6 курс / Эндокринология / Эндокринология_и_метаболизм_Фелиг_Ф_,_Бакстер_Дж_Д_,_Бродус_А_Е

Стимуляция метилирования фосфолипидов.

Синтез фосфатидилхолина из фосфатидилэтаноламина в клеточной мембране проходит через два последовательных этапа метилирования, осуществляемых путем переноса метильных групп с S-аденозилметионина под контролем двух ферментов, называемых фосфометилтрансферазами I и II. Первый фермент переносит одну метильную группу, образуя фосфатидилмонометилэтаноламин; как субстрат фосфатидилэтаноламин, так и первый метилтрансферазный фермент локализуются на цитоплазматической стороне клеточной мембраны. Второй фермент переносит еще две метильные группы опять-таки с S-аденозилметионина, образуя фосфатидилхолин. Как продукт фосфатидилхолин, так и вторая метилтрансфераза располагаются на наружной поверхности мембраны. Такое асимметричное распределение ферментов и их субстратов способствует быстрому переносу фосфолипидов через плазматическую мембрану в ходе последовательного метилирования [67]. Внутримембранный синтез промежуточного продукта фосфатидилмонометилэтаноламина вызывает резкие изменения текучести мембраны, создавая условия для ускоренного латерального движения собственных мембранных белков. Стимуляция процесса метилирования фосфолипидов в ретикулоцитах под дей-

ствием -адренергических агонистов и снижение вязкости мембраны при этом сопро-

вождается демаскированном скрытых -адренергических рецепторов, ускорением латерального движения рецепторов и усилением сопряжения между рецепторами и аденилатциклазой. Метилирование мембранных фосфолипидов увеличивает число рецепторов некоторых гормонов, в том числе пролактина и ЛГ. К другим мембранным ферментам и процессам, на которые влияют синтез и транслокация метилированных фосфолипидов, относятся кальцийзависимая АТФаза, хемотаксис лейкоцитов, секреция гистамина тучными клетками и митогенез лимфоцитов (рис. 4—24). В клетках астроцитомы сти-

муляция -адренергических и бензодиазепиновых рецепторов повышает метилирование фосфолипидов аддитивным образом, что свидетельствует о независимой стимуляции двумя лигандами метилтрансфераз, локализованных в отдельных доменах вблизи соответствующих рецепторов [68].

Рис. 4—24. Механизм действия катехоламинов (КА) на метилирование фосфолипидов и мобильность адренергических рецепторов (Р). Предполагают, что повышение текучести мембраны облегчает взаимодействие рецепторов с гуанилнуклеотидсопрягающим фактором (ГНСФ) и аденилатциклазой (АЦ) (Hirata, Axelrod [68]).

КА — катехоламин: МТ — метилтрансфераза: ФХ — фосфатидилхолин: ФЭ — фосфатидилэтаноламин; ФМЭ — фосфатидилмонометилэтаноламин.

Такие вызываемые лигандами изменения в метилировании фосфолипидов и текучести мембраны, по всей вероятности, отражают общий феномен модификации структуры и функции мембраны при многих формах регуляции клеток гормонами и другими агентами. Они могут объяснять также кратковременное увеличение числа рецепторов гомологичного и других гормонов, наблюдаемое после стимуляции клеток-мишеней.

Так, ЛГ в семенниках крысы вызывает временное увеличение рецепторов как самого ЛГ, так и пролактина, а АКТГ вызывает начальное повышение числа рецепторов пролактина в надпочечниках. В каждом из этих случаев увеличение числа рецепторов предшествует изученному процессу потери рецепторов, или «снижающей регуляции», который in vivo начинается через несколько часов после взаимодействия лигандов с рецепторами. Степень, в которой повышение текучести мембраны контролирует рецеп- тор-циклазное сопряжение в клетках-мишенях гормонов, пока не известна, но этот механизм может быть важным компонентом регуляции клеточной чувствительности и реактивности к гормональной стимуляции.

