<<
>>

2.3.2. Образующиеся в плазматической и других мембранах перекиси липидов в норме выполняют ряд необходимых и важных для клетки функций

(см. п. 2.1.10). К числу последних следует отнести ещё и активацию гуанилатциклазы, увеличение в клетке концентрации cGMP, который, как давно извес-тно, в противоположность cAMP индуцирует синтез ДНК и пролиферацию различных клеток.

Стимуляция митогенами практически всегда увеличивает уровень cGMP в клетках, а высокое содержание его, как правило, характерно для клеток с большой скоростью пролиферации (Федоров, 1979). Возникновению и реализации стимулирующего эффекта перекисями способствует само фосфолипидное микроокружение мембранных гуанилатциклаз, в том числе связанных с мембранами митохондрий и микросом. О2-зависимая активация гуанилатциклазы (White et al., 1982) в гипероксических условиях опухолевой клетки должна приводить и к увеличению содержания cGMP. Последующими этапами в данной цепи управления могут быть: повышение активности cGMP-зависимых протеинкиназ – усиление фосфорилирования каких-то конкретных ядерных белков, в частности, гистона Н1 – образование необходимых условий для синтеза и репликации ДНК. К числу активаторов гуанилатциклазы относят арахидоновую кислоту и продукты её метаболизма – гидроксиэйкозатетраеновые и гидропероксиэйкозатетраеновые кислоты. Полагают (Кухарь и др., 1991), что именно эти метаболиты являются основным фактором сопряжения полифосфоинозитид-зависимого процесса передачи сигнала (см. п. 3.1) с активацией гуанилатциклазы и повышением уровня cGMP в клетке.

Давнее исследование молекулярных механизмов активации гуанилатцик-лазы на примере её молекулы, связанной с мембранами миометрия матки крысы, показало, что гидроперекиси липидов могут взаимодействовать с регуляторными гидрофобными участками гуанилатциклазы (Leiber, Harbon, 1979). Авторы другой работы того периода (Graff et al., 1979) установили: гидроперекиси ненасыщенных жирных кислот стимулируют растворимую гуанилатциклазу из селезёнки морских свинок путём окисления SH-групп, находящихся в специфических гидрофобных центрах этого фермента.

Известное свойство оксида азота стимулировать гуанилатциклазу (Denninger, Marletta, 1999; Moncada, 2000; Artz et al., 2001; Davis et al., 2001) позволило постулировать свободнорадикальный механизм поддержания повышен-ного уровня cGMP в активно растущих участках неоплазмы.

Ранее было установлено (Козлова, 1975), что в гипоксических зонах опухолей спонтанно образуется оксид азота по схеме NO‾3 → NO‾2 → NO. Источником NO являются нитриты, которые попадают в организм с пищей и содержатся в тканях в довольно больших количествах (до 10‾3 М). Необходимый фактор для проявления и накопления NO – анаэробные и восстановительные условия, характерные для внутренних участков опухолей. NO образует с гемоглобином, негемовым железом и цитохромами нитрозильные комплексы, обусловливающие триплетный сигнал в опухолях. Такие сигналы наиболее интенсивны в некротизированных участках опухолей и наиболее слабы в активно пролиферирующих их зонах. Часть NO из гипоксических участков неоплазмы может, очевидно, диф-фундировать в клетки периферийной, т. е. гипероксической зоны, где и под-держивает активность гуанилатциклазы, предположительно, по свободноради-кальному механизму. Ведь NO благодаря наличию неспаренного электрона на внешней π-орбитали обладает высокой реакционной способностью и является свободнорадикальной молекулой, играющей роль многофункциональной моле-кулы-мессенджера и предназначенной, в частности, для повышения содержания cGMP в клетках-мишенях (Davis et al., 2001; Серая, Нарциссов, 2002).

Неферментативные пути образования NO в принципе возможны и в самих гипероксических опухолевых клетках. На вероятность такого события в условиях повышенных уровней АФК указывают два следующих сообщения. Согласно одному из них (Nagase et al., 1997), в отсутствие NO-синтетазы зафиксировано образование NO в результате взаимодействия Н2О2 с D- или L-аргинином. Во второй же работе показана возможность в присутствии О неферментативного синтеза NO из NG-гидрокси-L-аргинина – промежуточного соединения в реакции образования NO из L-аргинина, катализируемой синтетазой NO, т.е. по механизму, реализуемому в фагоцитирующих клетках в усло-виях окислительного (дыхательного) «взрыва» (Modolell et al., 1997).

