, введение в организм кортикостероидов тормозит

48. ГИПОФИЗ

1679

секрецию АСТН. Последнее обстоятельство объясняет, почему у пациентов и экспериментальных животных, длительное время получавших кортикостероиды, возникает атрофия коры надпочечников и ее гипофункция. Кортикостероиды подавляют секрецию АСТН, по-видимому, тормозя освобождение CRH в гипоталамусе.

48.3.2.2. Химия адренокортикотропина

Структура адренокортикотропина приведена на рис. 48.5. Этот полнпептид был назван ?-ACTH; продукт, образующийся при частичной деградации ?-ACTH, вызываемой пепсином или кислотой, был назван ?-ACTH (или адренокортикотропином В).

В структурах АСТН нескольких видов первые 24 остатка аминокислот идентичны. Синтетический полипептид, содержащий первые 24 остатка АСТН, обладает in vivo примерно такой же биологической активностью, как и нативный гормон. Таким образом, аминокислотные остатки с 25-го по 39-й не являются существенными для гормонального действия. Эти остатки, однако, определяют видовую иммунологическую специфичность гормона. Удаление нескольких остатков с ?-конца АСТН лейцинаминопептидазой лишает модифицированный гормон биологической активности. Наименьший синтетический полипептид, обнаруживающий in vivo АСТН-актнвность, содержит 16 остатков, находящихся на ?-конце адренокортикотропина. Удлинение полипептидной цепи с 16 до 19 остатков приводит к резкому повышению биологической активности, что указывает на важность последовательности основных аминокислот Lys-Lys-Arg-Arg для эффективности действия. Фрагмент АСТН, содержащий остатки с 1-го по 14-й, обладает весьма значительной MSH-активностью (разд. 48.1.1).

АСТН синтезируется в гипофизе в составе более крупного предшественника. У мышей в клетках опухоли гипофиза синтезируются три активные формы гормона: 1) полнпептид, сходный по размеру {М 4500) с секретируемым гормоном; 2) промежуточный АСТН (?? 13 000) и 3) большой АСТН (М от 23 000 до 31000); последний в условиях контролируемого триптического гидролиза in vitro превращается в промежуточный АСТН. Нормальный гипофиз мыши также содержит все три формы гормона. Две более крупные формы АСТН являются гликопротеидамп. Большой АСТН является

Ser-Tyr-Ser-Met-Glu-His-Phe-Arig-Trp-Glv-Lvs-Pro-Val-Glv-Lvs-Lvs-Arg-Arg-Pro-Val-1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Lys-Val-Tyr-Pro-Asp-Ala-Gly-Glu-Asp-GIn-Sn--Ala-Glu-AIa-Phe-Pro-Leu-Glu-Phe 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39

Рис. 48.5. Аминокислотная последовательность адренокортикотропина человека.

1680

V. БИОХИМИЯ ЭНДОКРИННЫХ ЖЕЛЕЗ

предшественником промежуточного АСТН; последний в свою очередь превращается в секретируемую форму (М 4500). Большой АСТН был выделен из бесклеточной системы, катализирующей синтез полипептидов (гл. 26), к которой был добавлен препарат мРНК из аденогипофизарной ткани быка. Большой АСТН был также обнаружен в ткани некоторых эктопических (локализованных вне гипофиза) опухолей у людей.

48.3.2.3. Биологические свойства АСТН

Главная роль АСТН заключается в увеличении скорости синтеза и секреции кортикостероидов путем стимулирования превращения холестерина в прегненолон —· процесса, определяющего скорость синтеза кортикостероидов (разд. 44.1.2). В основе стероидо-генного действия АСТН на клетки коры надпочечников лежит повышение активностей фосфорилазы и 1 ??-гидроксилазы, ускорение гликолиза и увеличение активности ферментных систем, образующих NADPH, например изоцитратдегидрогеназы, малик-фермента и глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы. Роль NADPH в реакциях гидроксилирования стероидов рассматривалась выше (разд. 13.6.6). Ускорение стероидогенеза и увеличение секреции гормонов происходят после связывания АСТН со специфичекими рецепторами клеток коры надпочечников, приводящего к стимулированию мемб-ранно-связэнной аденилатциклазы (см. ниже).

Действие АСТН, опосредованное корой надпочечников. Стимулируя образование кортикостероидов, введение АСТН вызывает все те ответные реакции, которые характерны для действия кортикостероидов (разд. 45.2.6). Глюконеогенез ускоряется, а синтез белка замедляется во всех исследованных тканях, за исключением печени. Происходит мобилизация липидов (которые поступают в печень), сопровождающаяся кетонемией ч гиперхолестеринемией. Стимулируется реабсорбция воды и солей почками, однако в меньшей степени, чем при действии альдостерона; следует напомнить, что секреция альдостерона лишь частично зависит от гипофизар-ных факторов (разд. 45.2.3). Введение АСТН вызывает лимфопе-нию, эозинопению и усиление эритропоэза. АСТН — эффективное терапевтическое средство при различных, упоминавшихся ранее клинических состояниях, при которых благоприятно действуют некоторые кортикостероиды (разд. 45.2.6.4). Исключение составляет болезнь Аддисона, поскольку при ней не сохраняется достаточного количества нормально функционирующей ткани коры надпочечников.