СТЕРОИДНЫЕ ГОРМОНЫ

Основные классы стероидных гормонов, секретируемых половыми и надпочечными железами, включают андрогены, эстрогены, прогестины, глюко- и минералокортикоиды. Стадии биосинтеза этих стероидов определяются комплектом ферментов, присутствующих в отдельных стероидогенных клетках-мишенях, а общая скорость синтеза стероидов в каждом случае регулируется одним или несколькими тропными гормонами гипофиза: ЛГ, ФСГ, АКТГ и пролактином.

Типы действия стероидов: роль структуры

Каждая специализированная стероидсекретирующая ткань продуцирует один основной стероид со сравнительно ограниченным спектром действия на ткани-мишени. Поскольку стероидные гормоны образуются в ходе общего биосинтетического пути из холестерина, а их биологические особенности определяются весьма немногочисленными структурными модификациями, не удивительно, что эффекты близких стероидных молекул перекрывают друг друга. Обычно такое перекрывание проявляется лишь при высоких концентрациях гормонов, но может встречаться и при введении их в терапевтических дозах, как, например, сользадерживающее, или минералокортикоидное, действие стероидов (глюкокортикоидов), оказывающих главные эффекты в углеводном обмене. Эти эффекты обусловлены перекрестным реагированием гетерологичного стероида с рецепторами, в норме взаимодействующими с гомологичным лигандом, в данном случае с альдостероном. Поскольку домен биологического действия каждого подвида стероидов прежде всего определяется рецепторами, через которые они оказывают свое действие, и сопряженными процессами активации, то гормональные действия можно было бы наиболее точно классифицировать в соответствии с рецепторами, опосредующими каждый характерный эффект [69]. Все основные стероидные гормоны взаимодействуют со специфическими рецепторами, присутствующими в соответствующей клетке-мишени, но не в других тканях. Гормон-рецепторные комплексы, образующиеся в цитоплазме и, возможно, в ядре, подвергаются активации, а затем связываются с хроматином, регулируя транскрипцию специфических мРНК, которые кодируют ферменты и другие интермедиаты, определяющие характерную реакцию клетки-мишени. Половые стероиды — андрогены, эстрогены и прогестерон — участвуют преимущественно в регуляции роста и функции тканей репродуктивной системы, тогда как надпочечниковые стероиды служат главным образом регуляторами метаболизма, контролируя межуточный обмен и гомеостаз электролитов (табл. 4—5).

Некоторые эффекты стероидных гормонов каждого класса, реализуемые через их специфические рецепторы, определяются прежде всего конформацией их молекул. Как это характерно для всех регуляторных лигандов, в том числе фармакологических веществ и гормонов, проявление активности агониста обусловливается его способностью связываться и активировать специфические рецепторы, которые контролируют последующую метаболическую реакцию (или реакции), меняющуюся под влиянием лиганда. Исходная кольцевая структура стероидных гормонов модифицируется в процессе биосинтеза за счет отщепления боковых цепей, восстановления, гидроксилирования и (в случае эстрогенов) ароматизации кольца А. Структуры природных стероидов, типичные для основных их классов, вместе с синтетическими соединениями, применяемыми с терапевтической целью, приведены на рис. 4—25 [70].

Таблица 4—5. Виды эффектов стероидных гормонов

Роль связывания в плазме

Циркулируя в крови, половые и надпочечниковые стероиды присутствуют в виде свободных гормонов и связанных форм, образующих комплексы с белками плазмы. Хотя секретируемые стероиды в тех низких концентрациях, которые содержатся в плазме (примерно 10~9 M), растворимы в воде, основная масса циркулирующих гормонов транспортируется в виде стероидбелковых комплексов [71]. С белками плазмы связано более 98% половых стероидов, около 90% содержащегося в крови кортизола и около 50% альдостерона. Поскольку на уровне клеток-мишеней активны именно свободные гормоны, роль связывания в плазме может заключаться в создании резервуара или буфера, который контролирует доступность гормона для рецепторов клеток-мишеней. Хотя каждый стероидный гормон может связываться тем или другим белком плазмы, но степень и прочность (или сродство) связывания разных стероидов значительно варьируют. Так, около 40% содержащегося в крови альдостерона слабо связано с сывороточным альбумином, тогда как более 90% кортизола и тестостерона связаны с высоким сродством специфическими белками, называемыми соответственно кортикостероидсвязывающим глобулином (КССГ), или транс-

