Здоровье человека

 

Теоретические основы клинической эндокринологии

 

Радиоиммунологический анализ

Этот метод очень широко используется в лабораторной диагностике. С помощью РИА в биологических жидкостях определяют концентрации гормонов, факторов роста, ферментов, аутоантител, маркеров злокачественных новообразований и других веществ (например, лекарственных средств и наркотиков).

I. Принцип. В основе РИА лежит феномен конкуренции: связывание антител с антигеном, меченным радиоактивным изотопом, подавляется в присутствии немеченного антигена. Методика РИА проста и включает следующие основные этапы:

А. К раствору антител добавляют меченный антиген и пробу (содержащую неизвестное количество немеченного антигена). Концентрацию антител в реакционной смеси подбирают так, чтобы число мест связывания было намного меньше общего числа антигенов. Концентрация меченного антигена должна превышать максимальную возможную концентрацию антигена в пробе.

Б. Реакционную смесь инкубируют при определенной температуре. Меченный и немеченный антигены конкурентно связываются с антителами, при этом образуются иммунные комплексы, содержащие либо меченный, либо немеченный антиген. Таким образом, к концу инкубации в реакционной смеси присутствуют меченные и немеченные иммунные комплексы, а также свободные меченные и немеченные антигены. Количество меченных иммунных комплексов обратно пропорционально количеству немеченного антигена в пробе.

В. Чтобы оценить количество меченных иммунных комплексов, их надо отделить от свободного меченного антигена. Наиболее распространены два способа разделения:

1. К реакционной смеси добавляют вещество, повышающее ее плотность, например полиэтиленгликоль.

2. К реакционной смеси добавляют вещество с большой молекулярной массой, которое специфически связывается с антителами в составе иммунных комплексов. Для этого используют вторые антитела либо стафилококковый белок A.

В обоих случаях иммунные комплексы, имеющие большую молекулярную массу, чем свободные антигены, осаждают центрифугированием и измеряют радиоактивность осадка.

Г. Определяют концентрацию антигена в пробе по калибровочной кривой. Для ее построения используют несколько стандартных калибровочных растворов с известными концентрациями немеченного антигена.

Разработано множество вариантов РИА. Методика, описанная выше, называется жидкофазным РИА (все реагенты находятся в растворенном состоянии). Существует и твердофазный РИА, в котором антитела иммобилизируются на водонерастворимом носителе, например на полистироле. Особая разновидность метода — иммунорадиометрический анализ, в котором используются меченные антитела, а не меченный антиген.

Принцип РИА распространяется и на другие иммунохимические и неиммунохимические методы анализа. Например, в ИФА вместо радиоактивного изотопа в качестве метки используют ферменты, а в иммунофлюориметрическом анализе — флуоресцирующие вещества. В неиммунохимических методах роль антител выполняют реагенты, специфически связывающие определяемое вещество. Этими реагентами могут быть рецепторы гормонов или связывающие белки плазмы. Так, в радиорецепторном анализе тиреостимулирующих и тиреоблокирующих аутоантител используются очищенные рецепторы ТТГ, а для измерения уровня свободного T₄ иногда применяется тироксинсвязывающий глобулин.

Все эти методы анализа называют методами конкурентного связывания.

II. Оценка результатов. В отличие от биологических методов анализа, РИА является количественным иммунохимическим методом и дает возможность точно измерить содержание вещества (антигена) в пробе. Результат РИА зависит только от соотношения компонентов реакции антиген—антитело.

А. Условия надежности результата РИА

1. При разведении пробы измеренная концентрация вещества должна уменьшаться пропорционально степени разведения.

2. Кривая зависимости уровня связывания антител с меченным антигеном от концентрации антигена в пробе должна совпадать с калибровочной кривой.

Если эти условия не выполняются, можно предположить, что на иммунохимическую реакцию влияют факторы, перечисленные ниже. Надо отметить, что правильно интерпретированный результат РИА может иметь диагностическое значение, даже если он не удовлетворяет формальным критериям надежности (например, из-за иммунохимических различий между стандартом и пробой).

Б. Факторы, неспецифически влияющие на иммунохимическую реакцию

1. pH. Скорость реакции антиген—антитело и стабильность иммунных комплексов обычно не зависят от pH в интервале 7,0—8,5. Как правило, в очень кислой или очень щелочной среде иммунные комплексы диссоциируют, хотя некоторые белки с основными свойствами лучше всего взаимодействуют с антителами при pH 4,0—6,0. Поэтому для каждой системы РИА подбирают оптимальный pH.

