6 курс / Эндокринология / Эндокринология, Н. Лавин_doc

тем, что в эмбриогенезе фактор регрессии мюллеровых протоков вырабатывается клетками Сертоли в нормальных количествах, но резистентность к андрогенам препятствует формированию вольфовых протоков. Количество извитых семенных канальцев и клеток Лейдига в яичках нормальное или повышенное, но сперматогенез не идет. В пубертатном периоде высок риск рака яичка, поэтому показана профилактическая орхиэктомия.

б.Неполные формы резистентности к андрогенам (объединяются под названием синдрома Рейфенштейна) проявляются по-разному — от мужского фенотипа с мошоночно-промежностной гипоспадией, азооспермией и развитием молочных желез в пубертатном периоде до типично женского фенотипа с частичным сращением половых губ, гипертрофией клитора и нормальным развитием молочных желез и оволосением лобка (но во всех этих случаях кариотип больного — 46,XY). Некоторые изолированные аномалии наружных половых органов (гипоспадия, микропения) также могут быть следствием резистентности к андрогенам.

У больных с разными формами резистентности к андрогенам выявлен ряд мутаций гена рецептора андрогенов. Как правило, это точечные мутации, приводящие к появлению неправильных терминирующих кодонов (которые вызывают преждевременную остановку синтеза полипептидной цепи рецептора) или к появлению одиночных аминокислотных замен в гормонсвязывающем или ДНКсвязывающем доменах рецептора. Четкие связи между молекулярными дефектами и клиническими проявлениями не установлены.

В.Эстрогены

1.Общие сведения. Ген рецептора эстрогенов клонирован; рецептор содержит 595 аминокислот.

2.Резистентность к эстрогенам свойственна некоторым вариантам рака молочной железы (так называемым рецептор-отрицательным вариантам). Исследование опухолевых клеток in vitro помогает выбрать лечение: при резистентности опухоли к эстрогенам вместо гормональной терапии может быть назначена химиотерапия.

Г.Прогестерон

1.Общие сведения: кДНК, кодирующая рецептор прогестерона человека, клонирована; рецептор содержит 984 аминокислоты.

2.Резистентность к прогестерону встречается редко. Описаны два случая, когда резистентность к этому гормону могла быть причиной бесплодия. У двух женщин содержание эстрогенов и прогестерона в крови было нормальным, но созревание эндометрия в лютеиновой фазе менструального цикла было нарушено. У одной женщины число рецепторов прогестерона в эндометрии снижалось на 14-й день лютеиновой фазы. Как правило, при резистентности к стероидным гормонам их концентрация в сыворотке повышается (по принципу отрицательной обратной связи). Между тем у обеих женщин уровень прогестерона не был повышенным.

Д.Глюкокортикоиды

1.Общие сведения. Ген рецептора глюкокортикоидов клонирован; он локализуется на 5-й хромосоме.

2.Резистентность к глюкокортикоидам

а.Семейная резистентность к глюкокортикоидам (генерализованная первичная резистентность к глюкокортикоидам). Под этим названием объединяют несколько редких заболеваний с аутосомно-доминантным наследованием и сходной клинической картиной. Уровни АКТГ в плазме и кортизола в сыворотке значительно выше нормы, но проявления синдрома Кушинга отсутствуют. В

30

редких случаях наблюдаются артериальная гипертония и гипокалиемия, гирсутизм, легкая вирилизация и нарушения менструального цикла. При исследовании связывания глюкокортикоидов с фибробластами больных in vitro в нескольких случаях обнаружили уменьшение числа рецепторов глюкокортикоидов либо снижение сродства рецепторов к гормонам. В трансформированных вирусом Эпштейна—Барр in vitro B-лимфоцитах двух больных обнаружили снижение уровня мРНК рецептора глюкокортикоидов и специфический вариант полиморфизма длины рестрикционных фрагментов ДНК.

б.При некоторых психических расстройствах (депрессии, нервной анорексии, психозах) концентрация кортизола в сыворотке достигает уровня, характерного для синдрома Кушинга, однако другие проявления этого синдрома отсутствуют, что свидетельствует о резистентности к глюкокортикоидам. В данном случае резистентность обусловлена внешними (вторичными) нарушениями.