Рис 4—25. Структура главных классов стероидных гормонов. Лроизводные андрогенов R 1881 и R 2956 носят кодовые номера фармацевтической компании Roussel (Mainwaring [70] в модификации). кортином, и сексгормонсвязывающим глобулином. Последний белок связывает и эстрадиол, хотя в физиологических условиях, вероятно, степень его связывания не слишком велика.

В отношении типичных стероидных гормонов, равно как и в отношении аналогичных гормонов, таких, как витамин D и тироксин, отсутствуют указания на важность роли их связывания в плазме в механизме биологического действия. Как уже отмечалось, именно свободный гормон представляет собой биологически активную фракцию и именно его уровень коррелирует с величиной реакции на гормон. Кроме того, стероиды активны и в отсутствие своих связывающих белков, а синтетические аналоги стероидов, которые обычно не связываются с транспортными белками, сохраняют способность вызывать биологические эффекты в тканях-мишенях за счет взаимодействия со специфическими внутриклеточными рецепторами. Когда в условиях патологии или под влиянием терапевтических мероприятий концентрация связывающих белков повышается или снижается, концентрация свободного стероида остается относительно постоянной, несмотря на изменение общего уровня гормона в крови.

Хотя связывание в плазме, по-видимому, не имеет непосредственного значения для гормонального эффекта (кроме значения в качестве резервуара циркулирующего стероида), оно может, очевидно, оказывать влияние на скорость клиренса крови от

секретируемого, инъецируемого или принимаемого внутрь гормона. Связывание с белками плазмы может также служить буфером, сводящим к минимуму влияние эпизодической секреции гормона на концентрацию свободного стероида, поступающего к клет- ке-мишени. При лечении стероидными гормонами связывание с транспортными белками плазмы могло бы снижать скорость метаболизма вводимого стероида и создавать резервуар, из которого постепенно освобождается свободный гормон. Степень, в которой эти эффекты связывания в плазме влияют на продолжительность и интенсивность реакций на отдельные стероиды, не ясна, но она могла бы иметь очевидное значение для фармакокинетики стероидных препаратов [69]. Связывание с альбумином не снижает доступности стероидных гормонов для головного мозга, тогда как гормон, связанный с глобулинами, не транспортируется в мозг. Таким образом, доля содержащегося в плазме гормона, которая может транспортироваться в головной мозг, не ограничивается свободной фракцией, а включает и более крупные, связанные с альбумином, комплексы [72]. В крысиной плазме эта доля могла бы составлять 60% прогестерона, 40% тестостерона и 15% кортикостероидов, тогда как свободные фракции этих гормонов в плазме колеблются в пределах 2—8%.

Другой физиологически важный аспект связывания стероидов с белками плазмы заключается в значении избирательности этого процесса для действия альдостерона на его специфические минералокортикоидные рецепторы в почках. Поскольку главные участки связывания альдостерона в почках обнаруживают также высокое сродство к дезоксикортикостерону (ДОК) и меньшее, но отчетливое, сродство к кортизолу, эти стероиды могли бы, очевидно, занимать почечные рецепторы, так как их концентрации в крови близки (ДОК) или на несколько порядков выше (кортизол), чем концентрация альдостерона. Однако более 90% ДОК и кортизола, присутствующих в крови, связаны с альбумином и КССГ, тогда как только 40% альдостерона в циркуляции связано с альбумином. В связи с этим ДОК и глюкокортикоиды конкурируют за рецепторы альдостерона in vivo много слабее, чем in vitro в условиях отсутствия плазмы (например, для ДОК 1—5% против 80%). Без избирательности связывания ДОК и глюкокортикоидов в плазме альдостерон не мог бы насыщать минералокортикоидные рецепторы и оказывать характерное регулирующее действие на гомеостаз натрия. Этим способом связывание в плазме способствует предотвращению связывания «неадекватных» стероидов (таких, как ДОК, кортикостерон и кортизол, которые могут действовать как минералокортикоиды, но секретируются под контролем АКТГ) с обладающими высоким сродством л низкой емкостью рецепторными участками в клетках-мишенях минералокортикоидов [73].

