Добавил:
kiopkiopkiop18@yandex.ru Вовсе не секретарь, но почту проверяю Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

6 курс / Гастроэнтерология / Российский_журнал_гастроэнтерологии,_гепатологии,_колопроктологии (38)

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
23.03.2024
Размер:
1.75 Mб
Скачать

Российский журнал Гастроэнтерологии, Гепатологии, Колопроктологии

5 Том 16 2006

Russian Journal of

Gastroenterology,

Hepatology,

Coloproctology

Volume 16 • № 5 2006

Учредитель:

Российская

гастроэнтерологическая

ассоциация

Издатель:

ООО «Издательский дом «М-Вести»

E-mail: rm-vesti@mtu-net.ru

Периодичность издания:

1 раз в 2 месяца

Тираж: 3000 экз.

Подписной индекс: 73538

Журнал зарегистрирован Комитетом РФ по печати 15.12.1994 г.

(Регистрационный № 013128)

Информация о журнале

находится в Интернете на сайте www.m-vesti.ru

Адрес:

119146, г. Москва, а/я 31 Кафедра пропедевтики внутренних болезней Московской медицинской академии, «Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии»

Телефон: (495)248-38-23 (E-mail:good.day@ru.net)

Журнал входит в Перечень ведущих научных журналов и изданий ВАК Мино­разования России, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссерта­ ций на соискание ученой степени доктора наук

Перепечатка материалов только с разрешения главного редактора и издателя

Ответственность за достоверность рекламных публикаций несут рекламодатели

 Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии

Состав редакционной коллегии и редакционного совета журнала

Главный редактор:

 

Editor-in-chief:

 

В.Т.Ивашкин

 

V.T.Ivashkin

 

Исполнительный директор проекта:

Production Manager:

 

Г.Г.Пискунов

 

G.G.Piskunov

 

Ответственный секретарь:

Editorial Manager:

 

Т.Л.Лапина

 

T.L.Lapina

 

(E-mail: good.day@ru.net)

(E-mail: good.day@ru.net)

Редакционная коллегия:

Editorial board:

 

Е.К.Баранская

 

Ye.K.Baranskaya

 

А.О. Буеверов

 

A.O. Bueverov

 

С.А.Булгаков

 

S.A.Bulgakov

 

П.С.Ветшев

 

P.S.Vetshev

 

Г.И.Воробьев

 

G.I.Vorobiev

 

А.В.Калинин

 

A.V.Kalinin

 

(зам. главного редактора)

(deputy editor-in-chief)

 

З.А.Лемешко

 

Z.A.Lemeshko

 

А.Ф.Логинов

 

A.F.Loginov

 

И.В.Маев

 

I.V.Mayev

 

М.В.Маевская

 

M.V.Mayevskaya

 

Ю.М.Панцырев

 

Yu.M.Pantsyrev

 

Л.М.Портной

 

L.M.Portnoy

 

С.И.Рапопорт

 

S.I.Rapoport

 

В.В.Серов

 

V.V.Serov

 

Ю.В.Тельных

 

Yu.V.Tel’nykh

 

А.С.Трухманов

 

A.S.Trukhmanov

 

А.И.Хазанов

 

A.I.Khazanov

 

С.А.Чернякевич

 

S.A.Chernyakevich

 

А.А.Шептулин

 

A.A.Sheptulin

 

(зам. главного редактора)

(deputy editor-in-chief)

 

Редакционный совет:

 

Editorial council:

 

С.А.Алексеенко

Хабаровск

S.А.Alexeyenko

Khabarovsk

О.Я.Бабак

Харьков

O.Ya.Babak

Kharkov

Э.И.Белобородова

Томск

E.I.Byeloborodova

Tomsk

Э.Г.Григорян

Ереван

E.G.Grigoryan

Yerevan

А.К.Ерамишанцев

Москва

A.K.Yeramishantsev

Moscow

А.Р.Златкина

Москва

A.R.Zlatkina

Moscow

Г.Ф.Коротько

Краснодар

G.F.Korot’ko

Krasnodar

С.А.Курилович

Новосибирск

S.A.Kurilovich

Novosibirsk

В.А.Максимов

Москва

V.A.Maximov

Moscow

С.Н.Маммаев

Махачкала

S.N.Mammaev

Machachkala

Ю.Х.Мараховский

Минск

Yu.Kh.Marakhovsky

Minsk

Г.А.Минасян

Ереван

G.A.Minasyan

Yerevan

О.Н.Минушкин

Москва

O.N.Minushkin

Moscow

И.А.Морозов

Москва

I.A.Morozov

Moscow

Ю.Г.Мухина

Москва

Yu.G.Mukhina

Moscow

А.И.Пальцев

Новосибирск

A.I.Pal'tsev

Novosibirsk

Л.К.Пархоменко

Харьков

L.K.Parkhomenko

Kharkov

В.Д.Пасечников

Ставрополь

V.D.Pasyechnikov

Stavropol

С.Д.Подымова

Москва

S.D.Podymova

Moscow

Г.В.Римарчук

Москва

G.V.Rimarchuk

Moscow

В.И.Симоненко

Санкт-Петербург

V.I.Simonenko

Saint-Petersburg

А.В.Ткачев

Ростов-на-Дону

A.V.Tkachev

Rostov-on-Don

Е.Д.Федоров

Москва

Ye.D.Fedorov

Moscow

И.Л.Халиф

Москва

I.L.Khalif

Moscow

Г.В.Цодиков

Москва

G.V.Tsodikov

Moscow

А.В.Шапошников

Ростов-на-Дону

A.V.Shaposhnikov

Rostov-on-Don

Содержание

 

Лекции и обзоры

 

Маев И.В., Кучерявый Ю.А.

 

Литостатин: современный взгляд на биологическую роль и патогенез

 

хронического панкреатита...........................................................................................

