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, по-видимому, 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 связывающих 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 действием 5a-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, глюкодюртикоид-рецепторный комплекс подвергается быстрой темпера­турной активации с приобретением способности транслоцироваться в ядро и связываться с хроматином. Глюкокортикоид-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 (эндо- или 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.