в.Повышение уровня кортизола в сыворотке было недавно обнаружено у взрослых больных СПИДом с симптомами глюкокортикоидной недостаточности. Хотя число рецепторов глюкокортикоидов на лимфоцитах этих больных было понижено, предположили, что резистентность к этим гормонам обусловлена внешними (вторичными) нарушениями. Патофизиологическое значение резистентности к глюкокортикоидам у больных СПИДом не выяснено.

Е.Минералокортикоиды

1.Общие сведения. Рецепторы минералокортикоидов обнаружены в дистальных канальцах почек, потовых и слюнных железах и в слизистой толстой кишки. Ген рецептора минералокортикоидов кодирует белок (984 аминокислоты), который обладает структурными особенностями, общими для рецепторов стероидных гормонов, и весьма сходен с рецептором глюкокортикоидов.

2.Псевдогипоальдостеронизм. Известны две формы заболевания с разной клинической картиной.

а. Псевдогипоальдостеронизм типа I встречается у грудных детей. Ведущее нарушение — потеря соли, которую удается компенсировать введением натрия, но не минералокортикоидами. Заболевание наследуется аутосомно-рецессивно и сопровождается резистентностью многих тканей к минералокортикоидам. Повидимому, псевдогипоальдостеронизм типа I вызван частичным или полным нарушением связывания альдостерона с рецепторами. Эта гипотеза подтверждается исследованиями связывания альдостерона с моноцитами больных. Во всех случаях отмечается артериальная гипотония и резкое повышение уровня альдостерона; почти всегда увеличена АРП. Как правило, дети старше 1 года уже не нуждаются в солевых добавках, хотя дефекты рецепторов альдостерона сохраняются в течение всей жизни. На этом основании предполагают, что у грудных детей и у взрослых механизмы задержки натрия в проксимальных канальцах почек различаются и формируются в онтогенезе постепенно. Генетические дефекты, лежащие в основе псевдогипоальдостеронизма типа I, пока не выявлены.

б. Псевдогипоальдостеронизм типа II характеризуется стойкой гиперкалиемией, не поддающейся лечению минералокортикоидами, и артериальной гипертонией. Причины этого заболевания неизвестны.

Ж.Тиреоидные гормоны

1.Общие сведения. Три десятилетия назад было показано, что эффекты T4 и T3 опосредуются внутриклеточными рецепторами. Позднее идентифицировали гены рецепторов тиреоидных гормонов: протоонкоген c-erb A-альфа на 17-й хромосоме

31

(кодирующий рецептор типа альфа) и протоонкоген c-erb A-бета на 3-й хромосоме (кодирующий рецептор типа бета). Затем установили, что ген c-erb A-бета кодирует белок, связывающий T4 и T3 и обладающий высоким сродством к этим гормонам.

2. Синдромы резистентности к тиреоидным гормонам. Известно три таких синдрома.

а. Генерализованная резистентность к тиреоидным гормонам

характеризуется повышением уровней свободных T4 и T3 в сыворотке и резистентностью всех тканей-мишеней к этим гормонам. Обычно при повышении уровней свободных T4 и T3 концентрация ТТГ в сыворотке снижается (по принципу отрицательной обратной связи). Однако при генерализованной резистентности к тиреоидным гормонам содержание ТТГ в сыворотке нормальное или увеличено и регулируется тиролиберином. Другие компоненты синдрома: низкорослость, зернистость или исчерченность эпифизов на рентгенограмме (из-за отсутствия эффекта тиреоидных гормонов оссификация эпифизов происходит неравномерно), другие аномалии опорно-двигательной системы и соматические аномалии. Резистентность органов-мишеней (костей, мозга, печени, сердца, гипофиза) к тиреоидным гормонам у разных больных различается. В частности, весьма разнообразны могут быть нарушения интеллекта: от нарушения внимания до умственной отсталости. Синдром наследуется, как правило, аутосомнодоминантно. В некоторых семьях обнаружена мутация гена c-erb A-бета в последовательности, кодирующей домен рецептора, связывающий T4 и T3. Такие мутации относятся к классу доминантно-негативных (мутантная форма рецептора присутствует в клетках вместе с нормальным рецептором и блокирует активность нормального рецептора). По-видимому, компенсаторное повышение уровня T4 и T3 обусловлено наличием мутантных рецепторов во многих тканях (т. е. доминантно-негативным ингибированием нормальных рецепторов).