2. Состав реакционной смеси также влияет на реакцию антиген—антитело. Энергия взаимодействия антигена с антителом уменьшается при высокой концентрации солей в пробе или в реакционной смеси. Некоторые лекарственные средства (гепарин) и бактерицидные препараты (тиомерсал) подавляют иммунохимическую реакцию. Поэтому для разведения стандартов и проб используют один и тот же буферный раствор и учитывают возможные эффекты компонентов реакционной смеси.

В. Перекрестная иммунореактивность веществ со сходным строением

Гетерогенность молекулярных форм пептидных гормонов

а. Пептидные гормоны синтезируются в виде белков-предшественников, которые перед выбросом в кровь подвергаются процессингу. При этом образуется одна или несколько форм гормона, обладающих или не обладающих биологической активностью. Например, при процессинге секретина и ВИП образуется только по одной биологически активной форме каждого гормона. Напротив, гастрин, синтезируемый клетками антрального отдела привратника, поступает в кровь как в виде зрелого гормона, состоящего из 17 аминокислот, так и в виде биологически активного предшественника, содержащего 34 аминокислоты. Оба пептида определяются в одной и той же системе РИА.

б. На результаты РИА влияют биологически неактивные молекулярные фрагменты гормонов, такие, как C-концевой фрагмент ПТГ. Концентрация этого фрагмента в сыворотке в норме превышает концентрацию зрелого ПТГ (ПТГ_1—84), а при болезнях почек существенно увеличивается (даже у больных без вторичного гиперпаратиреоза). Поскольку для определения ПТГ обычно используют антитела к C-концевому фрагменту, правильная интерпретация результата требует оценки функции почек. Концентрацию ПТГ_1—84 в плазме можно определить с помощью высокочувствительного иммунорадиометрического метода, основанного на использовании двух разных антител: к C- и N-концевому фрагментам ПТГ. Антитела к C-концевому фрагменту иммобилизируют на полимерном носителе. Затем добавляют пробы или стандарты (растворы ПТГ_1—84 в сыворотке, предварительно очищенной от ПТГ и его фрагментов) и меченные ¹²⁵I антитела к N-концевому фрагменту ПТГ. Антитела, иммобилизированные на носителе, связывают как C-концевой фрагмент, так и ПТГ_1—84, но антитела к N-концевому фрагменту связываются только с ПТГ_1—84. Такой подход используют и в других случаях, когда в пробе присутствуют молекулярные фрагменты гормона.

в. У животных разных видов первичные структуры одного и того же пептидного гормона могут быть идентичными, но чаще различаются по одной или нескольким аминокислотам. Аминокислотные замены возникают в результате мутаций и, как правило, локализуются в участках молекулы гормона, не играющих первостепенной роли в его биологической активности. Различия в первичной структуре определяют иммунореактивность гормона.

2. Гетерогенность других соединений

а. Лекарственные средства и наркотики. Вещества, структурно сходные с препаратом, и его метаболиты могут связываться или не связываться с антителами. Если измеряют содержание токсичного препарата, то необходимо знать, выявляет ли данная методика только активную форму препарата. Напротив, если требуется доказать употребление наркотика, то различия в иммунореактивности между самим наркотиком и его метаболитами можно не учитывать. Таким образом, требования к специфичности РИА зависят от цели анализа.

б. Ферменты. РИА позволяет измерять содержание фермента, но не его активность. Ингибиторы и активаторы фермента и присутствие субстрата не влияют на результат. В одной и той же системе можно определять как сам фермент, так и профермент и другие неактивные формы фермента. В зависимости от задач исследования эти особенности метода могут играть положительную или отрицательную роль, поскольку многие ферменты обладают видовой специфичностью, а биологическая активность фермента необязательно коррелирует с его иммунохимической реактивностью. Поэтому РИА следует рассматривать как дополнение к методам анализа ферментов, основанным на определении их активности, а не как замену этих методов.

Чувствительность и специфичность РИА

А. Чувствительность РИА очень высока. Некоторые методики выявляют очень низкие концентрации веществ, такие, как 10^–14 моль/л. Чувствительность особенно важна при измерении базальных концентраций пептидных гормонов (эти концентрации обычно находятся в пределах от 10^–13 до 10^–10 моль/л), а также при определении гормонов непептидной природы, наркотиков и лекарственных средств, ферментов, бактериальных и вирусных антигенов.

Б. Специфичность РИА определяется специфичностью антител и может быть чрезвычайно высокой. Получены антитела и разработаны методики РИА, позволяющие дифференцировать антигены с малейшими структурными различиями, в том числе:

1. T₃ и T₄ (различаются одним атомом йода).

2. Кортизол и кортикостерон (различаются одним гидроксильным радикалом).

3. Инсулины человека и свиньи (различаются концевой аминокислотой B-цепи).

