормонов гипофиза. Аденогипофиз. Нейрогипофиз. 10. Кровоснабжение аденогипофиза и нейрогипофиза.

Активация мембранной гуанилатциклазы происходит не под непосредственным влиянием гормон-рецепторного комплекса, а опосредованно через ионизированный кальций и ок-сидантные системы мембран. Определяющая эффекты ацетилхолина стимуляция активности гуанилатциклазы также осуществляется опосредованно через Са2+.

Через активацию гуанилатциклазы реализует эффект и на-трийуретический гормон предсердий — атриопептид. Путем активации пе-рекисного окисления стимулирует гуанилатциклазу гормон эндотелия сосудистой стенки оксид азота — расслабляющий эндотелиальный фактор.

Под влиянием гуанилатциклазы из ГТФ синтезируется цГМФ, активирующий цГМФ-зависимые протеинкиназы, которые уменьшают скорость фосфорилирования легких цепей миозина в гладких мышцах стенок сосудов, приводя к их расслаблению. В большинстве тканей биохимические и физиологические эффекты цАМФ и цГМФ противоположны.

Примерами могут служить стимуляция сокращений сердца под влиянием цАМФ и торможение их цГМФ, стимуляция сокращения гладких мышц кишечника цГМФ и подавление цАМФ. цГМФ обеспечивает гиперполяризацию рецепторов сетчатки глаза под влиянием фотонов света. Ферментативный гидролиз цГМФ, а следовательно, и прекращение гормонального эффекта, осуществляется с помощью специфической фосфодиэстеразы.

Рис. 6.2. Опосредование гормонального сигнала системой фосфолипаза С—инози-тол-3-фосфат.

Образование гормон-рецепторного комплекса при участии регуляторного G-белка активирует мембранную фосфолипазу С, вызывающую гидролиз фосфолипидов мембраны с образованием двух вторичных посредников: инозитол-3-фосфата и диацилглицерола. Инозитол-3-фосфат ведет к выходу Са2+ из внутриклеточных депо.

Связывание ионизированного кальция со специализированным белком кальмодулином активирует протеинкиназы и вызывает фосфорили-рование внутриклеточных структурных белков и ферментов. Диацилглицерол повышает сродство протеинкиназы С к Са2+, способствуя ее активации, что также завершается процессами фосфорилирования белков.

Диацилглицерол одновременно реализует другой путь опосредования гормонального эффекта, активируя фосфолипазу А-2 и образование простаноидов.

Система фосфолипаза С — инозитол-3-фосфат

Гормонрецепторный комплекс с участием регуляторного G-белка ведет к активации мембранного фермента фосфолипазы С, вызывающей гидролиз фосфоли-пидов мембраны с образованием двух вторичных посредников: инозитол-3-фосфата и диацилглицерола.

Инозитол-3-фосфат вызывает выход Са2+ из внутриклеточных депо, в основном из эндоплазматического ретикулума, ионизированный кальций связывается со специализированным белком кальмодулином, что обеспечивает активацию протеинкиназ и фосфорили-рование внутриклеточных структурных белков и ферментов.

В свою очередь диацилглицерол способствует резкому повышению сродства протеинкиназы С к ионизированному кальцию, последний без участия кальмоду-лина ее активирует, что также завершается процессами фосфорилирования белков. Диацилглицерол одновременно реализует и другой путь опосредования гормонального эффекта за счет активирования фосфолипазы А-2.

Под влиянием последней из мембранных фосфолипидов образуется арахи-доновая кислота, являющаяся источником мощных по метаболическим и физиологическим эффектам веществ — простагландинов и лейкотриенов. В разных клетках организма превалирует один или другой путь образования вторичных посредников, что в конечном счете и определяет физиологический эффект гормона.

Через рассмотренную систему вторичных посредников реализуются эффекты адреналина (при связи с альфа-адренорецепто-ром), вазопрессина (при связи с V-1-рецептором), ангиотензина-И, соматостатина, окситоцина.

— Также рекомендуем «Система кальций—кальмодулин. Взаимосвязи вторичных посредников.»

Заключение совещания экспертов «Обоснование применения средств на основе инозитола у пациенток с нарушениями менструального цикла»

Cредство для естественного восстановления менструального цикла без гормонов

В его состав входит уникальная комбинация мио-инозитола, D-хиро-инозитола, марганца и фолиевой кислоты. далее…

Статьи

14 ноября 2019 г. состоялось рабочее совещание экспертов, на котором обсуждались возможности новой биологически активной добавки (БАД) Дикироген® (ИНВАР) в сохранении женского здоровья.

Участники: Воронцова Анна Валерьевна, Гаспарян Сусанна Арташесовна, Громова Ольга Алексеевна, Джобава Элисо Мурмановна, Киселева Елена Юрьевна, Коротких Ирина Николаевна, Кулешов Виталий Михайлович, Обоскалова Татьяна Анатольевна, Пустотина Ольга Анатольевна, Сахаутдинова Индира Венеровна, Спиридонова Наталья Владимировна, Тапильская Наталья Игоревна, Тхостова Елизавета Борисовна

Е.Б. Тхостова. Биологически активные добавки: зачем, кому и почему?

Биологически активные добавки к пище – относительно новое направление в медицине, бурно развивающееся в последние два десятилетия. Существуют достоверно установленные связи между дефицитом определенных биологически активных веществ и риском возникновения той или иной патологии (1).

К БАД в российском медицинском сообществе отношение неоднозначное – от полного неприятия до излишне завышенных ожиданий. Хотя в развитых странах они весьма популярны (биологически активные добавки к пище принимают до 90% жителей Японии, до 80% — США, до 60% — Европы) (2).

Сегодня наше совещание посвящено обсуждению новой биологически активной добавки к пище – Дикироген.

Во многих странах потребление БАД очень распространено. Российская Федерация кардинально отличается по этому показателю: лишь 2-3% употребляют их регулярно и около 20% — от случая к случаю.