б. У большинства больных с синдромом генерализованной резистентности к тиреоидным гормонам нет клинических признаков тиреотоксикоза, а у некоторых больных даже отмечается гипотиреоз. Напротив, при избирательной резистентности гипофиза к тиреоидным гормонам наблюдается тиреотоксикоз. Этот вариант заболевания наследуется, как правило, аутосомнодоминантно и тоже характеризуется нормальным уровнем ТТГ в сыворотке. У одного из больных обнаружили мутацию в 311-м кодоне гена рецептора тиреоидных гормонов, вызывающую нарушение связывания T3. Однако присутствие мутантной формы рецептора не влияло на активность нормальных рецепторов. По-видимому, развитие заболевания у этого больного было обусловлено не доминантно-негативной мутацией гена рецептора T4 и T3, а какимто другим генетическим дефектом.

в. Очень редко встречается частичная периферическая резистентность к тиреоидным гормонам, приводящая к гипотиреозу. Известен один случай: у больного после тиреоэктомии удавалось поддерживать эутиреоз только путем введения очень высоких доз лиотиронина; уровень ТТГ в сыворотке при этом снижался. Причины и механизмы развития этой формы резистентности к тиреоидным гормонам не выяснены.

32

Литература

1.Allgrove J, et al. Familial glucocorticoid deficiency with achalasia of the cardia and deficient tear production. Lancet 8077:1284, 1978.

2.Arai K, Chrousos GP. Syndromes of glucocorticoid and mineralocorticoid resistance. Steroids 60:173, 1995.

3.Bichet DG. Nephrogenic diabetes insipidus. Am J Med 105:431, 1998.

4.Bolander FF. Molecular Endocrinology. San Diego: Academic Press, Inc., 1989. P. 78.

5.Clark AJ, et al. Familial glucocorticoid deficiency: one syndrome, but more than one gene. J Mol Med 75:394, 1997.

6.Dufau ML. The luteinizing hormone receptor. Annu Rev Physiol 60:461, 1998.

7.Feldman D, Malloy PJ. Hereditary 1,25-dihydroxyvitamin D-resistant rickets Molecular basis and

implications for the role of 1,25(OH)2D3 in normal physiology. Mol Cell Endocrinol 72:C57— C62, 1990.

8.Geffner ME, Golde DW. Selective insulin action on skin, ovary, and heart in insulin-resistant states. Diabetes Care 11:500, 1988.

9.Gelbert L, et al. Chromosomal localization of the parathyroid hormone/parathyroid hormonerelated protein receptor gene to human chromosome 3p21.1-p24.2. J Clin Endocrinol Metab 79:1046, 1994.

10.LeRoith D, et al. Insulinlike growth factors and their receptors as growth regulators in normal physiology and pathologic states. Trends Endocrinol Metab 2:134, 1991.

11.McKusick VA. Mapping the genes for hormones and growth factors and the mutations causing disorders of growth. Growth Genet Horm 5:1, 1989.

12.Michell RH. Post-receptor signalling pathways. Lancet 1:765, 1989.

13.Okusa MD, Bia MJ. Bartter's syndrome. In MP Cohen, PP Foa (eds), Hormone resistance and other endocrine paradoxes. New York: Springer, 1987. Pp. 231.

14.Stavrou SS, et al. A novel mutation of the human luteinizing hormone receptor in 46XY and 46XX sisters. J Clin Endocrinol Metab 83:2091, 1998.

15.Taylor SI. Molecular mechanisms of insulin resistance: Lesson from patients with mutations in the insulin receptor gene. Diabetes 41:1473, 1992.