Следует отметить, что циркулирующие в крови стероидсвязывающие белки в некоторых отношениях отличаются от внутриклеточных рецепторов стероидов, опосредующих реакцию клетки-мишени. С физической точки зрения, связывающие белки плазмы — это относительно стабильные, растворимые глобулярные гликопротеины, тогда как рецепторы асимметричны, сравнительно более гидрофобны и менее стабильны. С функциональной же стороны, транспортные белки связывают преимущественно природные стероидные молекулы и хуже (или вообще не связывают) более активные синтетические аналоги. Рецепторные же молекулы, напротив, связывают как природные, так и синтетические стероиды (или их метаболиты) соответственно их биологической активности.

Поглощение стероидов клетками-мишенями

Если не считать поглощения холестерина, который проникает в клетку в ходе опосредованного рецепторами эндоцитоза липопротеинов плазмы [23], существует мало данных, свидетельствующих о существовании механизмов транспорта, контролирующих поглощение стероидных гормонов клетками. Более того, принято считать, что стероиды свободно и быстро диффундируют через клеточную мембрану, которая, повидимому, не ограничивает доступности стероидов для цитоплазматических рецепторных участков. Хотя большинство имеющихся данных свидетельствует о том, что поглощение стероидов действительно не зависит от мембранных барьеров или процессов транспорта, можно привести некоторые примеры действия стероидов на мембранные процессы, указывающие на возможность участия более сложных механизмов, чем простая диффузия, в проникновении стероидных гормонов в клетку Так, влияние прогестерона на дифференцировку ооцитов лягушки? начинается именно с наружной поверхности клеточной мембраны [74], где инициируется реакция мейотического созревания. Эта способность прогестерона взаимодействовать с мембраной ооцита [75] равно, как и другие признаки взаимодействия стероидов с поверхностью клеток-

мишеней [76], свидетельствуют о том, что не следовало бы пренебрегать ролью плазматической мембраны в процессах поглощения клеткой и действия стероидных гормонов.

Рецепторы стероидов

На способность стероидных гормонов регулировать ядерные процессы вначале указывали данные об увеличении синтеза РНК в матке [77] и предстательной железе [77] под влиянием соответственно эстрогенов и андрогенов. Впоследствии было показано, что все классы стероидных гормонов после введения их с тритиевой меткой накапливаются в ядрах соответствующих клеток-мишеней. Так, было обнаружено, что меченые эстрогены концентрируются в женских репродуктивных тканях, которые характеризуются высоким содержанием цитоплазматических рецепторов эстрадиола в. отличие от малого их количества, присутствующего в других тканях [79]. Рецепторы эстрогенов локализуются преимущественно в цитозоле матки кастрированных или неполовозрелых крыс, а после воздействия эстрогенов in vivo или in vitro транслоцируются в ядро [80]. Б дальнейшем оказалось, что стероиды всех классов вначале связываются со специфическими цитоплазматическими рецепторами, которые подвергаются активации и транслокации в ядро.

