Статья опубликована на с. 81-85
Несмотря на внедрение перспективных высокотехнологичных методов диагностики (компьютерной и магнитно-резонансной томографии, иммуно- и радиологических, клеточно-молекулярных исследований), клиническое выявление нарушений, связанных с доброкачественными опухолями головного мозга, остается серьезной проблемой как в современной нейроэндокринологии, так и в системе здравоохранения в целом [13, 14]. Значительной частью этой проблемы являются неактивные аденомы гипофиза (НАГ) — формы доброкачественных моноклональных опухолей аденогипофиза [3, 18]. Согласно результатам клинических наблюдений, гистологических исследований аутопсийного материала, НАГ относятся к недиагностируемым опухолям головного мозга [9]. В литературе используются также термины «НАГ гормонально-инертные», «клинически функционально-неактивные (clinically nonfunctioning adenomas), или скрытые (silent), аденомы» [3, 19]. В ходе гистологических исследований аутопсийного материала выявлено, что среди всех опухолей гипофиза распространенность НАГ составляет от 22,5–27 [19] до 25–43 % [13], а при супраселлярной локализации их число возрастает до 70 % [14]. НАГ может встречаться у 20 % здоровых людей, в возрасте до 20 лет диагностируется у 3,5–8,5 % обследуемых, а в возрасте 50–60 лет клинически нефункционирующие аденомы определяются у 30 % обследованных. Среди причин высокой распространенности НАГ большинство исследователей указывают на недостаточность знаний о патогенезе заболевания на генетическом, клеточно-молекулярном, субклеточном уровне [19].
В последние десятилетия в клиническую нейроэндокринологию прочно внедрился новый термин — «дисфункция эндотелия» (ДЭ) [13, 17]. Она играет существенную роль в генезе многих цереброваскулярных патологий головного мозга. В большинстве исследований данный термин используется как синоним дисбаланса эндотелиального синтеза NO, который является сигнальным фактором, участвующим в опосредовании его функции, и основное его количество, образуемое в организме, продуцируется именно в эндотелии [13, 14]. В настоящее время трудно назвать функцию организма, в регуляции которой NO не принимал бы активного участия, поскольку постоянно осуществляется регуляция тонуса сосудов [5], болевой рецепции [22] и системы иммунитета [9, 22]. Доказано, что NO обладает антитромболитическим и антиагрегационным действием, участвует в процессах воспаления и ангиогенеза, в основе которых лежит активация и агрегация нейтрофилов [13, 22]. Установлено, что эндотелий не просто образует барьер между кровью и интимой сосудов головного мозга, но и вырабатывает ряд вазоактивных веществ, регулирующих местные процессы гемостаза, пролиферации, миграции клеток крови в сосудистую стенку и сосудистый тонус [7, 20].
Находясь в непосредственном контакте с кровью, эндотелий получает сигналы как гуморальным путем (под воздействием циркулирующих в крови веществ, рецепторы к которым находятся на ламинальной поверхности эндотелия), так и при непосредственном взаимодействии клеток крови с чувствительными структурами эндотелиоцитов и при изменении напряжения сдвига (при изменении линейной скорости кровотока) [7]. Это позволяет отнести данную систему NO к стресс-лимитирующей [13, 14].
Основная мишень NO в сосудистой стенке — гемирастворимая гуанилатциклаза, которая активирует аденилатциклазу и увеличивает образование цАМФ в гладкомышечных клетках, что и вызывает вазодилатацию [6].
Важной представляется способность NO экс-прессировать синтез ряда важнейших белков и ферментов как на уровне транскрипции, так и на уровне трансляции: это стресс-белки, ферритин, белки антиоксидантной защиты, ядерный белок р53, ответственный за блокаду опухолевых образований и апоптоз [8, 22]. Также NO может влиять на активность многих белков и ферментов — гуанилатциклазы, рибонуклеотидредуктазы, компонентов дыхательной цепи митохондрий и микросом, фактора транскрипции NFkB, цитохрома Р-450, белков ионных каналов [13, 16]. Наряду с регуляторными функциями NO проявляет и цитотоксическую активность как один из основных компонентов клеточно-гуморального звена иммунитета и цитокинов [21, 22]. Установлено, что высокие концентрации NO проявляют прямое цитотоксическое и иммуногенное действие, под его влиянием происходит резкая вазодилатация, усиливается сосудистая проницаемость, формируется отек и последующее развитие воспалительной реакции [4, 9].