16.Theriault A, et al. Regional chromosomal assignment of the human glucocorticoid receptor gene to 5q31. Hum Genet 83:289, 1989.

17.Tsai-Morris CH, et al. A novel human luteinizing hormone receptor gene. J Clin Endocrinol Metab 83:288, 1998.

18.Usala SJ, Weintraub BD. Thyroid hormone resistance syndromes. Trends Endocrinol Metab 2:140, 1991.

19.Usdin TB, et al. Assignment of the human PTH2 receptor gene (PTHR2) to chromosome 2q33 by fluorescence in situ hybridization. Genomics 37:140, 1996.

20.Van Dop C. Pseudohypoparathyroidism: Clinical and molecular aspects. Semin Nephrol 9:168, 1989.

21.Wu SM, et al. Genetic heterogeneity of adrenocorticotropin (ACTH) resistance syndromes: identification of a novel mutation of the ACTH receptor gene in hereditary glucocorticoid deficiency. Mol Genet Metab 64:256, 1998.

33

Глава 3. Адренорецепторы, их стимуляторы иблокаторы

Д. Леви

I.Общие сведения. Адренорецепторы — это белки наружной клеточной мембраны, которые распознают и связывают адреналин, норадреналин и синтетические аналоги катехоламинов и опосредуют их физиологическое и фармакологическое действие. Адренорецепторы присутствуют во всех органах, тканях и клетках (см. табл. 3.1). Они участвуют в регуляции обмена веществ, секреции, мышечного сокращения, АД. Различают бета- и альфа-адренорецепторы. Рецепторы обоих типов выделены и очищены, их структура и функции детально исследованы. Показано, что бета-адренорецепторы сопряжены с аденилатциклазой, катализирующей превращение АТФ во второй посредник — цАМФ. Промежуточным звеном между адренорецептором и исполнительными системами клетки (кальциевыми и калиевыми каналами наружной клеточной мембраны, аденилат- и гуанилатциклазами, фосфолипазами A и C, другими

ферментами) являются белки, связывающие гуаниловые нуклеотиды (G-белки). Различают два типа G-белков — стимулирующие и ингибирующие. Взаимодействие адренорецепторов с G-белками — важнейшее звено механизма передачи сигналов через клеточную мембрану.

Классификация адренорецепторов основана на различиях их чувствительности к фармакологическим препаратам — адреностимуляторам и адреноблокаторам (характеристика этих препаратов дана в табл. 3.2 и табл. 3.3). Различают альфа1-, альфа2-, бета1-, бета2- и бета3-адренорецепторы.

В основе физиологических реакций, опосредуемых адренорецепторами, лежит их взаимодействие с эндогенными лигандами — катехоламинами. Адреноблокаторы конкурируют с катехоламинами за связывание с рецепторами. Связываясь с рецепторами, но не активируя их, адреноблокаторы препятствуют взаимодействию катехоламинов с рецептором и возникновению клеточной реакции. Адреноблокаторы могут действовать на все адренорецепторы или на отдельные подтипы рецепторов. Например, пропранолол с одинаковой эффективностью блокирует бета1- и бета2-адренорецепторы (неселективный бета-адреноблокатор). Другие вещества (метопролол, бетаксолол и атенолол) блокируют преимущественно бета1-адренорецепторы (селективные бета1-адреноблокаторы), хотя могут влиять и на бета2-адренорецепторы. Фентоламин — конкурентный блокатор обоих подтипов альфа-адренорецепторов. Празозин, теразозин и доксазозин — селективные альфа1-адреноблокаторы. Некоторые вещества, например пиндолол, не только действуют как бета-адреноблокаторы, но и обладают внутренней симпатомиметической активностью (см. табл. 3.3).

Важнейшая фармакологическая характеристика рецептора — специфичность его активного центра в отношении стереоизомеров стимуляторов и блокаторов. Например, правовращающий изомер пропранолола, в отличие от левовращающего, практически лишен бета-адреноблокирующей активности. Лекарственные формы пропранолола представляют собой рацемическую смесь этих энантиомеров.

