Научная электронная библиотека

Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

ПАРАТГОРМОН-РОДСТВЕННЫЙ ПРОТЕИН. 2-е издание переработанное и дополненное

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.,

14.3.1. Паратгормон-родственный протеин в молочной железе, молоке и в крови в период лактации

Роль ПТГрП в ткани молочной железы не ограничивается периодом ее развития. Молочная железа регулирует обмен веществ у матери в период лактации. Многочисленные факторы в ткани посылают сигналы для перемещения питательных веществ в молочную железу для синтеза молока. Молочная железа является доминирующим регулятором материнского гомеостаза и гомеорезиса во время лактации, привлекая питательные вещества-прекурсоры и энергию для поддержки синтеза молока (Bauman D.E., Currie W.B., 1980; Hartmann P.E. et al., 1998). Среди многих неожиданных находок вскоре после открытия ПТГрП был тот факт, что гландулярные эпителиальные клетки, а также миоэпителиальные клетки лактирующей молочной железы продуцируют большое количество ПТГрП, где его экспрессия индуцируется пролактином и актом сосании (Thiede M.A., Rodan G.A., 1988) и этот белок секретируется в высоких концентрациях в молоко. Это обстоятельство позволило предположить, что этот белок может быть ответственен за адаптацию метаболизма кальция у матери к процессу лактации. VanHouten J.N. et al., (2003) изучали биологическую функцию ПТГрП в молочной железе во время лактации путем удаления кодирующего его гена после того как железа полностью сформировалась. He B. et al., (2001) успешно удалили у мышей флоксированный ген ПТГрП из лактирующей молочной железы, не влияя на развитие молочной железы. Было показано, что эпителий молочной железы является источником ПТГрП во время беременности и лактации (Liapis H. et al., 1993; Rakopoulos M. et al., 1992; Wojcik S.F. et al., 1998). Железистые эпителиальные и миоэпителиальные клетки лактирующей молочной железы продуцируют большое количество ПТГрП. ПТГрП идентифицирован в сыворотке грудного молока в составе внеклеточных везикул субмикронного размера, высвобождаемых клетками для межклеточной коммуникации посредством избирательно включенных в них липидов, нуклеиновых кислот и белков, которые могут стимулировать развивающуюся иммунную систему новорожденных и желудочно-кишечный тракт (van Herwijnen M.J. et al., 2016). Большая часть продуцируемого молочной железой ПТГрП выделяется в молоко, хотя небольшие количества попадают в кровь (Khosla S. et al., 1990).

Во время лактации ПТГрП вырабатывается в значительных количествах тканями молочной железы. Человеческое и коровье молоко содержат высокие концентрации ПТГрП (Thiede M.A., Rodan G.A., 1988) Концентрация ПТГрП в материнском молоке примерно в 1000–10 000 раз выше, чем в материнской плазме (Budayr A.A. et al., 1989), и примерно в 100 раз выше, чем в плазме пациентов с гиперкальциемией злокачественных новообразований (Thiede M.A., Rodan G.A., 1988; Cross N.A. et al., 1998). Было обнаружено, что некоторые вещества, такие как прогестерон или дексаметазон, влияют на секрецию ПТГрП клетками молочной железы (Uemura H. et al., 2005). Уровни ПТГрП значительно повышаются в молозиве (Kocabagli N. et al., 1995). Концентрации ПТГрП значительно выше в образцах, полученных через 1 неделю после родов, чем в образцах, полученных в течение первых 72 часов жизни в грудном молоке, полученном от матерей доношенных и недоношенных детей. В образцах, полученных от матерей недоношенных детей концентрации ПТГрП одинаковы в молозиве и в молоке, полученном через 1 неделю после начала лактации. Концентрации ПТГрП через 2 недели лактации были значительно выше в образцах, полученных от матерей доношенных детей (Lubetzky R. et al., 2010). Во время лактации белок поступает в кровоток и в молоко. У недоношенных детей, находящихся на грудном вскармливании концентрации ПТГрП в сыворотке крови значительно не изменялись после 10 дней грудного вскармливания. Была обнаружена корреляция между концентрациями ПТГрП в материнской сыворотке и концентрациями в грудном молоке, но не между концентрациями в грудном молоке и в неонатальной сыворотке (Tov A.B. et al., 2012). В миоэпителиальных клетках человека ПТГрП ингибирует стимулирующий эффект окситоцина на кальций и индуцирует секрецию кальция с молоком, вызывая вазодилатацию и повышая кровоток в молочной железе. Было высказано предположение, что ПТГрП может усиливать кровоток к молочной железе во время лактации (Davicco M.J. et al. 1993; Prosser C.G. et al., 1994). Хотя инфузия ПТГрП может увеличить кровоток в молочных железах овец (Rodda C.P. et al., 1988) это, по-видимому, не влияет на выработку молока и не увеличивает содержание кальция в молоке.