В последние годы установлено, что NO, продуцируемый eNOS, также играет большую роль в воспалении, регулируя экспрессию NFkB и COX-2 [9, 13]. NO способен как ингибировать, так и активировать апоптоз [14, 21], усиливать процессы ангиогенеза, неоангиогенеза, повышать уровень пролиферации и метастазирования опухолевых клеток. Так, ряд опухолевых клеток головного мозга eNOS вызывает апоптоз [14, 17]. Имеются сведения, которые показывают, что eNOS может подавлять апоптоз и увеличивать выживание клеток с помощью Bcl-2-пути и цГМФ [16, 20, 21]. Установлено, что при связывании р53 с eNOS происходит снижение транскрипции промотора eNOS [8, 14], что указывает на его прямое участие в механизмах проапоптического и противоопухолевого действия. Следовательно, можно полагать, что ингибирование eNOS может выступать одним из звеньев механизмов формирования НАГ. Следует отметить, что двойственность функций NO в регуляции процесса апоптоза зависит от уровня его синтеза и взаимодействия с ионами металлов, тирозином, реактивными кислородными радикалами [3, 13]. Длительная экспрессия NO действует как проапоптический модулятор посредством высвобождения цитохрома С в цитозоль, увеличения экспрессии гена р53 и изменения продукции белков Bcl-2 [11, 22]. Вместе с тем низкие или физиологические концентрации NO защищают клетки от апоптоза [19].
В последние годы появились сообщения о взаимодействии NO и белков теплового шока (шаперонов-HSP70) [2, 5]. Способность к шаперонингу (облегчение сворачивания, сборки и разборки других белков) заложена в структуре самих белков, которая позволяет им осуществлять цикличное АТФ/АДФ-зависимое связывание с другими белками. HSP образуют комплексы с белками ядрышка ДНК — репликативным инициирующим комплексом, клатрином, белком p53, фактором транскрипции, белками микротабул [2, 22]. Уникальность HSP состоит в том, что они играют значительную роль в повышении устойчивости генетического аппарата биосинтеза белка к повреждающим воздействиям [22]. Эти белки участвуют в предотвращении апоптической гибели клетки [5, 14]. Смысл накопления HSP в ядре после повреждения клетки заключается в защите генетического материала, в частности в ограничении деградации прерибосом, восстановлении структуры и функции ядрышек, экранировании нуклеазодоступных участков ДНК. Семейство стресс-белков HSP70, регуляцию которых осуществляет NO, ограничивает повреждение клеток, адаптируя организм к гипоксии [4–6]. Обнаружена связь между содержанием HSP и формированием толерантности тканей мозга к нейротоксическому действию NO, а также связывание с аномально локализованным цитохромом С, что служит проявлением их ярко выраженных цитопротективных свойств, немаловажных для больных с новообразованиями [13, 14]. NO активирует синтез этих протекторных стресс-белков. В данном случае это означает, что NO-зависимая активация HSP70 может составлять важный механизм антимутантной защиты клеток путем подавления экс-прессии iNOS за счет снижения активации фактора транскрипции iNOS (NFkB) [6, 22]. Смысл этого явления состоит в ограничении гиперэкспрессии NO и его цитотоксического, мутагенного действия [6, 7], что, по-видимому, может происходить при формировании доброкачественных опухолей головного мозга, в том числе и при НАГ. В настоящее время доказано, что NO синтезируется из L-аргинина под влиянием трех изоформ NO-синтазы: двух конститутивных — эндотелиальной (eNOS) и нейрональной (nNOS) и одной индуцибельной (iNOS) [13, 14]. Они осуществляют реакцию со-единения молекулярного кислорода с атомом азота в терминальной гуаниновой группе L-аргинина [8, 17]. Одновременно, помимо NO, как следует из схемы уравнения 2Arg + 3NADPH + 4O2 + 3H = = 2Cit + 2NO + 3NADP + 