II.Факторы, влияющие на чувствительность адренорецепторов

А.Симпатическая денервация. Реакции органов-мишеней на катехоламины, действующие как через альфа-, так и через бета-адренорецепторы, усиливаются после симпатической денервации (денервационная гиперчувствительность).

Б. Истощение запасов катехоламинов. Некоторые лекарственные средства, например резерпин, истощают запасы эндогенных катехоламинов. Реакции органовмишеней на фармакологическую стимуляцию альфа- и бета-адренорецепторов и на

34

раздражение симпатических нервов при этом изменяются и, как правило, бывают выражены сильнее, чем нормальные физиологические реакции (вызванная резерпином гиперчувствительность).

В. Снижение чувствительности (десенситизация) адренорецепторов.

Длительное воздействие катехоламинов на клетки, несущие бета-адренорецепторы, подавляет их реакцию на адренергический стимул. Это обусловлено десенситизацией адренорецепторов: несмотря на продолжающуюся активацию рецептора, прирост активности аденилатциклазы становится все меньше и меньше. В некоторых случаях длительное воздействие катехоламинов значительно уменьшает число бета-адренорецепторов. У больных бронхиальной астмой, постоянно получающих бета2-адреностимулятор тербуталин, его бронходилатирующее действие постепенно ослабевает. Этот феномен обусловлен снижением чувствительности адренорецепторов. В опытах in vitro показано, что лейкоциты таких больных обладают пониженной чувствительностью к катехоламинам. Чувствительность не снижается, если адреностимуляторы принимают через день. Длительное применение бетаадреноблокаторов не снижает чувствительности рецепторов, не влияет на их число и не вызывает их конформационных перестроек. Снижение чувствительности рецепторов может быть вызвано только стимуляторами.

Г. Внезапная отмена бета-адреноблокаторов. Длительный прием бетаадреноблокаторов увеличивает чувствительность или число бета-адренорецепторов. Поэтому после отмены этих препаратов эндогенные катехоламины — адреналин и норадреналин, — взаимодействуя с бета-адренорецепторами миокарда, вызывают чрезмерное учащение и усиление сердечных сокращений. Резкая, даже кратковременная отмена бета-адреноблокаторов вызывает рикошетную артериальную гипертонию и тахикардию, а у больных ИБС может спровоцировать приступ стенокардии или инфаркт миокарда. Чтобы предупредить эти осложнения, бета-адреноблокаторы отменяют постепенно, снижая дозу в течение нескольких суток.

Д. Возраст. У новорожденных, недоношенных и у пожилых реакция органов-мишеней, особенно гладких мышц сосудов, на бета-адреностимуляторы и бета-адреноблокаторы снижена. Чувствительность альфа1-адренорецепторов к фенилэфрину и празозину у молодых и пожилых людей одинакова.

Е. Тиреотоксикоз. Под влиянием избытка T3 и T4 количество бета-адренорецепторов в миокарде увеличивается почти в два раза. Этим объясняется возрастание чувствительности миокарда к катехоламинам при тиреотоксикозе.

Ж. Стероидные гормоны. Эстрогены и прогестагены уменьшают число альфаадренорецепторов в гладких мышцах матки и снижают их чувствительность к катехоламинам.

З. Парадоксальный эффект адреналина. В норме при в/в введении адреналина систолическое АД, диастолическое АД, ЧСС и сердечный выброс возрастают. Прессорный эффект опосредуется альфа1-адренорецепторами периферических артериол, а положительные хронотропный и инотропный эффекты — бета1-адренорецепторами миокарда. Предварительное введение альфа-адреноблокаторов (фентоламина или празозина) приводит к «извращению» прессорного эффекта: в ответ на адреналин диастолическое АД падает. Депрессорный эффект возникает потому, что на фоне блокады сосудистых альфа1-адренорецепторов проявляется действие адреналина на сосудистые бета2-адренорецепторы, опосредующие расширение сосудов. Блокада альфа-адренорецепторов не влияет на положительные хронотропный и инотропный эффекты адреналина, поскольку в миокарде альфа-адренорецепторов очень мало.