4. Инсулины свиньи, кашалота и собаки (имеют одинаковую последовательность аминокислот, но разную конформацию).

IV. Особенности применения РИА в клинике. В основе определения многих сотен эндогенных и экзогенных веществ лежит общий принцип, но требования к чувствительности метода и диагностическое значение результатов различаются.

А. Концентрации некоторых пептидных гормонов у одного человека меняются в очень широких пределах: под влиянием стимуляторов или ингибиторов секреции и в зависимости от времени суток уровень гормона может изменяться на 1—2 порядка. В таких случаях результаты РИА сами по себе не имеют первостепенного значения для диагноза. Пример: базальная концентрация гастрина в плазме у здоровых людей обычно < 50 пг/мл. У больных со сниженной кислотностью желудочного содержимого, с гастриномами (синдром Золлингера—Эллисона) или с нарушением регуляции продукции гастрина в привратнике (неопухолевая гипергастринемическая гиперхлоргидрия) базальный уровень гастрина значительно повышен и находится в пределах от 100 до 5000 пг/мл. Чтобы установить причину гипергастринемии, необходимо исследовать желудочную секрецию и провести дифференциальную диагностику синдрома Золлингера—Эллисона и неопухолевой гипергастринемической гиперхлоргидрии. Для дифференциальной диагностики применяют стимуляционные пробы с секретином или с пищевой нагрузкой. В/в введение секретина вызывает выброс гастрина из опухоли, но не из нормальных клеток привратника. Напротив, пищевая нагрузка стимулирует секрецию гастрина в клетках привратника, но не в клетках гастриномы. Стимуляционные и супрессивные пробы могут потребоваться и в других подобных случаях.

Б. Концентрацию гормона следует сопоставлять с концентрациями веществ, метаболизм которых регулируется данным гормоном, и веществ, регулирующих его секрецию. Например, продукция инсулина усиливается при повышении концентрации глюкозы и некоторых аминокислот в крови и снижается при гипогликемии. Уровень СТГ возрастает при стрессе и гипогликемии и снижается при гипергликемии. Высокий уровень АКТГ в плазме на фоне сниженного уровня кортикостероидов свидетельствует о первичной надпочечниковой недостаточности; если же содержание кортикостероидов повышено, следует заподозрить гипофизарный синдром Кушинга. Для уточнения результатов РИА нередко требуются стимуляционные и супрессивные пробы.

В. При определении непептидных гормонов (в частности, стероидных и тиреоидных) чувствительность метода очень важна, поскольку в норме концентрации этих гормонов очень низкие.

Г. При определении концентраций лекарственных средств, особенно препаратов с узким терапевтическим диапазоном, также требуется высокая чувствительность РИА.

Д. При определении антигенов вирусов и микроорганизмов (таких, как антиген вируса гепатита B или туберкулопротеид) надо учитывать, что их абсолютная концентрация в какой-либо биологической жидкости зависит не только от тяжести инфекции, но и от других факторов, например — от способа получения материала.

Е. Биологическая активность гормона, его фрагмента или аналога далеко не всегда соответствует его иммунохимической реактивности. Чтобы по результатам РИА судить о биологической активности гормона, нужно знать, в каких молекулярных формах существует гормон и какие из них можно определить с помощью данной методики РИА. Например, гастрин присутствует в сыворотке в виде зрелого гормона, состоящего из 17 аминокислот (Г₁₇), и в виде биологически активного предшественника, содержащего 34 аминокислоты (Г₃₄). Поскольку Г₁₇ метаболизируется значительно быстрее, чем Г₃₄, в плазме преобладает Г₃₄. Обе формы гастрина стимулируют секрецию соляной кислоты в желудке, причем относительная активность Г₁₇ в 3—5 раз превышает активность Г₃₄. После в/в введения собакам эквимолярных количеств Г₁₇ и Г₃₄ общий объем выделившейся кислоты одинаков, хотя уровень Г₃₄ в плазме в 3—5 раз выше уровня Г₁₇. Таким образом, результат определения биологической активности гастрина зависит от методики анализа.

V. Заключение. Роль РИА и других иммунохимических методов анализа в диагностике болезней и в фундаментальных медико-биологических исследованиях трудно переоценить. Тем не менее при планировании и оценке результатов иммунохимических исследований надо принимать во внимание все их особенности и тонкости и ставить диагностические задачи с учетом реальных возможностей метода.

 

Резистентность к гормонам

I. Историческая справка. Представление о резистентности к гормонам как о причине эндокринных болезней было впервые сформулировано Ф. Олбрайтом с сотрудниками в 1942 г. применительно к псевдогипопаратиреозу, при котором ткани нечувствительны к ПТГ. К настоящему времени известно множество синдромов резистентности и к другим гормонам.

