Экстрапинеальный синтез мелатонина

фото Экстрапинеальный синтез мелатонина
Широта биологических эффектов МТ ставила под сомнение тот факт, что МТ продуцируется только пинеальной железой. Количества гормона, которое вырабатывается в эпифизе, явно недостаточно для обеспечения всех физиологических эффектов МТ. Также появились данные о том, что после удаления пинеальной железы МТ идентифицируется в плазме крови и в моче лабораторных животных. Это указывало на возможность экстрапинеального синтеза МТ. Однако пинеальную железу долгое время продолжали рассматривать как единственный источник МТ в организме.

Прогресс в развитии знаний об экстрапинеальных источниках МТ в значительной степени связан с разработкой и получением специфических антител к индолилалкиламинам. Как только такие антитела стали доступными для исследователей, МТ, его предшественники, а также связанные с ними каталитические ферменты постепенно были обнаружены в экстрапинеальных тканях. Первоначально они были идентифицированы в структурах, анатомически связанных со зрительной системой, — сетчатке и Гардериановой железе. Принимая во внимание тот факт, что энтерохромаффинные клетки желудочно-кишечного тракта (ЕС-клетки) являются главным депо серотонина — основного предшественника МТ в организме, Н.


Т. Райхлин и И. М. Кветной предположили возможность выработки МТ этими клетками. Применение методов биологического тестирования, тонкослойной хроматографии, гистохимического окрашивания и иммуногистохимического анализа позволило этим исследователям впервые идентифицировать МТ в ЕС-клетках.

Позднее результаты российских ученых были подтверждены другими исследователями. Так, Bubenik также обнаружил МТ практически во всех участках желудочно-кишечного тракта крыс и гоже обратил внимание на совпадение распределения МТ и локализации серото-нин-продуцирующих аргентаффинных ЕС-клеток. Кроме того, тот факт, что ключевой фермент синтеза МТ — гидроксииндол-О-метил-трансфераза (ГИОМТ) — был обнаружен в кишечнике, подтверждает синтез МТ, а не просто его пассивное депонирование из кровотока. Проведенный математический анализ позволяет считать, что общее количество ЕС-клеток на всем протяжении кишечника значительно больше, чем возможное число МТ-продуцирующих клеток в пинеальной железе. Huether считает, что желудочно-кишечный тракт птиц и млекопитающих содержит по крайней мере в 400 раз больше МТ, чем пинеальная железа.


Эти данные, а также тот факт, что в ЕС-клетках содержится 95% всего эндогенного серотонина — главного предшественника МТ, — позволяет рассматривать ЕС-клетки в качестве основного источника МТ в организме человека и животных.

Таким образом, в настоящее время твердо установлено, что пинеальная железа не является монопольным органом выработки МТ. Содержание МТ в организме обусловлено не только секрецией пине-алоцитов, но и экстрапинеальными источниками его синтеза. Клетки, синтезирующие МТ и его главный предшественник — серотонин, располагаются не только в желудочно-кишечном тракте. Наличие этих гормонов было зарегистрировано в нейроэндокринных клетках воздухоносных путей, под печеночной капсулой, в корковом слое почек, вдоль границы между корковым и мозговым веществом надпочечников, в параганглиях, желчном пузыре, яичниках, эндометрии, плаценте, внутреннем ухе. В последние годы МТ был обнаружен и в неэндокринных клетках, а именно в тучных клетках, больших гранулярных лимфоцитах — естественных киллерах (NK-клетках), эозинофильных лейкоцитах, тромбоцитах, ацинарных клетках поджелудочной железы, ретикулоэпителиальных клетках тимуса, некоторых эндотелиальных клетках.

Полученные данные позволили высказать идею о возможной гормональной функции неэндокринных клеток как едином общебиологическом феномене.