4

Давыдов В.Г., Бойчук С.В., Шаймарданов Р.Ш., Миннебаев М.М.

 

Молекулярные механизмы апоптоза и некроза гепатоцитов.

 

Особенности гибели гепатоцитов при обструктивном холестазе.....................................

11

Оригинальные исследования

 

Кузнецов В.И., Ющук Н.Д., Моррисон В.В.

 

Состояние структурных и функциональных показателей биомембран

 

у реконвалесцентов с острым гепатитом В..................................................................

20

Шарофеева О.П., Маевская М.В., Павлов Ч.С., Золотаревский В.Б.,

 

Шептулин А.А., Ивашкин В.Т.

 

Влияние отказа от употребления алкоголя на вирусную нагрузку

 

у больных хроническим гепатитом сочетанной этиологии.............................................

26

Лазарев А.Ф., Кобяков Д.С., Климачев В.В.

 

Количественный анализ аргирофильных белков районов ядрышковых

 

организаторов в аденомах толстой кишки и морфологические

 

критерии риска малигнизации...................................................................................

31

Страница главного гастроэнтеролога региона

 

Оноприев В.И., Корочанская Н.В., Попандопуло К.И.

 

Демографическая ситуация и гастроэнтерологические заболевания

 

на территории Краснодарского края: клинико-эпидемиологический анализ.....................

38

Национальная школа гастроэнтерологов, гепатологов

 

Шептулин А.А.

 

Дивертикулярная болезнь толстой кишки: клинические формы,

 

диагностика, лечение...............................................................................................

44

Галлингер Ю.И., Хрусталева М.В.

 

Камни желчных протоков: клиника, диагностика, современные

 

методы лечения.......................................................................................................

50

Новости колопроктологии

 

Абдулжавадов И.М.

 

Заболевания сальниковых отростков толстой кишки: терминология,

 

клиника, диагностика и лечение...................................................................

59

Обмен опытом

 

Цесмели Н., Савопулос Х., Цатидис Р., Татаридис А., Карамицос Д.

 

Эндоскопическое удаление инородных тел из верхних отделов

 

желудочно-кишечного тракта....................................................................................

65

Старков Ю.Г., Домарев Л.В.

 

Опыт использования капсульной интестиноскопии в диагностике заболеваний

 

органов желудочно-кишечного тракта.........................................................................

67

Ахмедов И.Г., Омаров Х.М., Омаров К.Х.

 

Полипоз тонкой кишки в сочетании с редкой врожденной аномалией кишечника............

72

Лапина Т.Л.

 

Возможности лекарственного воздействия на цитопротективные свойства

 

гастродуоденальной слизистой оболочки.....................................................................

75

Информация

 

Пасечников В.Д., Чуков С.З.

 

Доказательства H. pylori-ассоциированного желудочного канцерогенеза

 

и разработка стратегий профилактики рака желудка ..................................................

82

Правила для авторов...............................................................................................

91

Соntents

 

The lectures and reviews

 

Mayev I.V., Kucheryavy Yu.A.

 

Lithostatin: a modern view on biological role and pathogenesis

 

of chronic pancreatitis.................................................................................................

4

Davydov V.G., Boychuk S.V., Shaymardanov R.Sh., Minnebayev M.M.

 

Molecular mechanisms of apoptosis and necrosis of hepatocytes.

 

Features of destruction of hepatocytes in obstructive cholestasis......................................

11

Original investigations

 

Kuznetsov V.I., Yyushchuk N.D., Morrison V.V.

 

State of structural and functional parameters of biomembranes at convalescents

 

of acute hepatitis B..................................................................................................

20

Sharofeyeva O.P., Mayevskaya M.V., Pavlov Ch.S., Zolotarevsky V.B.,

 

Sheptulin A.A., Ivashkin V.T..

 

Effect of alcohol abstinence on viral load at patients with chronic hepatitis

 

of combined etiology.................................................................................................

26

Lazarev A.F., Kobyakov D.S., Klimachev V.V.

 

Quantification of argentophylic proteins of nucleolar organizers regions

 

in adenomas of large intestine and morphological criteria of malignancy risk.....................

31

Page of the main gastroenterologist region

 

Onopriyev V.I., Korochanskaya N.V., Popandopulo K.I.

 

Demographic situation and gastroenterological diseases in Krasnodar region:

 

clinical and epidemiological analysis............................................................................

38

National college of gastroenterologists, hepatologists

 

Sheptulin А.А.

 

Diverticular disease of large intestine: clinical forms, diagnostics, treatment......................

44

Gallinger Yu.I., Khrustaleva M.V.

 

Bile duct stones: clinical presentation, diagnostics, modern methods

 

of treatment............................................................................................................

50

News of coloproctology

 

Abdulzhavadov I.M.

 

Diseases of apendices epiploicae of the large intestine: terminology, clinical

 

presentation, diagnostics and treatment......................................................................

59

Exchange of experience

 

Tsesmeli N., Savopulos H., Tsatidis R., Tataridis A., Karamitsos D.

 

Endoscopic ablation of foreign bodies from the upper regions

 

of gastro-intestinal tract............................................................................................

65

Starkov Yu.G., Domarev L.V.

 

Experience of capsule intestinoscopy in diagnostics of gastro-intestinal diseases..................

67

Akhmedov I.G., Omarov Kh.M., Omarov K.Kh.

 

Polyposis of small bowel in combination to rare congenital anomaly of intestine................

72

Lapina T.L.

 

Pharmaceutical options of modulation gastroduodenal mucosa cytoprotection.....................

75

Information

 

Pasechnikov V.D., Chukov S.Z.

 

Proofs H.pylori-associated gastric carcinogenesis and development of stomach

 

cancer prophylaxis strategy........................................................................................

82

Rules for authors......................................................................................................