II. Общие сведения

А. Ранее считали, что гормоны влияют только на клетки-мишени, удаленные от эндокринных желез (эндокринный механизм действия гормонов). Сейчас известно, что гормоны могут действовать на соседние клетки эндокринной железы (паракринный механизм) и даже на клетки, где они сами вырабатываются (аутокринный механизм). Резистентными к гормону могут быть любая из клеток-мишеней или все эти клетки.

Б. Факторы роста, такие, как фактор роста нервов, тромбоцитарный фактор роста или эпидермальный фактор роста, обычно не относят к гормонам. Однако это разграничение лишено смысла, поскольку факторы роста регулируют не только клеточную пролиферацию и дифференцировку, но и обмен веществ в клетках-мишенях. В свою очередь, многие гормоны (например, инсулин и СТГ) обладают как метаболическими, так и рост-регулирующими эффектами.

В. Формы резистентности к гормонам. Принято различать три формы резистентности: пререцепторную (вызванную факторами, присутствующими в крови), рецепторную (обусловленную нарушениями связывания гормона с рецептором) и пострецепторную (обусловленную нарушениями внутриклеточной передачи сигнала, возникающего при связывании гормона с рецептором). Эта классификация слишком схематична и, более того, неверна, так как присутствующие в крови факторы способны влиять как на функцию рецепторов, так и на пострецепторные процессы. Мы предлагаем иную классификацию, согласно которой нарушения чувствительности к гормонам могут быть разделены на внутренние и внешние.

1. Внутренние, или первичные, нарушения вызваны генетическими дефектами клеток-мишеней и сохраняются при культивировании этих клеток in vitro. Примером может служить инсулинорезистентность, обусловленная точечными мутациями гена рецептора инсулина. Обнаружено около 30 разных мутаций, которые нарушают связывание инсулина с рецептором, интернализацию гормон-рецепторного комплекса, аутофосфорилирование бета-субъединицы рецептора или фосфорилирование других белковых субстратов.

2. Внешние, или вторичные, нарушения обусловлены факторами, присутствующими в крови, исчезают после удаления этих факторов и не воспроизводятся in vitro. В качестве примера опять приведем некоторые формы инсулинорезистентности. К внешним факторам, ослабляющим действие инсулина, относятся: избыток контринсулярных гормонов, аутоантитела, блокирующие рецепторы инсулина, уремия. Приобретенная инсулинорезистентность при ожирении и инсулинонезависимом сахарном диабете чаще всего вызвана именно внешними факторами. На это указывает восстановление чувствительности к инсулину после диетотерапии и медикаментозного лечения. Существуют и наследственные формы инсулинорезистентности, обусловленной внешними нарушениями. Об этом свидетельствуют семейные исследования в популяциях с высокой частотой инсулинонезависимого сахарного диабета (например, в племени индейцев Пима). В таких популяциях инсулинорезистентность является главным фактором риска инсулинонезависимого сахарного диабета. Вероятно, существует генетический дефект, который вызывает изменение состава сыворотки, приводящее к снижению чувствительности клеток-мишеней к инсулину. В табл. 2.1 внутренние и внешние причины инсулинорезистентности перечислены более подробно.

Г. Молекулярно-биологические исследования. За последнее десятилетие удалось локализовать и клонировать гены почти всех известных гормонов и факторов роста, их рецепторов и отдельных структурных звеньев пострецепторных сигнальных механизмов (см. табл. 2.2). Были открыты три универсальных механизма внутриклеточной передачи сигналов пептидных гормонов и доказано существование семейств рецепторов гормонов.

1. Внутриклеточная передача сигналов пептидных гормонов

а. Аутофосфорилирование рецептора по остаткам тирозина (так называемая тирозинкиназная активность рецептора) и фосфорилирование по тирозину других внутриклеточных белковых субстратов. С помощью этого механизма на клетки-мишени действуют инсулин, ИФР-I, эпидермальный фактор роста и тромбоцитарный фактор роста. Кроме того, сигналы инсулина и ИФР-I могут передаваться внутрь клетки с помощью второго посредника — инозит-фосфат-гликана.