Исследование взаимосвязи между концентрациями ПТГрП и кальция в молоке, а также корреляции между ПТГрП и объемом секретируемого молока показало, что уровни N-концевого домена ПТГрП (1–87) и С-концевого домена ПТГрП (109–141) в материнском молоке были относительно низкими после родов и постепенно увеличивались 10-й день после родов. Концентрация ПТГрП (1–87) оставалась стабильной до 6-го месяца после родов, когда начинали отлучение от груди, после чего она немного снизилась. Уровни ПТГрП (109–141) изменялись аналогично уровням N-концевого домена, но были в 2–5 раз выше. Концентрация и содержание кальция в молоке коррелировали с концентрацией и содержанием C-концевого домена ПТГрП, но не с ПТГрП (1–87). Концентрация N-концевого домена ПТГрП в пробах молока на 4-й день после родов коррелировала с объемом молока, выделенного в течение 24 часов до взятия проб. Результаты исследования содержания N- и C-концевых доменов ПТГрП в молоке лактирующей женщины и изучение зависимости концентрации этого белка от содержания кальция в молоке позволили предположить, что пептид в женском молоке участвует в поддержании лактации посредством его N-концевой области, а в переносе кальция в молоко задействован C-концевой домен (Uemura H. et al., 1997). В другом исследовании (Seki K. et al., 1997) показано, что концентрации ПТГрП (1–72) в молоке значительно изменилась в процессе лактации на протяжении суток, в отличие от C-концевого фрагмента-ПТГрП и следовательно ПТГрП (1–72), может отражать срочные изменения секреции ПТГрП в молочной железе. У лактирующих женщин содержание ПТГрП, у которых концентрации ПТГрП и кальция в молоке прогрессивно увеличивался вплоть до 26–30 дней после родов. В отличие от ПТГрП (1–72), уровень С-концевого фрагмента снизился в течение этого периода. Содержание С-концевого фрагмента, но не уровни ПТГрП (1–72), значительно коррелировали с концентрациями кальция в молоке. Предполагается, что С-концевой фрагмент участвует в регуляции транспорта кальция через молочную железу у женщин. Ряд исследований показали, что ПТГрП может участвовать в регулировании транспорта кальция в молоко (Care A.D. et al., 1997; Barlet J.P. et al., 1992; Uemura H. et al., 1997). Тем не менее, ПТГрП продуцируемый молочной железой, вероятно, оказывает системное действие, поскольку высокие концентрации этого сывороточного протеина выявлены у женщин с редкими синдромами гиперкальциемии, связанной с лактацией (Lepre F. et al., 1993) и массивной гипертрофией молочной железы (Braude S. et al., 1991). ПТГрП увеличивает цАМФ в миоэпителиальных клетках и уменьшает внутриклеточный кальций, индуцированный окситоцином в этих клетках (Ferrari S.L. et al., 1993). Повышенные плазменные уровни ПТГрП могут быть найдены в период лактации, когда в молочной железе индуцируется активная продукция этого белка в ответ на растяжение альвеолярной ткани вследствие секреции молока (Ardeshirpour L. et al., 2006). ПТГрП обнаруживается в сыворотке кормящих матерей (Grill V. et al., 1992; Sowers M.F. et al., 1996). Содержание кальция и ПТГрП в молоке положительно коррелируют в период лактации (Stewart A.F. et al., 2000; Cao G. et al., 2009). Во время кормления грудью акт сосания может стимулировать молочную железу, синтезировать и секретировать ПТГрП и способствовать транспорту кальция, что, по-видимому, регулируется геном кальций-чувствительного рецептора. Сосание стимулирует экспрессию гена ПТГрП в молочной железе, и пролактин, как сообщается, увеличивает синтез пептида. Это привело к выводу о том, что белок может быть сигналом, который адаптирует метаболизм кальция у матери к стрессу лактации. Во время лактации ПТГрП, выделяющийся на стимул сосания (Thiede M.A., Rodan G.A., 1988), присутствует в молоке в количествах, которые примерно в 10 000 раз выше, чем в сыворотке (Budayr A.A. et al., 1989). Это воссоздает для развивающейся кишки новорожденного среду близкую к внутриутробной, потому что амниотическая жидкость, проглоченная плодом, также содержала высокие концентрации ПТГрП (Ferguson J.E. et al., 1992). ПТГрП, содержащийся в молоке также может оказывать влияние на кишечник новорожденного или попадать в неонатальное кровообращение и оказывать системное воздействие (Rong H. et al., 1997; Hillman L.S. et al., 1994).

Wojcik S.F. et al. (1999) исследовали экспрессию ПТГрП и рецептора PTH1R в очищенных субпопуляциях клеток, полученных из лактирующих молочных желез крыс. Субпопуляции стромальных, миоэпителиальных и альвеолярных эпителиальных клеток выделяли из ткани молочной железы с использованием ферментативного расщепления и иммуномагнитной очистки. Изолированные клетки фенотипически характеризовались иммуногистохимией и ультраструктурной морфологией. мРНК и белок ПТГрП экспрессировались в альвеолярных эпителиальных клетках и стромальных фибробластах, тогда как мРНК и белок рецептора PTH1R экспрессировались во всех трех типах клеток. Паттерны экспрессии для ПТГрП и рецептора PTH1R поддерживают аутокринную или паракринную функцию для ПТГрП в альвеолярных эпителиальных клетках и стромальных фибробластах и паракринную функцию для ПТГрП в миоэпителиальных клетках молочной железы крысы во время лактации. В более поздней работе также зафиксировано, что в лактирующей молочной железе крысы ПТГрП экспрессируется в альвеолярных эпителиальных клетках и стромальных фибробластах, а рецептор PTH1R– в альвеолярных эпителиальных клетках, стромальных фибробластах и миоэпителиальных клетках (Hiremath M., Wysolmerski J., 2013). Экспрессирующиеся эпителием молочной железы RANKL и RANK-лиганд могут являться пара/аутокринными посредниками действия ПТГрП, пролактина и прогестерона. ПТГрП и пролактин повышают экспрессию RANKL. У мышей нокаунтных по RANKL или RANK имеет место недоразвитие лобулоальвеолярной системы при беременности. В современных экспериментальных исследованиях китайских ученых (Zheng H.L. et al., 2014), посвященных изучению влияния ПТГрП на транспорт кальция в молочных железах с использованием поликлональных антител против этого белка был зафиксирован уровень экспрессия ПТГрП в молочных железах значительно более высокий, чем в других органах, что свидетельствует о важной роли этого белка в регуляции функций молочных желез.