Preview

Проблемы Эндокринологии

Расширенный поиск

Кортикостероидсвязывающий глобулин при экспериментальном гипотиреозе у самцов и самок крыс

https://doi.org/10.14341/probl11875

Полный текст:

Аннотация

Показано, что в условиях ингибирования функции щитовидной железы у неполовозрелых самцов и самок крыс не наблюдается выраженных различий в активности К С Г, характерных для взрослых животных. В условиях гипотиреоза не проявляются стероид- и андрогенингибирующие, а также эстрогениндуцирующий эффекты гормонов по отношению к КС Г. Снижение уровня тиреоидных гормонов в организме характеризуется повышением сродства КСГ к глюкокортикоидам и снижением концентрации мест связывания. Полученные данные свидетельствуют о том, что первичным звеном в регуляции активности КСГ являются тиреоидные гормоны. Обсуждаются возможность модификации сродства КСГ и роль этого фактора в регуляции биологической активности глюкокортикоидов в организме.

Для цитирования:


Надольник Л.И., Емельянов Н.В., Пастер И.П., Виноградов В.В. Кортикостероидсвязывающий глобулин при экспериментальном гипотиреозе у самцов и самок крыс. Проблемы Эндокринологии. 2000;46(5):35-39. https://doi.org/10.14341/probl11875

For citation:


Nadolnik L.I., Emelyanov N.V., Pasteur I.P., Vinogradov V.V. Corticosteroid-binding globulin in experimental hypothyroidism in male and female rats. Problems of Endocrinology. 2000;46(5):35-39. (In Russ.) https://doi.org/10.14341/probl11875

Кортикостероидсвязывающий глобулин (КСГ, транскортин) — специфический гликопротеин плазмы крови, связывающий стероидные гормоны, играет активную роль в их транспорте, распределении в организме, реализует их доступ к тканям-мишеням [13]. Обнаружение внутриклеточной локализации КСГ (гипофиз, почки, поджелудочная железа) [19], а также взаимодействие его с клеточными мембранными рецепторами [17] свидетельствует о более сложных механизмах контроля биологической активности стероидных гормонов в организме непосредственно КСГ.

Вопрос о гормональной регуляции биосинтеза и связывающей способности КСГ однозначно не решен. Однако показано, что глюкокортикоиды снижают уровень КСГ в плазме крови [2, 22], а эстрогены оказывают стимулирующее действие, хотя, по мнению некоторых авторов, их регуляторные эффекты опосредованы через гипофизтиреоидную ось [20]. Андрогены же оказывают непрямое ингибирующее действие на уровень КСГ в плазме крови [2]. Роль тиреоидных гормонов в регуляции биосинтеза КСГ в организме окончательно не установлена. Показано, что трийодтиронин стимулирует синтез мРНК КСГ культурой фетальных гепатоцитов крыс [11]. Вместе с тем у больных гипотиреозом обнаружено повышение уровня КСГ в плазме крови [10], а состояние гипертиреоза характеризуется снижением его содержания.

В связи с вышеизложенным значительный интерес представляет изучение основных параметров комплексообразования КСГ у самцов и самок крыс при различной обеспеченности организма тиреоидными гормонами в условиях экспериментального гипотиреоза, что и явилось основной задачей нашего исследования.

Материалы и методы

Эксперименты проводили на белых беспородных крысах (самцах и самках) массой 60—80 г. Мерказолил (М3) в дозе 6 и 30 мг/кг вводили внутрижелудочно через зонд 2 раза в сутки в виде водной суспензии в течение 2 и 4 нед.

В плазме крови определяли концентрацию тироксина (Т4) с помощью радиоиммунологических наборов РИА-Т4-СТ и РИА-Т3-СТ (СП "Белорис", Минск). Содержание кортикостерона определяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии на хроматографе "Милихром" (Россия), в качестве подвижной фазы использовали гексан/ метанол/хлороформ (7:1:1) [21]. Параметры связывания транскортина определяли в плазме крови в 0,005 М трис-буфере (pH 7,5), содержащем 1,5 мМ ЭДТА, 10 мМ дитиотрейтол, 0,25 М сахарозу, с использованием 6,7-3Н-кортизола ("Изотоп", Россия). Эндогенные стероиды удаляли, обрабатывая плазму при 37°С в течение 30 мин 10% углем "Norit А", покрытым декстраном (0,1%). Неспецифическое связывание определяли, добавляя 1260-кратный избыток немеченого кортизола. Расчет констант ассоциации (Ка) и концентрации связывающих мест (л) на белке проводили в координатах Скетчарда.

