Вплив регуляторних пептидів на секреторну функцію печінки

 

Секреція жовчі, як спеціалізована функція печінки, підлягає складній нейро-гуморальній регуляції. Експериментально доведений регуляторний вплив цілої низки білково-пептидних, стероїдних, тиреоїдних гормонів. Зокрема, біологічні регулятори пептидної природи, що виявляють досить широкий спектр дії на різні процеси в організмі, здійснюють специфічний регуляторний вплив на жовчосекреторну функцію.

Зміни секреції жовчі при дії регуляторних пептидів можуть відбуватися як за рахунок їх впливу на функціональну активність гепатоцитів як первинного джерела жовчі, так і на рівні процесів, що здійснюються в епітеліальних клітинах жовчних протоків – холангіоцитах.

На секрецію первинної жовчі гепатоцитами впливає ціла низка регуляторних пептидів. Так, субстанція Р при внутрішньом’язовому введенні стимулює інтенсивність секреції жовчі у собак. Проте при інфузії у ворітну вену щурів виявляється її антихолеретична дія. Однак, в деяких випадках спостерігається стимулюючий вплив пептиду на секрецію жовчі у щурів. Під дією субстанції Р пригнічується не тільки інтенсивність секреції жовчі, але і секреція жовчних кислот.

Зміни в секреції компонентів жовчі свідчать про вплив субстанції Р на секреторні процеси в гепатоцитах, на утворення протокової жовчі субстанція Р не впливає.

Циклічні нанопептиди окситоцин та вазопресин виявляють дозозалежний та видоспецифічний вплив на гепатоцитарну секрецію. Окситоцин викликав підсилення жовчовиділення у щурів, яке супроводжувалось змінами якісного складу жовчі. Але у собак окситоцин не являється специфічним регулятором холеретичної функції.

Введення вазопресину в кровоносне русло щурів викликало двофазний характер зміни жовчосекреторної функції при використанні різних доз пептиду. Однак, Nathanson et al. (1998) на ізольованій перфузованій печінці щурів отримали значне зниження жовчотоку, викликане вазопресином.

Глюкагон також впливає на секреторну функцію печінки, стимулюючи каналікулярну секрецію. Він підвищує рівень холерезу, збільшуючи вміст білка, таурокон’югатів і вільних жовчних кислот у жовчі собак.

Ряд інших регуляторних пептидів виявляє свій регуляторний вплив на жовчосекреторну функцію печінки, діючи на епітеліальні клітини жовчних проток – холангіоцити.

Найвідомішим регулятором функціональної активності холангіоцитів є гастроінтестинальний гормон секретин, що складається з 27 амінокислотних залишків і синтезується S-клітинами дванадцятипалої і тонкої кишок. Цей пептид виявляє холеретичну дію, стимулюючи утворення протокової жовчі з високим вмістом в ній бікарбонатів та хлоридів, але, не впливаючи на секрецію каналікулярної жовчі.

Секретин стимулює протокову секрецію жовчі, збільшуючи екзоцитоз в холангіоцитах, регулюючи число і активність Cl^-/HCO₃⁺ -обмінників на їх апікальних мембранах, впливаючи на реабсорбцію жовчних кислот холангіоцитами.

В дослідах in vitro було показано, що секретин підвищує осмотичний водний транспорт в холангіоцитах щурів через збільшення вмісту білка водних каналів плазматичних мембран – аквапоріну 1 (aquaparin 1 - AQP1), через який вода пасивно переміщується у жовчні протоки. Можливо, що in vivo секретин викликає мікротубулін-залежне вбудовування водного каналу AQP1 в секреторному полі апікальної частини плазматичної мембрани холангіоцитів щурів, за рахунок чого відбувається стимуляція протокової секреції жовчі секретином].

Cлід зазначити, що ефекти секретину залежать від стану парасимпатичної нервової системи.