Цитоплазматические рецепторы эстрогенов при центрифугировании в градиенте плотности в присутствии 0,4 М КС1 обнаруживают свойства 4S белка, который при активации и транслокации в ядро превращается в 58-форму. Способность антиэстрогенов, таких, как кломифен и нафоксидин, снижать поглощение эстрогенов и сопутствующую этому реакцию роста матки указывает на значение рецепторного связывания в качестве раннего этапа действия эстрогенов. Известно, что рецепторы эстрогенов, первоначально-идентифицированные в цитозоле матки как белки с константой седиментации в низкосолевой среде 8—9S, при внутриклеточных условиях ионной силы существуют в 4S-форме [80]. При воздействии эстрогенов и нагревании цитозольные 4S-рецепторы превращаются в 5S-форму, обнаруживающую выраженное сродство к изолированным ядрам и хроматину. Природа 4S—5S превращения не ясна, но этот процесс зависит, по-видимому, не просто от конформационного изменения, а предполагает какую-то форму вызываемой гормоном димеризации [81]. Такой же тип цитоплазматических рецепторов и процесса транслокации в ядро наблюдали во многих эстрогензависимых тканях, в том числе в передней доле гипофиза и опухоли молочной железы. Ткань гормонзависимого рака молочной железы человека поглощает больше эстрогенов, чем ткань автономных опухолей, и содержание рецепторов эстрогенов в раковой ткани можно использовать для прогнозирования последующей реакции на кастрацию у больных с далеко зашедшим раком молочной железы.

Очистка цитозольных и ядерных эстрогенрецепторных комплексов вызывала большие трудности из-за их нестабильности и склонности к агрегированию. Однако цитозольные рецепторы стабилизируются в присутствии кальция и при низкой или высокой концентрации соли приобретают свойства 4,5S-форм. Ядерные эстрадиолрецепторные комплексы в процессе очистки теряют склонность к агрегированию и были выделены в виде 4,8S-белка с молекулярной массой 66000. Позднее с помощью иммунизации кроликов, коз и мышей очищенными препаратами ядерных рецепторов эстрадиола из матки телок были получены антитела к рецепторам эстрогенов. Эти антитела давали перекрестную реакцию с рецепторами из эстрогенчувствительных тканей и опухолей животных нескольких видов [82]. Одной из многих возможных областей применения таких антител является разработка иммунохимических методов определения рецепторов эстрогенов в тканях-мишенях, включая рак молочной железы у человека, для оценки их дстрогенной зависимости.

Рецепторы прогестерона присутствуют в женских репродуктивных тканях, в том числе яйцеводах, матке и влагалище, и охарактеризованы как 6,5—8S-цитозольные компоненты, которые диссоциируют на 4S-форму в присутствии соли, подобно рецепторам эстрогенов. Эстрогены оказывают выраженное влияние на характер и число прогестероновых рецепторов. Комплексы прогестерона с рецепторами из матки нестимулированных крыс седиментируют при низкой ионной силе с константой 4—5S, а после воздействия эстрогенов превращаются в более крупные компоненты (6,5— 8S),[83]. Кроме того, в ходе эстрального цикла в проэструсе преобладают крупные цитозольные формы (6,7S), а в диэструсе — меньшие (4, 5S) формы, что согласуется с эффектами вводимых эстрогенов. Концентрация прогестероновых рецепторов в репродуктивных тканях под влиянием эстрогенов заметно повышается. Число связываю-

щих мест в матке животных достигает максимума в проэструсе, а у человека в гиперпластическом эндометрии выше, чем во время пролиферативной и секреторной фаз менструального цикла.

Свойства прогестероновых рецепторов интенсивно изучались на яйцеводах незрелых цыплят, в которых эстрогены способствуют дифференцировке клеток канальцевых желез, секретирующих крупные протеины яичного белка, овальбумин, кональбумин и ли-зоцим, и стимулируют образование прогестероновых рецепторов. После элиминации эстрогенов синтез овальбумина прекращается, но может возобновляться после воздействия либо эстрогенами, либо прогестероном. Воздействие прогестероном вызывает также дифференцировку эпителия в бокаловидные клетки, синтезирующие авидин — белок яйцеводов, с чрезвычайно высоким сродством связывающий биотин. Цитоплазматические прогестероновые рецепторы седиментируют как 3,8S-комплексы и в присутствии прогестерона подвергаются транслокации в ядро в ходе зависимого от температуры процесса. Ядерные прогестеронрецепторные комплексы представляют собой 4S-белки, аналогичные таковым в цитозоле, и не обнаруживают изменения седиментационных свойств, что характерно для ядерных эстрогеновых рецепторов, которые в процессе активации и транслокации превращаются из 4S в 5S-форму. Цитозольный 8S-рецептор прогестерона был очищен и разделен на два 4S-компонента с молекулярными массами 110000 (А) и 117 000 (В). Было установлено, что компонент В специфически связывается с хроматином клеток яйцеводов и может определять специфичность тканевого связывания активированного прогестеронового рецептора [84].