Это явление, в свою очередь, может служить дополнительным подтверждением эволюционной древности гормонов, которые, по-видимому, появились до разделения секреторной функции на эндокринную и экзокринную. Известно, что в онтогенезе биогенные амины обнаруживаются на очень ранних стадиях эмбриогенеза, играя особую роль внутриклеточных гормонов, которые контролируют процессы клеточного деления. Многие специалисты справедливо считают, что детальное изучение гормональной функции неэндокринных клеток даст возможность более полно представить межклеточные механизмы адаптации и компенсации функциональных расстройств, возникающих в организме в процессе его жизнедеятельности. Функционально МТ-продуцирующие нейроэндокринные клетки являются составной частью диффузной нейроэндокринной системы (ДНЭС) как универсальной системы адаптации и поддержания го-меостаза организма. В последние годы ДНЭС является предметом пристального исследования, учитывая большое значение продуцируемых ею гормонов для регуляции гомеостаза.

В пределах ДНЭС выделяют два звена МТ-продуцирующих клеток: центральное и периферическое. Центральное звено включает МТ-продуцирующие клетки пинеальной железы и зрительной системы (сетчатка, Гардерианова железа). Ритм секреции МТ в этих клетках совпадает с ритмом свет-темнота. К периферическому звену относятся все остальные МТ-продуцирующие клетки в других органах, продукция гормона в которых, по-видимому, не зависит от освещенности. Таким образом, экстрапинеальная локализация МТ в организме представлена как эндокринными клетками в желудочно-кишечном тракте и воздухоносных путях, печени, почках, надпочечниках, параганглиях, желчном пузыре, яичниках, эндометрии, плаценте, простате, внутреннем ухе, так и неэндокринными клетками, такими как тучные клетки, естественные киллеры — NK-клетки, эозинофильные лейкоциты, тромбоциты, ацинарные клетки поджелудочной железы, рети-куло-эпителиальные клетки тимуса, некоторые эндотелиальные клетки.

Несмотря на данные об активном участии МТ в адаптационном ответе, а также в патофизиологических процессах, функциональное значение периферического отдела, представленного экстрапинеальными МТ-продуцирующими клетками, остается практически неисследованным. Можно только предположить, что изменения уровня МТ в крови, контролирующиеся пинеалоцитами в соответствии с изменениями освещенности, влияют на периферические МТ-продуцирующие клетки, рассеянные в различных органах. Однако установлено, что пинеалэктомия не приводит к изменениям содержания эндогенного МТ в кишечнике, также не обнаружено изменений в суточном ритме содержания МТ в различных отделах желудочно-кишечного тракта.

Имеются данные об активном участии экстрапинеального МТ, наряду с другими гормонами ДНЭС, в эндогенных механизмах патогенеза различных заболеваний, что может быть связано с антиокси-дантными свойствами МТ. Свободные радикалы являются нормальными продуктами аэробного метаболизма в клетках и обнаруживаются во многих тканях и органах, хорошо известна их роль в патогенезе многих заболеваний. Недавно было обнаружено, что МТ является мощным ингибитором гидроксильных радикалов, защищая ткани от повреждения свободными радикалами более эффективно, чем хорошо известный их поглотитель глютатион. Kvetnoy et al. обращают внимание на то, что высокая концентрация свободных радикалов зарегистрирована в кишечнике, мозге, сетчатке и легких — тех органах, где также много МТ-продуци-рующих клеток.

Кроме того, МТ в значительных количествах был обнаружен в Гардериановой железе некоторых млекопитающих. Гардериановы железы вырабатывают большие количества порфиринов, которые индуцируют продукцию свободных радикалов и оксидативное повреждение. Гипотеза о том, что МТ защищает Гардериановы железы от индуцируемого порфиринами свободно-радикального повреждения, подтверждается тем фактом, что у животных (например, сирийских хомячков), имеющих существенные различия по количеству порфиринов между самцами и самками, содержание МТ в этих железах строго коррелирует с содержанием порфиринов. Принимая во внимание большое количество МТ-продуцирующих клеток во многих органах, широкий спектр биологической активности МТ и особенно его главное свойство универсального регулятора биологических ритмов, было выдвинуто предположение, что экстрапинеальный МТ может играть ключевую роль в качестве паракринной сигнальной молекулы для локальной координации клеточных функций и межклеточных связей.