Результаты и их обсуждение

В нашем эксперименте были использованы неполовозрелые животные с исходной массой 60— 80 г. Как видно из полученных данных (табл. 1), основные параметры комплексообразования КСГу интактных самцов и самок крыс в этом возрасте не различаются, хотя уровень КСГ у взрослых самок значительно выше, чем у самцов [12].

Таблица 1

Параметры связывания 3Н-кортизола плазмой крови самок и самцов крыс, получавших М3 в дозе 30 мг/кг в сутки (п = 7)

Продолжительность эксперимента

Самки

Самцы

к, 10’ М"'

концентрация связывающих мест, нМ

концентрация связывающих мест, нмоль/г белка

к, IO7 M’1

концентрация связывающих мест, нМ

концентрация связывающих мест, нмоль/г белка

Контроль

4,43 ± 0,54

13,42 ± 1,24

14,81 ± 1,52

3,97 ± 0,45

10,89 ± 0,91

13,33 ± 1,04

2 нед

8,03 ± 0,91

6,31 ± 0,91

9,31 ± 1,89

5,25 ± 0,62

6,95 ± 0,843

8,57 ± 1,45

Р

< 0,01

< 0,001

< 0,05

< 0,2

< 0,01

< 0,05

4 нед

7,00 ± 0,79

7,04 ±1,17

7,27 ± 1,38

8,85 ± 1,69

4,57 ± 0,87

4,68 ± 0,85

Р

> 0,02

< 0,01

< 0,01

< 0,02

< 0,001

< 0,001

Примечание. Здесь и в табл. 2: р — достоверность различий с контролем.

Рис. 1. Концентрация Т4 (в нмоль/л; по оси ординат) в плазме крови самок (/) и самцов (//) крыс, получавших М3 в дозе 30 мг/кг в сутки (А): 1 — интактный контроль, 2 — введение М3 в течение 2 нед, 3 — введение М3 в течение 4 нед, Б: /// — интактный половозрелый контроль (а — самки, б — самцы), IV — самки, получавшие М3 в дозе 6 мг/кг в сутки: / — интактный контроль, 2 — введение М3 в течение 3 сут, 3 — введение М3 в течение 1 нед, 4 — введение М3 в течение 2 нед, 5 — введение М3 в течение 4 нед. Здесь и на рис. 2: * — р < 0,05 по сравнению с контролем.

Введение М3 в дозе 30 мг/кг приводит к снижению содержания Т4 в плазме крови самцов и самок крыс (рис. 1, А) и развитию выраженного гипотиреоидного состояния. Через 1 мес уровень Т4 в плазме самцов не определялся, а в плазме крови самок составил лишь 7,88% от уровня контроля.

Развитие гипотиреоза сопровождается выраженным изменением основных параметров комплексообразования КСГ как у самцов, так и у самок крыс. Через 2 нед эксперимента концентрация связывающих мест на белке снижается в плазме крови самцов и самок крыс в 1,7—2,13 раза соответственно в расчете как на 1 л плазмы, так и на 1 г белка (см. табл. 1). К 4-й неделе эксперимента содержание мест связывания на КСГ в плазме крови самок снижается в 1,9—2 раза, а в плазме крови самцов еще в большей степени — в 2,4—2,8 раза по сравнению с контролем. Поскольку КСГ имеет лишь один высокоаффинный центр связывания глюкокортикоидов, снижение концентрации мест связывания на КСГ обусловлено в первую очередь снижением уровня специфического стероидсвязывающего белка в плазме крови, а это в свою очередь — выраженным снижением уровня тиреоидных гормонов в организме.