б. Система цАМФ (аденилатциклазная система). Рецепторы пептидных гормонов, для которых вторым посредником служит цАМФ, структурно и функционально сопряжены с G-белками (белками, связывающими гуаниловые нуклеотиды). G-белки — это гетеротримеры, состоящие из субъединиц альфа, бета и гамма. Альфа-субъединица любого G-белка обеспечивает его связывание с рецептором, содержит ГТФ-связывающий участок и обладает ГТФазной активностью. Различают несколько разновидностей альфа-субъединиц, в том числе — альфа_s (G_sальфа) и альфа_i (G_iальфа), активирующие или инактивирующие внутриклеточный субстрат соответственно. Например, белок G_sальфа стимулирует аденилатциклазу, а белок G_iальфа ингибирует этот фермент. Белок G_sальфа опосредует передачу сигналов ПТГ, ЛГ, ФСГ, ХГ, АКТГ, АДГ и глюкагона. Связывание этих гормонов с рецепторами приводит к фосфорилированию или дефосфорилированию многочисленных внутриклеточных белков-мишеней, в том числе — белков, участвующих в специфических клеточных реакциях.

в. Фосфоинозитидная система. Передача сигналов от многих рецепторов, сопряженных с G-белками, происходит с помощью инозитол-1,4,5-трифосфата и 1,2-диацилглицерина. Эти вещества образуются при гидролизе мембранного липида — фосфатидилинозитол-4,5-дифосфата. Инозитол-1,4,5-трифосфат вызывает высвобождение кальция из внутриклеточных структур, а 1,2-диацилглицерин активирует протеинкиназу C. Инозитол-1,4,5-трифосфат и 1,2-диацилглицерин участвуют в регуляции клеточной пролиферации и дифференцировки и опосредуют действие многих гормонов, в частности — АДГ (через рецепторы типа V₁) и бомбезина.

2. Семейства рецепторов. Молекулярно-биологические исследования вскрыли гомологию аминокислотных последовательностей различных рецепторов, помогли понять эволюцию рецепторов и объединить их в семейства. Например, внеклеточный домен рецептора СТГ относится к семейству, включающему рецепторы пролактина, интерлейкинов-2, -3, -4, -6, -7, эритропоэтина и гранулоцитарно-макрофагального колониестимулирующего фактора. Рецептор андрогенов локализуется внутри клетки и принадлежит к семейству лиганд-чувствительных регуляторов транскрипции; это семейство включает также рецепторы ретиноевой кислоты, тиреоидных гормонов и 1,25(OH)₂D₃. После присоединения гормона к гормонсвязывающему домену такие рецепторы активируются и перемещаются в ядро. ДНК-связывающий домен активированного рецептора распознает регуляторную последовательность гена-мишени (так называемый лиганд-чувствительный элемент гена), взаимодействует с ней и стимулирует транскрипцию. Молекулярно-биологические исследования позволили охарактеризовать генетические дефекты рецепторов, лежащие в основе резистентности к гормонам (см. табл. 2.2).

Д. Нарушения специфичности взаимодействия гормона с рецептором. При резистентности к какому-либо гормону его концентрация в сыворотке, как правило, возрастает (иногда на несколько порядков) в соответствии с принципом отрицательной обратной связи. Постоянно повышенный уровень гормона может привести к запуску неспецифического механизма действия гормона (к срыву специфичности). Гормон, концентрация которого повышена, будет связываться не только со своими специфическими рецепторами, но и с рецепторами гомологичных гормонов или факторов роста. Срыв специфичности наблюдается не только при резистентности к гормонам. Например, при диабете беременных избыток инсулина вызывает макросомию плода, действуя через рецепторы ИФР-I. Некоторые опухоли секретируют ИФР-II, который связывается с рецепторами инсулина и вызывает гипогликемию. Избыток СТГ при акромегалии активирует рецепторы пролактина, что приводит к галакторее. Гиперинсулинемия при инсулинорезистентности вызывает гиперандрогению (синдром поликистозных яичников), acanthosis nigricans и гипертрофическую кардиомиопатию. Все эти эффекты инсулина опосредуются рецепторами ИФР-I.

Резистентность к пептидным гормонам

1. Ожирение и инсулинонезависимый сахарный диабет. Почти у всех больных инсулинонезависимым сахарным диабетом и у всех лиц с ожирением имеется инсулинорезистентность, однако ее патогенез точно не установлен. Инсулинорезистентность при инсулинонезависимом сахарном диабете проявляется нарушениями центральных и периферических механизмов действия инсулина: он не подавляет гликогенолиз и глюконеогенез в печени и не стимулирует поглощение и утилизацию глюкозы в жировой и мышечной тканях. Периферическая инсулинорезистентность у лиц с ожирением выражена в меньшей степени, чем у больных инсулинонезависимым сахарным диабетом. Число рецепторов инсулина при инсулинонезависимом сахарном диабете и ожирении снижено, однако это снижение обусловлено постоянной гиперинсулинемией, имеет физиологический характер и не считается причиной инсулинорезистентности. При нормальном или сниженном уровне инсулина у больных инсулинонезависимым сахарным диабетом число рецепторов инсулина не уменьшается. У лиц с ожирением и у больных инсулинонезависимым сахарным диабетом выявлено обратимое нарушение тирозинкиназной активности рецепторов инсулина в скелетных мышцах. Стимулируемый инсулином транспорт глюкозы в мышцах и жировых клетках нарушен как при ожирении, так и при инсулинонезависимом сахарном диабете, однако количество чувствительного к инсулину мембранного белка-переносчика глюкозы GLUT-4 в скелетных мышцах больных инсулинонезависимым сахарным диабетом остается нормальным. В племени индейцев Пима и в других популяциях с высокой частотой инсулинонезависимого сахарного диабета ведется поиск генетических дефектов, которые могли бы служить причиной предрасположенности: дефектов гена инсулина, гена рецептора инсулина, гена GLUT-4. Этот поиск пока не дал существенных результатов. При обследовании семей, в которых наблюдаются случаи юношеского инсулинонезависимого сахарного диабета (MODY), были обнаружены мутации гена гексокиназы на 7-й хромосоме (см. гл. 43, п. V.А.3). Некоторые аллельные варианты этого гена оказались тесно сцепленными с гипергликемией.