91

Лекции и обзоры

5, 2006

УДК 616.37-003.826-002.2-085

Литостатин: современный взгляд на биологическую роль и патогенез хронического панкреатита

И.В. Маев, Ю.А. Кучерявый

(Кафедра пропедевтики внутренних болезней и гастроэнтерологии Московского государственного медико-стоматологического университета)

В статье рассмотрены основные положения о механизме действия белка панкреатических каменей – литостатина. Мнения относительно его роли в ингибировании роста кристаллов кальция в протоковой системе поджелудочной железы при хроническом панкреатите неоднозначны. К настоящему моменту доказано, что литостатин тропен к адсорбции на кристаллах кальция, хотя эта особенность неспецифична и характерна также для других белков, секретируемых поджелудочной железой. Множество предположений о роли литостатина диктуют необходимость продолжения исследований, касающихся данного вопроса.

Ключевые слова: литостатин, хронический кальцифицирующий панкреатит.

Открытие белка панкреатических камней

– литостатина, обнаруженного в панкреатическом соке и конкрементах поджелудочной железы (ПЖ) на рубеже 90-х годов прошлого столетия, привлекло внимание многих научных групп, занимающихся проблемами панкреатологии, особенно проблемами кальцифицирующих панкреатитов. Этот интерес был обусловлен выдвинутой гипотезой о способности литостатина ингибировать образование нерастворимых солей кальция в перенасыщенной кальци-

ем среде [43, 50].

Одним из фактов, положенных в основу гипотезы явилось обнаружение сниженных концентраций литостатина в панкреатическом соке у больных хроническим алкогольным панкреатитом и у некоторых пациентов, страдающих хроническим неалкогольным панкреатитом [36]. С учетом того, что панкреатическая жидкость содержит значительные количества кальция в сочетании с высоким уровнем бикарбонатов, а для хронического панкреатита (ХП) вообще характерна гиперсекреция кальция, вполне логичным выглядело предположение, что дефицит литостатина может служить важным фактором образования конкрементов и кальцификации ПЖ [43]. Поскольку литостатин рассматривался как один из стабилизаторов кальция, т. е. в качестве поддерживающего кальций в растворимом состоянии, его

основная предположительная роль связывалась с ингибированием нуклеации, агрегации и образования кристаллов солей кальция.

Радиоиммунологический анализ с моноклональными антителами не позволил выявить существенной разницы в содержании литостатина в панкреатическом соке пациентов с хроническим кальцифицирующим панкреатитом по сравнению с контролем. Таким образом, было высказано предположение, что концентрация литостатина в панкреатическом соке не имеет существенного значения для формирования преципитатов, более значимым является уменьшение возможностей синтеза, т. е. общего пула литостатина [44]. С патохимических позиций патогенез преципитации протеиново-кальциевых агрегатов рассматривался как результат снижения секреции литостатина в условиях повышенной потребности. Такие состояния возникают при усилении гидролиза белков в панкреатическом соке, индукции полимеризации белковых компонентов, появлении большого количества плохо растворимых белков, увеличении секреции кальциевых солей [1].

Можно отметить, что подобные литостатину белки обнаружены в слюне [33] и моче [37], т. е. это не уникальная способность панкреатического сока, а скорее общебиологическая закономерность [1]. К сожалению, в настоящее время не создано экспериментальных моделей, подтверждающих

5, 2006

Лекции и обзоры

 

 

эту гипотезу [3]. Кроме того, существуют клинические [10] и биохимические [11] доказательства, которые ставят ее под сомнение.

Молекулярная биология, структура и функции литостатина

Человеческий панкреатический литостатин кодируется Reg-геном (regenerating gene) [45],

расположенным на коротком плече 2-й хромосомы в 2p12 [20] и включающим шесть экзонов [47]. Он представляет собой растворимый гликопротеин, состоящий из 144 аминокислот с тремя дисульфидными мостиками, существующий

в11 изоформах (17–22 kDa) и составляющий 5–10% всех секретируемых ПЖ белков [14]. Литостатин S2–5 соответствует четырем изоформам, предотвращающим рост кристаллов кальция [5]. Негликолизированный литостатин S1 выявляется также в панкреатическом соке, собранном при отсутствии ингибиторов протеаз. Литостатин S1 был независимо обнаружен J. Gross и соавт. в человеческом [24] и бычьем [23] панкреатическом секрете и назван панкреатическим нитеобразующим (фибриллярным) белком из-за его способности формировать фибриллы при нейтральных значениях pH.

Литостатин состоит из двух невзаимодейству-

ющих доменов: глобулярный C-терминальный

(аминокислотные остатки 14–144) и подвижный N-терминальный 1 (остатки 1–13). C-терминаль- ный домен содержит две главные α-спирали, шесть β-цепей, расположенных в два втрое переплетенных антипараллельных β-слоя, и много петель. Отдельно от N-терминала в области С14–C25 расположен дисульфидный мост (см. рисунок) [19]. Такая структура позволяет нам обсуждать функции и механизм действия литостатина.

Литостатин C был первым выделен как главный белковый компонент панкреатического конкремента у больных алкогольным кальцифицирущим ХП и, следовательно, назван белком панкреатических камней (pancreatic stone protein

– PSP) [13]. Он имеет ту же полипептидную цепь, что и литостатин S1. In vitro при гидролизе трипсином литостатина S2–5 получены литостатин H1 (133 аминокислотный полипептид) и H2 (N-терминальный 1–11 аминокислотный андекапептид) [12].

Вцелом представленные в литературе лито­ статин C, S1 и H1 – различные названия, характеризующие один и тот же белок. Наконец, Regбелок – еще одно название, данное литостатину и характеризующее его в качестве продукта Regгена. Этот ген был обнаружен в регенерирующей печени и регенерирующих островках ПЖ, однако

вэквивалентных неизмененных тканях он не выявлялся [46]. Функция Reg-белка полностью не выяснена, считается, что он может стимули-

ровать регенерацию и/или рост панкреатических β-клеток [4].