В условиях экспериментального гипотиреоза нивелируется развитие достоверных различий в уровне КСГ, проявляющихся у самцов и самок крыс в период половой зрелости, что может свидетельствовать о ведущей роли тиреоидных гормонов в регуляции уровня КСГ в плазме крови крыс независимо от пола. Это согласуется с данными авторов, показавших, что повышение связывающей способности КСГ в ранний постнатальный период индуцируется повышением концентрации Т4 [8]. При длительном ингибировании функциональной активности щитовидной железы в период полового созревания стимулирующий эффект эстрогенов в отношении КСГ у самок не проявляется. Однако необходимо отметить, что уровень Т4 в крови и концентрация мест связывания на КСГ более от-

Рис. 2. Концентрация кортикостерона (в нмоль/л; по оси ординат) в плазме крови самок (/) и самцов (//) крыс, получавших М3 в дозе 30 мг/кг в сутки: I — интактный контроль, 2 — введение М3 в течение 2 нед, 3 — введение М3 в течение 4 нед.

четливо снижаются к 4-й неделе эксперимента у самцов, чем у самок крыс, несмотря на одинаковую вводимую дозу М3. Не исключено, что это может быть обусловлено различной скоростью метаболизма тиреоидных гормонов у самцов и самок крыс, поскольку очень сложно предположить различную чувствительность к М3 у этих животных, зависимую от пола.

Необходимо отметить, что развитие гипотиреоза сопровождается также снижением концентрации кортикостерона в плазме крови как самцов, так и самок крыс (рис. 2). Снижение уровня кортикостерона и, следовательно, уменьшение его ингибиторного эффекта в отношении КСГ предполагает повышение уровня специфического стероидсвязывающего глобулина в плазме крови. Однако этот эффект в условиях гипотиреоза не проявляется, хотя снижение содержания кортикостерона в крови после адреналэктомии сопровождается выраженным повышением числа мест связывания на КСГ [5].

Полученные данные свидетельствуют о том, что первичным звеном в регуляции активности КСГ являются тиреоидные гормоны, а влияние глюкокортикоидов, эстрогенов и андрогенов является опосредованным, поскольку в условиях ингибирования функции щитовидной железы, а также ее полного удаления [6] регуляторные эффекты перечисленных гормонов по отношению к КСГ не проявляются. Это положение позволяет объяснить повышение уровня КСГ у больных хроническим тиреоидитом с нормальным уровнем эстрадиола и кортизола в крови [16]. Мы определили содержание Т4 в плазме крови интактных половозрелых самцов и самок крыс (рис. 1, Б). Уровень Т4 в плазме крови самок составляет 133% по отношению к таковому самцов. Не исключено, что более высокий уровень тиреоидных гормонов является фактором, обеспечивающим более высокую концентрацию КСГ у самок, чем у самцов крыс.

Нами обнаружено также значительное изменение и другой важнейшей характеристики КСГ — константы сродства как у самцов, так и у самок крыс ко 2-й и 4-й неделям эксперимента. В плазме

Рис. 3. Графики Скетчарда специфического связывания 3Н-кортизола транскортином плазмы крови самок (/) и самцов (II) крыс: / — интактный контроль, 2 — животные, получавшие М3 (30 мг/кг) в течение 4 нед.

Таблица 2

Параметры связывания 3Н-кортизола плазмой крови крыс (самки), получавших М3 в дозе 6 мг/кг в сутки (л = 7)

Продолжительность эксперимента

К, -10’ М"1

Концентрация связывающих мест, нМ

Концентрация связывающих мест, нмоль/г белка

Интактный контроль 4,43 ± 0,54

13,42 ± 1,24

14,81 ± 1,52

3 сут

5,95 ± 1,55

10,05 ± 1,53

12,49 ± 1,89

Р

> 0,2

> 0,1

> 0,2

1 нед

6,40 ± 1,29

10,21 ± 2,68

12,58 ± 3,57

Р

> 0,1

> 0,2

> 0,5

2 нед

6,23 ± 2,36

12,19 ± 1,83

14,36 ± 2,12

Р

> 0,5

> 0,5

> 0,5

4 нед

9,86 ± 4,75

7,83 ± 2,39

8,76 ± 2,29

Р

< 0,05

> 0,05

< 0,05

крови самцов Ка увеличивается в 1,3—2,2 раза, в плазме крови самок — в 1,6—1,8 раза, о чем однозначно свидетельствует угол наклона графиков Скетчарда, представленных на рис. 3.

