Активность основных карбоксипептидаз в тканях мышей при введении тестостерона и прогестерона

p align="left">Не исключено, что обе основные карбоксипептидазы могут участвовать в ответе гипофиза и гонад на избыток половых стероидов в крови. Исходя из распределения исследуемых ферментов в ГГНГС мышей, можно предположить, что в гипофизе эту функцию преимущественно выполняет КП Н, а в половых железах - ФМСФ-ингибируемая КП. Таким образом, изменение активности исследуемых карбоксипептидаз через пептидергические системы может влиять на уровень стероидных гормонов в плазме крови, а через эти гормоны - на функционирование других систем организма.

Влияние тестостерона и прогестерона на активность КП Н в гипофизе самок отличается от такового у самцов через 0,5 и 4 ч после введения: у самок активность повышалась, у самцов - снижалась. При этом через 24 ч после инъекции тестостерона или прогестерона достоверных отличий в изменении активности КП Н в гипофизе не обнаружено. Активность ФМСФ-ингибируемой КП через 24 ч после введения тестостерона в гипофизе самцов отличалась от такового у самок.

Таким образом можно предположить, что влияние тестостерона и прогестерона на активность исследуемых карбоксипептидаз зависит от пола животного. Это предположение подтверждается результатами дисперсионного анализа влияния пола животного и времени после введения на активность КП Н и ФМСФ-ингибируемой КП (таблица 4.2).

Пол животного и время после введения влияют на активность как КП Н, так и ФМСФ-ингибируемой КП во всех отделах ГГНГС мышей, за исключением активности КП Н в гипоталамусе. Достоверной зависимости активности КП Н в надпочечниках и половых железах от взаимодействия пола животного и времени после введения тестостерона или прогестерона не обнаружено. Активность ФМСФ-ингибируемой КП во всех случаях достоверно зависела от пола и взаимодействия пола и времени после инъекции.

Все вышеизложенное позволяет предположить, что ФМСФ-ингибируемая КП в большей степени, чем КП Н, ответственна за отличия в функционировании ГГНГС и пептидергических систем у самцов и самок.

Известно, что в тканях самцов и самок половые стероиды метаболизируются по-разному [94]. Кроме того, период полураспада экзогенного тестостерона составляет 40-100 мин [42, 192]. Следовательно, к 24 ч различия в действии данного полового стероида на активность ФМСФ-ингибируемой КП у самцов и самок могут быть обусловлены разными продуктами метаболизма тестостерона у животных разного пола.

Известно, что содержание лептина - полипептидного гормона, который экспрессируется в адипоцитах, - у женщин больше, чем у мужчин [226]. Тестостерон in vitro не влияет на секрецию лептина. Но инкубация женской жировой ткани с ДГТ вызывает уменьшение уровня лептина [226]. Возможно, что уменьшение активности ФМСФ-ингибируемой КП во всех отделах ГГНГС самок мышей через 24 ч после введения тестостерона опосредовано ДГТ.

Многие биохимические, физиологические и поведенческие процессы регулируются тестостероном посредством его превращения в эстрогены (через ароматазу) [60, 156, 166, 233]. Тестостерон стимулирует продукцию цАМФ [244]. В ряде исследований показано, что цАМФ увеличивает как активность ароматазы, так и уровень мРНК данного фермента [111]. Подобным образом экзогенный тестостерон способен регулировать уровень эстрогенов в мозге самцов. Не исключено, что во влиянии тестостерона на активность исследуемых карбоксипептидаз могут быть задействованы цАМФ-зависимые механизмы.

Таблица 4.2. Значения критерия Фишера, характеризующие влияние пола животного и взаимодействия пола и времени после введения тестостерона или прогестерона на активность основных карбоксипептидаз в ГГНГС мышей.