Экстрапинеальный МТ может действовать и как типичный гормон, достигая далеко расположенных клеток-мишеней с помощью кровотока. Это подтверждается наличием рецепторов к МТ у многих клеток. В обоих случаях некоторые неэндокринные клетки, такие как тучные клетки и эозинофильные лейкоциты, могут поглощать МТ из крови или межклеточного пространства для переноса его к участкам, где он реализует свои эффекты. В этом плане представляют интерес результаты иммуногистохимического анализа распределения экзогенно введенного меченого МТ в организме. При авторадиографическом и иммуногистохимическом анализе распределения ЗН-МТ в эндокринных и неэндокринных органах, вскоре после инъекции радиоактивного МТ, было обнаружено расхождение между распределением радиоактивной метки и гистотопографической локализацией МТ-аккумулирующих клеток в исследованных органах. Сопоставление данных показало, что экзогенный МТ быстро разрушался и продукты его метаболизма распространялись по всему организму, наиболее интенсивно включаясь в клетки, характеризующиеся высоким уровнем биосинтетических процессов.

При введении меченого МТ его связывание в надпочечниках было обнаружено только в мозговом слое; в поджелудочной железе реакция на МТ проявлялась в одиночных ацинарных клетках через 65 минут и в периферической области островков Лангерганса через 3 часа; в селезенке экзогенный МТ аккумулировался в клетках, выстилающих синусоидные капилляры красной пульпы; в двенадцатиперстной кишке наблюдалась специфическая гистотопография распределения МТ-аккумулирующих клеток. Потребовалось всего 5 минут после введения, чтобы идентифицировать МТ в узлах подслизистого нервного сплетения и в тучных клетках подслизистого слоя желудка и двенадцатиперстной кишки. Приведенные данные показывают, что как эндокринные, так и неэндокринные клетки различных органов могут служить клетками-мишенями для МТ.

Таким образом, МТ, впервые обнаруженный A. Lerner в 1958 г., в течение многих лет рассматривался только как гормон пинеальной железы (эпифиза). При развитии иммуноцитохимических методов оказалось возможным идентифицировать МТ не только в пинеальной железе, но также и в экстрапинеальных тканях — сетчатке, Гардериановой железе, мозжечке, слизистой оболочке желудочно-кишечного тракта и дыхательных путей, в печени, почках, надпочечниках, тимусе, щитовидной железе, поджелудочной железе, яичниках, каротидном геле, плаценте, эндометрии, простате, а также и в неэндокринных клетках, таких как тучные клетки, естественные киллеры, эозинофильные лейкоциты, тромбоциты и клетки эндотелия.

Функционально МТ-продуцирующие клетки являются неотъемлемой частью ДНЭС как универсальной системы адаптации, контроля и защиты организма. Многообразие присущих МТ биологических регуляторных эффектов и его антиоксидантные свойства вовлекают МТ в патогенез различных заболеваний, особенно ассоциированных с возрастной инволюцией органов и тканей, во многом обусловленной изменениями его метаболизма при старении организма.


Оцените статью: (12 голосов)
3.92 5 12

Cтатьи из раздела Геронтология:


Болезнь Паркинсона
Возможное участие мелатонина в патогенезе заболеваний, ассоциированных с возрастом
Возрастные особенности секреции мелатонина
Гастроинтестинальный мелатонин при патологии желудочно-кишечного тракта в пожилом и старческом возрасте
Корреляции между уровнем экскреции 6-СОМТ и экспрессией PCNA в опухолевой ткани
Корреляции между уровнем экскреции 6-СОМТ и экспрессией МТ в опухолевой ткани
Корреляции между уровнями экспрессии PCNA и МТ в опухолевой ткани
2007-2017 © Copyright ООО «МЕДКАРТА». Все права на материалы, находящиеся на сайте medkarta.com,
охраняются в соответствии с законодательством РФ, в том числе, об авторском праве и смежных правах.