Наконец, продукция NO в опухолях человека возрастает непосредственно из-за увеличе-ния экспрессии и активности изоформ синтетазы NO (Ambs et al., 1997), а также за счёт, по-видимому, условий гипероксии: синтез NO требует присутствия молекулярного О2, при дефиците которого роль NO-синтетазного механизма может снижаться (Реутов, Сорокина, 1998).

Интересны данные об изменении после очистки гуанилатциклазы дозовой зависимости её стимуляции оксидом азота: частично или полностью очищенная гуанилатциклаза активировалась меньшими дозами NO, чем находившаяся в гомогенате (печени крыс). Возможная причина увеличения чувствительности фермента к более низким концентрациям NO – очистка от гема, белков и низкомолекулярных веществ, которые могут захватывать NO и препятствовать избыточному окислению гуанилатциклазы (Braughler et al., 1979). Считают, что механизм действия NO состоит в связывании с Fe гемовых групп, приводящее к изменению конформации белков-ферментов, в том числе гуанилатциклазы (Cooper, 1999; Halliwell, Gutteridge, 1999; Artz et al., 2001). Последнюю стимули-рует не только сам оксид азота, но и парамагнитные комплексы его с гемопротеидами – NO-Hb, NO-каталаза, NO-цитохром Р-450 (De Rubertis et al., 1980).

Значение нитрозил-гемового комплекса, возникающего при взаимодействии гема гуанилатциклазы с NO, и роль SH-групп этого циклонуклеотида в его активации подробно обсуждаются в работе Севериной (1998). Она же и соавт. (Северина и др., 2000) впервые показали, что селективным ингибитором NO-зависимой активации растворимой гуанилатциклазы является карнозин, взаимодействующий с Fe гема. Это свойство карнозина рекомендовано ими использовать для подавления в клетке сигнальной системы NO - растворимая гуанилатциклаза - cGMP, когда содержание последнего, в частности, в злокачественных опухолях резко возрастает. Учитывая, однако, что карнозин – антиоксидант, скавенджер свободных радикалов (Hipkins, 1998), он может быть представлен просто как ингибитор свободнорадикального механизма активации гуанилатциклазы.

Способность NO, образующегося из L-аргинина в макрофагах, клетках эндотелия сосудов, центральной нервной системы и других тканей, активировать гуаннилатциклазу, с одной стороны, и ингибировать дыхательные ферменты, в частности, цитохромоксидазу в конкуренции с О2 (Koivisto et al., 1997; Giulivi, 1998; Brookes et al., 1999; Murphy, 1999; Torres, Wilson, 1999; Moncada, 2000), с другой, может объяснить отмечаемую в некоторых работах двойственность поведения NO в отношении митогенеза нормальных клеток.

Промитогенное действие NO определяется, по-видимому, проявлением обоих указанных эффектов, увеличивающих продукцию cGMP и дисбаланс ∆ (ПО – АО) до необходимых для окислительного митогенеза значений; антимитогенное же действие NO может быть связано со снижением им дыхания клетки сверх опре-делённого уровня, т. е. конечный результат будет зависим от соотношения активностей индуцируемых NO сигнальных путей.

Второй из рассмотренных выше исходов соответствует, вероятно, описанному в работе Гарга и Хассида (Garg, Hassid, 1989). Здесь сосудорасширяющие агенты (нитропруссид натрия и др.), генерирующие оксид азота, подавляли стимулированную сывороткой пролиферацию мезангиальных клеток крысы. Данный эффект авторы объясняют лишь повышением в клетках уровня cGMP, который, по их мнению, может служить внутриклеточным медиатором антимитотического действия NO. Иной результат получен и в другой работе (Kuzin et al., 1996), где показано, что ингибирование продукции NO стимулирует проли-ферацию, а увеличение – ускоряет последнюю. Такая направленность действия связи NO – cGMP определяется, возможно, данными (относящимися, правда, к тромбоцитам) о том, что cGMP тормозит активацию PLC и PLA2 (Северина, 1998). Если это представление верно по отношению и к другим типам клеток, то следствием его должна быть заторможенность полифосфоинозитидной сиг-нальной системы, в том числе и LOX-пути метаболизма арахидоновой кислоты как составного компонента процесса активации пролиферации клеток.