Рецепторы андрогенов были идентифицированы в мужских половых органах и акцессорных половых тканях в исследованиях по связыванию меченных тритием тестостерона и дигидротестостерона. Рецепторы андрогенов, присутствующие в цитозоле предстательной железы, семенных пузырьков и других мужских тканей, седиментируют как 8—9S-формы при низкой ионной силе и как 4S-формы в присутствии соли. Подобно рецепторам эстрогенов и прогестерона, цитоплазматические андрогенрецепторные комплексы подвергаются зависимой от температуры транслокации в ядро, откуда их можно экстрагировать в виде 3S-формы [85]. Важной особенностью андрогенрецепторной системы в мужских акцессорных половых тканях является необходимость превращения тестостерона в дигидротестостерон, предшествующего связыванию с рецептором и его транслокации. Таким образом, 3S-ядерный андрогенрецепторный комплекс в этих тканях содержит не тестостерон, а дигидротестостерон, образующийся под дей-

ствием 5 -редуктазы до связывания с цитоплазматическими рецепторами. Необходимость ферментативного превращения андрогенных гормонов в дигидротестостерон для активации рецепторов во многих мужских тканях-мишенях имеет отношение к некоторым формам генетически детерминированной резистентности к андрогенам. Синдром тестикулярной феминизации — крайняя форма мужского псевдогермафродитизма может обусловливаться как нарушением синтеза дигидротестостерона, так и рецепторным дефектом при действии андрогенов.

Сходный синдром у грызунов (Tfm) определяется дефектом андрогеновых рецепторов, а не нарушением восстановления тестостерона в дигидротестостерон [86].

Глюкокортикоидные рецепторы первоначально были обнаружены в печеночных и лимфоидных клетках, а в настоящее время открыты в большинстве тканей млекопитающих, что согласуется с представлением о широко распространенном регуляторном влиянии кортизола и родственных кортикостероидов. В отсутствие стероида рецепторы нестабильны и проявляют высокое сродство и стереоспецифичность к природным глюкокортикоидам и их активным синтетическим аналогам, таким, как дексаметазон и триамсинолон. Подобно другим стероидрецепторным комплексам, глюкодюртикоидрецепторный комплекс подвергается быстрой температурной активации с приобретением способности транслоцироваться в ядро и связываться с хроматином. Глюкокорти- коид-рецепторные комплексы седиментируют как 7S-формы при низкой ионной силе и превращаются в 48-форму при высокой ионной силе. Активация стероидрецепторного комплекса не изменяет его седиментационных свойств, но вызывает снижение изоэлектрической точки, что обусловливает изменение подвижности на ионообменных средах (фосфоцеллюлозе и ДЭАЭ-целлюлозе), а также повышение сродства к ДНК и хроматину [87]. Такие изменения ионных свойств позволяют разделять активированные и неактивированные комплексы на ДЭАЭ-целлюлозе. Анализ цитозоля клеток вилочковой железы с помощью этой методики показал, что неактивированные комплексы присутствуют только в 1-ю минуту после воздействия дексаметазоном, а в течение следующих нескольких минут быстро превращаются в активированные [88].