III. Эффекты бета-адреноблокаторов

35

А.ЧСС обычно снижается. Исключения: пиндолол и ацебутолол несколько увеличивают ЧСС из-за их внутренней симпатомиметической активности.

Б. Потребление кислорода миокардом снижается. Это обусловлено снижением ЧСС и силы сердечных сокращений.

В. ОПСС и сосудистое сопротивление в почках увеличиваются. На фоне блокады бетаадренорецепторов проявляется сосудосуживающее действие эндогенных катехоламинов, взаимодействующих с альфа1-адренорецепторами. Риск увеличения ОПСС уменьшается при введении селективных бета1-адреноблокаторов (метопролола, атенолола и бетаксолола).

Г. Глюконеогенез и гликогенолиз подавляются.

Д. Сахаропонижающее действие инсулина усиливается.

Е.АРП снижается (поскольку подавление секреции ренина опосредуется в основном бета1- адренорецепторами).

Ж. Сопротивление дыхательных путей возрастает. Неселективные бета1-адреноблокаторы могут вызвать бронхоспазм. Селективные бета1-адреноблокаторы реже вызывают бронхоспазм, хотя у некоторых больных даже низкие дозы этих препаратов увеличивают сопротивление дыхательных путей.

IV. Изменения обмена липопротеидов. Приведенные данные получены главным образом при обследовании больных артериальной гипертонией.

А. Неселективные бета-адреноблокаторы (например, пропранолол) повышают уровень холестерина ЛПОНП и триглицеридов в сыворотке и незначительно понижают уровень холестерина ЛПВП. Уровень общего холестерина и холестерина ЛПНП существенно не изменяется.

Б. Селективные бета1-адреноблокаторы в меньшей степени влияют на содержание ЛПВП. Препараты, обладающие внутренней симпатомиметической активностью, не увеличивают концентрацию триглицеридов; возможно небольшое, но стойкое увеличение содержания ЛПВП. Мощные селективные бета2-адреностимуляторы при достаточной концентрации в крови также повышают содержание ЛПВП.

В.Альфа1-адреноблокаторы всегда повышают содержание ЛПВП и снижают концентрацию триглицеридов в сыворотке. Иногда незначительно снижаются уровни общего холестерина и холестерина ЛПНП.

V.Сердечная недостаточность. При хронической сердечной недостаточности число бета-адренорецепторов в миокарде и их чувствительность к стимуляторам снижаются. При дилатационной кардиомиопатии, в отличие от аортальной недостаточности, возможна

дисфункция только бета1- или только бета2-адренорецепторов. С помощью препаратов, избирательно активирующих сердечные бета1- или бета2-адренорецепторы, можно компенсировать соответствующие нарушения.

VI. Противопоказания к применению бета-адреноблокаторов: бронхиальная астма, выраженная синусовая брадикардия, АВ-блокада, сердечная недостаточность.

36

Литература

1.Berkowitz BA. Vascular relaxation and aging. In P Vanhoutte, I Leusen (eds), Mechanisms of Vasodilation. New York: Karger, 1978.

2.Brown AM. A cellular logic for G-protein coupled ion channel pathways. FASEB J 5:2175, 1991.

3.Brown J, et al. Evidence for cardiac beta2-adrenoceptors in man. Clin Pharmacol Ther 33:424, 1983.

4.Caron M, Lefkowitz R. beta-Adrenergic receptors: Basic studies and clinical implications. In M Stein (ed.), New Directions in Asthma. Park Ridge, IL: American College of Chest Physicians, 1975.

5.Elliott HL, Reid JL. Evidence for post-junctional vascular alpha2-adrenoceptors in peripheral vascular regulation in man. Clin Sci 65:237, 1983.

6.Ford GA, et al. Age-related changes in adenosine and beta adrenoceptor responsiveness of vascular smooth muscle in men. Br J Clin Pharmacol 33:83, 1992.

7.Gilman AG. G-Proteins and regulation of adenylyl cyclase. JAMA 262:1819, 1989.