Увеличение сродства КСГ к кортикостерону обусловливает увеличение периода его полужизни в крови, что является, вероятно, приспособительной реакцией организма на значительное снижение уровня глюкокортикоидов и КСГ.

Изменение аффинности КСГ к кортикостероидам, на наш взгляд, наиболее вероятно может быть обусловлено посттрансляционной модификацией исследуемого глобулина в кровяном русле. Снижение, как было показано ранее [3], или повышение сродства КСГ к глюкокортикоидам является, вероятно, одним из факторов регуляции биологической активности глюкокортикоидов со стороны КСГ наряду со снижением или повышением биосинтеза КСГ в печени и содержания в плазме крови и обусловлено, вероятно, конформационными изменениями молекулы самого КСГ [4]. Исследования, в которых показано изменение конформации или сродства КСГ к глюкокортикоидам, немногочисленны. Авторы в основном сосредоточили внимание на изменении концентрационных характеристик белка в плазме крови. Однако установлено изменение сродства КСГ к глюкокортикоидам при острых кровотечениях (1 ], стрессе [15], у больных с нервной анорексией (9), недостаточностью кровообращения [3|, болезнью Кушинга [18]. В этом отношении представляют интерес исследования, проведенные М. Haourigui [14]. Авторы показали, что потребление животного жира вызывает увеличение константы сродства КСГ в 2—3 раза, что является следствием конформационных изменений молекулы КСГ и обусловлено повышением содержания мононенасыщенных жирных кислот в крови. Не исключен этот вариант и в нашем эксперименте, поскольку, как известно, развитие гипотиреоза сопровождается значительным нарушением липидного обмена [7] и повышением количества свободных жирных кислот в крови. Однако полученные данные, а также исследования, проведенные нами ранее, дают возможность предположить, что, по всей вероятности, КСГ является регуляторным белком, способным существовать в более и менее активном конформационном состоянии, поскольку обнаружено как повышение при определенных условиях, так и снижение его сродства к глюкокортикоидам. Несомненно, факторы, способные модулировать конформацию КСГ, а следовательно, его К,, предстоит выяснить.

Чтобы исключить ингибиторные эффекты высоких доз вводимого М3 по отношению к КСГ, мы ввели М3 в дозе 6 мг/кг в сутки. Снижение содержания Т4 в 2 раза лишь к 4-й неделе эксперимента (см. рис. 1,5) сопровождается снижением количества мест связывания КСГ, а также повышением его сродства к глюкокортикоидам (табл. 2). Поскольку сам М3 не накапливается в организме, полученные эффекты модификации свойств КСГ обусловлены снижением уровня тиреоидных гормонов в организме.

Из вышеизложенного следует, что развитие гипотиреоза вызывает значительные изменения процессов комплексообразования глюкокортикоидов с КСГ как у самок, так и у самцов крыс, что свидетельствует о выраженной регуляторной роли тиреоидных гормонов по отношению к специфическому стероидсвязывающему глобулину. Повышение сродства КСГ к глюкокортикоидам, обнаруженное нами в этих условиях, является важнейшим регуляторным фактором, увеличивающим период циркуляции глюкокортикоидов в кровяном русле и значительно изменяющим проявление их биологической активности.

Выводы

  1. В условиях экспериментального гипотиреоза у самцов и самок крыс повышается сродство КСГ к кортикостерону и снижается концентрация связывающих мест на белке, что значительно изменяет биологическую активность глюкокортикоидов.
  2. Ингибирование функции щитовидной железы у неполовозрелых самцов и самок крыс предотвращает развитие выраженных различий в активности КСГ, характерных для взрослых животных.
  3. В состоянии гипотиреоза у крыс не проявляются регуляторные эффекты глюкокортикоидов, эстрогенов и андрогенов по отношению к КСГ, что свидетельствует о первичной роли тиреоидных гормонов в регуляции активности КСГ у крыс независимо от пола.

Список литературы

1. Голиков П. П., Пахомова Г. В., Тверитнев Л. Ф. и др. // Вопр. мед. химии. — 1995. — № 4. — С. 48—50.