Биодобавки оказывают более мягкий эффект и не могут заменить лекарственные препараты в лечении заболеваний.

Их ценность заключается в способности корригировать недостаточное поступление в организм биологически активных веществ, необходимых для поддержания метаболизма.

Биологически активные добавки к пище (БАД) – концентраты натуральных природных пищевых и биологически активных веществ, выделенных из животного, минерального, растительного сырья, или полученных путем химического синтеза.

Единой классификации БАД не существует. Принято разделять БАД на две большие группы: нутрицевтики и парафармацевтики.

Нутрицевтики используются для восполнения необходимых организму веществ, если их поступление с пищей недостаточно.

Парафармацевтики более специфичны и способны оказывать влияние на функционирование органов и систем, регуляцию метаболизма; их можно применять как для профилактики, так и в составе комплексной терапии ряда состояний.

Оборот БАД на рынке РФ регулируется законодательством. Все БАД проходят обязательную государственную регистрацию.

Требования, предъявляемые к БАД в настоящее время, включают соответствие производства высоким международным стандартам, тщательный контроль качества сырья и готового продукта, соответствие состава современным научным данным.

Но, в отличие от лекарственных препаратов, требований обязательного проведения клинических исследований нет. Поэтому наличие таких исследований свидетельствует о высокой ответственности производителя и/или официального представителя БАД.

Дикироген® производится в Италии в соответствии со стандартами ISO (International Standards Organization), соответствует высоким требованиям, предъявляемым к качественным БАД. Он состоит из четырех компонентов: двух основных стереоизомеров инозитола (мио- и D-хиро-инозитола), усиленных фолиевой кислотой и марганцем (табл. 1).

Таблица 1. Химический состав биологически активной добавки к пище Дикироген®

Биологически активные вещества	Содержание в 1 саше (4 г), не менее
Инозитол, мг (суммарно)	1200
Мио-инозитол, мг	1000
D-хиро-инозитол, мг	200
Фолиевая кислота, мкг	200
Марганец, мг	5

В мировой литературе содержится большое количество исследований, посвященных применению мио- (МИ) и D-хиро-инозитола (ДХИ) и фолиевой кислоты в клинической практике.

В частности, известны результаты итальянского рандомизированного плацебоконтролируемого исследования влияния БАД, содержащей мио-инозитол (МИ), ДХИ, фолиевую кислоту и марганец, на метаболические показатели у женщин (3).

Высокий потенциал стереоизомеров инозитола в аспекте коррекции патологических состояний репродуктивной сферы вызывает большой интерес научного медицинского сообщества.

О.А. Громова. Инозитол, фолиевая кислота, марганец в фокусе репродуктивного здоровья

В 1848 г. немецким химиком Юлием Либихом из проростков пшеницы выделен инозитол (мио-инозитол). Инозитол — шестиатомный спирт. Он существует в 9 стереоизомерах, из которых в живой клетке преимущественно в форме МИ — более 91%.

Содержание ДХИ в сыворотке составляет около 8%, остальных изомеров в сумме — 0,06%. Долгое время эту молекулу относили к витаминам группы В и называли витамином В8.

За свойство поддерживать клеточный метаболизм его иногда называют «витамин молодости».

Большая часть инозитола синтезируется в организме. МИ и его производные также содержатся в продуктах питания: фруктах (апельсинах), дынях, бобовых, зерновых, орехах.

Снижение поступления экзогенного инозитола может происходить в результате недостаточного потребления этих продуктов, нарушения его всасывания и употребления продуктов, нарушающих всасывание инозитола.

Например, растворимый кофе, творог, крепкий алкоголь снижают кишечный биосинтез и всасывание инозитола.

ДХИ содержится в высоких концентрациях в некоторых продуктах — это кэроб (рожковое дерево), тыква фиголистная и хорошо нам известная гречневая крупа. Но его основная часть образуется в организме под действием фермента эпимеразы из МИ.

Процесс эпимеризации двусторонний: в зависимости от потребности превращение может идти из МИ в ДХИ или наоборот.

Нарушение механизма эпимеризации (МИ в ДХИ) влияет на функциональное состояние процессов, за которые отвечает ДХИ, в частности, на состоянии стероидогенеза.

В результате анализа 44 тыс. публикаций нами установлено, что основной функцией МИ и его производных является участие во внутриклеточной передаче сигнала.

Например, сигналов от рецепторов инсулина, о расщеплении жиров, снижении уровня триглицеридов, холестерина в крови и от рецепторов репродуктивных гормонов. Известно 233 белка протеома, принимающих участие в передаче внутриклеточных сигналов посредством производных МИ.

Но достоверная информация о специфическом участии в различных физиологических процессах пока имеется только для 120 инозитол-фосфат-зависимых белков .

• Практически половина и них вовлечена в поддержание функционирования репродуктивной системы, развития эмбриона, нейропротекции в отношении плода, обеспечение активности сигнальных каскадов инсулина, что указывает на перспективность применения препаратов МИ в репродуктивной медицине.
• Инозитолы присутствуют в клетках в свободной форме и в качестве компонентов мембранных фосфоинозитидов, выполняя самые разнообразные функции.
• Фосфатидилинозитол является предшественником ряда соединений, которые образуют инозит 1,4,5 трифосфат — вторичный мессенджер мембранных рецепторов, который участвует в сигнальном механизме многих аутокоидов, гормонов и нейротрансмиттеров (4).

И МИ, и ДХИ-фосфоинозитиды способны влиять на внутриклеточные метаболические процессы, активируя ключевые ферменты окислительного и неокислительного метаболизма глюкозы (5, 6).

МИ принимает участие в метаболизме, транспорте и расщеплении глюкозы и ее превращении в гликоген (7).

ДХИ задействован в передаче сигналов инсулина и стимуляции ферментов, участвующих в регуляции метаболизма глюкозы (например, пируватдегидрогеназа фосфатазы (PDHP), протеинфосфатаза 2C (PP2C), инозитолфосфатгликан) (8) .