Исторические обстоятельства открытия белков в панкреатических камнях повлияли на изучение свойств этих белков. Ранние исследования акцентировались на их роли в патологических модификациях, наблюдаемых в ПЖ при алкогольном кальцифицирущем ХП. H. Sarles и соавт. [42] предположили, что литостатин способен предотвращать внутрипанкреатическое камнеобразование, блокируя кристаллизацию кальция и «рост» конкрементов в протоках ПЖ. Однако эта точка зрения в настоящее время оспорена и специфика функциональной роли литостатина относительно предотвращения камнеобразования, как мы уже отмечали, подвергается сомнению [9, 15]. Установлено, что литостатин может даже способствовать выделению мелких кристаллов, легко вымываемых потоком панкреатического сока [18]. В статье будут рассмотрены различные аспекты этих противоречий, в частности предполагаемые функции и механизмы действия литостатина, которые обсуждены в свете недавно полученных данных, включая структурную и сравнительную биологию.

Функции литостатина

Ингибирование образования кальциевых камней

J.P. Bernard и соавт. [5] предположили, что ингибирующая функция литостатина реализуется N-терминальным андекапептидом, однако концентрация, в которой проявляет свою активность

Литостатин (по V. Gerbaud и соавт., 2000 [19], пояснения в тексте)

Лекции и обзоры

5, 2006

N-терминальный пептид или его синтетический аналог, до сих пор не выяснена. В своих работах названные исследователи наблюдали ингибирующий эффект концентраций как естественных, так и синтетических пептидов (1,2–5,9 и 3,0– 9,0 мкмоль/л соответственно), подобный тому, при котором литостатин S2–5 проявляет такую же активность (0,6–5,9 мкмоль/л). В то же время D. Bimmler и соавт. [9] отмечали полное отсутствие какого либо эффекта синтетического пептида даже при концентрации 243 мкмоль/л (тест на нуклеацию) или 81 мкмоль/л (тест на кристаллический рост). S. Geider и соавт. [18] показали, что концентрация пептида должна достигнуть 500 мкмоль/л, чтобы предотвратить кристаллообразование. В другом исследовании [15] пептид был активен только при концентрации более 80 мкмоль/л.

Противоречивость наблюдений вызвала оживленные дискуссии ученых, в ходе которых были высказаны разные суждения по поводу имеющихся расхождений. D. Bimmler и соавт. [9] указывали, что различие между собственными данными и результатами J.P. Bernard и соавт. [5] может быть объяснено дефектами, допущенными последними при проведении исследования, подвергнув тем самым сомнению физиологическое значение изучавшейся ингибирующей способности. По взглядам S. Geider и соавт. [18], для достижения активной концентрации и реализации ингибирующего эффекта требуется большее (приблизительно в 100 раз) количество молекул андекапептида, поскольку его размер намного меньше, чем у литостатина S2–5.

Высказано мнение, что известный ингибирующий эффект литостатина был фактически реализован из-за присутствия высокой концентрации буфера Триса [15]. Действительно, в исследованиях M. de Reggi и соавт. буфер Триса при концентрации 1 ммоль/л полностью ингибировал формирование кристаллов из ионов Ca2+. Поэтому ингибирование кристаллообразования кальция литостатином могло быть «побочным эффектом» типовой подготовки. В дальнейшем подтвердилось, что низкие концентрации буфера Триса в самом деле ингибируют нуклеацию кальция и кристаллический рост в соответствии с ингибирующими кривыми, первоначально приписанными литостатину [38].

По данным D. Bimmler и соавт. [9], рекомбинантный литостатин крысы обладал ингибирующей активностью в отношении осаждения кристаллов кальция. Однако при тех же самых условиях бычий трипсиноген и человеческий сывороточный альбумин также показали ингибирование выпадения кристаллов кальция, сопоставимое с таковым у литостатина. Кроме того, было выявлено, что NaCl, фосфаты и в некоторой степени трипсиноген и химотрипсиноген ингиби-

руют рост кристаллов кальция [15]. L. Addadi и S. Weiner [2] также сообщили о существовании неспецифической функции ингибирования выпадения кристаллов кальция различными белками при концентрациях выше 0,5 мг/мл, как это было доказано для литостатина.

Более поразительным является факт, установленный S. Geider и соавт. [18], когда литостатин S2–5, напротив, потенцировал нуклеацию кристаллов кальция. По мнению авторов, литостатин способствует образованию множества микрокристаллов, которые не имеют патологического значения и легко вымываются из протоковой системы ПЖ пассажем панкреатического секрета у здоровых лиц.

Таким образом, биологическая роль, приписанная литостатину, в настоящее время весьма дискутабельна.

Механизм действия литостатина

Гипотеза: литостатин связывает кальций

Вэкспериментах, выполненных J. Lohse и R. Kraemer [29] с помощью литостатина, меченного радиоактивным 45Ca, определено, что лито­ статин C имеет четыре эквивалентных и независимых кальций-связывающих участка. Авторы предположили, что связывание литостатина с кальцием, вероятно, изменяет физико-химичес- кие характеристики белка, ведя к формированию белковых пробок, предшествующих кальцификации, и объясняет присутствие белка во всех слоях панкреатических камней.

Отсутствие кальция в центре некоторых панкреатических камней, отмеченное в исследованиях

L. Multigner и соавт. [34] и C.S. Pitchumoni и

соавт. [41], противоречит предположительному участию кальция в инициации камнеобразования. Кроме того, L. Multigner и соавт. [35] указали, что препятствие выпадению кристаллов кальция литостатином C нельзя было бы истолковать исключительно фиксацией кальция к белку. Действительно, при концентрации литостатина C, которая полностью ингибирует кальцификацию, более 98% ионов кальция остаются свободными

[32, 35]. A. Mariani и соавт. [31] также определи-

ли, что полипептидные ядра рентгенонегативных камней не имеют в своей основе кальциевого ядра.

