Введение к работе
Актуальность темы исследования.
Изучение молекулярных механизмов синтеза и секреции йодтиронннов (Ь и Т4) в фолликулах щитовидной железы и эндокринной регуляции этих процессов является актуальной проблемой, привлекающей внимание многих исследователей. В последние годы, благодаря совершенствованию биохимических и молскулярно-биологических подходов, в этой обласні исследований достигнут значительный прогресс. В частности, развитие методов молекулярной генетики позволило детально изучить структуру основных специфических для щитовидной железы белков - тиреоглобулина, тиреоидной пероксидазы, №+,1~симпортера, рецепторов гиреотропина и N-ацетилглюкозамина (Y.Malthiery et al, 1989; S.Kimura, 1990; O.Blanck et al., 1994; P.A.Smanik et al., 1996), а также исследовать основные механизмы регуляции их экспрессии. Успешная разработка способов культивирования клеток и реконструкции фолликулов in vitro дала возможность достаточно подробно описать процессы внутриклеточного транспорта и созревания тиреоглобулина (J.T.Dunn, 1990; P.Kim et al., 1991, 1992, 1993, 1995; B.Rousset & R.Momex, 1991). К числу основных достижений последнего десятилетия можно отнести и уточнение некоторых механизмов протеолитического нроцессинга тиреоглобулина (Тг) (установление сайтов расщепления молекулы ирогормома основными катенсинами), расшифровку механизма действия тиреотрошша (L.D.Kohn, et al., 1989; C.Maenhaut et al., 1990), получение данных об основных механизмах контроля пролиферации и дифференцировки тиреоцитов (СМ.Gerard et al., 1990; G.Villone et al., 1993; G.Damante & R.DiLauro, 1994), постановка экспериментов по изучению функции белков цитоскелета и регуляции подвижности тиреоцитов (W.J.Deery & J.P.Heath, 1993; A.S. Yaps & S.W.Manley, 1994). Вместе с тем, отдельные проблемы остаются обойденными вниманием
исследователей. Так, несмотря на полученные в последние годы данные О важной роли катепсинов щитовидной железы в образовании свободных йодтиронинов (A.D.Dunn et al., 1991, 1996) до сих пор отсутствуют сообщения о возможности регуляции гормоногенеза на этапе протеолитического процессинга тиреоглобулина. Имеющиеся на сегодня сообщения о работах в этой области говорят о; чувствительности лизосомального аппарата тиреоцита к изменениям сывороточного уровня тиреотропина. Повышение уровня тиреотропина (ТТГ) сопровождается изменениями морфологии лизосом щитовидной железы и индукцией ряда кислых гидролаз (A.D.Dunn, 1984, F.Fouchier et al., 1987; I.D.Phillips et al., 1989). С другой стороны, ингибирование лизосомального протеолиза с использованием аминохинолиновых производных и карбоксильных ионофоров угнетает секрецию йодированных соединений фрагментами щитовидной железы in vitro (J.Unger et al., 1985; J.Unger & P.Ketelbant, 1988). Таким образом, дальнейшие исследования регуляции протеолиза в щитовидной железе будут способствовать более детальному изучению одного из основных механизмов контроля синтеза йодтиронинов и разработке новых фармакологических подходов к коррекции гипертиреоидных состояний.
Цель работы:
Изучить значение протеолитической системы лизосом щитовидной железы в регуляции гормоногенеза и некоторые возможности лизосомального процессинга тиреоглобулина в биосинтезе йодтиронинов.
Основные экспериментальные задачи исследования:
-
Оценить изменения активности катепсинов В, С, D, Н, L и кислой фосфатазы, а также лабильности лизосомальных мембран в щитовидной железе крыс при гипофизэктомии и заместительном введении ТТГ.
-
Изучить изменения ферментного спектра и структуры лизосом при введении различных доз Т3 и Т4.
-
Используя ингибиторы процессов транскрипции и трансляции, изучить роль аппарата белкового синтеза в регуляции активности лизосомальных ферментов щитовидной железы крыс.
-
Оценить влияние лизосомотропного препарата хлорохин на активность ферментов лизосом и гормональную функцию щитовидной железы крыс.
Научная новизна.
Изучение изменений спектра лизосомальных протеиназ в щитовидной железе крыс при гипофизэктомии с заместительным введением ТТГ и при курсовом введении йодтиронинов обнаружило избирательную регуляцию активности катепсинов В, Н и L тиреотропином. Охарактеризована ранняя реакция лизосом щитовидной железы на снижение сывороточной концентрации ТТГ, выражающаяся в лабилизации мембран и появлении аутофагии. Показано участие лизосомального аппарата тиреоцита в индукции инволютипных изменений в щитовидной железе, возникающих в первые несколько суток от начала снижения уровня тиреотропина. Установлено, что в основе влияния ТТГ на активность ряда лизосомальных протеиназ лежит изменение скорости биосинтеза молекул катепсинов, реализуемое независимо от процессов трансляции. Доказана принципиальная возможность фармакологической регуляции гормоногенеза в щитовидной железе, при помощи соединений, блокирующих катаболизм белка в лизосомах.
Практическая значимость.
Полученные результаты позволяют уточнить роль лизосомального протеолиза в регуляции биосинтеза йодтиронинов, что способствует дальнейшему развитию фундаментальных и прикладных исследований в области физиологии щитовидной железы. Данные о механизмах гормональной и фармакологической регуляции активности катепсинов щитовидной железы создают предпосылки к разработке новых подходов к лечению нарушений
тиреоидного статуса в клинике. Результаты работы внедрены в учебный процесс* и используются при чтении лекций и проведении практических занятий по курсам биохимии (раздел «Биохимия гормонов»), эндокринологии (раздел «Патология щитовидной железы»).
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были представлены на региональной научно-практической конференции "Аллергия, иммунитет и патология внутренних органов" (Рязань, 1995), на III Всероссийском съезде эндокринологов (Москва, 1996), заседании Рязанского отделения Всероссийского биохимического общества (Рязань, 1997).
Публикации.
По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ.
Объем и структура диссертации.
Диссертация изложена на 152 страницах машинописного текста, состоит из введения, описания методов исследования, 5 глав собственных результатов, обсуждения^ выводов и библиографического указателя, включающего 13 отечественных и 222 зарубежных источника.
