Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
ПАРАТГОРМОН-РОДСТВЕННЫЙ ПРОТЕИН
Курзанов А. Н., Ледванов М. Ю., Быков И. М., Медведев В. Л., Стрыгина Е. А., Бизенкова М. Н., Заболотских Н. В., Ковалев Д. В., Стукова Н. Ю.,
7.2. Влияние паратгормон родственного протеина на гладкую мускулатуру желудочно-кишечного тракта
ПТГрП участвует в регуляции сократительной активности органов желудочно-кишечного тракта паракринным либо аутокринным механизмами. Экзогенный ПТГрП оказывает релаксантное действие на мышечные полоски структур желудочно-кишечного тракта через рецептор ПТГ/ПТГрП in vitro. Kline L.W. et al. (2000) продемонстрировали, что ПТГрП расслабляет холецистокинин-индуцированное напряжение в полосках стенки желчного пузыря морской свинки. Эта релаксация была зависимой от концентрации ПТГрП. ПТГрП (7-34) блокировал эффект релаксации полосок стенки желчного пузыря. Использование ингибитора активации цАМФ и селективного ингибитора протеинкиназы A, показало, что цАМФ опосредует релаксантное действие ПТГрП. Использование блокатора кальцийактивируемых калиевых каналов ибериотоксина показало, что Ca(2+) – активированные калиевые каналы также опосредуют действия ПТГ/ПТГрП-рецепторы. Селективный блокатор протеинкиназы G (KT5823) также уменьшал эффект релаксации, вызванной ПТГ/ПТГрП. Это показало, что произошли перекрестные эффекты между двумя системами второго мессенджера (цАМФ и цГМФ).
Botella A., et al. (1994) в экспериментах на изолированных гладкомышечных клетках показали, что ПТГрП индуцирует релаксацию гладких мышечных клеток из подвздошной кишки морской свинки во взаимодействии с вазоактивными рецепторами пептидов кишечника. Авторы исследовали влияние человеческого ПТГрП (1-34), ПТГрП (1-16), ПТГрП (7-34) и вазоактивного кишечного пептида на изолированные клетки гладкой мускулатуры из подвздошной кишки морской свинки. Вазоинтестинальный пептид, ПТГрП (1-34), ПТГрП (1-16) и ПТГрП (7-34) сами по себе не влияли на эти клетки. Однако, когда клетки сокращались под воздействием октапептида холецистокинина (10 нМ), вазоактивный кишечный пептид и ПТГрП (1-34) дозозависимо ингибировали эффект индуцированный октапептидом холецистокинина, тогда как ПТГрП (1-16) и ПТГрП (7-34) не влияли на состояние гладкомышечных клеток. Антагонист ПТГ/ПТГрП-рецептора ПТГ (7-34) ингибировал эффект ПТГрП (1-34) и индуцированную вазоинтестинальным пептидом релаксацию. Преинкубация клеток с соматостатином, N-этилмалеимидом и циклическим аденозин-3′,5′-монофосфатом ингибировала релаксацию индуцированную ПТГрП (1-34) и вазоинтестинальным пептидом. Авторы сделали вывод, что ПТГрП индуцирует расслабление гладких мышц кишечника прямым миогенным эффектом. Этот эффект обеспечивается доменом ПТГрП (1-34) и опосредуется активацией аденилатциклазы и протеинкиназы-А. Взаимодействия между ПТГрП и вазоинтестинальным пептидом показывает, что они могут перекрестно реагировать с их соответствующими рецепторами.
Увеличение мРНК ПТГрП вызывается растяжением и сокращением гладкой мускулатуры желудка, а вызванные стрессом аномальные сокращения тесно связаны с подавлением ПТГрП стероидом (Ito M., Ohtsuru A., 1996). Механизмы, лежащие в основе ПТГрП-индуцированного подавления сократительной способности гладких мышц в желудочном антруме, который подвергается пассивному растяжению исследовали Ohguchi H.et al., (2017). Эффекты ПТГрП на фазовые сокращения и электрические медленные волны в гладкой мускулатуре антрального отдела желудка морской свинки изучались с использованием регистрации изометрического напряжения и записей с внутриклеточных микроэлектродов. ПТГрП оказывает ингибирующее действие на гладкую мускулатуру через оксид азота – циклический гуанозинмонофосфат (NO-cGMP) и циклические аденозинмонофосфатные (цAMP) пути. Таким образом, ПТГрП может действовать как эндогенный релаксант антрального отдела желудка, используя два дополнительных сигнальных пути для обеспечения адаптивного расслабления желудка. С использованием флуоресцентной иммуногистохимии продемонстрирована экспрессия ПТГ/ПТГрП-рецепторов в нейронах миоэнтерального сплетения.