Экзогенный гормон	Фермент	Отдел ГГНГС	Fф1	Fф2
Тестостерон	Карбоксипеп-тидаза Н	Гипоталамус	3,1	2,3
		Гипофиз	10,5**	1,8
		Надпочечники	11,4**	2,4
		Половые железы	8,8**	0,3
	ФМСФ-ингибируемая КП	Гипоталамус	28,7***	17,0***
		Гипофиз	28,4***	6,3**
		Надпочечники	5,5*	4,3*
		Половые железы	71,2***	10,6***
Прогестерон	Карбоксипеп-тидаза Н	Гипоталамус	3,8	3,9*
		Гипофиз	27,3***	4,2*
		Надпочечники	24,0***	2,3
		Половые железы	12,6**	2,8
	ФМСФ-ингибируемая КП	Гипоталамус	23,7***	10,6***
		Гипофиз	61,6***	12,5***
		Надпочечники	6,1*	7,3**
		Половые железы	183,3***	33,3***

Примечание. Fф1, Fф2, - значения критерия Фишера характеризующие влияние, соответственно, пола животного и взаимодействия пола и времени после введения половых стероидных гормонов; звездочками показана достоверность критерия Фишера: * - p<0,05, ** - p<0,01, *** - p<0,001.

Интересно, что у самок, в случае наличия достоверных изменений, как тестостерон, так и прогестерон, практически во всех отделах ГГНГС, и во все изученные временные интервалы снижал активность ФМСФ-ингибируемой КП, то у самцов, наоборот, - повышал. Известно, что животные разного пола различаются по содержанию нейропептидов в мозге [2, 38, 40, 54, 82, 96, 138]. Кроме того, активность ферментов, вовлекающихся в обмен нейропептидов и половых стероидных гормонов, различна у самцов и самок [124, 125]. В частности, уровень ароматазной активности в некоторых зонах мозга больше у самцов, чем у самок [233]. Поэтому, возможно, ФМСФ-ингибируемая КП по-разному функционирует у самцов и самок и/или вовлекается в разные процессы, связанные с ответом на избыток половых стероидов в крови. Помимо этого, имеются сведения об активирующем влиянии прогестерона на продукцию цАМФ и цГМФ, а также тестостерона - на продукцию цАМФ в яичниках свиньи [244]. цАМФ способствует высвобождению содержимого секреторных везикул [65]. Поэтому не исключено, что увеличение активности ФМСФ-ингибируемой КП в семенниках через 0,5 и 4 ч и в надпочечниках через 0,5 ч после введения прогестерона обусловлено увеличением секреции цГМФ.

Известно, что активность цистиновой аминопептидазы в плазме модулируется прогестероном как у самок мышей, так и у самцов, а также андрогеном у самцов [191]. Максимальная активность цистиновой аминопептидазы обнаружена на 13 день беременности. Таким образом обнаружено, что андрогены по-разному влияют на активность цистиновой аминопептидазы у самок и самцов. Причем у последних активность фермента минимальна. Это согласуется с нашими результатами по влиянию тестостерона и прогестерона на активность КП Н в гипофизе.

Известно, что прогестерон способствует открытию ионных каналов в плазматической мембране и стимулирует фосфорилирование остатков тирозина в белках [190]. Тестостерон и прогестерон участвуют в регуляции внутриклеточной концентрации Ca2+ [109, 252]. Ионы Ca2+ влияют на выброс секреторных везикул [65, 59]. Несмотря на то, что ионы Ca2+ непосредственно не влияют на активность КП Н [98, 211], в ее составе обнаружен участок связывания данных ионов. Ионы Ca2+ способствуют агрегации КП Н и связыванию ее с мембраной [255]. Возможно, что биологическая роль растворимой и мембраносвязанной КП Н отличается [5, 7, 10]. Предполагают, что обе формы участвуют в процессинге, но мембраносвязанная, наряду с этим, способна принимать участие в сортировке пептидов [83, 84, 159, 216, 217, 240]. Кроме того имеются сведения о том, что активность прогормон-конвертазы - фермента, участвующего в процессинге проКП Н, регулируется ионами Ca2+ [116]. Изложенное выше позволяет предположить, что действие тестостерона и прогестерона на активность КП Н может быть опосредовано изменениями внутриклеточной концентрацией ионов Ca2+. Это может приводить как к изменению уровня активности фермента, так и к изменению соотношения растворимой и мембраносвязанной форм, что в свою очередь влияет на процессинг и сортировку биологически активных пептидов.

Имеются сведения о том, что яичники секретируют пролактин-подобный пептид, при этом прогестерон является возможным ингибитором данного процесса [245]. Снижение активности ФМСФ-ингибируемой КП в яичниках через 24 ч после введения прогестерона, возможно, способствует снижению синтеза и/или секреции пролактин-подобного пептида.