Вазоактивний інтестинальний пептид, який відноситься до гастроінтестинальних пептидів сімейства секретину і знайдений у всіх відділах травної системи та у нервових терміналях, розташованих в шлунково-кишковому тракті впливає на секрецію жовчі. А саме, вазоактивний інтестинальний пептид - сильнодіючий стимулятор секреції рідини та бікарбонату епітеліальними клітинами жовчних протоків в печінці щурів, собак, людини. Він активує Cl^-/HCO₃⁺-обмінник, як і секретин, стимулює секрецію протокової жовчі.

Такі пептидні регулятори як гастрин і соматостатин діють як на гепатоцити, так і на епітеліальні клітини жовчних протоків.

У собак, щурів і людини соматостатин пригнічує як базальну секрецію, так і стимульовану їжею, секретином чи таурохолевою кислотою. Соматостатин, діючи через специфічні соматостатинові рецептори (SSTR2), які знаходяться на базолатеральній плазматичній мембрані холангіоцитів інгібує стимульований секретином екзоцитоз. Соматостатин може пригнічувати транспорт водних каналів (AQP1) до апікальної мембрани холангіоцитів, так само, як і активацію Cl^--каналів, з відповідним зменшенням протокової секреції хлориду, бікарбонатів і води.

Антихолеретичний вплив соматостатину також обумовлюється його опосередкованою дією за рахунок пригнічення вивільнення секретину та інших шлунково-кишкових гормонів, які мають холеретичні властивості.

Гастроінтестинальний пептид сімейства гастрин-холецистокініну гастрин існує в кількох молекулярних формах, але холеретичні властивості має гастрин II - сульфатна форма малого гастрину.

Холецистокінін – шлунково-кишковий гормон, який відносять до сімейства гастрин-холецистокініну, існує в кількох молекулярних формах і має широкий спектр біологічної дії. Впливає і на секрецію жовчі печінкою, посилюючи її. Причому холецистокінін стимулює як каналікулярну, так і протокову секрецію, підсилюючи вихід з жовчю іонів натрію, хлору, бікарбонату та жовчних кислот. Холеретичний вплив холецистокінину реалізується внаслідок як його безпосередньої дії на клітини печінки, так і на моторну активність жовчного міхура.

На плазматичних мембранах гепатоцитів та епітеліоцитів жовчних проток виявлені специфічні рецептори цілої низки регуляторних пептидів (білково-пептидних гормонів), що саме і уможливлює їх регуляторний вплив на жовчосекреторні процеси.

Оскільки гормональні рецептори не рівномірно поширені у печінковій лобулі, особливого значення набуває проникність щільних міжклітинних сполучень, через які можуть проходити вторинні посередники – цАМФ та Са²⁺ і таким чином передавати модулюючий вплив функціонально пов’язаних з ними регуляторних пептидів.

За молекулярними механізмами передачі регуляторного сигналу описані біологічно активні пептиди можуть бути умовно поділені на дві групи: ті що діють через аденілатциклазну месенжерну систему і ті, що, ймовірно, реалізують свій регуляторний вплив через систему інозитолтрифосфат- діацилгліцеролу. До перших слід віднести глюкагон, секретин і вазоактивний інтестинальний пептид.

Відомо, що глюкагон може активувати аденілатциклазу і стимулювати синтез цАМФ. Вміст цАМФ значно збільшується в гепатоцитах після активації глюкагонових рецепторів, які виявлені на плазматичній мембрані гепатоцитів і зв'язані з аденілатциклазою через G-білоки. Nathanson et al. (1998) виявили, що за умов блокування проникності щільних з'єднань не відбувалося стимуляції рівня секреції жовчі глюкагоном. В зв'язку з чим автори роблять висновок, що модулюючий вплив глюкагону на секрецію жовчі, зокрема, залежить від проникності щільних з'єднань для вторинних посередників, оскільки відповідні рецептори не розташовані на всіх клітинах рівномірно.

Обробка інтактних гепатоцитів глюкагоном призводила до швидкого збільшення активності протеїнкінази С як в цитозольній, так і в мембранній фракціях. Са²⁺-активована, фосфоліпід-залежна протеїнкіназа С відіграє важливу роль в передачі та поширенні гормонального сигналу, фосфорилюючи клітинні білки. Таким чином, можливо, глюкагон, який активує аденілатциклазу і збільшує внутрішньоклітинну концентрацію цАМФ в гепатоцитах, може також діяти на гепатоцити незалежно від вмісту цАМФ, і, можливо, також здатен активувати внутрішньомембранні перетворення ліпідів (фосфоінозитидів) з наступним утворенням відповідних вторинних посередників та активацією протеїнкінази С.