2. Курабекова Р. М., Матарадзе Г. Д., Розен В. Б. // Пробл. эндокринол. — 1991. — Т. 37, № 1. — С. 50—52.

3. Надольник Л. И., Галицкий Э. А., Белуга В. Б. и др. // Кардиология. — 1988. — № 3. — С. 61—63.

4. Надольник Л. И., Чайковская Н. А., Белуга В. Б. и др. // Укр. биохим. журн. — 1990. — Т. 62, № 3. — С. 77—80.

5. Надольник Л. И., Виноградов В. В. // Вопр. мед. химии. — 1991. № 2. С. 34-37.

6. Надольник Л. И., Емельянов Н. В., Виноградов В. В. // Изв. Национальной Академии наук Беларуси. — 1998. — № 3. С. 96-100.

7. Теппермен Дж., Теппермен X. // Физиология обмена веществ в эндокринной системе: Пер. с англ. — М., 1989. — С. 274-314.

8. D’Agostino J., Henning S. J. // Endocrinology. — 1982. — Vol. Ill, N 5. P. 1476-1482.

9. Casper R., Chatterton R., Davis J. // J. Clin. Endocrinol. —Vol. 49, N 3. P. 406-411.

10. Dumoulin S. C., Petter В. P., Bennet A. P. et al. // Eur. J. Endocrinol. 1995. Vol. 132. P. 594-598.

11. Elfahime E., Felix J. M., Koch B. // J. Steroid Biochem. Mol. Biol. 1996. Vol. 57, N 1-2. P. 109-115.

12. Galea L. A., Mcewen B. S., Tanapat P. et al. // Neuroscience. _ 1997. _ Vol. 81, N 3. P. 689-697.

13. Hammond G. L. //Trends in Endocrinol. — 1995. — N 9—10.P. 298-304.

14. Haourigui M.. Sakr S., Martin M. E. et al. // Am. J. PhysiolEndocrinol. 1995. Vol. 32, N 6. P. 1067-1075.

15. Kattesh H., Kornegay E., Knight J. et al. // J. Anim. Sci. —Vol. 50, N 5. P. 897-905.

16. Kojo K., Ohno Y., Kawamura M. // Endocr. J. — 1996. — Vol. 43, N 6. P. 665-670.

17. Krupenko S. A., Avvakumov G. И, Strelchyonok O. A. // Biochem. Biophys. Res. Commun. — 1991. — Vol. 177. — P. 834-839.

18. Schlechte J., Hamilton D. // Clin. Endocrinol. — 1987. — Vol. 27, N 2. P. 197-203.

19. Seralini G. E. // Hormone Res. — 1996. — Vol. 45, N 3—5.P. 192-196

20. Smith C. L., Hammond C. L. // Endocrinology. — 1992. — Vol. 130. P. 2245-2251.

21. Yamada Y., Aizawa A. // J. Pharmacol. Meth. — 1984. — Vol. 11, N 4. P. 291-297.

22. Zhao X. E, Scrocchi L. A., Hammond G. L. // J. Steroid Biochem. Mol. Biol. 1997. Vol. 60, N 3-4. P. 163-169.


Об авторах

Л. И. Надольник

Институт биохимии НАН Республики Беларусь


Беларусь


Н. В. Емельянов

Институт биохимии НАН Республики Беларусь


Беларусь


И. П. Пастер

Институт биохимии НАН Республики Беларусь


Беларусь


В. В. Виноградов

Институт биохимии НАН Республики Беларусь


Беларусь


Для цитирования:


Надольник Л.И., Емельянов Н.В., Пастер И.П., Виноградов В.В. Кортикостероидсвязывающий глобулин при экспериментальном гипотиреозе у самцов и самок крыс. Проблемы Эндокринологии. 2000;46(5):35-39. https://doi.org/10.14341/probl11875

For citation:


Nadolnik L.I., Emelyanov N.V., Pasteur I.P., Vinogradov V.V. Corticosteroid-binding globulin in experimental hypothyroidism in male and female rats. Problems of Endocrinology. 2000;46(5):35-39. (In Russ.) https://doi.org/10.14341/probl11875

Просмотров: 102


ISSN 0375-9660 (Print)
ISSN 2308-1430 (Online)