Предполагают, что МИ и ДХИ синергично участвуют в метаболизме глюкозы. В частности, МИ усиливает поглощение глюкозы клетками так как индуцирует транслокацию транспортера глюкозы в клеточную мембрану (9, 10).

ДХИ стимулирует пируватдегидрогеназу и поддерживает выработку АТФ через цикл Кребса (9). Другими словами, МИ открывает, а ДХИ закрывает так называемое «инсулиновое окно».

Более того, некоторые данные указывают на то, что ДХИ-гликаны специфически стимулируют секрецию инсулина в β-клетках поджелудочной железы (11).

Может возникнуть вопрос: если женщина хорошо питается и потребляет достаточное количество продуктов, содержащих инозитол, нужно ли ей принимать его дополнительно в составе БАД?

Традиционно такой пациентке для коррекции инсулинорезистентности назначают метформин. Этот препарат считается «золотым стандартом» в терапии инсулинорезистентности и рассматривается в качестве перспективного геропротектора (12).

Как оказалось, метформин работает, используя ресурсы ДХИ, и без того малые у этой категории пациентов.

Кроме того, при использовании метформина отмечаются такие явления как лактоацидоз, снижение уровня тестостерона, тиреотропного гормона.

Нами проведено очень интересное исследование, которое показывает, что на фоне приема МИ выравниваются: динамика уровня тестостерона, триглицеридов, инсулина и показатели уровня артериального давления. Динамика концентрации инсулина у пациенток с синдромом поликистозных яичников (СПКЯ) при глюкозотолерантном тесте на фоне приема МИ улучшается.

Концентрация МИ и его производных тканеспецифична. Например, в ногтевой пластинке он почти не определяется, а в фолликулярной жидкости зрелого фолликула к моменту овуляции его содержание очень высоко.

Это связано с тем, что производные МИ взаимодействуют со специфическими белками, участвующими в функционировании репродуктивной системы и развитии эмбриона.

Повышение концентрации МИ в фолликулярной жидкости в предовуляторном и овуляторном периодах необходимо для созревания фолликулов и является маркером хорошего качества ооцитов (13).

В процессе созревания ооцитов первостепенная роль производных МИ состоит в формировании кальций-опосредованных сигналов от рецептора гонадотропин-рилизинг-гормона (ГнРГ) (14,15), а также подготовки к успешной активации яйцеклетки в момент оплодотворения (16).

Инозитолы и фолаты действуют синергично, и наши исследования показали, что одни и те же белки используют в своей активности МИ и фолаты, в частности, регулирующие метилирование ДНК клеток.

В исследовании с участием 84 матерей, родивших ребенка с расщелиной неба и губы, в сравнении с группой 102 матерей новорожденных без дефектов, отмечены низкие уровни МИ в плазме крови матери (

Мио-инозитол: микронутриент для «тонкой настройки» женской репродуктивной сферы

DOI: 10.32364/2618-8430-2018-1-2-148-155 Авторы: Торшин И.Ю. 1 , Громова О.А. 1, 2 , Тетруашвили Н.К. 3 , Демидов В.И. 4 1 ФИЦ ИУ РАН, Москва, Россия 2 МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия 3 ФГБУ «НМИЦ АГП им. В. И.

Кулакова» Минздрава России, Москва, Россия 4 ФГБОУ ВО ИвГМА Минздрава России, Иваново, Россия Мио-инозитол необходим для синтеза сигнальных молекул инозитолфосфатов, участвующих в реализации эффектов репродуктивных гормонов.

Недостаточная обеспеченность мио-инозитолом ассоциирована с нарушениями менструального цикла, бесплодием, поликистозом яичников и врожденными пороками плода.

Дотации мио-инозитола улучшают формирование овуляторных циклов, зрелых ооцитов, повышают вероятность беременности, снижают риск фолат-резистентных пороков развития, гестационного диабета, макросомии плода.

Мио-инозитол благоприятно воздействует на липидный профиль крови; препятствует избыточному набору веса при беременности, противодействует формированию глюкозотолерантности и инсулинорезистентности у женщин с нарушениями менструального цикла, снижает хроническое воспаление при атерогенном профиле крови.

Мио-инозитол поддерживает противоопухолевый иммунитет. Уровень мио-инозитола в организме снижается при употреблении нефротоксичных лекарственных средств. Потребность в мио-инозитоле повышается при патологии почек (пиелонефрит, гломерулонефрит, диабетическая нефропатия, нефропатия беременных, почечная форма артериальной гипертензии и др.), при гипергликемическом типе питания.

Ключевые слова: мио-инозитол, овуляция, гормональные рецепторы, поликистоз яичников, фолат-резистентные пороки развития, Миоферт.

Для цитирования: Торшин И.Ю., Громова О.А., Тетруашвили Н.К., Демидов В.И. Мио-инозитол: микронутриент для «тонкой настройки» женской репродуктивной сферы. РМЖ. Мать и дитя. 2018;1(2):148-155. DOI: 10.32364/2618-8430-2018-1-2-148-155.

Myo-inositol: micronutrient for “fine tuning” of the female reproductive sphere I.Yu. Torshin1, O.A. Gromova1, A.G. Kalacheva2, N.K. Tetruashvili3, V.I. Demidov2 1 Federal Research Center “Computer Science and Control” of the Russian Academy   of Sciences, Moscow, Russian Federation

2 Ivanovo State Medical Academy, Ivanovo, Russian Federation

3 V.I. Kulakov Research Center of Obstetrics, Gynecology and Perinatology, Moscow,   Russian Federation Myo-inositol is necessary for the synthesis of signal molecules of inositol phosphates involved in effect mediation of reproductive hormones. Insufficiency of myo-inositol is associated with menstrual irregularities, infertility, polycystic ovaries and congenital malformations of the fetus. Myo-inositol supplement improves the formation of ovulatory cycles, mature oocytes, the probability of pregnancy; reduce the risk of folate-resistant malformations, gestational diabetes, and fetal macrosomia. Myo-inositol favorably affects the lipid profile of the blood; prevents excessive weight gain during pregnancy, counteracts the formation of glucose tolerance and insulin resistance in women with menstrual irregularities, reduces chronic inflammation in the atherogenic profile of the blood. Myo-inositol supports antitumor immunity. The level of myo-inositol in the body decreases with the use of nephrotoxic medicinal products. Myo-inositol dependence increases with kidney pathology (pyelonephritis, glomerulonephritis, diabetic nephropathy, nephropathy of pregnancy, renal form of hypertension, etc.), with hyperglycaemic type of nutrition.

