Рецепторные механизмы гормонального сигнала в нейроэндокринологии

Принцип "узнавания" является универсальным для всех биологических процессов, начиная с реализации ферментативных реакций и разнообразных межклеточных контактов и кончая сложными формами физиологических взаимосвязей тканей, органов и систем внутри высокоразвитых многоклеточных организмов, а также взаимодействия между организмами в сообществе.

Процесс рецепции внеклеточных регуляторов занимает особое место в сложной системе механизмов биологического узнавания. По современным представлениям, гормоны оказывают свое регуляторное действие на компетентные клетки благодаря наличию в составе последних особых рецепторных белков, выполняющих 2 функции: функцию дискриминированного приема поступающего сигнала и функцию инициации соответствующих ответных реакций клетки.

Известно 2 типа рецепторов, различающихся по своей локализации. Рецепторы полипептидных гормонов (и простагландинов, и нейромедиаторов) фиксированы на плазматической мембране, что определяет необходимость участия в действии этих соединений внутриклеточных посредников — цАМФ, Са²⁺, цГМФ. Рецепторы стероидных гормонов, а также гормонов щитовидной железы локализованы внутриклеточно, в связи с чем гормонрецепторные комплексы могут принимать непосредственное участие в контроле активности определенных генов (на уровне клеточного ядра). Благодаря внутриклеточной локализации рецепторов стероидов возникают особое разнообразие и разнонаправленность индуцируемых ими эффектов в клетках разных тканей, т. е. имеет место селективность гормонального действия. Избирательность действия стероидов формируется на стадии их реализации клеткой. В основе механизмов, обеспечивающих избирательность на уровне исходного узнавания клеткой гормона, лежит принцип специфического связывания лиганда рецепторами, характеризующегося весьма высокой энергией взаимодействия, выраженной гормональной специфичностью сродства и ограниченной емкостью связывающих мест. Основной принцип, лежащий в основе формирования селективности действия стероидов на уровне взаимодействия гормонрецепторных комплексов с клеточным ядром, остается, однако, неизвестным.

Таким образом, проблема рецепции стероидных гормонов является одной из наиболее актуальных проблем современной нейроэндокринологии. Развитие исследований по изучению рецепции стероидов и реактивности клеток к этим гормонам приведет к существенным изменениям наших представлений о механизмах программирования и регуляции жизнедеятельности клеток в норме и при патологии. Это в полной мере относится к механизму возникновения аденом гипофиза. Гормональная активность аденом гипофиза зависит от функционального состояния высших отделов ЦНС, а также от того гормонального фона, скорее, гормонального дисбаланса, который возникает в организме при различных патологиях. В настоящее время можно считать устоявшимся положение, когда процесс образования аденом гипофиза проходит в 2 фазы: первая включает в себя появление в клетках гипофиза специальных или индуцированных мутаций, во вторую фазу эндогенные и экзогенные активирующие факторы вызывают экстенсивный рост опухоли. К. таким факторам следует отнести и половые стероиды, в частности эстрогены, которые являются важными регуляторами секреции пролактина и гонадотропинов. Это подтверждается как клиническими, так и экспериментальными данными, когда длительное введение больших доз эстрогенов может вызывать развитие пролактинсекретирующих опухолей гипофиза [10, 15]. Однако место действия и механизм влияния эстрогенов в процессе возникновения опухолей неизвестны. Еще менее известна роль андрогенов.

В своих исследованиях мы поставили перед собой задачу расширить наши представления о роли половых стероидов в процессе возникновения аденом гипофиза. С этой целью было проведено определение концентрации ядерных рецепторов эстрадиола и тестостерона в пролактинсекретирующих аденомах гипофиза.