Возобновление интереса в отношении механизма фиксации кальция к литостатину обусловлено открытием у животных лектинов (фитогемагглютининов) [39, 40], гомологичных литостатину С (лектины – белки, функционирование которых зависит от кальция), а также открытием способности литостатинов H1 и S2–5 потенцировать образование кальций-бактериальных комплек-

сов [27].

5, 2006

Лекции и обзоры

 

 

Помимо литостатина, к настоящему моменту известно девять белков семейства лектинов C- типа. Семь из них имеют кальций-зависимую активность, в том числе эпидермальный фактор роста человека [22], человеческий тетранектин [28], человеческий сурфактант легких [25].

В заключение этого раздела следует отметить, что анализ структуры литостатина не позволяет нам идентифицировать кальций-связывающие участки, которые можно считать ингибирующими осаждение кальция и кристаллический рост конкремента.

Адсорбционная гипотеза

В теоретическом плане возможность адсорб­ ции литостатина на кристаллах кальция стала рассматриваться как механизм ингибирования камнеобразования. По сообщению L. Multigner и соавт. [35], белок мог иметь большее сродство к кристаллу, чем для свободных ионов кальция. Точно так же A. de Caro и соавт. [13], согласно данным проведенных исследований, заключили, что сродство литостатина выражено больше к кристаллам, чем к свободным ионам кальция. В дальнейшем была продемонстрирована возможность адсорбции литостатина S2–5 на поверхности предсформированного кристалла [5].

H. Sarles и соавт. предложили механизм, основанный на адсорбции N-терминального андекапептида к кристаллической поверхности. По мнению авторов, снижение уровня N-терминального андекапептида в панкреатическом соке пациентов вследствие его разрушения и преципитации является одной из причин развития кальцифицирующего ХП [42].

Вскоре эти положения стали предметом многих исследований. Так, S. Geider и соавт., используя иммунофлуоресцентные методы, обнаружили, что литостатин действительно адсорбируется на гранях кристалла относительно оси роста [18]. Однако важно подчеркнуть, что указанные эксперименты были выполнены при условиях индуцированного кристаллического роста. Поэтому результаты данного исследования не показывают, что адсорбция литостатина на кристаллах

– это механизм ингибирования кристаллического роста, а лишь демонстрируют возможность модификации кристаллической формы в присутствии литостатина.

Кроме того, было определено, что сродство литостатина к кристаллам кальция является даже более низким, чем у альбумина, а уровни адсобируемого литостатина и альбумина на единицу поверхности находятся примерно в одинаковом диапазоне [15]. Наконец, было доказано, что адсорбция литостатина на кристаллах кальция не намного выше, чем для аморфного вещества, например стекла [38]. Эти наблюдения свидетельствуют не в пользу теории адсорбции литостатина

на кристаллах кальция в качестве механизма элиминации кристаллов из протоковой системы ПЖ.

Моделирование литостатина: взаимодействие с кристаллами кальция

V. Gerbaud и соавт. [19] использовали молекулярное динамическое моделирование для изучения взаимодействия между кристаллами кальция и N-терминальным пептидом. Проведенные ими исследования показали обязательную реализацию механизма адсорбции на кристалле для этой модели. В дополнение к взаимодействию с N-тер- минальным пептидом полное биполярное распределение заряженных остатков в структуре C-кон- цевого домена [6] может первоначально играть роль в ориентации белка относительно кристаллической поверхности. При изучении кристаллографической структуры литостатина выявлено, что в C-терминальном домене кислые аминокислотные остатки расположены в двух отрезках, отделенных приблизительно на 6Å с одной и той же стороны молекулы. Эта периодичность, аналогичная таковой ионам кальция на нескольких кристаллических плоскостях, могла обеспечить возможность электростатически взаимодействовать между C-концевым доменом и кристаллом.

Указанная модель может объяснить адсорбцию литостатина на кристалле кальция, но не доказывает функцию ингибирования кристаллического роста или специфику адсорбции, из чего следует, что адсорбция литостатина на кристаллах кальция скорее всего неспецифичный феномен, не обязательно связанный с его биологической функцией [38].

Таким образом, ни одно из вышеупомянутых исследований не было способно ясно представить функцию или механизм действия литостатина.

Элементы сравнительной биологии

Для объективизации приводимой информации необходимо сказать о других белках с известным или предполагаемым их участием в кристаллизации, а также сравнить их со структурными род­ ственными белками.

Бакуловирусный экспрессируемый рекомбинантный литостатин крысы

Бакуловирусный экспрессируемый рекомбинантный литостатин крысы также обладает ингибирующей активностью в отношении непосред­ ственного осаждения, кристаллизации и кристаллического роста карбоната кальция. Исследования были выполнены на каждом из двух фрагментов (N-терминальный андекапептид и C-концевой полипептид). Показано, что в отличие от человеческого литостатина только для C-терминального полипептида характерны ингибирующие свойства

Лекции и обзоры

5, 2006

в отношении нуклеации кальция и кристаллического роста. Однако они были менее выраженными, чем у цельной молекулы литостатина. N- терминальный андекапептид и его синтетический гомолог не имели никакого эффекта даже при более высоких концентрациях. Другие белки, например бычий трипсиноген, человеческий сывороточный альбумин, демонстрировали сопоставимый эффект. Поэтому авторы подвергают сомнению специфику и физиологическое значение этой ингибирующей способности литостатина [7, 8], как было представлено нами ранее у человека.