Key words: myo-inositol, ovulation, hormonal receptors, polycystic ovary, folate-resistant developmental defects, Miofert.

For citation: Torshin I.Yu., Gromova O.A., Kalacheva A.G. et al. Myo-inositol: micronutrient for “fine tuning” of the female reproductive sphere. Russian Journal of Woman and Child Health. 2018;1(2):148–155.

В статье рассмотрено влияние микронутриента мио-инозитола на женскую репродуктивную функцию.

    При гормональных формах бесплодия у пациенток отмечаются нарушения менструального цикла, ановуляция, синдром поликистоза яичников (СПКЯ), хроническое воспаление, избыточная масса тела и атерогенный профиль крови. Попытки преодоления бесплодия только на основе использования технологий гормональной стимуляции, без устранения вышеперечисленных фоновых патологий зачастую малорезультативны, а в случае зачатия могут приводить к формированию пороков развития плода. Одной из основополагающих причин коморбидности бесплодия и фоновых патологий является недостаточная обеспеченность микронутриентами (фолаты, мио-инозитол и др.) [1]. Поэтому индивидуально подобранная микронутриентная поддержка является основным инструментом для «тонкой настройки» репродуктивной функции, в т. ч. с целью формирования овуляторных циклов, зрелых ооцитов и профилактики пороков развития плода.     Мио-инозитол — эндогенный метаболит, необходимый для синтеза более 50 инозитолфосфатных производных, участвующих в передаче внутриклеточного сигнала от рецепторов гонадотропин-рилизинг гормона (ГНРГ), фолликулостимулирующего гормона (ФСГ), лютеинизирующего гормона (ЛГ), инсулина и др. [2]. Принципиальным условием синтеза достаточного количества мио-инозитола (2–3 г/сут) является совершенное здоровье почек. Их заболевания (пиелонефрит, гломерулонефрит, диабетическая нефропатия, почечная форма гипертензии и др.) и лекарственная нагрузка на этот орган резко снижают синтез мио-инозитола в почках. Соответственно, при любой патологии почек у пациентки возникает недостаточность мио-инозитола, для коррекции которой необходим прием данного микронутриента, в т. ч. с целью поддержки функционирования репродуктивной системы.     Для принятия врачом осознанного решения о необходимости назначения пациентке мио-инозитола необходимо понимание всего спектра его молекулярно- физиологических воздействий на репродуктивную сферу. В настоящей работе представлен анализ результатов исследований, в которых изучались эффекты мио-инозитола, проведенный посредством компьютерного анализа массива из 44 тыс. статей в рецензируемых научных журналах, опубликованных к 2018 г., на основе современных методов интеллектуального анализа данных [3].     Анализ показал, что десятки разновидностей рецепторов (например, рецепторы ГНРГ, ФСГ, ЛГ, гистаминовые, ГАМК и т. д.), будучи активированными, задействуют специальные сигнальные белки фосфоинозитолкиназы (в т. ч. PI3K), приводящие к секреции кальция из эндоплазматического ретикулума клетки в цитозоль [2]. Кальций, диацилглицерол, циклический аденозинмонофосфат (цАМФ) и различные фосфат-производные мио-инозитола (фосфатидилинозитол и пр.) являются эссенциальными «вторичными сигналами» (англ. «secondary messenger»), участвующими в регуляции каскадных механизмов, выполняющих биологические роли соответствующих рецепторов.     В нашей предыдущей статье показано, что нарушения обмена мио-инозитола приводят к инсулинорезистентности, ГНРГ/ФСГ/ЛГ-резистентности клеток, нарушениям овуляции, торможению вызревания ооцитов (рис. 1) и ускоряют формирование поликистозных яичников [4]. В настоящей статье мы рассмотрим влияние мио-инозитола на репродукцию, иммунитет, лечение бесплодия, синергизм с фолатами и другими витаминами/минералами и профилактику врожденных пороков развития (ВПР).     Мио-инозитол и его производные необходимы для реализации эффектов гонадотропина, ЛГ и ФСГ — тем самым осуществляется значительное влияние на функционирование репродуктивной системы и фертильность (инвазия трофобласта при закреплении бластоцисты, функции яичников, ооцитов, плаценты). Следует также отметить, что мио-инозитол, воздействуя на соединительную ткань, не только влияет на состояние костей, кожи и ранозаживление, но и имеет принципиальное значение для физиологического развития эмбриона [5].     Как известно, СПКЯ является основной причиной бесплодия вследствие метаболических, гормональных дисфункций яичников. Поликистоз яичников сочетается с инсулинорезистентностью и компенсаторной гиперинсулинемией. Комбинированная терапия СПКЯ с включением мио-инозитола снижает риск нарушений обмена углеводов и жиров у пациенток с избыточной массой тела; положительно влияет на состояние гормональной регуляции и функции яичников [6].     Эффекты мио-инозитола в сочетании с фолиевой кислотой (ФК) были изучены в систематическом анализе 6 рандомизированных контролируемых исследований (РКИ) у женщин с СПКЯ (n=617). Результаты анализа позволяют рекомендовать использование комбинации мио-инозитол (2–4 г/сут) + ФК (200–400 мкг/сут) в течение 8–12 нед. для улучшения функции яичников, а также метаболических и гормональных показателей у пациенток с СПКЯ [7]. Кроме того, прием мио-инозитола способствует улучшению показателей уровней триглицеридов, липопротеинов высокой плотности, холестерина и диастолического артериального давления [8].