Альдостероновые рецепторы были обнаружены в тканях-мишенях минералокортикоидов, таких, как почки, мочевой пузырь, околоушная железа и кишечник. В секреторном эпителии такие рецепторы крайне лабильны и с трудом поддаются анализу, причем их изучение осложняется присутствием в тканях-мишенях других рецепторов для структурно и биологически сходных глюкокортикоидов [89]. Сравнительное сродство двух классов рецепторов к альдостерону и глюкокортикоидам таково, что альдостерон в низких и физиологических концентрациях преимущественно связывается с I (минералокортикоидным) типом связывающих мест, а в более высоких концентрациях со все большим количеством глюкокортикоидных рецепторов. И наоборот, глюкокортикоиды в физиологических концентрациях лишены минералокортикоидной активности, но в сверхфизиологических количествах (эндоили экзогенных) связываются с I типом рецепторов и оказывают сользадерживающее действие [73]. При исследовании с помощью методики, позволяющей нивелировать вмешательство глюкокортикоидных рецепторов, оказалось, что альдостероновые рецепторы связывают минералокортикоиды в соответствии с их биологической активностью и реагируют с кортизолом (при достаточно высокой концентрации последнего), равно как и с более активными сользадерживающими стероидами — альдостероном и дезоксикортикостероном, Главные цитоплазматические альдостеронрецепторные комплексы седиментируют как 8,5S-формы при низкой ионной силе и как 4S-формы при высокой ионной силе [90]. Ядерные рецепторы, экстрагированные 0,3 М КСl, также седиментируют как 48-формы и подвергаются максимальной транслокации из цитозоля через 10 мин после инъекции альдостерона.

Рис. 4—26. Диаграмма этапов действия стероидных гормонов. Активация внутриклеточных рецепторов стероидными гормонами сменяется ядерным связыванием комплекса и стимуляцией синтеза мРНК (Baxter, McLeod [69] в модификации). С — стероид, Р — рецептор.

Влияние стероидов на рецептор: активация и связывание ядром

Стероидные гормоны любого из основных классов, включающих эстрогены, прогестины, андрогены, глюкокортикоиды и минералокортикоиды, действуют в соответствии с общей схемой, т. е. связываются со специфическими цитоплазматическими белками, или рецепторами, после чего происходит активация комплекса и транслокация его в ядро. Здесь связывание комплекса ядерными акцепторными участками хроматина клеток-мишеней модулирует активность специфических генов, ответственных за синтез определенных видов мРНК (рис. 4—26). Как уже отмечалось, любые цитозольные комплексы стероида с рецептором подвергаются индуцируемой гормоном конверсии,

называемой активацией рецептора, которая вызывает их накопление и связывание в ядре.

Процесс активации рецептора индуцируется гормоном и зависит от температуры; он включает обычно изменение кажущейся молекулярной массы, заряда или конформации комплекса. Однако не существует постоянных изменений, которые характеризовали бы процесс активации применительно ко всем классам стероидных гормонов. Увеличение скорости седиментации с 4 до 5S обнаруживают только эстрогеновые рецепторы. Андрогенрецепторные и некоторые прогестеронрецепторные комплексы после активации снижают скорость седиментации, а глюкокортикоидные рецепторы не изменяют ее, но обнаруживают изменение заряда. Хотя процесс «активации» рецепторов стероидных гормонов необходим для ядерного связывания и действия, он варьирует для отдельных стероидных рецепторов, и общая его основа остается неясной.