Антифриз-эффекторные белки

Многие из рыб, обитающих в полярных океанах

исеверных морях, защищены от отрицательных температур и соответственно от замораживания в ледяной морской воде так называемыми «белками антифриза» или антифриз-белками сыворотки крови, являющимися гликопротеинами. К настоящему времени идентифицированы четыре различных типа антифриз-белков. Предположительно эти макромолекулы функционируют в той же неколлигативной манере, связываясь с поверхностью кристаллов льда и предотвращая их рост. Второй тип белков антифриза характеризуется высокой идентичностью аминокислотной последовательности белка (от 25 до 29%) по отношению к человеческим литостатинам и гомологичны C- типу лектинов [16]. Исследования K.V. Ewart

исоавт. показали, что связывающий кристаллы льда участок «белка антифриза» сельди соответствует обязательному кальций-связывающему участку лектинов С-типа [17].

Белки, потенциально управляющие минеральным ростом

Недавно был изолирован и выделен овоклеидин, главный белок кальцифицированного слоя яичной скорлупы [30], состоящий из отдельного лектиноподобного домена C-типа и характеризующийся идентичной на 30% последовательностью с человеческим литостатином. Функция овоклеидина пока не установлена, но предположительно этот белок играет роль в формировании матрицы яичной скорлупы.

Перлюцин – белок, выделенный из раковины моллюска Haliotis laevigata [48], по своей аминокислотной последовательности также принадлежит к группе лектинов, состоящих из един­ ственного домена C-типа. Кальций-связывающий участок 2 полностью гомологичен таковому у литостатина, в то время как кальций-связываю- щие участки 1 и 3 имеют только несколько общих аминокислотных остатков. Перлюцин промотирует осаждение CaCO3, хотя авторы подчеркивают, что это может быть только одним из множества аспектов его функционирования.

Человеческий тетранектин (который содержит

кальций-связывающие участки 1 и 2) также принадлежит к семейству лектинов C-типа, осуществляя потенциальную роль в качестве белковой матрицы кости, экспрессируемый в процессе минерализации [49]. Недавно было высказано мнение, что ввиду экспрессии в растущих костных и мышечных тканях тетранектин играет роль в росте этих тканей и ремоделировании [26].

Панкреатит-ассоциированный белок

Панкреатит-ассоциированный белок синтезируется и секретируется ПЖ. По своей аминокислотной последовательности он весьма близок литостатину (идентичность – 43%, подобие

– 54%) и характеризуется основными особенностями лектинов. На сегодняшний день нами не найдено ни одной публикации, в которой был бы представлен ингибирующий эффект панкреатитассоциированного белка на кристаллобразование, либо рост кристаллов кальция. Функция его остается неизвестной, хотя к настоящему моменту показано, что секреция литостатина и синтез пан- креатит-ассоциированного белка с последующей его секрецией увеличены в ответ на негативное воздействие на ПЖ [38].

В семействе лектинов C-типа только эти два белка (и их гомологи) расщепляются трипсином на участке между аргинином и изолейцином, что приводит к образованию, по существу, нерастворимых белков, имеющих определенную тенденцию к формированию нитеобразных структур (фибрилл). Это, вероятно, и составляет наиболее важную общебиологическую особенность, свидетельствуя, что именно эти два белка скорее всего обладают общими функциями.

R. Graf и соавт. предположили, что активными формами указанных белков могут являться расщепленные трипсином нерастворимые фрагменты, препятствующие дальнейшему расщеплению белка протеазами. По их мнению, плотные экстрацеллюлярные фибриллярные комплексы, сформированные в условиях секреторного напряжения ПЖ, обеспечивают защиту внутриполост­ ного матрикса для осуществления полноценной регенерации протоковых структур [21]. В этой же работе показано, что на ранних стадиях болезни Альцгеймера отмечается повышенная секреция как литостатина, так и панкреатит-ассоциирован- ного белка, что также соответствует предположению о функциональной взаимосвязи между этими двумя белками.

Таким образом, в настоящей статье были рассмотрены основные противоречия относительно механизма действия литостатина. Результаты проведенных исследований достаточно противоречивы, однако самые современные данные не подтверждают значительную роль литостатина в ингибировании роста кристаллов кальция в протоковой системе ПЖ [2, 9, 38]. N-терминаль-

5, 2006

Лекции и обзоры

 

 

ный андекапептид скорее всего не осуществляет функции цельного белка. Литостатин тропен к адсорбции на кристаллах кальция, хотя эта особенность неспецифичная и характерна для других белков, секретируемых ПЖ. То, что литостатин может адсорбироваться на кристаллах карбоната кальция и ингибировать их рост, не исключает его другую биологическую роль.

Примечательно, что несколько белков, выделенных с литостатином, также предположительно играют контролирующую роль в процессах кристаллизации. Обширный перечень названий (литостатин, белок панкреатических камней, пан-

Список литературы

1.Мараховский Ю.Х. Хронический панкреатит. Новые данные об этиологии и патогенезе. Современная классификация. Успехи в диагностике и лечении // Рус. мед. журн. – 1996. – № 3. – С. 156–160.

2.Addadi L., Weiner S. Interaction between acidic proteins and crystals: stereochemical requirements in

biomineralization // Proc. Natl. Acad. Sci. USA.

1985. – Vol. 82. – P. 4110–4114.

3.Adler G., Schmid R.M. Chronic pancreatitis: still puzzling? // Gastroenterology. – 1997. – Vol. 112.

P. 1762–1765.

4.Baeza N., Sanchez D., Vialettes B., Figarella C. Specific reg II gene overexpression in the non-obese diabetic mouse

pancreas during active diabetogenesis // FEBS Lett.

1997. – Vol. 416. – P. 364–368.

5.Bernard J.P., Adrich Z., Montalto G. et al. Inhibition of nucleation and crystal growth of calcium carbonate by human lithostathine // Gastroenterology. – 1992.

Vol. 103. – P. 1277–1284.