    Проспективное РКИ показало, что мио-инозитол улучшает функциональное состояние ооцитов у пациенток с СПКЯ, которым проводились циклы интрацитоплазматических инъекций сперматозоидов (ИКСИ). В группе, состоявшей из 70 женщин 18–35 лет, 35 пациенток с ановуляторным циклом получали 200 мкг/сут ФК и 2 г/сут мио-инозитола в течение 24 нед.

, а другие 35 пациенток — плацебо. После 24 нед.

только 5 из 35 получавших мио-инозитол пациенток имели ановуляторный цикл, в то время как в контрольной группе такой цикл отмечался у 14 из 35 пациенток, что соответствовало 4-кратному снижению риска возникновения ановуляторного цикла: отношение шансов (ОШ) 0,25; 95% доверительный интервал (ДИ) 0,08–0,80, р=0,016) [9].

    Мио-инозитол необходим для функционирования Т-клеток и В-клеток, NK-лейкоцитов, макрофагов, нейтрофилов, тучных клеток, гранулоцитов, системы комплемента, интерферонов. Например, секреция провоспалительных факторов простагландина Е2 (PGE2) и лейкотриена B4 (LTB4) мононуклеарными клетками периферической крови снижается при добавлении 600 мкмоль/л мио-инозитола в культуру [10]. Мио-инозитол ингибирует киназы Akt и ERK, вовлеченные в онкопролиферативные процессы, приводит к регрессии поражений бронхов при курении. Исследовались 206 биоптатов бронхов от курильщиков с большим стажем курения (n=21, возраст — 40–74 года, индекс курильщика >30 пачка/лет). В результате лечения мио-инозитолом отмечено снижение фосфорилирования Akt (р

Молекулярные механизмы гипертрофии сердца. Часть 2. Патологическая гипертрофия

В предыдущей статье мы коснулись механизмов, посредством которых происходит физиологическая гипертрофия сердца. Теперь давайте рассмотрим, как развивается ее патологический вариант (как мы помним, эти два процесса постоянно конкурируют). В данном случае, помимо роста кардиомиоцитов и синтеза белка, происходят следующие процессы: некроз клеток, фиброз, дизрегуляция кальциевых каналов, дисфункция митохондрий, поражение структуры саркомер, недостаточный ангиогенез. Активация ряда сигнальных путей приводит к декомпенсации и разнообразным патологическим состояниям — артериальной гипертензии, инфаркту миокарда, сердечной недостаточности [1].

Ангиотензин II и эндотелин-1

Эти два вещества представляют собой пептидные гормоны, которые связываются со специфичными трансмембранными рецепторами, связанными с G-белками, что приводит к активации собственно G-белков.

Одним из основных является белок Gq/11, он в свою очередь активирует фосфолипазу С (PLC — phospholipase C), которая запускает синтез диацилглицерола (DAG — diacylglycerol) и инозитол-3-фосфата (I3P — inositol-3-phosphate).

Оба эти вещества играют важную роль в развитии гипертрофии (ниже разберем подробнее).

Перинуклеарно расположена одна из фосфолипаз С — PLCε. Семейство PLC содержит ряд различных ферментов, список которых постоянно пополняется. В 2001 году был описан очередной класс этих белков — фосфолипаза С-эпсилон [2].

Авторами публикации новая PLC рассматривалась прежде всего как новый эффектор сигнального пути RAS (это гены и кодируемые ими рецепторы — т. н.

«малые ГТФ-азы», участвуют в регуляции клеточного цикла и интересны своей онкогенностью — прим.).

Однако нас PLCε интересует в другом контексте. Уже давно было обнаружено, что PLCε участвует определенным образом в развитии гипертрофии миокарда [3].

Впоследствии было выявлено, что PLCε в аппарате Гольджи расщепляет фосфатидил-инозитол-4-фосфат (PI4P — phosphatidyle-inositole-4-phosphate) на две молекулы: DAG и инозитол-2-фосфат, I2P.

Последний снижает выход кальция из депо (в норме кальций выходит под влиянием I3P, который, по-видимому, является функциональным антагонистом I2P) [4].

DAG — мессенджер, который активирует протеинкиназу D (PKD), располагающуюся в нуклеоплазме. PKD в свою очередь фосфорилирует гистондеацетилазу 5 (HDAC — histone deacetylase), вследствие чего HDAC5 выходит из ядра [1, 4]. К гистоновым деацетилазам мы также вернемся чуть позднее.

Итак, как было сказано выше, основные мессенджеры — I3P и DAG. Первый, взаимодействуя с ЭПР (и саркоплазматическим ретикулумом), увеличивает выход Ca2+ из депо. Ca2+ активирует кальций-кальмодулиновый комплекс и белок кальцинейрин.

Кальций-кальмодулиновый комплекс активирует два важнейших фермента — протеинкиназу С альфа (PKCα) и особую кальций/кальмодулин-зависимую протеинкиназу II типа (CaMKII). PKCα регулирует сократимость кардиомиоцита путем угнетения ингибитора фосфатазы 1 и индуцируя таким образом работу этой самой фосфатазы 1.

Последняя активирует уже известный читателю из предыдущей статьи фосфоламбан (PLN — phospholamban). PLN, в свою очередь, ингибирует SERCA2 — фермент, необходимый для развития физиологической гипертрофии [1].

Если сократить всю эту сложную схему, мы видим, что PKCα, активированная I3P через кальций-кальмодулиновый комплекс, препятствует развитию нормальной естественной гипертрофии миокарда в ответ на более высокую нагрузку.

Помимо PKCα , важную роль играет и CaMKII. Она активируется не только кальций-кальмодулиновым комплексом, но и при повышении концентрации цАМФ, активных форм кислорода, а также посредством PLCε. В отличие от PKCα, эта киназа инициирует патологический вариант гипертрофии.