Двойственность действия NO, как оказалось, проявляется и в отношении канцерогенеза (см. обзоры: Винк и др., 1998; Тейлор и др., 1998). В одних случаях NO, проявляя цитотоксическое действие на многие типы опухолей, выступает как важный фактор защиты организма от рака (Xie et al., 1995), интегральная часть противоопухолевой иммунной защиты (Винк и др., 1998), а в других – как активатор развития неоплазм (Jenkins et al., 1995), составная часть способствующих их росту механизмов (Винк и др., 1998). Соотношение защитных и цитотоксических эффектов NO в определённой мере будет зависеть от внутриклеточного редокс-статуса (Тейлор и др., 1998).

А по мнению Винка и соавт. (1998), указанная двойственность определяется количеством синтезированного NO и тем, на какой стадии развития опухоли действует NO. В общем случае, с учётом негативного влияния NO на митохондриальное дыхание и, сле-довательно, на внутриклеточный дисбаланс ∆ (ПО – АО), исход действия NO на процесс канцерогенеза должен, как мы полагаем, определяться прежде всего параметрами указанного дисбаланса. Устойчивое поддержание его в диапазоне ∆К (ПО – АО) можно рассматривать как необходимое условие для роста неоп-лазм. При значениях же этого дисбаланса, отвечающих диапазону ∆Ц (ПО – АО) и выше, неминуем окислительный цитолиз опухолевых клеток (см. п. 1.1.2).

Кстати, способность NO повышать радиочувствительность клеток млекопитающих в условиях гипоксии (Mitchell et al., 1993), в том числе раковых клеток в гипоксических зонах неоплазм (Винк и др., 1998), должна вызывать интерес как следствие, в первую очередь, ингибирования оксидом азота митохондриального дыхания (потребления О2). Накопление за счёт этого О2 внутри клеток приводит к некоторому возрастанию рО2 – основного фактора, определяющего в соответствии с известным в радиобиологии кислородным эффектом радиочувствительность клеток и тканей.

Следует также иметь в виду, что в ряде работ повышение уровня cGMP в пролиферирующих и, в частности, опухолевых клетках объясняется не только активацией гуанилатциклазы, но и снижением активности фосфодиэстеразы cGMP. Об этом сообщили, например, Антоненко с соавт. (1990), исследуя роль системы циклических нуклеотидов на поздних стадиях химического гепатоканцерогенеза. Поскольку в указанных клетках одновременно уменьшается содержание cAMP, низкое значение принимает и соотношение cAMP/cGMP. В связи с этим просматривается функционирование в клетках некоторой триггерной системы, осуществляющей автоматическое переключение по логике: снижение уровня cAMP – повышение уровня cGMP с быстрым обеспечением низкого соотношения cAMP/cGMP в активно пролиферирующих клетках; напротив, в дифференцирующихся в специализированные клетках это переключение сра-батывает в обратную сторону, быстро приводя к высокому соотношению cAMP/cGMP.

С учётом же того, что известны факты возрастания гидролиза cAMP под действием cGMP и, наоборот, гидролиза cGMP под действием cAMP, т.е. использования триггерного принципа для реализации альтернативных фун-кций этих циклонуклеотидов, возможен ещё один дополнительный путь поддержания в активно растущих зонах опухолей пероксигеназного состояния: NO – активация гуанилатциклазы – повышение уровня cGMP – снижение кон-центрации cAMP – падение интенсивности митохондриального дыхания – воз-растание внутриклеточных рО2 и ПОЛ. Конкретные схемы реализации ука-занного принципа регуляции на биохимическом уровне могут быть составлены уже сейчас по известным в литературе отдельным фактам.

Какие-то новые регуляторные возможности NO открываются в связи с тем, что это соединение, как было установлено (Lander et al., 1995), активирует продукт р21 протоонкогена ras, играющего важную роль в трансформации внеклеточных сигналов во внутриклеточные биохимические процессы. Акти-вация носит непосредственный и обратимый характер и обусловлена нитрози-лированием специфичного остатка Gys в онкобелке, влияющего на гуанино-нуклеотидный обмен. Следует также иметь в виду, что к числу продуктов неферментативных реакций NO относятся постоянно образующиеся в самом организме канцерогенные нитрозамины (Голубев, 1996). И, наконец, обратим внимание на следующие принципиальные факты. Взаимодействие возникающих в опухолевых клетках АФК и NO приводит к образованию, в част-ности, сильнейшего прооксиданта пероксинитрита. Последний же, как впервые показано в глиомах человека, опосредует нитрозилирование и агрегацию опухо-левого супрессора р53. Такие посттрансляционные модификации должны быть существенными для инактивации функций этого онкобелка при канцерогенезе и ряде других патологических процессах (Cobbs et al., 2001).