8.Glaubiger G, Lefkowitz R. Elevated beta-adrenergic receptor number after chronic propranolol treatment. Biochem Biophys Res Commun 78:720, 1977.

9.Harrison JK, et al. Molecular characterization of alpha1- and alpha2- adrenoceptors. Trends Pharmacol Sci 12:62, 1991.

10.Hausdorff W, et al. Turning off the signal: Desensitization of beta-adrenergic function. FASEB J 4:2881, 1990.

11.Kenakin T. Drugs and receptors. Drugs 40:666, 1990.

12.Klein C, et al. The effect of age on the sensitivity of the alpha1-adrenoceptor to phenylephrine and prazosin. Clin Pharmacol Ther 47:535, 1990.

13.Langer SZ. Presynaptic receptors and their role in the regulation of transmitter release. Br J Pharmacol 60:481, 1977.

14.Lefkowitz R, et al. Hormones, receptors, and cyclic AMP: Their role in target cell refractoriness. Curr Top Cell Regul 17:205, 1980.

15.Levy JV. beta-adrenergic blocking drugs in spontaneous hypertension. Am J Med 61:779, 1976.

16.Plummer AL. Development of drug tolerance to beta2-adrenergic agents. Chest 73(Suppl):949, 1978.

17.Pool P, et al. Metabolic consequences of treating hypertension. Am J Hyperten 4:4945, 1991.

18.Prichard BN. alphaand beta-blocking agents: Pharmacology and properties. Cleve Clin J Med 58:337, 1991.

19.Ruffulo RR, et al. Structure and function of alpha adrenoceptors. Pharmacol Rev 43:475, 1991.

20.Tota MR, et al. Biophysical and genetic analysis of the ligand-binding site of the betaadrenoceptor. Trends Pharmacol Sci 12:4, 1991.

37

Глава 4. Генетика эндокринных болезней

Р. Фок

Цитогенетика

Предмет цитогенетики — исследование нормального хромосомного набора и хромосомных аномалий, лежащих в основе наследственных болезней.

I. Хромосомные аномалии. Нормальный хромосомный набор человека включает 46 хромосом, в том числе 22 пары аутосом и 1 пару половых хромосом XX или XY. Частота хромосомных аномалий у детей, родившихся живыми, составляет 0,7%; у мертворожденных плодов — 5%; при ранних самопроизвольных абортах — 50%. Известно множество хромосомных аномалий, в том числе — связанных с эндокринными болезнями (см. табл. 4.1). Основные типы аномалий:

А. Численные изменения хромосомного набора.

Б. Структурные изменения (аберрации) отдельных хромосом.

Аномалии могут затрагивать как аутосомы, так и половые хромосомы. Если хромосомная аномалия присутствует в половой клетке, то все клетки будущего организма наследуют эту аномалию (что приводит к развитию полной формы наследственной болезни). Хромосомные аномалии могут возникать и в соматических клетках, особенно на ранних стадиях эмбриогенеза. В таких случаях только часть клеток организма имеет хромосомную аномалию (хромосомный мозаицизм). Часто встречается мозаицизм по половым хромосомам.

Для унификации цитогенетических исследований разработана Международная цитогенетическая номенклатура хромосом человека (ISCN, 1978), основанная на дифференциальном окрашивании хромосом по длине. Эта номенклатура позволяет подробно описать каждую хромосому: ее порядковый номер, плечо (p — короткое плечо, q — длинное плечо), район, полосу и даже субполосу. Например, 2p12 обозначает 2-

ю хромосому, короткое плечо, район 1, полосу 2.

II.Дифференциальное окрашивание хромосом. Разработан ряд методов окрашивания (бэндинга), позволяющих выявить комплекс поперечных меток (полос, бэндов) на хромосоме. Каждая хромосома характеризуется специфическим комплексом полос. Гомологичные хромосомы окрашиваются идентично, за исключением полиморфных районов, где локализуются разные аллельные варианты генов. Аллельный полиморфизм характерен для многих генов и встречается в большинстве популяций. Выявление полиморфизмов на цитогенетическом уровне не имеет диагностического значения.

