Судьба гормонрецепторного комплекса

Большинство исследований, посвященных механизму действия пептидных гормонов, сосредоточено на острых реакциях, развива­ющихся вслед за связыванием гормона с его рецептором на кле­точной поверхности. Меньше известно о механизмах столь же важ­ных отдаленных влияний на рост и дифференцировку клеток или о способах прекращения действия гормональных стимулов. Эти процессы могут иметь отношение к судьбе гормонрецепторного комплекса. Как уже отмечалось, есть указания на то, что перво­начальное обратимое взаимодействие сменяется состоянием более высокого сродства, обусловливающим сохранение недиссоциирующего комплекса в течение длительного периода времени. Эти дан­ные наряду с накапливающимися сведениями о присутствии гор­монов и мест их связывания внутри клеток-мишеней позволяют думать о том, что частым следствием гормонрецепторного взаимо­действия является интернализация. Интерес к этому процессу сти­мулировали данные о поглощении и кругообороте холинергических рецепторов и комплексов липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) со своими рецепторами [23]. В силу этого все большее зна­чение стали придавать интернализации и в судьбе гормонрецепторных комплексов в тканях-мишенях. Механизм процесса интерна­лизации по отношению к пептидным гормонам имеет, вероятно, много общих черт с процессами модуляции поверхности лимфоци­тов и образования системы «окаймленных ямок», обусловливаю­щей поглощение макромолекул, таких, как ЛПНП (рис. 4—8). Основа увеличения числа рецепторов в клетках-мишенях, вызы­ваемого такими пептидами, как ангиотензин II и пролактин, тре­бует дальнейшего изучения, но, по всей вероятности, этот процесс вначале связан с изменением конформации мембраны, а позднее с увеличением синтеза рецепторов. Для некоторых гормонов, та­ких, как ангиотензин II, действующий на клубочковую зону коры надпочечников, позднее увеличение числа рецепторов могло бы являться частью общей клеточной реакции на действие тропного гормона.

Рис. 4—8. Способ поглощения липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) культивируемыми фибробластами. Считают, что рецепторы ЛПНП, синте­зируемые на полирибосомах, в случайном порядке проникают в клеточ­ную мембрану и непрерывно подвергаются кластеризации в «окаймленных ямках», сменяемой интернализацией в составе эндоцитозных пузырьков. После отложения ЛПНП в лизосомах рецепторы, по-видимому, использу­ются в новом цикле, возвращаясь на клеточную поверхность, где они вновь подвергаются кластеризации в «окаймленных ямках». Поступающий холе­стерин подавляет образование микросомального фермента (ОМГ-СоА-редуктазы), который лимитирует скорость биосинтеза холестерина, стимулирует фермент, ответственный за синтез эфиров холестерина и угнетает синтез рецепторов ЛПНП (Brown, Goldstein [23] в модификации). ГЭР — гладкий эндоплазматический ретикулум.

Результаты ряда исследований указывают на роль цитоплазма­тических сократительных элементов в мобильности и регуляции рецепторов. В лимфоидных клетках лигандрецепторное взаимо­действие сменяется образованием рецепторных «пятен», их агре­гацией в несколько более крупные «пятна» или одну «нашлепку» и, наконец, интернализацией или «сбрасыванием» перекрестно-связанных рецепторов. Хотя образование «пятен» и «нашлепок» рецепторов часто происходит в клетках, подвергающихся дейст­вию мультивалентных лигандов, таких, как иммуноглобулины и пектины, при взаимодействии рецепторов с моновалентными ли­гандами, такими, как гормоны и трансмиттеры, переход «пятен» в «нашлепку» может и не наблюдаться. Тем не менее процессы, ведущие к агрегации и интернализации мультивалентных лигандов, все же могут иметь отношение к кругообороту и судьбе рецепто­ров пептидных гормонов, особенно в ходе регуляции рецепторов при повышении концентрации гормональных лигандов. По данным современных исследований, описанным далее, перераспределение рецепторов гормонов и других одновалентных лигандов предшест­вует интернализации рецепторных агрегатов с последующим раз­рушением комплексов.

Зависимость интернализации гормона от вызываемой лигандом потери рецепторов отчетливо показана на примере действия фак­тора роста эпидермиса (ФРЭ) на фибробласты человека [24]. Свя­завшийся с клетками митоген быстро распадается в ходе процесса, соответствующего интернализации и лизосомному разрушению, причем одновременно из клетки исчезают поверхностные рецепто­ры ФРЭ. Потеря рецепторов ФРЭ после связывания пептида про­демонстрирована также с помощью аффинной метки, показавшей, что быстрый протеолитический распад гормонрецепторных комп­лексов сопровождается уменьшением числа рецепторных участков на клеточной мембране. Как изменение числа рецепторов, так и синтез ДНК достигали половины максимума своей реакции при насыщении митогеном 10% рецепторов. Путем увеличения изобра­жения удалось непосредственно наблюдать интернализацию флюо­ресцирующих аналогов ФРЭ, инсулина и гонадотропин-рилизинг гормона (ГнРГ); при этом выяснилось, что гормонрецепторные комплексы вначале распределяются по клеточной мембране равно­мерно, а затем быстро агрегируют в «пятна», которые проникают внутрь клетки в форме эндоцитозных пузырьков, присутствующих в цитоплазме [25].

Дальнейшие доказательства интернализации гормона были по­лучены при изучении поглощения и метаболизма гонадотропинов в клетках семенников и яичников. Присутствие гонадотропинсвязывающих мест в цитоплазме яичниковых клеток было показано с помощью методов иммуноцитохимии и авторадиографии. После воздействия ХГЧ in vivo гормон обнаруживался в цитоплазме, на мембране и в перинуклеарном пространстве. Более прямые дока­зательства были получены в экспериментах на желтом теле овцы, где значительные количества меченного ¹²⁵I ХГЧ поглощались клеткой в форме эндоцитозных пузырьков и включались в плот­ные тельца (предположительно лизосомы). Лизосомная деграда­ция гонадотропинов встречалась также в опухолевых клетках Лейдига, в которых на связывание и метаболизм меченного ¹²⁵I ХГЧ не влияли агенты, изменяющие состояние микронитей и микротру­бочек [26]. Потеря рецепторов гонадотропина, вызываемая ХГЧ в яичниках, сопровождалась прогрессирующей интернализацией связанного с рецепторами ¹²⁵I-ХГЧ, причем после солюбилизации я центрифугирования в градиенте плотности часть транслоцированной радиоактивности удалось идентифицировать в качестве гор-монрецепторного комплекса. Полученные данные свидетельствуют о том, что ингернализация является частым следствием гормон-рецепторного взаимодействия и, по всей вероятности, именно ею определяется снижающая регуляция поверхностных рецепторов после воздействия повышенных концентраций гомологичного гор­мона [18].