4H2O, образуется соответствующее количество L-цитруллина, который затем вновь рециркулируется, пополняя внутриклеточные запасы L-аргинина [1, 13]. Отмечено, что все три изоформы NO имеют сходную структуру и осуществляют свое действие на наличие множества кофакторов, в том числе флавинов, NADPH, тетрагидробиоптрина (H4B) [13]. Показано, что eNOS и nNOS регулируются кальцием и повышаются после воздействия любого стимула, вызывающего увеличение его концентрации в клетке (ацетилхолина, брадикинина, тромбина, серотонина), а также физических факторов, включая поток крови и пульсовое давление [7, 14]. nNOS представлена в 2 % нейронов мозга [13, 14]. Наиболее высокая активность этого изоэнзима определяется в мозжечке, среднем мозге, стриатуме, коре, гиппокампе и продолговатом мозге. Значительное количество NO выявлено в гипофизе [7, 8]. Продуцируемый в нейронах NO является нейротрансмиттером и играет важную роль в регуляции мозгового кровообращения [9, 13]. В головном мозге iNOS не обнаружена. Существует мнение, что увеличение содержания iNOS поисходит в ответ на гипоксию, когда возрастает активность nNOS, а уровень eNOS в сосудах мозга падает [14]. Гиперпродукция NO в нейронах вызывает их повреждение и гибель (как за счет некроза, так и за счет индукции апоптоза) [2, 5]. Снижение продукции NO в эндотелии церебральных сосудов приводит к вазоконстрикции, что усиливает гипо-ксию [6, 8]. Одновременно повышается концентрация в нейрональной ткани ионов Ca2+, что ведет к угнетению трансмиссионной передачи возбуждения, нарушению передачи нервного импульса через синапс [3]. Имеются сведения, что NO играет существенную роль в регуляции уровня допамина в гипофизе [19]. Следовательно, нарушение активности eNOS может служить важной причиной угнетения нейротрансмиссионной передачи сигналов на дофаминовые (D2) рецепторы. Вместе с тем известно, что стимуляция дофаминергических D2-рецепторов осуществляется с помощью кальцийзависимого механизма [2]. Угнетение eNOS и стимуляция iNOS будут способствовать снижению нейротрансмиссионной передачи сигналов на дофаминовые (D2)-рецепторы, тем самым влияя на тяжесть и прогрессирование патологического процесса и клинического проявления НАГ.
Как показывают исследования, iNOS в норме практически отсутствует в головном мозге [13]. Уровень iNOS в головном мозге возрастает при нейродегенеративных расстройствах, болезни Альцгеймера, после перенесенных травм головного мозга, при опухолях головного мозга [13, 14]. Ген iNOS человека локализован в 17-й хромосоме и под действием стимулов продуцирует NO в количествах, в 100–1000 раз превышающих его продукцию eNOS в норме [12, 14]. Реакция систем генерации NО на гипоксию имеет клеточную и тканевую специфичность [10, 15]. Так, в мозге в ответ на острую гипоксию происходит увеличение продукции NO в коре, гиппокампе, гипоталамусе и мозжечке [7, 8]. При этом в перечисленных выше структурах увеличивается содержание нейрональной NOS (nNOS) и индуцибельной NOS (iNOS), тогда как содержание эндотелиальной NOS (eNOS) в сосудах мозга падает [7, 13]. Повышение продукции NO в клетках мозга вызывает их повреждение и гибель. В то же время снижение продукции NO в эндотелии сосудов мозга приводит к вазоконстрикции, что еще сильнее затрудняет доступ кислорода к мозгу [22].
Гиперпродукция NO в мозге в ответ на острое гипоксическое воздействие имеет избирательный характер [12, 22]. Это очень важно учитывать при попытках ограничить гипоксические повреждения за счет ограничения продукции NО с помощью неселективного воздействия на различные изоформы NOS [8, 14]. Если заблокированной окажется eNOS, это может привести не к защите от гипо-ксии, а, напротив, к усилению ее повреждающего действия [13, 14].