Материалы и методы

Опытный материал был получен после оперативного вмешательства у 19 больных с пролактинсекретирующей опухолью аденогипофиза (16 женщин и 3 мужчины), у 9 больных с менингиомой, у 3 — с астроцитомой, у 3 — с невриномой, а также у 2 — с соматотропиномой и у 1 больного с эпиндимомой. Опухолевую ткань гомогенизировали в 0,01 М ТЕМ-буфере (0,01 М трис-НС1, 0,0015 М ЭДТА, 0,01 М 2-меркаптоэтанола pH 7,4), затем центрифугировали 10 мин при 800 g. Для получения ядерного материала осадок гомогената подвергали дальнейшей гомогенизации в 0,01 М ТЕ-буфере (0,01 М трис-НС1, 0,0015 М ЭДТА pH 6,8). Ядра выделяли по методу Chauveau в модификации В. М. Кедровой и Л. В. Орловой [2], основанной на различии в плотности ядер и остальных клеточных элементов: при центрифугировании в 2,2 М сахарозе при 13 000 g в течение 60 мин ядра оседают на дно, тогда как другие клеточные элементы всплывают. При определении количества мест специфически связанных в ядерной фракции опухолевых тканей использовали метод Anderson и соавт. [6], основанный на обмене меченого гормона с немеченым. В качестве меченых гормонов использовали 17-р-2,4,6,7-ЗН-эстрадиол (ЗН-Э, удельная активность 90 Ки/ммоль, фирмы "Amersham, Англия) и 1,2,6,7-ЗН-тестостерон (ЗН-Т, удельная активность 75 Ки/ммоль, Санкт-Петербург). Пробы ядерной суспензии инкубировали с насыщающими концентрациями ЗН-Э (6 • 10~⁹ М) и ЗН-Т (4010^-9 М). Инкубацию осуществляли при 32°С в течение 60 мин. Свободный гормон от связанного с ядрами отмывали дважды ТЕ-буфером (pH 6,8) и осадок переносили 1,5 мл этанола в сцинтилляционные флаконы. Радиоактивность в пробах просчитывали в жидкостно-сцинтилляционном счетчике SL-30 "Intertechnique". Количество связывающих мест в ядрах рассчитывали в фемтомолях на 1 мг ДНК, а содержание ДНК — по методу Burton [7].

Результаты и их обсуждение

Детальный анализ полученных нами данных свидетельствует о том, что концентрация ядерных рецепторов эстрадиола была максимальной в аденоматозных клетках пролактинсекретирующих опухолей гипофиза, составляя 179,7 ± 25,7 фмоль/мг ДНК (см. рисунок, а), и превышала концентрацию рецепторов в менингиоме и астроцитоме в 3,7 и 5 раз соответственно. Достоверно была снижена и концентрация эстрадиолсвязывающих мест в невриноме, тогда как в клетках соматотропиномы число ядерных эстрадиолсвязывающих мест существенным образом не отличалось от концентрации рецепторов эстрадиола в клетках пролактинсекретирующих аденом гипофиза.

Аналогичная картина наблюдалась и в изменении концентрации ядерных тестостеронсвязывающих мест в анализируемых нами опухолях. Так, число ядерных рецепторов тестостерона в опухолевых клетках, секретирующих пролактин и соматотропный гормон, было одинаково (см. рисунок, б), однако по сравнению с пролактинсекретирующими опухолями в менингиоме и астроцитоме число тестостеронсвязывающих мест было снижено в 2 раза, а в невриноме — в 3,7 раза.

Анализ полученных данных позволяет высказать предположение о том, что существует определенная связь между концентрациями рецепторов к эстрадиолу и тестостерону в тех опухолях гипофиза, клетки которых секретируют в избыточных количествах пролактин, т. е. в пролактиномах. Представляется, что нарушение рецепторного связывания в центральных нервных структурах, принимающих участие в регуляции гонадотропной функции гипофиза, а также пролактина, вызывает повреждение механизма обратной связи между гипоталамусом, гипофизом и гонадами. Это подтверждается клиническими симптомами: наличие пролактином сопровождается нарушением половой функции (у женщин в виде аменореи, галактореи и бесплодия, а у мужчин — снижения или отсутствия либидо, потенции и азоспермии). К настоящему времени уточнены некоторые вопросы этиологии, патогенеза, тактики обследования и лечения больных с гиперпролактинемией опухолевого генеза [1, 3—5], однако роль половых гормонов в патогенезе пролактинсекретирующих опухолей остается не до конца выясненной. Две конкурирующие между собой теории, одна из которых поддерживает ведущую роль нарушенного гипоталамического кон-

Концентрация ядерных рецепторов эстрадиола (а) и тестостерона (6) в опухолевых тканях.