2.3.3. В ростстимулированных и малигнизированных клетках, как известно, значительно возрастает активность орнитиндекарбоксилазы (ODC) и S-адено-зил-L-метиониндекарбоксилазы (AMDC) – ключевых ферментов синтеза полиаминов, играющих важную роль в синтезе и функционировании нуклеиновых кислот и белков. В результате в опухолевой ткани и биологических жидкостях (кровь, моча, спинномозговая жидкость) онкобольных повышается содержание свободных полиаминов (Sicca et al., 1997). Например, определение их уровня в тканях опухолей молочной железы (100 чел.) и тканях фиброаденом (30 чел.) показало, что он существенно выше в злокачественных тканях, чем в доброка-чественных. Содержание полиаминов коррелировало с высоким митотическим индексом, метастазами в лимфатических узлах и гистологическими парамет-рами опухоли (Leveque et al., 1999).

Постоянный и значительный рост уровня ODC свидетельствует о вероятной специфической роли этого фермента в активной клеточной пролиферации и, в частности, в процессе онкогенеза (Березов, 1993). Интересны, например, такие факты. При доброкачественной гиперплазии простаты содержание в ткани железы полиаминов путресцина, спермидина и спермина повышено по сравне-нию с их содержанием в нормальной простате соответственно в 2,2, 3,4 и 6 раз; активность ODC увеличена в 3,2 раза, причём это связано со сверхэкспрессией мРНК ODC в поражённой простате (Liu X. et al., 2000). Трансформация клеток NIH-3T3 мыши активированными онкогенами H-Ras и RhoA сопровождается стимуляцией экспрессии в этих клетках ODC, уровень которой коррелирует с процессом перехода клеток в злокачественную форму. Как установили авторы (Shanz, Pegg, 1998), «котрансфекция этих клеток трансгеном ODC с доминантно-негативной мутацией приводит к реверсии опухолевого фенотипа», и это доказывает причинную связь онкогенеза с активацией экспрессии ODC. У крыс с опухолегенезом ободочной кишки, индуцированным 1,2-диметилгидра-зином, в слизистой её ткани выявлен повышенный уровень активности ODC, который более высоким был в опухолях. В последних под действием канце-рогена постепенно возрастало содержание спермидина, спермина и особенно путресцина (Shigesawa et al., 1998).

По многочисленным данным (Meyskens, Gerner, 1995; Loser et al., 1996; Lin et al., 1997; Fong et al., 1998), α-дифтор-метилорнитин (DFMO), ингибитор ODC, и метилглиоксаль-бис-гуанилгидразин, ингибитор AMDC, вызывают быстрое уменьшение внутриклеточного уровня полиаминов и активности ДНК-полиме-разы, снижение пролиферации клеток и подавление роста самых различных типов неоплазм. DFMO ингибирует ODC необратимо, образуя с ней прочные связи по Cys 360 и Lys 69 (Pegg et al., 1995). Кроме того, DFMO обладает антиангиогенезным и проапоптозным действиями, а также ингибирует рост опухоли и метастазов на модели рака желудка человека (Takahashi et al., 2000). На такой же модели показано, что DFMO останавливает клеточный цикл в фазе G1 независимо от р53 в течение 48-72 ч после введения его в культуру клеток рака желудка (Nemoto et al., 2001). Другой ингибитор ODC, 1,3-диаминопро-пан, также проявляет противоопухолевый эффект. Это было показано на при-мере крыс линии F344, которым в течение 4-х нед. давали с питьевой водой канцероген N-бутил-N-(4-гидроксибутил)нитрозамин (доза 0.05 %). Указанный ингибитор (доза 2.0 г/л) значительно снижал размер опухолей мочевого пузыря, их количество и частоту возникновения (Salim et al., 2000).

С точки зрения развиваемой нами концепции представляют интерес давние сведения (Russel et al., 1981), по которым сАМР или дибутирил-сАМР проявляют себя как факторы, снижающие, в частности, активность ODC. При низком содержании сАМР в трансформированных и опухолевых клетках его ингибирующее действие будет, очевидно, ослаблено, и активность ODC должна соответственно возрастать. А недавно было сообщено, что биосинтез полиаминов находится под контролем клеточной энергетики. Как оказалось, модуляторами активности ODC являются адениловые нуклеотиды, причём АТР показал себя более сильным ингибитором ODC из печени мышей и клеток карциномы Эрлиха, чем ADP (Бердинских и др., 1999). В опухолевых клетках, отличающихся сниженным уровнем АТР, активность ODC должна повышаться и по этой причине. Таким образом, АТР и сАМР действуют в одном направлении, и это, возможно, связано с тем, что АТР –исходный продукт для образования сАМР (см. п. 2.1.9). По-видимому, полиаминовый канал управления пролиферацией может функционировать в виде локального контура регулирования с положительной обратной связью, так как сами полиамины тоже способны снижать уровень сАМР и одновременно повышать уровень cGMP (Clo et al., 1984).