Существует 4 изоформы CaMKII (α, β, γ, и δ), в сердце же основная форма — CaMKIIδ. Данная киназа активирует рианодиновые рецепторы 2 (семейство рианодиновых рецепторов формирует кальциевые каналы в возбудимых клетках — прим.

), что приводит к утечке кальция и снижению сократимости клетки [1], в результате чего возникает декомпенсация.

Помимо этого, CaMKII способствует выходу из нуклеоплазмы гистондеацетилазы 4 (HDAC4). Здесь необходимо сделать небольшое отступление и вспомнить, что одним из способов регуляции работы генов является ацетилирование и деацетилирование гистоновых белков.

Обычно ацетилирование приводит к повышению транскрипции, деацетилирование — наоборот (в общих чертах; в реальности в клетках все несколько сложнее). Ацетилирование осуществляется с помощью гистонацетилтрансфераз, а обратный процесс — гистондеацетилазами (HDAC).

Баланс между этими ферментами играет ключевую роль в изменении экспрессии генов [5].

Собственно, семейство HDAC — это белки-регуляторы, которые в медицине наиболее известны как потенциальные мишени в терапии сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний. Выделяют несколько субсемейств, и представители одного из них — HDACIIa — являются ингибиторами гипертрофии миокарда.

К этому субсемейству относится HDAC4, HDAC5 (инициируемый PLCε), HDAC7 и HDAC9. Все они действуют на миоцит-специфический энхансер фактор 2 (MEF2 — myocyte-specific enhancer factor 2), который имеет целый ряд разнообразных функций.

MEF2, влияя на различные факторы транскрипции, препятствует развитию нормальной компенсаторной гипертрофии, ингибируя клеточную пролиферацию (а, как мы помним, это одно из необходимых условий физиологической гипертрофии) [6, 7].

Также результатом работы HDAC и MEF2 в миокарде является замедление и снижение гипертрофии отдельных кардиомиоцитов, что приводит к невозможности усиления сократительной функции сердца в целом [1, 5].

Вновь возвратимся к I3P и вызываемому им увеличению Ca2+. Помимо кальций-кальмодулинового комплекса, Ca2+ также активирует кальцинейрин.

Это — фосфатаза, которая дефосфорилирует особую сигнальную систему нуклеарных факторов активированных Т-лимфоцитов (NFAT — nuclear factor of activated T cells).

Последняя взаимодействует с различными факторами транскрипции (преимущественно GATA4 или MEF2), в результате происходит экспрессия генов, отвечающих за развитие патологической гипертрофии [1, 8].

• Катехоламины
• При повышенной физической нагрузке усиливается влияние симпатической нервной системы, что в свою очередь увеличивает концентрацию катехоламинов — нейроэндокринных медиаторов. Связываясь с α- и β-адренорецепторами, они запускают стандартный каскад: аденилатциклаза → цАМФ → активация протеинкиназы А → высвобождение кальция из депо и усиление сократительной активности

К патологическим состояниям (гипертония, инфаркт миокарда) приводит хроническая стимуляция β-адренорецепторов путем развития патологической гипертрофии и десенсибилизации этих рецепторов, и обеспечивают это киназы рецепторов, связанных с G-белками (GRKs — G-protein coupled receptor kinases). Для миокарда специфичными являются GRK2 и GRK5, и их содержание в клетках увеличивается при сердечной недостаточности (и прочих декомпенсированных патологических состояниях) [1].

Повышение количества цАМФ также приводит к активации двух белков — EPAC1 и EPAC2 — специфичных рецепторов для циклического монофосфата. В сердце наиболее широко представлен EPAC1, который, активируя кальцинейрин-NFAT-систему, приводит к развитию патологического варианта гипертрофии [1].

Мишень рапамицина млекопитающих (mTOR)

Для гипертрофии миокарда необходим усиленный синтез белка и сниженный уровень его деградации. mTOR — это серин/треониновая протеинкиназа (mammalian target of rapamycin), которая находится в клетке в составе двух комплексов — mTORC1 и mTORC2. Эти комплексы как раз и занимаются регуляцией синтеза и деградации полипептидов в клетке.

В предыдущей статье было указано, что mTOR — звено, необходимое для развития физиологической гипертрофии.

Этот регулятор активирует рибосомальную протеинкиназу S6 β-1 (RPS6K1 — ribosomal protein S6 kinase-β1), которая инициирует трансляцию и синтез белка; также mTOR активирует эукариотический фактор трансляции 4F (elF4F); все это ведет, как мы помним, к физиологической гипертрофии.

Правда, согласно современным данным, протеинкиназа S6 не задействована ни в одной из форм гипертрофии миокарда [1]. В любом случае, активация mTOR, вроде как, по всем параметрам — совершенно нормальное компенсаторное явление.

Но длительная активация mTOR, оказывается, крайне вредна. Постоянное ингибирование аутофагии белков ведет к постепенному ухудшению регуляторных механизмов.

В норме mTOR ингибируется АМФ-активированной протеинкиназой (AMPK), но если этого не происходит, начинает развиваться патологическая гипертрофия.

В экспериментах при фармакологическом ингибировании mTOR неожиданно ослаблялся эффект ангиотензина-II и замедлялась прогрессия декомпенсированной гипертрофии. Механизмы этого, правда, пока остаются неизвестны [1, 9].

Комплексы mTORC1 и mTORC2 различаются по своим функциям и, как следствие, роли в развитии гипертрофии. mTORC1 активирует S6K1 (которая вряд ли имеет значение в гипертрофии миокарда) и elF4F. Это ведет к развитию физиологической гипертрофии при условии, что регуляция самого mTORC1 не нарушена, иначе постепенно будет развиваться декомпенсация.