Припускають, що вазоактивний інтестинальний пептид виявляє свої стимулюючі секрецію жовчі властивості, діючи через аденілатциклазну систему, оскільки він стимулює панкреатичну секрецію саме цАМФ-залежним способом.

На плазматичній мембрані гепатоцитів виявлені специфічні рецептори вазоактивного інтестинального пептиду. Але стимуляція ізольованих холангіоцитів вазоактивним інтестинальним пептидом ніяк не відображалась на рівнях вмісту АМФ чи цГМФ. За данними Cho, Boyer (1997), в протилежність секретину стимульована вазоактивним інтестинальним пептидом протокова секреція жовчі не опосередковується цАМФ чи протеїнкіназою А, а також цГМФ, кальцієм чи протеїнкіназою С. Застосування інгібіторів протеїнкінази А, та протеїнкінази С на препаратах ізольованих жовчно-протокових одиниць не змінювало стимульованої вазоактивним інтестинальним пептидом секреції.

Рецептори гастрину пов'язані з кальцій-мобілізуючою поліфосфоінозитидною месенджерною системою. Гастрин підвищує внутрішньоклітинний вміст кальцію, як вторинного посередника [44]. Але дія гастрину на секрецію жовчі є і опосередкованою, він впливає на вивільнення секретину, який посилює секрецію протокової жовчі - епітеліальними клітинами жовчних протоків.

Вазопресин, холецистокінин та субстанція Р діють на секрецію жовчі через систему інозитолтрифосфат-діацилгліцеролу.

Взаємодія з клітинами-мішенями здійснюється у вазопресину і окситоцину, як і у інших білково-пептидних гормонів, через специфічні рецептори на плазматичній мембрані цих клітин.

Для вазопресину виявлені два класи таких рецепторів: V1 і V2. Активація рецепторів класу V2, які знайдені, зокрема, у нирках, призводить до продукції цАМФ, тоді як активація V1a-рецепторів знайдених в гладеньких м'язах судин, печінці, призводить до активації фосфоліпази С, продукції інозитол-1,4,5-трифосфату і мобілізації внутрішньоклітинного кальцію Показано, що вазопресин викликає швидке збільшення активності протеїн-кінази С.

Інтенсивна експресія V1a-рецепторів вазопресину спостерігається в періцентральних гепатоцитах. Можливо саме тому вазопресин може модулювати інтенсивність секреції жовчі, зокрема, завдяки стану проникності щільних з'єднань між гепатоцитами.

Рецептори окситоцину не знайдені на плазматичній мембрані гепатоцитів, однак показано, що цей гормон діє так само, як і інші Ca-залежні гормони, наприклад, вазопресин.

Є також дані, які вказують на можливість безрецепторної взаємодії окситоцину з плазматичною мембраною клітин, що відбувається завдяки поверхневій активності молекули окситоцину.

Не виключено, що під час взаємодії з ліпідним матриксом мембрани, може активуватися гідроліз фосфоінозитидів, тобто дія окситоцину, як і вазопресину, на клітини печінки буде опосередковуватись системою інозитолтрифосфат-діацилгліцеролу.

Ймовірно, що істотну роль в первинних механізмах дії інших пептидних біорегуляторів на клітини печінки також може відігравати їх взаємодія з ліпідним матриксом плазматичних мембран цих клітин.

Молекули субстанції Р є поверхнево-активними і здатні модифікувати ліпідні моношари. Висока поверхнева активність пептиду обумовлена особливостями структури його молекули. А саме, гідрофобні і заряджені амінокислотні залишки локалізовані в протилежних кінцевих ділянках молекули. Пептид в ліпідному бішарі клітинної мембрани набуває певної активної конфігурації, що і обумовлює його специфічне зв'язування з мембранними рецепторами.