Агонисты и антагонисты стероидов

Как и многие другие типы биологически активных лигандов, будь то лекарственные вещества, трансмиттеры или гормоны, стероидные гормоны и их производные можно разделить на агонисты, антагонисты и неактивные соединения. Активность агонистов пропорциональна сродству их связывания с рецепторами и эффективности активации биологической реакции гормонрецепторным комплексом. Антагонисты также обнаруживают высокое сродство к рецептору, но не связываются с ядром или не обладают способностью активировать ядерные процессы. Аллостерическая модель действия стероидных агонистов и антагонистов на конформацию и активность рецепторов приведена на рис. 4—27. Важно подчеркнуть, что различия между агонистами и антагонистами редко бывают абсолютными и что многие соединения действуют как частичные агонисты (или частичные антагонисты), связываясь с рецепторами и, даже при полном насыщении рецепторных участков, не вызывая максимальной реакции. «Чистые» агонисты могут быть «слабыми» или «сильными» в зависимости от их сродства к рецепторам, но они не действуют как антагонисты. Так, «слабые» агонисты могут вызывать ту же биологическую реакцию, что и «сильные», если присутствуют в концентрации, достаточно высокой, чтобы насытить ту же самую долю рецепторов. В отличие от этого, частичные агонисты не могут вызвать полную реакцию, даже насыщая большинство или все рецепторы, и затем могут оказывать антагонистическое влияние или блокировать эффекты добавляемых соединений-агонистов. Частичные агонисты можно рассматривать как вещества, занимающие определенное место в спектре активности между чистыми агонистами и чистыми антагонистами. Для большинства клинических и экспериментальных целей лучше пользоваться чистыми агонистами и антагонистами. Однако многие антагонисты обладают некоторой степенью активности агониста, что необходимо учитывать при их применении для лечения и при анализе рецепторного связывания. Следует отметить также, что если активность данных агонистов в различных тканях относительно постоянна, то частичные агонисты и антагонисты могут проявлять непостоянную агонистическую и антагонистическую активность в отдельных тканях-мишенях или в разных экспериментальных условиях [69].

Рис. 4—27. Аллостерическая модель взаимодействий стероидного лиганда с рецептором. Рецептор включает как стероидсвязывающий (ССУ),. так и функциональный участок (ФУ), необходимые для проявления биологической активности, и может существовать в неактивной или активной конфигурации (Mainwaring [70] в модификации).

Антагонисты эстрогенов

Некоторые нестероидные аналоги эстрогенов, такие, как нафоксидин и тамоксифен, препятствуют проявлению вызываемых эстрогенами реакций: роста матки и гиперплазии клеток-мишеней. Такие вещества связываются с цитоплазматическими эстрогеновыми рецепторами и стимулируют транслокацию антагонистрецепторного комплекса в ядро. Здесь комплекс связывается с хроматином и задерживается на длительный период, вызывая начальную стимуляцию РНК-полимеразы и клеточной гипертрофии. Однако связывание антагонист-рецепторного комплекса не сменяется последующим восстановлением числа цитозольных рецепторов, будь то за счет повторных циклов или ресинтеза их, что наблюдается после транслокации рецепторов под действием эстрогеновых агонистов [91].

Антагонисты андрогенов

Наиболее активным природным антиандрогеном является прогестерон, и некоторые из наиболее мощных антагонистов андрогенов представляют собой активные прогестиновые производные. Антиандрогены противодействуют эффектам тестостерона или дигидротестостерона, конкурируя за андрогенсвязывающие участки рецепторов, присутствующих в андрогензависимых тканях-мишенях. Такие соединения имеют потенциальную значимость в лечении гирсутизма и других маскулинизирующих синдромов, а также в лечении гиперплазии и рака предстательной железы. Высокоактивные прогестиновые антиандрогены, такие, как ципротерон-ацетат, взаимодействуют с андрогеновыми, равно как и с прогестероновыми, рецепторами. Однако не все прогестины являются антагонистами андрогенов, а хломадинон-ацетат обладает относительно низкой антиандрогенной активностью, несмотря на его близкое структурное сходство с ципротерон-ацетатом. Присутствие циклопропа-новой группы в кольце А ципроте- рон-ацетата является основным структурным отличием его от хломадинон-ацетата и может играть важную роль в определении антиандрогенной активности [92а]. Некоторые антиандрогены подавляют также гонадотропную секрецию с последующим снижением продукции тестостерона, равно как и блокадой действия андрогенов. Медроксипроге-

стерон угнетает и активность 5 -редуктазы, нарушая тем самым образование ДГТ. Важно отметить, что некоторые прогестиновые антиандрогены обладают и другими видами гормональной активности, например ципротерон-ацетат проявляет не только андрогенные, но и антиэстрогенные и антигонадотропные свойства. Кроме того, дли-