Кроме того известно, что прогестерон может влиять на уровень мРНК окситоцина в паравентрикулярном ядре гипоталамуса (а также на многие другие физиологические процессы) путем модуляции рецепторов ГАМК или путем прямого изменения транскрипции гена через рецепторы прогестерона [171, 267, 280]. ГАМК участвует в регуляции секреции многих аденогипофизарных гормонов. ГАМК и ее рецепторы могут принимать участие в секреции ЛГ. Известно, что увеличение уровня ГАМК в организме сопровождается угнетением, а его снижение - усилением компенсаторного повешения уровня тестостерона в периферической крови после односторонней кастрации. Таким образом ГАМКергические механизмы способны принимать участие в регуляции функции ГГГС механизмом отрицательной обратной связи. Имеются данные об изменении активности КП Н при введении ГОМК [9]. Другими словами, влияние прогестерона на активность КП Н может, вероятно, опосредоваться также и ГАМК-ергической системой.

В опытах in vitro тестостерон и прогестерон не влияли на активность КП Н и ФМСФ-ингибируемой КП. Стероиды, такие как глюкокортикоиды, андрогены и прогестины, влияют на уровень экспрессии генов. Известно, что глюкокортикоиды влияют на уровень экспрессии мРНК КП Н [155, 186, 232]. В частности, дексаметазон снижает уровень мРНК КП Н в клетках AtT-20 [232]. Поэтому можно предположить, что действие тестостерона и прогестерона на активность КП Н и ФМСФ-ингибируемой КП обусловлено изменением уровня экспрессии соответствующих генов. Кроме того, в результате наших исследований обнаружено, что наиболее сильные изменения активности КП Н и ФМСФ-ингибируемой КП в ГГНГС мышей происходили через 24 ч после введения половых стероидов. Это является косвенным подтверждением предполагаемого механизма действия тестостерона и прогестерона на активность исследуемых карбоксипептидаз.

Таким образом, полученные результаты свидетельствуют о том, что активность КП Н и ФМСФ-ингибируемой КП регулируется уровнем половых стероидных гормонов в организме. При этом КП Н и ФМСФ-ингибируемая КП, вероятно, участвуют в регуляции уровня ГнРФ, ЛГ, ФСГ и других биологически активных пептидов, контролирующих уровень стероидных гормонов. В то же время исследуемые карбоксипептидазы, возможно, вовлекаются в регуляцию уровня ГнРФ, ЛГ, ФСГ половыми стероидными гормонами. Можно предположить, что КП Н и ФМСФ-ингибируемая КП, посредством изменения уровня нейропептидов, регулирующих содержание половых стероидных гормонов в организме, участвуют в формировании полового диморфизма, функционирования пептидергических и других нейромедиаторных систем, а также вовлекаются в контроль процессов половой дифференциации и размножения.

ВЫВОДЫ

В гипоталамо-гипофизарно-надпочечниково-гонадной системе мышей наиболее высокая активность карбоксипептидазы Н обнаружена в гипофизе и гипоталамусе, а активность ФМСФ-ингибируемой карбоксипептидазы - в половых железах и надпочечниках. Активность исследуемых ферментов зависела от пола животных: у самок во всех отделах гипоталамо-гипофизарно-надпочечниково-гонадной системе активность карбоксипептидазы Н и ФМСФ-ингибируемой карбоксипептидазы была выше, чем у самцов.

Обнаружено, что в гипоталамо-гипофизарно-надпочечниково-гонадной системе мышей экзогенные тестостерон и прогестерон вызывали, в основном, снижение активности карбоксипептидазы Н и ФМСФ-ингибируемой карбоксипептидазы. Изменение активности исследуемых ферментов при введении половых стероидных гормонов зависели от пола животного и времени после инъекции и, практически, не зависели от дозы вводимого гормона.

Наиболее существенное изменение активности КП Н и ФМСФ-ингибируемой КП при введении тестостерона и прогестерона выявлено в гипофизе и половых железах у животных обоего пола. Минимальное влияние половых стероидных гормонов на активность ферментов обнаружено в гипоталамусе.

Обнаружено, что вид экзогенного полового гормона достоверно влиял только на активность ФМСФ-ингибируемой карбоксипептидазы в яичниках мышей.