В недавних исследованиях показано, что гиперэкспрессия NO является важным фактором опухолевого роста [13, 22]. В организме человека и животных процессы образования и утилизации NO сбалансированы и находятся под детерминированным генетическим контролем [22]. Вместе с тем внешние факторы, такие как стресс, химические соединения, вариации геомагнитного поля, травмы головного мозга, заболевания щитовидной железы, печени, почек, мочеполовой системы, нейроэндокринопатии и т.д., способны нарушать равновесие в системе, и тогда возможны неблагоприятные для органов и тканей организма последствия в виде роста опухолей, стимуляции пролиферативных и гиперпластических процессов [13, 14, 22]. Система детоксикации NO закладывается еще во внутриутробном периоде во время формирования того или иного органа. Если уровень действия внешних факторов в этот период был низким, то в организме матери и плода образуется повышенное количество NO и индуцируется высокая активность генов, связанных с системой детоксикации [20]. Поэтому в случаях, например, рака молочной железы или опухоли мочевого пузыря риск возникновения опухолей сдвигается на более поздний период, т.е. имеет место отрицательная зависимость между уровнем действия отрицательных факторов внешней среды в околонатальный период и временем обнаружения опухолей у взрослого человека [13].
Следовательно, ДЭ может быть важным пусковым фактором развития НАГ без клинических проявлений заболеваниях. В настоящее время ДЭ считается предиктором высокого риска церебральных нарушений [13, 14]. В многочисленных исследованиях показано, что неблагоприятное воздействие практически всех известных факторов риска патологий мозга реализуется через ДЭ [12, 13].
В настоящее время активно изучается связь наследственно-генетической предрасположенности к НАГ с полиморфизмом большого числа генов-кандидатов, кодирующих белки, вовлеченные в различные механизмы этого заболевания [3, 18]. Одним из генов-кандидатов, роль которого широко обсуждается при развитии различных патологических состояний, является ген eNOS [16, 22]. Установлено, что ген eNOS локализован в хромосоме 7q 35–36 и кодирует белок, состоящий из 1203 аминокислот [20]. В экзонах и интронах гена eNOS обнаружено несколько полиморфных участков, среди которых наиболее изучены два, а именно мини-сателлитный повтор в интроне 4 (eNOS-4a/4b-полиморфизм) и мутация в положении 298 белковой нуклеотидной последовательности, ведущей к замене остатка глутаминовой кислоты на аспарагиновую (Glu 298 Asp) [22]. Выявлено, что встречаемость аллели 4а прямо ассоциирована с наличием сосудистых нарушений, в то время как у здоровых людей этой мутации практически нет [21, 22]. Установлено, что полиморфизм в интроне-4 представлен двумя аллелями: аллелью b, в которой имеется 5 повторяющихся фрагментов 27 bp, и аллелью а, в которой только 4 повтора. Имеются сведения, что аа-генотипу соответствует максимальный уровень базального NO, а у людей с bb-генотипом уровень NO приблизительно в 2 раза ниже, гетерозиготы занимают промежуточное строение [13, 14]. Обнаружена достоверно большая частота аллели а у пациентов с ДЭ по сравнению со здоровыми [13]. У гомозиготных по аллели b обнаружено нарушение антикоагулянтной функции эндотелия [10].
Таким образом, при развитии НАГ происходят значительные изменения синтеза NO в головном мозге, в том числе и в аденогипофизе. Заманчивой представляется гипотеза о том, что имеется универсальный механизм влияния семейно-наследственного и неблагоприятных внешних и внутренних факторов среды на эндотелий, когда конечным звеном любого повреждения является нарушение синтеза NO. Эта гипотеза имеет ряд косвенных доказательств: данные о возможности развития опухолевого процесса в головном мозге, повышения NO и ONO2– как факторов промоции пролиферативных и гиперпластических процессов, развитии мутагенных эффектов в нейрональных структурах головного мозга. Однако нельзя исключить возможность вторичного повреждения NOS-системы при НАГ. В настоящее время нет реальных доказательств связи нарушений полиморфизма генов-кандидатов NOS в развитии НАГ. Все это подчеркивает актуальность проблемы и необходимость проведения углубленного целенаправленного поиска в данном направлении. Дальнейшие исследования по выявлению связи уровня синтеза NO с клиническими исходами НАГ, а также оценка влияния различных способов терапии на активность NOS внесут ясность в данную проблему и позволят с новых позиций повысить эффективность лечения.
Список литературы
1. Зинчук В.В. Дисфункция эндотелия и кислородсвязывающие свойства гемоглобина // Кардиология. — 2009. — № 7–8. — С. 81-89.
2. Кайгородова Е.В., Рязанцева Н.В., Новицкий В.В. и др. Влияние шаперона HSP27 на апоптоз опухолевых клеток типа ТНР-Т // Бюл. эксп. биол. и мед. — 2012. — Т. 154, № 7. — С. 87-90.