Важно, что активность ODC увеличивается и в условиях гипероксии, без воздействия какого-либо опухолевого промотора, существенно повышая концентрацию полиаминов и синтез ДНК (Hacker et al., 1983). Процесс индукции ODC протекает с участием активированного О2 и (или) свободных радикалов. Об этом косвенно свидетельствует дозозависимое угнетение активности эпидермальной ODC липофильными фенольными антиоксидантами. Активацию ODC и стимуляцию синтеза ДНК вызывали также гидроперекиси жирных кислот. Это было показано, например, в экспериментах in vivo на слизистой толстой кишки крыс при введении раствора указанных гидроперекисей в концентрациях до 10 мМ (Bull et al., 1984). На причастность АФК к активации ODC указывают и данные, приведённые недавно в обзоре Букина и Драудин-Кры-ленко (2000). Так, назначение больным природных антиоксидантов приводило к подавлению аномально высокой активности ODC и регрессии предопухолевых изменений слизистой желудка. Полагают, что эти и некоторые другие факты подтверждают высокий онкогенный потенциал ODC при её конститутивной суперэкспрессии, в частности при гастроканцерогенезе.

О месте расположения ODC в клетке до недавнего времени не было известно. Вероятно, она, как и большинство других ферментов, связана с какой-либо мембраной, скорее всего с клеточной. И действительно, в Т-лимфоцитах и неко-торых других клетках ODC оказалась ковалентно связанной с цитоплазмати-ческой поверхностью мембраны через фосфоинозитиды. Считают, что в норме, т.е. при взаимодействии рецепторов с лигандами (митогенами, стимуляторами), «включается» PLC, специфичная к фосфоинозитидам. Распад последних при-водит к быстрому освобождению и активации ODC (Mustelin et al., 1987). В условиях же гипероксии и пероксигенации эта акция может, по-видимому, индуцироваться изнутри клетки неферментативным путём, непосредственно. Гетерогенность ODC позволяет думать, что по такому механизму активируется какая-то определённая её изоформа. А по ещё одной версии (Sumiyoshi, Baer, 1991) специфическим изоферментом ODC, связанным с опухолеродностью (в данном случае толстой кишки) и ростом опухоли, является фосфорилированная его изоформа, которая соответствует второму, меньшему из двух хроматографических пиков активностей ODC. Эксперименты в этой работе были связаны с исследованием изоформ ODC в опухолях толстой кишки человека и в процессе индуцированного химического канцерогенеза толстой кишки у мышей.

С учётом роли ODC в активации пролиферации и опухолевой трансформации клеток естественны попытки исследователей найти пути дестабилизации ODC-зависимых сигнальных каналов. Определённые возможности на этот счёт вытекают из рассмотренных выше материалов. Это, прежде всего, использо-вание ингибиторов ODC, различных антиоксидантов и некоторые другие. Любопытны данные о подавлении роста клеток меланомы человека интерлей-кином-1 (IL-1), действие которого также опосредованно снижением активности ODC (Yang D. et al., 1997). IL-1 не влияет на уровень экспрессии гена ODC, но приводит к снижению содержания и активности ODC в клетках меланомы, причём это действие IL-1 было вызвано тем, что он индуцировал на уровне транскрипции экспрессию антифермента ODC – белка, регулирующего активность и уровень ODC в клетке. Данный эффект антифермента ODC может быть блокирован введением в клетку его антисмысловой РНК. Этот интересный факт свидетельствует о том, что в единой системе функционирования клеточного генома задействована, в дополнение ко многим уже известным, ещё одна подсистема, имеющая отношение к регуляции клеточного цикла. Подобные «находки» будут, очевидно, продолжаться ещё долго, практически бесконечно, подтверждая сверхсложность программ реализации биохимических и регуляторных процессов в клетке.