А. Q-окрашивание. Первый метод дифференциального окрашивания хромосом был разработан шведским цитологом Касперссоном, использовавшим с этой целью флюоресцентный краситель акрихин-иприт. Под люминесцентным микроскопом на хромосомах видны участки с неодинаковой интенсивностью флюоресценции — Q- сегменты. Метод лучше всего подходит для исследования Y-хромосом и потому используется для быстрого определения генетического пола, выявления транслокаций (обменов участками) между X- и Y-хромосомами или между Y-хромосомой и аутосомами, а также для просмотра большого числа клеток, когда необходимо выяснить, имеется ли у больного с мозаицизмом по половым хромосомам клон клеток, несущих Y-хромосому.

Б. G-окрашивание. После интенсивной предварительной обработки, часто с применением трипсина, хромосомы окрашивают красителем Гимзы. Под световым

38

микроскопом на хромосомах видны светлые и темные полосы — G-сегменты. Хотя расположение Q-сегментов соответствует расположению G-сегментов, G-окрашивание оказалось более чувствительным и заняло место Q-окрашивания в качестве стандартного метода цитогенетического анализа. G-окрашивание дает наилучшие результаты при выявлении небольших аберраций и маркерных хромосом (сегментированных иначе, чем нормальные гомологичные хромосомы).

В. R-окрашивание дает картину, противоположную G-окрашиванию. Обычно используют краситель Гимзы или флюоресцентный краситель акридиновый оранжевый. Этим методом выявляют различия в окрашивании гомологичных G- или Q-негативных участков сестринских хроматид или гомологичных хромосом.

Г. C-окрашивание используют для анализа центромерных районов хромосом (эти районы содержат конститутивный гетерохроматин) и вариабельной, ярко флюоресцирующей дистальной части Y-хромосомы.

Д. T-окрашивание применяют для анализа теломерных районов хромосом. Эту методику, а также окрашивание районов ядрышковых организаторов азотнокислым серебром (AgNOR-окрашивание) используют для уточнения результатов, полученных путем стандартного окрашивания хромосом.

III. Цитогенетические исследования in vitro. Информативность этих исследований зависит от типа клеток, состава культуральной среды, продолжительности культивирования клеток, а также от применения добавок, синхронизирующих клеточный цикл или подавляющих метаболизм.

А. Метафазный анализ. Чаще всего используют 72-часовые культуры лимфоцитов, стимулированных фитогемагглютинином. На правильно приготовленном препарате метафазной пластинки должно быть видно не менее 500—550 полос в расчете на гаплоидный набор хромосом. Если результат нужно получить быстрее, исследуют 48часовую культуру лимфоцитов или свежий препарат клеток костного мозга. Указанные методы позволяют обнаружить численные нарушения кариотипа, но их чувствительность недостаточна для анализа небольших аберраций.

Б. Профазный анализ. Путем синхронизации клеточного цикла и применения ингибиторов синтеза веретена деления можно блокировать митоз на стадиях поздней профазы или прометафазы. На этих стадиях хромосомы спирализованы не полностью и на них видно гораздо больше полос, чем на метафазных хромосомах (более 800 полос на гаплоидный набор). Методика очень чувствительна, но сложна, поэтому ее используют только для детального анализа аномалий, предварительно выявленных более простыми методами.

В.Другие методы

1.Культивирование клеток в присутствии кластогенных веществ для исследования разрывов и реагрегации хромосом.

2.Культивирование в среде с недостатком фолиевой кислоты для выявления участков ломкости хромосом.

3.Культивирование фибробластов кожи или клеток других органов для выявления аномалий половых хромосом.

IV. Молекулярная цитогенетика. Это группа методов анализа хромосом с применением молекулярных зондов.

А. Флюоресцентная гибридизация in situ. Зондами служат меченные флюоресцентными красителями олигонуклеотиды, комплементарные повторяющимся последовательностям ДНК. Эти зонды гибридизуются с интерфазными или метафазными хромосомами. Под люминесцентным микроскопом на препаратах интерфазных клеток или метафазных пластинок видны яркие флюоресцирующие пятна.

39