1.2 Система фосфолипаза С — инозитол-3-фосфат

Источники света в атомно-абсорбционном анализе

Как видно из рисунка 2, оптическая система атомно-абсорбционного спектрометра состоит из четырех основных узлов: а) источника первичного излучения; б) предщелевой оптики…

Концепции современного естествознания (химическая составляющая)

1.1 Система химии, логика ее развития и построения

Что такое химия? Химия является высокоупорядоченной — постоянно развивающейся системой знаний о веществах, имеющей определенное социальное назначение и свое место в ряду других наук…

Методи експериментальних досліджень і розрахунків кінетики хіміко-технологічних процесів

1.1.2 Система Р — Т

Набір термодинамічних параметрів в цій системі рівний двом найменуванням: Т і Cij (оскільки Сij — може бути набагато більше ніж 1, то говорити про два параметри не можна). Тиск виключений. Він повязаний з газовою фазою, яка за умов задачі неістотна…

Методи експериментальних досліджень і розрахунків кінетики хіміко-технологічних процесів

1.1.3 Система Г — Р

Число найменувань термодинамічних параметрів в цій системі дорівнює трьом. Інтервал температур, як і в системі Р — Т, дорівнює 0 ч 100°С. Тому Т, Р, Cij ?Т( 0 ч 100°C), Р(0 ч Рзж), Cij(0 ч Снас.).Інтервал по тиску у верхній межі обмежується, як правило…

Методи експериментальних досліджень і розрахунків кінетики хіміко-технологічних процесів

1.1.5 Система Г-Т

Для цієї системи характерний повний набір термодинамічних параметрів, і дуже широкий інтервал їх зміни. Він майже не має обмежень для тиску. Для температури нижньою межею є абсолютний нуль, а верхнім — температура плавлення твердого тіла…

Моделирование системы управления химическим реактором

4. Система дифференциальных уравнений химической кинетики

Выражения для скоростей элементарных реакций можно представить в следующем виде: Система дифференциальных уравнений примет вид: Скорость химической реакции зависит от температуры…

Моделирование системы управления химическим реактором

6. Система дифференциальных уравнений, описывающих реактор

…

Глюкоза Глюкозо-6-фосфат

HO OH CH2O-P=O НО ОН H H H O=P-O-CH2 OH фосфоглюкоізомераза H HO OH OH H OH H OH H OH H CH2OH Глюкозо-6-фосфат Фруктозо-6-фосфат O HO-P-OH HO OH O-CH2 OH O=P-O-CH2 OH фосфофруктокіназа H HO H H OH HO OH OH H CH2ОH H OH H CH2O-P=O Фруктозо-6-фосфат…

Получение сернистого ангидрида в производстве серной кислоты

Система двойного контактирования и двойной абсорбции (дк/да)

Несмотря на довольно большую степень превращения — 98%, мощные сернокислотные системы, производящие до 540 т продукта в сутки, ежечасно выбрасывают в атмосферу более 300 кг диоксида серы. Исходя из данных по равновесию реакции окисления SO2…

Получение фосфорнокислого цинка

1.3 Фосфат кадмия

Внешний вид: бесцветные гексагональные кристаллы Формула: Cd3(PO4)2 Молекулярная масса (в а.е.м.): 527,176 Температура плавления (в °C): 1500 Растворимость (в г/100 г растворителя или характеристика): в воде не растворим. 1…

Производство серной кислоты контактным способом

1.3.2 Функциональная система

Функциональная система — это совокупность последовательных технологических операций по превращению сырья — колчедана в продукт — контактную серную кислоту, представленная в виде схемы…

Прооксидантная и антиоксидантная система

6.1.3 Система глутатиона

Глутатион зависимая АО-система включает три глутатионзависимых фермента ГПО, ГР и ГТ. Центральный метаболит системы — трипептид глутатион…

Физико-химические методы исследования нефтяного шлама

1.5 Система предварительной обработки шлама

После того, как нефтяные шлам вынут из накопителей, в работу подключается установка предварительной обработки для удаления любого тяжелого материала, как например камни и др. Система позволяет безопасно и эффективно нагревать, перемешивать…

Физико-химические методы исследования нефтяного шлама

1.6 Химическая дозирующая система

Химические флокуливующие средства также подаются в центрифугированный сырьевой трубопровод через смесительный трубопровод. Это позволяет хорошо перемешивать шлам с химическими агентами…

Химические процессы в биологическом организме

8. Напишите уравнение реакции фосфолирирования галактозы при участии соответствующей киназы и дальнейшего перехода фасфарного эфира галактозы во фруктозу 6-фосфат. Дайте полное название метаболитов и ферментов, ускоряющих эти реакции

На первом этапе аденозилметионин (AdoMet), обычно являющийся донором метильной группы, выступает при алкилировании имидазольного кольца как донор фермента Затем происходит исчерпывающее метилирование аминогруппы присоединившегося фрагмента…

Диагностическая значимость определения циклических нуклеотидов в лейкоцитах больных сахарным диабетом 1 и 2 типов

Циклический 3΄, 5΄-аденозинмонофосфат (цАМФ) и циклический 3΄, 5΄-гуанозинмонофосфат (цГМФ) относятся к универсальным регуляторам метаболических процессов в живых клетках.

Концентрация циклических нуклеотидов (ЦН) в клетке поддерживается путем регуляции соотношения активностей ферментов — циклаз (аденилатциклазы и гуанилатциклазы) и гидролизующих ЦН фосфодиэстераз. Концентрация цАМФ и цГМФ в клетках очень мала и измеряется пикомолями.

Характерно, что многие биохимические эффекты цАМФ прямо противоположны эффектам цГМФ.

Антагонистические отношения ЦН появляются чаще всего в сложных системах, когда для регуляции внутриклеточных процессов требуется разновременная модификация многих белков, осуществляемая согласованным действием попеременно активируемых цАМФ- и цГМФ-зависимых протеинкиназ [3, 6].

Повышенное содержание цАМФ в клетках приводит к фосфорилированию клеточных мембран и увеличению в цитоплазме концентрации Са2+, активизирующего фосфодиэтеразу. В результате этого ускоряются гидролиз цАМФ и синтез цГМФ.