2. Синдром множественных метаболических нарушений (синоним: метаболический синдром X). Компоненты синдрома: инсулинорезистентность, дислипопротеидемия, атеросклероз и артериальная гипертония. Недавние эпидемиологические исследования показали, что гиперинсулинемия, обусловленная инсулинорезистентностью, является самостоятельным фактором риска атеросклероза. Патогенетическая роль гиперинсулинемии в развитии этих заболеваний не вызывает сомнений, поскольку известно, что инсулин стимулирует пролиферацию гладкомышечных клеток сосудов, усиливает задержку натрия и воды почками, повышает симпатический тонус, увеличивает содержание холестерина ЛПОНП и уменьшает содержание холестерина ЛПВП. Механизм, посредством которого инсулин на фоне инсулинорезистентности вызывает все эти изменения, пока не открыт.

3. Внутренние (первичные) нарушения на уровне клеток-мишеней, как правило, приводят к тяжелой инсулинорезистентности. Такие нарушения описаны при некоторых редких наследственных синдромах.

а. Синдром инсулинорезистентности и acanthosis nigricans типа А

1) Клиническая картина: acanthosis nigricans; у молодых женщин — вирилизация, обусловленная гиперандрогенией яичникового происхождения.

2) Этиология: в некоторых случаях — мутации гена рецептора инсулина.

б. Синдром Рабсона—Менденхалла

1) Клиническая картина: как при синдроме инсулинорезистентности и acanthosis nigricans типа А, но включает еще дисплазию зубов, гиперплазию шишковидного тела и изменения других органов (например, дистрофию ногтей).

2) Этиология: в некоторых случаях — мутации гена рецептора инсулина.

в. Псевдоакромегалия

1) Клиническая картина: как при синдроме инсулинорезистентности и acanthosis nigricans типа А, но включает еще увеличение конечностей, огрубление черт лица, гипертрофию мышц, мышечные спазмы, увеличение межзубных промежутков и другие признаки акромегалии.

2) Этиология: возможно, мутации гена рецептора инсулина или другие дефекты клеток-мишеней.

г. Лепречаунизм (синдром Донохью)

1) Клиническая картина: синдром характерен для детей, родившихся от близкородственных браков; наследование аутосомно-рецессивное; внутриутробная и постнатальная задержка развития; низкорослость; гротескное лицо; липодистрофия; мышечная слабость; acanthosis nigricans; гиперандрогения яичникового происхождения; преждевременное половое развитие; гипертрофическая кардиомиопатия; смерть в молодом возрасте.

2) Этиология: мутации гена рецептора инсулина; возможно, в сочетании с дефектами рецепторов ИФР-I и эпидермального фактора роста.

д. Врожденная генерализованная липодистрофия (синдром Сейпа—Лоуренса)

1) Клиническая картина: как при синдроме инсулинорезистентности и acanthosis nigricans типа А, но включает еще атрофию жировой клетчатки по всему телу, спланхномегалию, гипертрофическую кардиомиопатию, акромегалию и гипертриглицеридемию.

2) Этиология: возможно, мутации гена рецептора инсулина или другие дефекты клеток-мишеней.

е. Сегментарная липодистрофия

1) Клиническая картина: сегментарная атрофия или гипертрофия жировой ткани; признаки, характерные для синдрома инсулинорезистентности и acanthosis nigricans типа А; гепатоспленомегалия; гипертрофическая кардиомиопатия; признаки акромегалии; гипертриглицеридемия.

2) Этиология: возможно, мутации гена рецептора инсулина или другие дефекты клеток-мишеней.