В исследовании на крысах Ito M. et al. (1994) изучали экспрессию ПТГрП и мРНК ПТГрП в гладких мышцах желудка при различных состояниях моторики желудка. Самцов крыс разделили на группы, подвергнутых голоданию, кормлению ad libitum, стрессу, лигированию пилорического отдела и стимуляции карбахолом. Стрессовое напряжение вызывало аномальные сокращения. Ритмические и умеренные сокращения были получены путем введения карбахола, а выраженное растяжение было вызвано лигированием пилорического отдела желудка. Установлено, что экспрессия мРНК ПТГрП заметно активировалась как в ответ на вздутие желудка после перевязки пилорического отдела так и в ответ на сокращения желудка после холинергической стимуляции карбахолом. С использованием иммуногистохимии и гибридизации in situ установлено, что ПТГрП и его мРНК локализованы в мышечном слое стенки желудка и в мышечном слое слизистой оболочки. Экспрессия гена рецептора ПТГрП в ткани желудка подтверждалась обратной полимеразной цепной реакцией, но уровни ПТРП в сыворотке не увеличивались во всех группах. Эти данные свидетельствуют о том, что ПТГрП действует как аутокринный или паракринный фактор в гладкой мышце желудка, который реагирует на мышечную активность, вызванную растяжением и холинергической стимуляцией. Также обнаружено, что холодовой стресс приводит к снижению у животных экспрессии мРНК ПТГрП (Ito M. et al., 1994). Уровни транскрипта ПТГрП были, следовательно, противоположные тому, что ожидалось бы в более-активных мышцах желудка. Авторы предположили, что гиперконтрактильность мышц желудка при стрессе является следствием пониженной продукции миорелаксанта ПТГрП и, что в свою очередь, снижение экспрессии ПТГрП было результатом увеличения содержания циркулирующего кортикостерона.
Доказательства связи между повышением уровня кортикостерона и снижением экспрессии ПТГрП были получены по результатам измерений концентрации в плазме крови кортикостерона и мРНК ПТГрП желудка после стресса и данными экспериментов в которых синтез кортикостерона был блокирован метирапоном, что сопровождалось нивелированием подавления стресс-индуцированной экспрессии ПТГрП и обеспечило первое доказательство регуляции ПТГрП кортикостероидами in vivo. Общий вывод, из исследования Ito M. et al. (1994) заключается в том, что в стрессовых ситуациях, перистальтика желудка теряет способность к саморегулированию через ПТГрП.
Ito M. et al. (2002) опубликовали результаты исследований, позволивших сделать вывод о потенциально благотворном влиянии ПТГрП на стресс-индуцированные изменения моторики желудка и изъязвления его слизистой оболочки. Авторы исследовали, как введение экзогенного ПТГрП может влиять на модели моторики, вызванные стрессом, и повреждения слизистой оболочки. Они также определяли экспрессию ПТГрП и его рецептора с использованием полуколичественного анализа защиты РНКазы. У стрессированных животных уровень транскрипта ПТГрП
в желудке уменьшался до 23 % от уровней у контрольных животных. Кроме того, наблюдалось значительное (до 163 % от уровня контроля) увеличение уровней ПТГрП-рецепторной мРНК. Возможно, что увеличение числа рецепторов ПТГ/ПТГрП было вызвано уменьшением экспрессии ПТГрП по механизму регуляции физиологической обратной связи. Cтресс-индуцированная двигательная активность была снижена путем внутрибрюшинного введения ПТГрП как до так и во время стресса. И наоборот, в контрольной группе животных, ПТГрП не оказало существенного влияния на сокращение амплитуды и частоты сокращений или индекса моторики. В совокупности с данными об экспрессии ПТГ/ПТГрП-рецептора, эти результаты свидетельствуют о том, что экзогенный ПТГрП, вероятно, индуцирует более мощный релаксирующий эффект на мышечную ткань в напряженном состоянии. Исследования Ito M. et al. (1994; 2002) открывают интересные возможности использования ПТГрП и его рецепторов в качестве мишеней для терапевтического воздействия при различных нарушених моторики и, в частности, связанных со стрессом. Фармакологические методы лечения могут быть эффективными для нормализации моторики через снижение амплитуды сокращения поскольку в мышечной ткани желудка повышенная экспрессия ПТГ/ПТГрП-рецептора и, следовательно, повышенная чувствительность к ПТГрП имеет место только в патофизиологических условиях.
Результаты по воздействию ПТГрП на моторику были зеркальны эффектам на стресс-индуцированные поражения слизистой оболочки желудка, которые были уменьшены под влиянием ПТГрП почти на 90 %. Возможно эффекты ПТГрП на слизистую желудка обусловлены обнаруженной недавно гастрининдуцированной экспрессией ПТГрП в желудочных париетальных клетках посредством активации транскрипции и стабилизации мРНК. Эти данные рассматриваются как свидетельство того, что ПТГрП является регулируемым гастрином фактором роста, который может способствовать гомеостазу эпителиальных клеток желудка (Al Menhali A., et al., 2017).