Образование цАМФ ускоряется адреналином, а цГМФ — ацетилхолином, поэтому принято считать, что цАМФ стимулирует в основном процессы распада (катаболизма), а цГМФ — процессы синтеза (анаболизма). Следует отметить, что сродство ЦН к цАМФ- и цГМФ-зависимых протеинкиназ в 100-1000 раз больше, чем у фосфодиэстераз.

Этим объясняется метаболический механизм контроля за максимальной степенью повышения концентрации ЦН в клетках [3, 6-8].

В этой связи представляется перспективным проведение исследования по изучению биохимических механизмов, выявление общих процессов при сравнении показателей внутриклеточного метаболизма и гормональной регуляции у больных сахарным диабетом (СД). 

Цель исследования

Изучить диагностическую значимость содержания цАМФ, цГМФ и соотношения цАМФ/цГМФ в лейкоцитах больных СД в ходе проведения инсулинотолерантного теста (ИТТ) и оценить роль ЦН в развитии тканевой инсулинорезистентности.

Материалы и методы

Обследовано 52 пациента с СД. Тип СД определялся на основании клинических критериев, предложенных комитетом экспертов ВОЗ [1, 2].

Больных с СД1 было 29 (19 мужчин и 10 женщин), их средний возраст составил 30,6 лет (17-46 лет), они имели нормальную массу тела, длительность заболевания варьировалась от 10 до 24 лет.

Больных с СД2 было 23 (20 мужчин и 3 женщин), их средний возраст составил 54,7 лет (20-67 лет), 9 из них имели алиментарно-конституциональное ожирение I-II степени, длительность заболевания варьировала от 10 до 18 лет.

Группу контроля составили 19 здоровых мужчин, находящихся в клинике на диспансерном обследовании, средний возраст которых составил 48,8 лет (31-59 лет). Обследование проводилось через 1 неделю пребывания больных и лиц контрольной группы в условиях стационара. За 2 суток до обследования все препараты, за исключением инсулина, нитратов и гипотензивных средств, отменялись.

Обследуемым больным утром натощак до введения лечебной дозы инсулина и получения таблетированных препаратов проводилось внутривенное капельное введение простого монопикового инсулина в 200 мл физиологического раствора в дозе: больным СД 0,2 ед/кг, а лицам контрольной группы — 0,1 ед/кг в течение 90 мин.

Взятие крови для исследования производилось до и сразу после ИТТ. После взятия последнего образца крови с целью профилактики гипогликемии больным внутривенно вводилось 20 мл 40% раствора глюкозы, после чего больные завтракали.

Перед завтраком больным с СД1 вводилась обычная утренняя доза инсулина за вычетом количества инсулина, введенного при ИТТ. В ходе пробы через каждые 30 минут определялась концентрация глюкозы в крови, производился контроль артериального давления, электрокардиографическое исследование.

При достижении уровня глюкозы в крови 3,5 ммоль/л или появлении субъективных клинических признаков легкой гипогликемии, проба прекращалась. Переносимость ИТТ больными была хорошая.

Концентрация глюкозы и количества инсулинсодержащих эритроцитов (ИСЭ) в крови определялась общепринятым методом. Взятие крови для определения содержания лейкоцитарных ЦН, концентрации иммунореактивного инсулина (ИРИ) и С-пептида в плазме производилось с помощью вакуумных систем Vacuette «Greiner» с ЭДТА.

Концентрацию цАМФ, цГМФ и гормонов определяли радиоиммунологическим методом на приборе «Clinic Gamma 1272 LKB».

После выделения лейкоцитарной взвеси производился подсчет лейкоцитов на гематологическом анализаторе «Coulter LH500» фирмы «Beckman Coulter» (США), после чего клетки разрушались, а взвесь замораживалась при температуре 20ОС для последующего определения концентрации нуклеотидов радиоиммунологическим методом.

Расчет содержания нуклеотидов производился на 109 клеток. Для определения концентрации ИРИ, С-пептида, цАМФ и цГМФ использовались коммерческие наборы реактивов фирм «Amersham», «Biodata», «Internationale-CIS», «BehrindwerkeAG» (Австрия).

Статистическую обработку результатов проводили с применением пакета прикладных программ ЕХCЕL-95 и Statistica 7.1, достоверность между полученными показателями в сравниваемых подгруппах оценивали с помощью t-критерия Стьюдента и непараметрического U-критерия Вилкоксона — Манна — Уитни.

Результаты и их обсуждение

Результаты клинико-лабораторных исследований больных СД при проведении ИТТ приведены в таблице.

Динамика лабораторных показателей у больных СД при проведении инсулинотолерантного теста

Показатель	Группы обследуемых
Здоровые, n=19	СД1, n=29	СД2, n=23
I	II	I	II	I	II
Глюкоза, ммоль/л	4,9±0,1	3,3±0,2*	10,9±0,6**	7,6±0,6*	8,6±0,5**	6,7±0,6*
ИСЭ, ед.	628±37	610±20	602±24	629±32	557±29**	562±24
ИРИ, мкЕд/мл	12,1±1,5	19,0±1,6*	15,5±1,8	29,3±4,5*	19,8±2,2**	175,9±14,7*
С-пептид, нг/мл	1,9±0,2	1,3±0,2	0,7±0,1	0,6±0,1	1,3±0,2	0,9±0,1*
цАМФ, пмоль/109лейк.	0,7±0,1	1,6±0,2*	0,8±0,1	1,2±0,2*	1,4±0,2**	0,7±0,1*
цГМФ, пмоль/109лейк.	0,4±0,1	0,3±0,1	0,3±0,1	0,3±0,1	0,3±0,1	0,5±0,1
цАМФ/цГМФ, ед.	1,57	6,12	2,43	4,45	4,89	1,40

Примечание: I — исходные показатели; II — после ИТТ; * — при сравнении с исходными показателями после ИТТ в группе, р