Активность исселедуемых карбоксипептидаз не изменялась in vitro при действии тестостерона и прогестерона.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ашмарин И.П., Каразеева Е.П. Нейропептиды // в кн. “Нейрохимия” под ред. Ашмарина И.П., Стукалова П.В.- М.: Издательство института биомедицинской химии РАМН.-1996.- С.296-333.

2. Бабичев В.Н. Нейроэндокринный контроль процессов пубертации // Усп. совр. биол. - 1994. - 114, № 3. - С. 330-344.

3. Бабичев В.Н., Миронов С.Ф. Нейропептиды мозга и их нейроэндокринные эффекты // Пробл. эндокринол. - 1981. - № 3. - С. 78-85.

4. Бэйрд Д.Т. Яичник / Гормональная регуляция размножения у млекопитающих. - М.: Мир. - 1987. - С. 118-144.

5. Вернигора А.Н., Генгин М.Т. Механизм регуляции активности и биологическая роль карбоксипептидазы H - фермента процессинга нейропептидов // Биохимия - 1995. - 60, № 12. - С. 1491-1497.

6. Вернигора А.Н., Генгин М.Т. Протеолитические ферменты: субклеточная локализация, свойства и участие в обмене нейропептидов // Биохимия. - 1996. - 61, № 5. - С. 771-785.

7. Вернигора А.Н., Генгин М.Т., Никишин Н.Н. Множественность молекулярных форм растворимых карбоксипептидазо-В-подобных ферментов головного мозга кошки // Укр. биохим. журн. - 1993.- 65, № 4. - С. 17-21.

8. Вернигора А.Н., Генгин М.Т., Салдаев Д.А., Щетинина Н.В. Распределение активности фенилметилсульфонилфторид-ингибируемой карбоксипептидазы в нервной ткани котов // Нейрохимия - 1997. - 14, № 4.

9. Вернигора А.Н., Генгин М.Т., Щетинина Н.В., Спиридонов Д.А. Влияние гидроксибутирата натрия на активность карбоксипептидазы Н и ангиотензинпревращающего фермента в различных отделах мозга крыс // Укр. биохим. журн.- 1999. - 71, № 2.- С. 91-92.

10. Вернигора А.Н., Никишин Н.Н., Генгин М.Т. Влияние глюкортикоидов на активность растворимой и мембраносвязанной форм карбоксипептидазы Н in vivo // Укр. биохим. журн. - 1995. - 67, № 6. - С. 93-98.

11. Вернигора А.Н., Никишин Н.Н., Генгин М.Т. Частичная характеристика фенилметилсульфонилфторид-ингибируемой карбоксипептидазы из головного мозга кошки // Биохимия. - 1995. - 60, № 11. - с. 1860-1866.

12. Вернигора А.Н., Щетинина Н.В., Генгин М.Т. Исследование активности основных (отщепляющих остатки аргинина и лизина) карбоксипептидаз у крыс разного возраста // Биохимия. - 1996.- 61, № 10.- С. 1848-1856.

13. Вернигора А.Н., Щетинина Н.В., Генгин М.Т. Распределение активности ФМСФ-ингибируемой карбоксипептидазы в тканях и отделах головного мозга ежа европейского (Erinaceus europaeus) // Укр. биохим. журн. - 1996. - 68, № 5. - С. 118-121.

14. Генгин М.Т. Новая КП нервной ткани. Региональное распределение и некоторые физико-химические свойства // Нервная система. - Л. - ЛГУ. - 1991.- С. 29-30.

15. Генгин М.Т., Вернигора А.Н. Влияние этанола на активность карбоксипептидазы Н в мозге крыс. // Укр.биохим.журн. - 1993. - т. 65. - №1. - С. 100-103.

16. Генгин М.Т., Вернигора А.Н. Ферменты процессинга опиоидных пептидов и методы определения их активности // Укр. биохим. журн. - 1994. - т.66. - №2. - С.3-17.

17. Генгин М.Т., Вернигора А.Н., Никишин Н.Н. Влияние эмоционально-болевого стресса на активность КПН - фермента процессинга нейропептидов головного мозга крыс // Физиол. ж. - 1994.- 80.-№3.- С.23-27.

18. Генгин М.Т., Вернигора А.Н., Никишин Н.Н., Керимов В.Ю. Эффект эмоционального стресса на активность карбоксипептидазы Н в отделах головного мозга крыс с различной к нему устойчивостью // Вопр. мед. химии.- 1995.- т.41, №4.- С.8-9.