По осям абсцисс — структура опухолевой ткани; по осям ординат — концентрация ядерных рецепторов (в фмоль/мг ДНК). / — пролактинсекретируюшая аденома гипофиза (л = 17); 2 — менингиома (п = 9); 5 — астроцитома (л = 3); 4 — невринома (л = 3); 5 — секрет эпендимомы (л = I); 6 — соматотропинома (л 2).

• — р < 0,05; •• — р < 0,001 по сравнению с 1.

троля, другая — наличие первичного дефекта гипофизарных клеток на генетическом уровне, рассматриваются сегодня как 2 последовательных этапа образования аденом гипофиза, т. е. этот процесс может быть разделен на 2 фазы. Первая фаза включает в себя появление в клетках гипофиза спонтанных или индуцированных мутаций, во второй фазе имеет место влияние эндогенных и экзогенных активирующих факторов, одним из которых является различная степень связывания рецептора с половыми гормонами, что способствует росту опухоли. Известно, что эстрогены являются важными регуляторами секреции пролактина из гипофиза: их введение вызывает увеличение уровня пролактина в крови [8, 9]. Этот стимулирующий эффект эстрогенов отмечают и в условиях in vitro в эксплантатах гипофиза [ 13|, в опухолевых клетках аденогипофиза [11] и первичной культуре аденогипофиза интактных крыс [16]. Во время менструального цикла у женщин уровень пролактина меняется синхронно уровню эстрогенов с пиком обоих гормонов в середине цикла [3]. Показано, что длительное введение больших доз эстрогенов может вызывать развитие пролактинсекретирующих опухолей гипофиза как у крыс, так и у людей [10, 15]. Известно, что эстрогены стимулируют пролиферацию лактотрофов и вызывают развитие пролактинпродуцирующих опухолей гипофиза у некоторых инбредных линий крыс [15].

Эти данные указывают на то, что эстрогены у людей, как и у крыс, являются стимуляторами или модуляторами секреции пролактина, однако место и механизм действия эстрогенов в пролактинсекретирующих клетках не известны. Еще менее известна роль андрогенов в регуляции секреции пролактина. У кастрированных крыс обоего пола введение тестостерона увеличивало уровень пролактина в крови [12, 14]. Полученные нами данные о способности андрогенов специфически связываться с опухолевыми клетками и различающаяся концентрация рецепторов тестостерона в зависимости от структуры опухоли и ее локализации также подтверждают данные литературы. Более того, в перспективе можно предвидеть роль эндокринной терапии в диагностике и лечении различных пролактинсекретирующих опухолей гипофиза. В настоящее время фактор клинического применения половых гормонов в лечении пролактином остается неизученным, поэтому полученные нами данные о точке приложения половых гормонов, о механизме их действия в этом процессе вносят определенный вклад в фундаментальную проблему такой нейроэндокринной патологии, какой являются пролактинсекретируюшие опухоли гипофиза. Это тем более важно, когда клиницист знает исходный уровень половых гормонов на момент начала лечения пролактином с учетом пола больных, а также морфологического строения и степени дифференцировки опухоли.

Выводы

1. Половые гормоны активно участвуют в механизме формирования опухолей аденогипофиза, в частности пролактином, за счет наличия в них специфических рецепторов.
2. Концентрация ядерных эстрогенных и андрогенных рецепторов значительно выше в пролактинсекретирующей аденоме гипофиза, чем в других исследованных опухолях.