Другой причиной повышения уровня полиаминов в опухолевой клетке считают инактивацию мембраносвязанных аминооксидаз (Сяткин, Березов, 1982; Linsalata et al., 1997), которые, напомним, в норме катализируют реакцию окислительного дезаминирования многих низкомолекулярных азотистых сое-динений:

R-CH2-NH2 + O2 + H2O → R-CHO + NH3 + H2O2,

где R – жирно-ароматические или алифатические радикалы. Например, в гепатомах по сравнению с печенью значительно уменьшается или даже исчезает липидозависимая активность митохондриальной моноаминооксидазы (МАО). Модифицируя фосфолипидный состав опухолевых митохондрий с помощью липидобменивающих белков, удаётся приблизить его к норме и тем самым восстановить активность указанной оксидазы (Бергельсон, 1984). В ткани рака желудка у людей активность МАО была ниже, чем в контроле, причём различия активности в ткани полипов и контроле были менее выражены, чем между раком желудка и контролем (Odegaard et al., 1986). Ниаламид как ингибитор МАО оказывал стимулирующее действие на канцерогенез, индуцированный N-метил-N′-нитро-N-нитрозогуанидином у крыс Wistar. Вводимый ежедневно в течение 26 нед по кожу в дозе 50 мг/кг, ниаламид увеличивал как частоту возникновения, так и количество раковых опухолей желудка в его железистом отделе. Он повышал также клеточную пролиферацию в желудочном эпителии, с чем и связывают промоторный эффект ниаламида (Tatsuda et al., 1989).

Аналогичная информация имеется в литературе и в отношении диаминооксидазы (ДАО). Так, в печени крыс при гепатоканцерогенезе, индуцированным N-нитрозодиэтиламином, снижается активность ДАО и увеличивается вну-триклеточное содержание полиаминов. Наиболее выражены эти изменения в первый месяц канцерогенеза и в опухоли (Бердинских, Лялюшко, 1987). Ингибирование ДАО в слизистой толстой кишки крыс аминогуанидином стимулирует образование опухолей толстой кишки. В этих новообразованиях активность указанного фермента была существенно ниже, чем в неизменённой слизистой крыс. На основании этих данных ДАО приписывается антипролиферативная функция (Kusche et al., 1989).

Следует отметить, что МАО, катализируя окислительное дезаминирование биогенных аминов, способна при определённых условиях индуцировать в ходе этой реакции и процесс перекисного окисления мембранных фосфолипидов. ПОЛ протекает в непосредственном микроокружении мембраносвязанной МАО, что может быть существенным механизмом трансформации данного фер-мента (Каган и др., 1984а). При этом снижение активности МАО возможно по двум разным причинам: 1) вследствие нарушения при ПОЛ необходимого для функционирования фермента липидного микроокружения; 2) из-за инактивации фермента непосредственно АФК, образующимися при окислении аминов, радикальными и молекулярными продуктами ПОЛ. В первом случае в наружной мембране митохондрий возможно функционирование в норме следующей локальной периодически действующей системы регуляции: «включение» липидозависимой МАО → окислительное дезаминирование аминов → индуцирование процесса ПОЛ мембран → «выключение» МАО. После восстановления исходного липидного окружения фермента циклическая работа системы может пов-торяться. Подобные локальные системы регуляции действуют, вероятно, и в других мембранах, но на «базе» иных ферментов. Вообще же, изменение каталитических свойств МАО обнаружено при многих патологических состояниях, характеризующихся стимуляцией процессов ПОЛ. Окислительная модификация МАО связана с окислением её SH-групп и приводит к увеличению чувствительности фермента к ограниченному протеолизу (Медведев, Типтон, 1997).

Очевидно, чувствительность каждой из множественных форм МАО к действию инактивирующих факторов различна в зависимости от своей специфичности и состава липидного микроокружения. В этой связи интересны данные о предшествующей канцерогенезу индукции МАО-В 17β-эстрадиолом в почках хомячков. Полученные результаты показывают, что опосредуемая через рецепторы эстрогенов активация МАО в почках значительно усиливает продукцию Н2О2 при окислительном дезаминировании биогенных аминов (см. выше) и гидроксилирование радикалов, с которыми связывается индукция опухолевого роста (Sarabia, Liehr, 1998). По-видимому, в данном конкретном случае образующиеся в реакциях дезаминирования АФК не приводят к заметному (значимому) снижению активности МАО В-формы, но для близлежащих нормальных клеток они представляются канцерогенным фактором. Кстати, причастность к указанным процессам эстрадиола, возможно, указывает на один из путей реализации дисгормонального канцерогенеза.