19. Гомазков О.А. Мозг и нейропептиды // Справочно-информационное издание.- М.-1997.

20. Гомазков О.А. Физиологически активные пептиды. - М.: Изд-во Инст. Биомед. Химии РАМН, 1995.- 143 с.

21. Гомазков О.А. Функциональная биохимия регуляторных пептидов.- М.: Наука. 1993, 160 с.

22. Гомазков О.А., Григорьянц О.О. Регуляция биосинтеза энкефалинов: биохимические и физиологические аспекты // Успехи совр. биол. - 1989. - 108, № 1(4). - С. 109-124.

23. Гончаров Н.П., Андрогены (лекция) // Пробл. эндокрин. - 1996. - 42, № 4. - С. 28-31.

24. Гормонотерапия: Пер. с нем. / Под ред. Шамбаха Х., Кнаппе Г., Карола В. - М.: Медицина, 1988, 416 с.

25. Григорьянц О.О., Гомазков О.А. Энкефалинобразующие ферменты // Вопр. мед. химии.- 1986.- 32, № 3.- С. 15-20.

26. Дмитриев А.Д. Биосинтез нейропептидов // Итоги науки и техники ВИНИТИ. Фармакол. химиотерапевт. средства. - 1982. - 43. - С. 7-49.

27. Држевецкая И.А. Основы физиологии обмена веществ и эндокринной системы. - М.: Высш. шк., 1994, 256 с.: ил.

28. Замятнин А.А. Общие функциональные особенности зндогенных регуляторных олигопептидов // Физиол. ж. - 1992. - 78, № 9. - С. 39-49.

29. Зезеров Е.Г., Северин Е.С. “Простатические” калликреины, половые гормоны, инсулиноподобные факторы роста - комплекс регуляторных элементов у мужчин и женщин при физиологческих процессах и канцерогенезе // Вест. Росс. Академ. Мед. Наук. - 1999. - № 3. - С. 49-56.

30. Корнева Е.А. Регуляторные пептиды как модуляторы защитных функций организма // Физиол. ж. - 1985. - 75, № 5. - С. 656-665.

31. Лакин Г.Ф. Биометрия. - М.: Высш. шк., 1990. - 352 с.

32. Марри Р., Греннер Д., Мейес П., Родуэлл В. Биохимия человека: В 2-х томах. Пер. с англ. / Под ред. Гинодмана Л.М. - М.: Мир, 1993.

33. Науменко Е.В., Жукова А.В., Серова Л.И. Участие гамма-аминомасляной кислоты в механизмах обратной связи гипоталамо-гипофизарно-семенникового комплекса // Пробл. эндокрин. - 1995. - 41, № 2. - С. 30-32.

34. Панченко Л.Ф. Возрастные особенности обновления белков различных отделов центральной нервной системы и печени // Физиол. ж. - 1958.- 44, № 3. - С. 243-248.

35. Панченко Л.Ф., Брусов О.С., Беляев Н.А. Исследование механизма действия этанола на активность энкефалиназы A мозга крыс // Бюлл. эксперим. биол. мед.- 1984.- 97, № 6.- С. 691-692.

36. Раевский К.С. Эндогенные опиоидные пептиды как возможные нейропередатчики // Итоги науки и техники ВИНИТИ. Фармакологические и химиотерапевтические средства. - 1982. - 43. - С. 185-200.

37. Степанов М.Г., Секретарева Е.В., Проймина Ф.И., Савченко О.Н. Отрицательная и положительная фазы реакции гипоталамо-гипофизарно-гонадной системы самок крыс на введение половых гормонов // Физиол. ж. - 1991. - 77. - № 3. - С. 108-115.

38. Сухоруков В.С., Тарабрин С.Б. Роль пролактина в регуляции функций мужской гонады // Усп. совр. биол. - 1993. - 113, № 3. - С. 366-376.

39. Теппермен Дж., Теппермен У. Физиология обмена веществ и эндокринной системы. Вводный курс: Пер. с англ. / Под ред. Ажипа Я.И. - М.: Мир, 1989, 656 с.

40. Тинников А.А. Роль гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы в регуляции полового развития // Усп. совр. биол. - 1990. - 110, № 3. - С. 419-430.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8