6.Bertrand J.A., Pignol D., Bernard J.P. et al. Crystal structure of human lithostathine, the pancreatic inhibitor of stone formation // EMBO J. – 1996. – Vol. 15.

P. 2678–2684.

7.Bimmler D., Frick T.W., Scheele G.A. High-level secretion of native rat pancreatic lithostathine in a

baculovirus expression system // Pancreas. – 1995.

Vol. 11. – P. 63–76.

8.Bimmler D., Graf R., Frick T.W. et al. Baculovirus expressed rat lithostathine is a calcium carbonate crystal inhibitor; its N-terminal undecapeptide displays no crystal inhibitor activity // Pancreas. – 1995. – Vol. 11. – P. 421.

9.Bimmler D., Graf R., Scheele G.A., Frick T.W. Pancreatic stone protein (lithostathine), a physiologically relevant pancreatic calcium carbonate crystal inhibitor? // J. Biol. Chem. – 1997. – Vol. 272. – P. 3073–3082.

10.Cavallini G. Is chronic pancreatitis a primary disease of the pancreatic ducts? A new pathogenetic hypotesis // Ital. J. Gastroenterol. – 1993. – Vol. 25. – P. 400– 407.

11.Cavallini G., Bovo P., Bianchini E. et al. Lithostathine messenger RNA expression in different types of chronic pancreatitis // Mol. Cell. Biochem. – 1998. – Vol. 185.

P. 147–152.

12.Dagorn J.C. Lithostathine // The pancreas: biology,

pathobiology, and disease / Eds. V.L.W. Go, E.P. DiMagno, J.D. Gardner et al. – 2nd ed. – NewYork: Raven Press, Ltd. – 1993. – P. 253–263.

13.De Caro A., Lohse J., Sarles H. Characterization of a protein isolated from pancreatic calculi of men suffering from chronic calcifying pancreatitis // Biochem. Biophys. Res. Commun. – 1979. – Vol. 87. – P. 1176–1182.

14.De Reggi M., Capon C., Gharib B. et al. The glycan

креатический фибриллярный белок, Reg-белок) отражает различные обстоятельства, при которых был идентифицирован литостатин, а также различные предполагаемые его функции.

Множество разнообразных мнений и предположений говорит о том, что дискуссии относительно функции литостатина остаются широко открытыми. Кроме того, тот факт, что Reg-ген экспрессируется в разнообразных тканях человека, в том числе в тех, где отсутствует карбонат кальция, предполагает плеотропную функцию продукции этого гена [47].

moiety of human pancreatic lithostathine. Structure characterization and possible pathophysiological implications // Eur. J. Biochem. – 1995. – Vol. 230.

– P. 503–510.

15.De Reggi M., Gharib B., Patard L., Stoven V.

Lithostathine, the presumed pancreatic stone inhibitor, does not interact specifically with calcium carbonate

crystals // J. Biol. Chem. – 1998. – Vol. 273.

P. 4967–4971.

16.Drickamer K., Taylor M.E. Biology of animal lectins // Annu. Rev. Cell. Biol. – 1993. – Vol. 9. – P. 237–264.

17.Ewart K.V., Li Z., Yang D.S.C. et al. The ice-binding

site of atlantic herring antifreeze protein corresponds to the carbohydrate-binding site of C-type lectins // Biochemistry. – 1998. – Vol. 37. – P. 4080–4085.

18.Geider S., Baronnet A., Cerini C. et al. Pancreatic lithostathine as a calcite habit modifier // J. Biol. Chem.

1996. – Vol. 271. – P. 2632–2636.

19.Gerbaud V., Pignol D., Loret E. et al. Mechanism of calcite crystal growth inhibition by the N-terminal undecapeptide of lithostathine // J. Biol. Chem. – 2000.

Vol. 275. – P. 1057–1064.

20.Gharib B., Fox M.F., Bartoli C. et al. Human regeneration protein/lithostathine genes map to chromosome 2p12 // Ann. Hum. Genet. – 1993. – Vol. 57. – P. 9–16.

21.Graf R., Schiesser M., Scheele G.A. et al. A family of 16-kDa pancreatic secretory stress proteins form highly organized fibrillar structures upon tryptic activation // J. Biol. Chem. – 2001. – Vol. 276. – P. 2128–2138.

22.Graves B.J., Crowther R.L., Chandran C. et al. Insight into E-selectin/ligand interaction from the crystal structure and mutagenesis of the lec/EGF domains // Nature. – 1994. – Vol. 367. – P. 532–538.

23.Gross J., Brauer A.W., Bringhurst R.F. et al. An unusual bovine pancreatic protein exhibiting pH-depen­

dent globule-fibril transformation and unique amino acid sequence // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. – 1985.

– Vol. 82. – P. 5627–5631.

24.Gross J., Carlson R.I., Brauer A.W. et al. Isolation, characterization, and distribution of an unusual pancreatic

human secretory protein // J. Clin. Invest. – 1985.

Vol. 76. – P. 2115–2126.

25.Hakansson K., Lim N.K., Hoppe H.J., Reid K.B.

Crystal structure of the trimeric alpha-helical coiled-coil and the three lectin domains of human lung surfactant protein D // Structure Fold. Des. – 1999. – Vol. 7.

P. 255–264.

26.Iba K., Durkin M.E., Johnsen L. et al. Mice with a targeted deletion of the tetranectin gene exhibit a spi­ nal deformity // Mol. Cell. Biol. – 2001. – Vol. 21.

P. 7817–7825.

27.Iovanna J., Frigerio J.M., Dusetti N. et al. Lithostathine,

an inhibitor of CaCO3 crystal growth in pancreatic juice, induces bacterial aggregation // Pancreas. – 1993.

– Vol. 8. – P. 597–601.

Лекции и обзоры

5, 2006

28.Kastrup J.S., Nielsen B.B., Rasmussen H. et al. Structure of the C-type lectin carbohydrate recognition domain of human tetranectin // Acta Crystallogr. D.

