Гарькавенко В.В.
НИИ биологии Харьковского национального университета имени В.Н. Каразина, Харьков, Украина;
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
Старение организма в различных его тканях может проявляться по-разному, в зависимости от типа клеток и их функциональной нагрузки. Тем не менее, существуют универсальные для различных тканей механизмы дезинтеграции клеточного метаболизма, активирующиеся при старении. Так, современными исследованиями показаны изменения функциональной активности цитоплазматических сигнальных каскадов, универсальные для клеток большинства эукариотических организмов. Одним из таких сигнальных путей является фосфоинозит-3-киназный (ФИ3К) каскад, нормальное функционирование которого поддерживает жизнеспособность клетки, и препятствует её вхождению в апоптоз. В клетках млекопитающих ФИ3К путь задействован в цитоплазматическом сигналинге некоторых гормонов таких как инсулин и тиреоидные гормоны. Так, показано, что ФИ3К каскад участвует в активации липогенеза в гепатоцитах в ответ на краткосрочное действие тироксина. В то же время, нашими предыдущими работами показано нарушение краткосрочной тиреоидной регуляции липогенеза в гепатоцитах с возрастом. Известно, что ФИ3К сигналинг может подавляться повышающимся с возрастом содержанием в мембранах метаболита сфингомиелинового цикла – церамида (ЦЕР). Связываясь с регуляторной субъединицей ФИ3К, как правило р85α, ЦЕР ингибирует образование молекулы вторичного мессенджера − фосфатидилинозитол-3,4,5-фосфата из фосфатидилинозитола, и, тем самым, подавляет ФИ3К опосредованный гормональный сигналинг.
Предыдущими исследованиями мы показали, что экзогенный короткоцепочечный ЦЕР подавляет активацию липогенеза в гепатоцитах в ответ на краткосрочное действие тироксина. Известно, что большой вклад в возрастное накопление ЦЕР вносят сфингомиелиназы кислых лизосомальных компартментов. Поэтому подавление сфингомиелиназной активности является перспективным направлением поиска путей нормализации содержания ЦЕР в клетках, и тем самым восстановлении нормального ФИ3К сигналинга. Настоящими исследованиями установлено, что в течение 60 минут в изолированных гепатоцитах молодых трехмесячных крыс 10-8М тироксин вызывает повышение синтеза свободных жирных кислот (СЖК) из [14C]СН3СООNa на 108 % и холестерина (ХС) на 55 % относительно контрольной группы. Значимость участия ФИ3Кзависимого сигнального каскада в краткосрочной тиреоидной регуляции липогенеза, а также регуляторную роль ЦЕР, мы продемонстрировали путем подавления активности ФИ3К специфическими ингибиторами − вортманином и LY294002, введение которых в среду инкубации изолированных гепатоцитов эффективно блокирует тироксин-стимулированный липогенез даже при концентрациях ингибиторов соответствующих 50 % подавлению ферментативной активности. В то же время, экзогенный ЦЕР введенный в среду инкубации клеток имитируют эффекты специфических ингибиторов ФИ3К на тиреоидную регуляцию липогенеза, что свидетельствует в пользу предположения о его роли в специфической блокаде регуляторной субъединицы ФИ3К. Как известно, с возрастом в клетках печени содержание эндогенного ЦЕР повышается, что возможно приводит к физиологическому подавлению ФИ3К. Эксперименты проведенные на изолированных гепатоцитах старых животных показали развитие возрастной резистентности к действию тироксина на липогенез.
Нашими предыдущими исследованиями была показана возможность коррекции возрастных изменений сфинголипидного состава мембран гепатоцитов, и, в частности снижения уровня ЦЕР, с помощью ингибитора кислой сфингомиелиназы − мелипрамина. Введение мелипрамина в среду инкубации изолированных гепатоцитов старых животных вызывает снижение скорости деградации мембранного сфингомиелина до ЦЕР, что может способствовать нормальной активации ФИ3К каскада.
Проведенные эксперименты показали, что мелипрамин вызывает в клетках старых 24-месячных крыс повышение синтеза СЖК и ХС в ответ на краткосрочное действие тироксина, подобное тому, которое наблюдается в клетках молодых животных, на фоне полной резистентности в клетках контрольной группы. Такая коррекция краткосрочного гормонального ответа показана нами впервые, и может служить убедительным подтверждением важной регуляторной роли кислой сфингомиелиназы и метаболитов сфингомиелинового цикла в онтогенетических нарушениях гормонального сигналинга.