3. Кроненберг Г.М., Мелмед Ш., Полонски К.С., Ларсен П.Р. Эндокринология: Пер. с англ. / Под ред. И.И. Дедова, Г.А. Мельниченко. — М.: Рид Элсивер, 2010. — 427 с.
4. Лукьянова Л.Д. Современные проблемы адаптации к гипоксии. Сигнальные механизмы и их роль в системной регуляции // Пат. физиол. — 2011. — № 1. — С. 3-19.
5. Маслов Л.Н. Триггерный механизм нейропротективного эффекта ишемического прекондиционирования // Пат. физиол. и эксп. тер. — 2011. — № 2. — С. 47-57.
6. Маслов Л.Н., Халипулин Х.Г., Пей Ж.-М., Жанг И. Роль белков теплового шока в механизме кардиопротекторного эффекта транзиторной гипертермии и отсроченного прекондиционирования // Пат. физиол. и эксп. тер. — 2011. — № 4. — С. 64-73.
7. Пшенникова М.Г. Роль генетических особенностей организма в устойчивости к повреждающим воздействиям и в защитных эффектах адаптации // Пат. физиол. — 2011. — № 4. — С. 7-16.
8. Раевская Т.А., Гончарова С.А., Коновалова Н.П. и др. Влияние донора оксида азота, модулятора лекарственной устойчивости опухолей на гибель клеток и экспрессию белка р53 // Бюл. экс. биол. и мед. — 2009. — № 4. — С. 401-403.
9. Симоненко В.Б., Дулин П.А., Маканич М.А. Нейроэндокринные опухоли. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2010. — 240 с.
10. Стародубцева М.Н. Пероксинитрит в физиологии и патологии клеток крови. — М.: Медицина, 2011. — 200 с.
11. Судаков К.В. От молекул и генов к функциональным системам // Пат. физиол. — 2011. — № 4. — С. 3-6.
12. Тепляков А.Т., Шилов С.Н., Березикова Е.Н. и др. Полиморфизм генов eNOS и iNOS при хронической сердечной недостаточности у больных ишемической болезнью сердца // Кардиология. — 2010. — № 4. — С. 23-30.
13. Халимова З.Ю., Холова Д.Ш. Влияние активности функции NO-системы на развитие дисфункции эндотелия у больных с риском развития НАГ // Журнал теоретической и клинической медицины. — 2012. — № 2. — С. 210-217.
14. Холова Д.Ш., Хамедова Ф.С. Влияние каберголина на активность NO-системы эритроцитов в динамике терапии больных с семейно-наследственным анамнезом неактивной аденомы гипофиза // Сборник тезисов Всероссийского конгресса эндокринологов. — М., 2012. — С. 460.
15. Чернова А.А., Никулина С.Ю., Шульман В.А. и др. Полиморфизм генов α2β-адренергического рецептора и эндотелиальной NO-синтазы в генезе наследственного синдрома слабости синусового узла // Кардиология. — 2011. — № 6. — С. 55-59.
16. Чехонин В.П., Шеин С.А., Корчагина А.А., Гурина О.И. Роль VEGF в развитии неопластического ангиогенеза // Вестн. РАМН. — 2012. — № 2. — С. 23-33.
17. Ямшанов В.А. О роли полимеразной окиси азота в онкопатологии // Вопр. онкол. — 2010. — № 6. — С. 719-721.
18. Alexandr J.M., Bikkal B.M., Zervas N.T. Clinical nonfunctioning pituitary tumors are monoclonal in origin // J. Clin. Invest. — 2009. — Vol. 86, № 1. — P. 336-340.
19. Alyea R.A., Watson C.S. Nongenetic mehanism of physiological estrogen — metiated dopamine efflux // Eur. J. Neurosci. — 2009. — № 10. — P. 59-65.
20. Mekted S. Update in pituitary disease // J. Clin. Endocrinol. Metab. — 2008. — Vol. 93. — P. 331-338.
21. Peltier M.R., Faux D.S., Hamblin S.D. et al. Cytokine production by peripheral blood mononuclear cells of women with a history of preterm birth // J. Reprod. Immunol. — 2010. — Vol. 84. — P. 111-116.
22. Tichomirova M.A. Familial pituitary adenomas // J. Int. Med. — 2009. — № 1. — P. 29-33.