4. Внешние (вторичные) нарушения

а. Физиологические состояния: пубертатный период (инсулинорезистентность — следствие повышенной секреции СТГ), беременность, пожилой возраст.

б. Эндокринные болезни: синдром Кушинга (глюкокортикоиды), акромегалия (СТГ), феохромоцитома (катехоламины), глюкагонома (глюкагон), тиреотоксикоз, гипотиреоз, гиперпаратиреоз.

в. Другие патологические состояния: инфекция, стресс, голодание, уремия, цирроз печени, кетоацидоз.

г. Антитела, блокирующие рецепторы инсулина: обнаружены у лиц с аутоиммунными заболеваниями, в частности — при синдроме инсулинорезистентности и acanthosis nigricans типа Б и атаксии-телеангиэктазии.

Б. СТГ

1. Общие сведения. Клонированы кДНК рецепторов СТГ человека, кролика, мыши, крысы, овцы, коровы и свиньи. Эти кДНК кодируют аминокислотную последовательность, включающую сигнальный пептид (18—24 аминокислоты) и собственно рецептор (614—626 аминокислот). Зрелый рецептор СТГ состоит из внеклеточного гормонсвязывающего домена (содержит около 250 аминокислот), трансмембранного домена (10—20 аминокислот) и внутриклеточного домена (около 350 аминокислот). N-концевая аминокислотная последовательность СТГ-связывающего белка, присутствующего в крови, идентична последовательности гормонсвязывающего домена рецептора СТГ. Как образуется СТГ-связывающий белок — путем альтернативного сплайсинга мРНК рецептора СТГ или путем протеолиза зрелого рецептора, — неизвестно. У человека обнаружен один ген рецептора СТГ, он локализуется на 5-й хромосоме и содержит не менее 87 000 нуклеотидов.

2. Внутренние (первичные) нарушения

а. Карликовость Ларона

1) Клиническая картина: болезнь характерна для детей, родившихся от близкородственных браков; наследование аутосомно-рецессивное; задержка роста в постнатальном периоде и низкорослость у взрослых; диспропорции лица и черепа; высокий уровень СТГ в детском возрасте; низкий уровень ИФР-I; почти всегда значительное снижение уровня СТГ-связывающего белка; лечение соматропином малоэффективно.

2) Этиология. В одном из исследований у 2 из 9 больных выявили крупные делеции в гене СТГ. В другом исследовании обнаружили замену одной аминокислоты в гормонсвязывающем домене рецептора СТГ. Известно 3 случая, когда выпадение нескольких аминокислот в гормонсвязывающем домене было обусловлено возвратными нонсенс-мутациями гена рецептора СТГ. Еще один дефект выявлен у 36 из 37 больных из Эквадора: это мутация 180-го кодона в 6-м экзоне гена рецептора СТГ, приводящая к нарушению сплайсинга мРНК рецептора и к выпадению 8 аминокислот из гормонсвязывающего домена. Наконец, описан больной, у которого имелись две аминокислотные замены во внутриклеточном домене рецептора СТГ.

б. Африканские пигмеи

1) Телосложение и обмен веществ. Очень низкий рост взрослых пигмеев, по-видимому, является приспособлением для выживания в джунглях; определенную роль может играть периодическое голодание. У африканских пигмеев уровень СТГ в сыворотке не повышен, а содержание ИФР-связывающего белка типа 3 и СТГ-связывающего белка понижено. B-лимфоциты пигмеев, трансформированные вирусом Эпштейна—Барр in vitro, при стимуляции СТГ секретируют меньше ИФР-I, чем трансформированные B-лимфоциты африканцев нормального роста. Низкий уровень СТГ-связывающего белка обнаружен также у представителей другой популяции низкорослых людей — жителей горы Ок (Папуа — Новая Гвинея).

2) Механизм. В двух популяциях пигмеев выявили полиморфизм длины рестрикционных фрагментов гена рецептора СТГ, редко встречающийся в других африканских популяциях. Однако недавние исследования показали, что нуклеотидная последовательность гена рецептора СТГ у пигмеев не отличается от последовательности этого гена у людей нормального роста. Таким образом, механизм резистентности к СТГ у пигмеев остается невыясненным.

3. Внешние (вторичные) нарушения. Обратимая резистентность к СТГ иногда наблюдается при голодании. Эта форма резистентности к СТГ легко моделируется в опытах на крысах (при исключении белка из рациона).