Не менее привлекательны и следующие факты. В клетках НЕК 293 эмбри-ональной почки человека, стабильно трансфицированных кДНК МАО-В, пос-ледняя индуцировала митогенез посредством образования в клетках Н2О2. Тирамин (субстрат МАО-В) через ряд промежуточных процессов усиливал синтез ДНК в экспрессирующих МАО-В клетках НЕК 293. Данный эффект тирамина полностью предотвращался предобработкой клеток ингибитором МАО паргилином или антиоксидантом N-ацетилцистеином (Vindis et al., 2000). Эти материалы свидетельствуют, вероятно, о том, что прооксидантное действие МАО-В в данном случае не приводит к «канцерогенезному» дисбалансу ∆К (ПО –АО), ограничиваясь значениями в более низком, «пролиферативном» диапазоне ∆П (ПО – АО). До этого же сообщалось о причастности митохондриальной МАО-В к феномену ускоренного пероксидативного старения мышей (Юнаева и др., 1998). Согласно другой информации, возникающая во внешней мембране митохондрий при участии МАО перекись водорода способна, как и образующаяся во внутренней мембране при функционировании дыхательной цепи, к окислительному повреждению мтДНК (Poderoso et al., 1998). В таком случае в принципе возможен ещё один вариант индукции кислородно-перекисного механизма канцерогенеза – аминооксидазно-митохондриальный.

Тем не менее, при ПОЛ мембран, особенно при его избыточности и непрерывности в связи с внутриклеточной гипероксией, активность аминооксидаз должна в большинстве случаев заметно снижаться, вызывая соответствующее увеличение уровня полиаминов. Более того, Сяткин и Березов (1982) на при-мере гепатоканцерогенеза показали, что ранние и существенные изменения (утрата) активности ДАО способствуют росту уровня полиаминов в большей степени, чем возрастание ODC. Позднее Березов (1993) представил иной результат: при канцерогенезе скорее индуцируется синтез ODC, чем стимулируется исходная энзиматическая активность. Индуцируемый синтез ODC рассматривается им в качестве не только раннего, но, возможно, и обязательного биохимического признака любого гиперпролиферативного процесса, включая канцерогенез. Сходное мнение высказали Пегг и соавт. (Pegg et al., 1995). По их данным, в клетках NIH 3T3 сверхэкспрессия ODC переводит их в неопластическое состояние. В возможной роли онкобелка ODC рассматри-вается как мишень для химиопрофилактики рака.

Другого мнения придерживаются Бердинских и соавт. (1990). Изучая содержание полиаминов в слизистой оболочке тонкого и толстого кишечника крыс при канцерогенезе, индуцированном 1,2-диметилгидразином, они уста-новили иной «расклад». Возрастание уровня полиаминов в опухолевой ткани определялось как активацией их синтеза, так и ослаблением катаболизма (снижением активности ДАО). Однако первичная и более значительная роль в изменении синтеза и содержания полиаминов отводится ими повышению активности ODC. В одной из последующих работ (Балицкая и др., 1992) они подтвердили факт увеличения содержания полиаминов по указанным двум механизмам на этот раз в ткани злокачественных лимфом по сравнению с гиперплазированными и нормальными лимфатическими узлами у детей. Наряду с повышением активности ODC в тканях лимфом (в 15-20 раз выше, чем в контроле), уровень окислительного дезаминирования путресцина и спермидина в них был ниже, чем в нормальных и гиперплазированных лимфоузлах. А в тканях неходжкинских лимфом выявлены минимальная аминооксидазная и мак-симальная ODC-активности. Но в любом случае за накопление полиаминов в опухолевой клетке ответственны, на наш взгляд (см. выше), устанавливающиеся в ней гипероксические и, следовательно, пероксигеназные условия.

Механизмы участия полиаминов в синтезе нуклеиновых кислот пока не известны. Один из них может иметь отношение к ADP-рибозилированию ядерных белков, поскольку спермин и спермидин как акцепторы ADP-рибозных единиц при связывании последних тормозят, в частности, рибозилирование гистона Н1 (Faraone-Mennella et al., 1984). Наряду с такой модификацией ядерных белков, в литературе обсуждался и другой возможный механизм – повышение активности сперминозависимых протеинкиназ, которые путём фосфорилирования в ядре РНК-полимераз активируют эти ферменты и усиливают тем самым синтез РНК. Ещё одно представление возникло в связи с изменением картины фосфорилирования белков хроматина эндогенными полиаминозависимыми протеинкиназами. Эти данные рассмотрены с позиций участия полиа-минов в регуляции активности генов через селективное подавление фосфори-лирования одних и стимуляцию фосфорилирования других индивидуальных негистоновых белков хроматина (Hara et al., 1982).