1998. – Vol. 54. – P. 757–766.

29.Lohse J., Kraemer R. Calcium binding to the «stone

protein» isolated from pancreatic stones of patients with chronic calcified pancreatitis // Hoppe-Seylers. Z. physiol. Chem. – 1984. – Vol. 365. – P. 549–554.

30.Mann K., Siedler F. The amino acid sequence of ovocleidin 17, a major protein of the avian eggshell calcified layer // Biochem. Mol. Biol. Int. – 1999.

Vol. 47. – P. 997–1007.

31.Mariani A., Bernard J.P., Provansal-Cheylan M. et al. Differences of pancreatic stone morphology and content in patients with pancreatic lithiasis // Dig. Dis. Sci.

1991. – Vol. 36. – P. 1509–1516.

32.Montalto G., Multigner L., Sarles H., De Caro A. Les inhibiteurs protéiques de cristallisation. Caractérisation et rôle potentiel dans les lithiases calciques // Nephrologie.

1984. – Vol. 5. – P. 155–157.

33.Moreno E.C., Varughese K., Hay D.I. Effect of human salivary proteins on the precipitation kinetics of calcium phosphate // Calcif. Tissue Int. – 1979. – Vol. 24, N 28 (suppl. 1). – P. 7–16.

34.Multigner L., Daudon M., Montalto G. et al.

Radiolucent pancreatic stones // N. Engl. J. Med.

1986. – Vol. 314. – P. 248.

35.Multigner L., De Caro A., Lombardo D. et al. Pancreatic stone protein, a phosphoprotein which inhibits calcium carbonate precipitation from human pancreatic juice // Biochem. Biophys. Res. Commun. – 1983.

Vol. 110. – P. 69–74.

36. Multigner L., Sarles H., Lombardo D., DeCaro

A.Pancreatic stone protein. I. Implications in stone formation during the course of chronic pancreatitis // Gastroenterology. – 1985. – Vol. 89. – P. 381.

37.Nakagawa Y., Abram V., Kezdy F.J. et al. Purification and characterization of the principal inhibitor of calcium oxalate monohydrate crystal growth in human urine //

J.Biol. Chem. – 1983. – Vol. 25, N 258 (suppl. 20).

– P. 12594–12600.

38.Patard L., Lallemand J.-Y., Stoven V. An insight into the role of human pancreatic lithostathine // JOP. J. Pancreas (Online). – 2003. – Vol. 4, N 2. – P. 92– 103.

39.Patthy L. Homology of human pancreatic stone protein

with animal lectins // Biochem. J. – 1988. – Vol. 253.

P. 309–311.

40.Petersen T.E. The amino-terminal domain of thrombomodulin and pancreatic stone protein are homologous with lectins // FEBS Lett. – 1988. – Vol. 231. – P. 51–53.

41.Pitchumoni C.S., Viswanathan K.V., Gee Varghese P.J., Banks P.A. Ultrastructure and elemental composition of human pancreatic calculi // Pancreas.

1987. – Vol. 2. – P. 152–158.

42.Sarles H., Bernard J.P. Lithostathine and pancreatic lithogenesis // Gastroenterol. Int. Ed. Int. – 1991.

Vol. 4. – P. 130–134.

43.Sarles H., Bernard J.P., Chonson C. Pathogenesis and epidemiology of chronic pancreatitis // Annu. Rev. Med. – 1989. – Vol. 40. – P. 453.

44.Schmiegel W., Burchert M., Kalthoff H. et al. Immunochemical characterization and quantitative distribution of pancreatic stone protein in sera and pancreatic secretions in pancreatic disorders // Gastro­ enterology. – 1990. – Vol. 99. – P. 1421.

45.Stewart T.A. The human reg gene encodes pancreatic

stone protein // Biochem. J. – 1989. – Vol. 260.

P. 622–623.

46.Terazono K., Yamamoto H., Takasawa S. et al. A novel gene activated in regenerating islets // J. Biol. Chem.

1988. – Vol. 263. – P. 2111–2114.

47.Watanabe T., Yonekura H., Terazono K. et al. Complete nucleotide sequence of human reg gene and its expression in normal and tumoral tissues. The reg protein, pancreatic stone protein, and pancreatic thread protein are one and the same product of the gene // J. Biol. Chem. – 1990. – Vol. 265. – P. 7432–7439.

48.Weiss I.M., Kaufmann S., Mann K., Fritz M. Purifi­ cation and characterization of perlucin and perlustrin, two new proteins from the shell of the mollusc Haliotis laevigata // Biochem. Biophys. Res. Commun. – 2000.

Vol. 267. – P. 17–21.

49.Wewer U.M., Ibaraki K., Schjørring P. et al. A potential role for tetranectin in mineralization during

osteogenesis // J. Cell Biol. – 1994. – Vol. 127.

P. 1767–1775.

50.Yamadera K., Moriyama T., Makino I. Identification of immunoreactive pancreatic stone protein in pancreatic stone, pancreatic tissue, and pancreatic juice // Pancreas.

1990. – Vol. 5. – P. 255–260.

Lithostatin: a modern view on biological role and pathogenesis of chronic pancreatitis

I.V. Mayev, Yu.A. Kucheryavy

Article considers basic facts on the mechanism of effect of pancreatic stones protein – lithostatin. Its role in inhibition of growth of calcium crystals in ductal system of pancreas at chronic pancreatitis is uncertain. By the present moment it is proved, that lithostatin is likely to adsorb on calcium crystals though this feature is nonspecific and characteristic also for other proteins secreted by the pancreas. A lot of assumptions of the role of lithostatin impose necessity to continue research of this issue.

Key words: lithostatin, chronic calcifying pancreatitis.

10

Соседние файлы в папке Гастроэнтерология