АСТН стимулирует освобождение нескольких стероидов из коры надпочечников, в то время как введение только одного из кортикостероидов вызывает эффекты, специфичные для данного гор-

48. ГИПОФИЗ

1681

мона (а также те, которые являются результатом торможения секреции АСТН). Продолжительное введение АСТН может вызвать нежелательные проявления гиперфункции коры надпочечников, включая маскулинизацию (появление у женщин мужских признаков), обусловленную секрецией андрогенов (рис. 45.6).

Прямое влияние АСТН на ткани. Один из примеров прямого действия АСТН на ткани — это проявление присущей ему мела-ноцитстимулирующей активности; последняя уже рассматривалась выше. Этой активностью можно отчасти объяснить потемнение кожи при болезни Аддисона (табл. 45.4), при которой уровень АСТН в крови ненормально высок. Одним из наиболее поразительных прямых эффектов АСТН является стимуляция in vitro утилизации глюкозы и освобождения жирных кислот жировой тканью; эта стимуляция сопровождается увеличением фосфорилазной активности АСТН, следовательно, действует на жировую ткань подобно адреналину. Липолитическое действие АСТН обусловлено активацией липазы в жировой ткани. Это действие можно рассматривать как один из факторов липидмобилизующей активности АСТН, наблюдаемой in vivo (см. выше), поскольку внутривенное введение АСТН адреналэктомированным крысам приводит к быстрому увеличению содержания свободных жирных кислот в жировой ткани и плазме. Синтетический тридекапептид, идентичный по последовательности ?-концевому фрагменту АСТН (разд. 48.3.2.2), также стимулирует освобождение жирных кислот из жировой ткани in vitro; при подкожном введении пептида кроликам содержание свободных жирных кислот в плазме увеличивается в несколько раз. Липидмобилизующая активность этого пептида и АСТН представляет особый интерес в связи с наличием в гипофизе липотропина (разд. 48.3.5). Последовательность остатков АСТН с 4-го по 10-й имеется также в ?-концевой части ?-липотропина (разд. 48.3.5). АСТН оказывает прямое действие на поджелудочную железу, стимулируя освобождение инсулина.

Введение АСТН крысам, у которых удалены и надпочечники, и почки, снижает образование мочевины; это указывает на действие гормона (не опосредованное корой надпочечников) на некоторые фазы метаболизма азотсодержащих соединений; при этом, вероятно, имеет значение усиление транспорта аминокислот в клетки внепеченочных тканей. Введение АСТН адреналэктомированным животным или пациентам с болезнью Аддисона снижает скорость удаления как эндогенного, так и экзогенного кортизола. У адре-налэктомированных животных, получающих АСТН, тормозится конъюгация введенного кортизола и его метаболитов в печени; механизм этого не опосредованного надпочечниками действия АСТН еще не установлен.

34—1503

682

V. БИОХИМИЯ ЭНДОКРИННЫХ ЖЕЛЕЗ

48.3.2.4. Механизм действия АСТН

Субстратом для синтеза кортикостероидов служит холестерин надпочечников (эндогенный) и плазмы (гл. 45). Регуляция этого синтеза осуществляется АСТН по крайней мере двумя путями. Известно, что не менее 80% холестерина для синтеза кортикостероидов у человека может поступать из плазмы. In vitro перенос холестерина в клетки коры надпочечников крысы (и превращение в них холестерина в прегненолон) из липопротеидов высокой плотности (человека) происходит в 2—3 раза быстрее, чем из липопротеидов низкой плотности; АСТН избирательно стимулирует перенос холестерина из липопротеидов высокой плотности. (Роль липопротеидов в транспорте холестерина в клетки см. в гл. 18.)

Другой путь действия АСТН связан с последовательностью процессов, протекающих после связывания этого пептидного гормона с клетками-мишенями (гл. 41). Проведенные in vitro с клетками коры надпочечников исследования, в которых изучали корреляцию между эффективностью связывания АСТН и различных его аналогов, с одной стороны, и скоростью образования стероидов ¦— с другой, показали, что для активности гормона особенно важна последовательность основных аминокислот (остатки с 15-го по 18-й). После связывания гормона происходит активация мемб-ранно-связанной аденилатциклазы, увеличение внутриклеточной [сАМР] и связывание сАМР (в присутствии Са2+) со специфическим белком в цитозоле. сАМР стимулирует начальную митохондриальную реакцию, лимитирующую скорость стероидогенеза, повышая концентрацию субстрата — холестерина в сфере действия соответствующей системы ферментов. Вопрос о связи между ускорением этой внутриклеточной реакции стероидогенеза и рассмотренным выше влиянием АСТН на транспорт холестерина в клетку остается еще невыясненным.

Различные виды прямого действия АСТН и стимулирование аденилатциклазы в клетках коры надпочечников — его главной мишени— дают основание полагать, что прямое действие гормона в клетках других тканей также обусловлено его взаимодействием с рецепторами и что общим медиатором для всех ответных реакций является сАМР.

Добавление АСТН in vitro к клеткам коры надпочечников увеличивает взаимодействие холестерина с цитохромом Р450; последний, будучи оксидазой со смешанным типом действия, участвует в превращен