Если иметь в виду конкретные гены, то полиамины оказались необходимыми для транскрипции, в частности, «пролиферативных» протоонкогенов c-myc и c-jun. Эти данные получены на примере эпителиальных клеток (линия IEC-6), выделенных из кишечника крысы. Ингибитор α-DFMO почти полностью истощал в этих клетках все полиамины и значительно уменьшал экспрессию c-myc и c-jun, в том числе стимулированную эмбриональной сывороткой крупного рогатого скота. Прямое же воздействие спермидина на ядра, выделенные из полиамин-дефицитных клеток, приводило к увеличению транскрипции c-myc и c-jun (Patel, Wang, 1997). По другой информации (Tabib, Bachrach, 1999), полиамины спермидин и путересцин усиливали в культуре клеток эпителия почки и фибробластов крысы экспрессию протоонкогенов c-fos и c-myc. С этим эффек-том связаны дерегуляция процесса пролиферации клеток и образование коло-ний в мягком агаре. Экспрессия протоонкогенов и стимуляция злокачественной трансформации клеток были дозозависимыми и более выражены при культи-вировании их в среде с путресцином.

2.3.4. Как известно,

<< | >>
Источник: Б. Н. ЛЮ. СТАРЕНИЕ, ВОЗРАСТНЫЕ ПАТОЛОГИИ И КАНЦЕРОГЕНЕЗ. ЛЕКЦИЯ. 2003

Еще по теме 2.3.2. Образующиеся в плазматической и других мембранах перекиси липидов в норме выполняют ряд необходимых и важных для клетки функций:

  1. 2.3.2. Образующиеся в плазматической и других мембранах перекиси липидов в норме выполняют ряд необходимых и важных для клетки функций
  2. 2.6. Воспаление и канцерогенез
  3. 3.5. Фосфолипиды и позиционный (релейный) принцип регуляции активности ферментов
  4. 6.4. Расстройство других видов обмена и регуляциив организме опухоленосителя
  5. ПЕЧЕНОЧНАЯ КОМА
  6. ДВС-синдром
  7. 17.1. Профессиональные качества психолога
  8. Агрессия и агрессивное поведение
  9. 34.Характеристика этапов формирования образа Другого
  10. Происхождение краткосрочной памяти.
  11. Белки теплового шока
  12. Сбор и оценка жалоб.
  13. ГЛАВА 2 МЕТОДИКА И БАЗА ИССЛЕДОВАНИЯ
  14. Введение
  15. 2. Типичный хоспис.
  16. Глава 5 ГРАНУЛЕМАТОЗНОЕ ВОСПАЛЕНИЕ, ВЫЗВАННОЕ НЕОРГАНИЧЕСКИМИ И ОРГАНИЧЕСКИМИ ЧАСТИЦАМИ ПЫЛИ, АЭРОЗОЛЯМИ, ДЫМАМИ, СУСПЕНЗИЯМИ, ЛЕКАРСТВЕННЫМИ СРЕДСТВАМИ И ДРУГИМИ ЭНДОГЕННЫМИ И ЭКЗОГЕННЫМИ ИНОРОДНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ
  17. Изменения в организме при стрессе
  18. V- 1 .3. ЦЕРЕБРОЛИЗИН И ТЕРАПИЯ ИШЕМИЧЕСКОГО ИНСУЛЬТА
- Акушерство и гинекология - Анатомия - Андрология - Биология - Болезни уха, горла и носа - Валеология - Ветеринария - Внутренние болезни - Военно-полевая медицина - Восстановительная медицина - Гастроэнтерология и гепатология - Гематология - Геронтология, гериатрия - Гигиена и санэпидконтроль - Дерматология - Диетология - Здравоохранение - Иммунология и аллергология - Интенсивная терапия, анестезиология и реанимация - Инфекционные заболевания - Информационные технологии в медицине - История медицины - Кардиология - Клинические методы диагностики - Кожные и венерические болезни - Комплементарная медицина - Лучевая диагностика, лучевая терапия - Маммология - Медицина катастроф - Медицинская паразитология - Медицинская этика - Медицинские приборы - Медицинское право - Наследственные болезни - Неврология и нейрохирургия - Нефрология - Онкология - Организация системы здравоохранения - Оториноларингология - Офтальмология - Патофизиология - Педиатрия - Приборы медицинского назначения - Психиатрия - Психология - Пульмонология - Стоматология - Судебная медицина - Токсикология - Травматология - Фармакология и фармацевтика - Физиология - Фтизиатрия - Хирургия - Эмбриология и гистология - Эпидемиология -