ИФР-I

1. Общие сведения. Основным источником ИФР-I является печень. Продукция ИФР-I в печени усиливается при повышении уровня СТГ. ИФР-I опосредует рост-стимулирующее действие СТГ и, таким образом, является типичным гормоном. Кроме того, ИФР-I играет важнейшую роль в аутокринной и паракринной регуляции разных функций клеток. ИФР-I и рецепторы ИФР-I обнаружены во многих тканях. Как ИФР-I, так и ИФР-II связываются с рецепторами ИФР-I, с рецепторами ИФР-II/маннозо-6-фосфата, а также (хотя и в меньшей степени) с рецепторами инсулина и активируют все перечисленные рецепторы. Рецептор ИФР-I сходен с рецептором инсулина и состоит из двух внеклеточных гормонсвязывающих альфа-субъединиц, содержащих богатые цистеином домены, и двух трансмембранных бета-субъединиц, содержащих тирозинкиназные домены. ИФР-I и ИФР-II присутствуют в плазме преимущественно в виде комплексов со специфическими связывающими белками. Наиболее распространен ИФР-связывающий белок типа 3. Синтез этого белка с молекулярной массой 150 000, содержащего три полипептидные цепи, регулируется СТГ. Роль ИФР-связывающих белков не до конца ясна, хотя известно, что почти все они препятствуют связыванию ИФР с рецепторами и тем самым подавляют действие ИФР на клетки-мишени.

2. Внутренние (первичные) нарушения

а. При обследовании детей с задержкой роста (но без пороков развития) в двух случаях обнаружили резистентность к ИФР-I и повышение концентрации ИФР-I в сыворотке. Чтобы установить причину резистентности к ИФР-I, исследовали его связывание с аутологичными фибробластами. В одном случае уровень связывания ИФР-I с аутологичными фибробластами был в 2 раза ниже, чем с фибробластами детей без задержки роста. Во втором случае аутологичные фибробласты оказались резистентными к ИФР-I из-за нарушений продукции ИФР-I-связывающих белков и их связывания с клетками.

б. У нескольких больных с внутриутробной или постнатальной задержкой развития обнаружили дистальные делеции в длинном плече 15-й хромосомы либо кольцевую 15-ю хромосому; в любом случае хромосомная аберрация захватывала локус, кодирующий рецептор ИФР-I.

3. Внешние (вторичные) нарушения

а. Голодание приводит к обратимому снижению уровня ИФР-I и развитию преходящей резистентности к ИФР-I. Опыты на крысах показали, что при белковом голодании развивается резистентность как к ИФР-I, так и к СТГ.

б. Одной из причин задержки роста при ХПН является резистентность к ИФР-I, обусловленная повышением уровня ИФР-связывающих белков. В таких случаях резистентность к ИФР-I удается преодолеть с помощью высоких доз соматропина.

в. Сахарный диабет. В сыворотке детей, больных инсулинозависимым сахарным диабетом, обнаружено вещество, подавляющее действие ИФР-I. Предполагают, что резистентность к ИФР-I, вызванная этим веществом, служит причиной синдрома Мориака (задержки роста у детей с инсулинозависимым сахарным диабетом). При инсулинонезависимом сахарном диабете и ожирении наблюдается резистентность мышечной ткани к ИФР-I: поглощение глюкозы мышечными клетками in vitro не усиливается в присутствии ИФР-I.

Г. АКТГ

1. Общие сведения. Клонированы кДНК человеческого рецептора АКТГ и кДНК рецепторов МСГ — гормона, сходного с АКТГ. Ген рецептора АКТГ ACTHR/MC2R локализуется на 18-й хромосоме. Рецептор содержит 297 аминокислот и состоит из 4 субъединиц. Генетические дефекты рецепторов АКТГ или внутриклеточной передачи сигнала АКТГ приводят к резистентности к этому гормону и лежат в основе редких форм врожденной первичной надпочечниковой недостаточности.

2. Синдромы резистентности к АКТГ

а. Изолированная резистентность к АКТГ (синонимы: семейный дефицит глюкокортикоидов, врожденная резистентность к АКТГ). Этот синдром встречается редко (описано около 150 больных), наследуется аутосомно-рецессивно и, как правило, обусловлен инактивирующими мутациями гена рецептора АКТГ. У некоторых больных такие мутации не обнаруживаются. Вероятно, в этих случаях причиной синдрома являются мутации других генов, нарушающие внутриклеточную передачу сигнала АКТГ. Клиническая картина: гиперпигментация, признаки глюкокортикоидной недостаточности, гипогликемия. При биопсии надпочечников выявляется гипоплазия или аплазия пучковой и сетчатой зоны коры надпочечников. Уровень АКТГ в плазме значительно повышен, а уровень кортизола снижен и не повышается при введении тетракозактида. Уровень альдостерона у большинства больных нормальный. Лечение кортикотропином и тетракозактидом неэффективно.

б. Синдром Оллгрова также наследуется аутосомно-рецессивно и, кроме резистентности к АКТГ, включает ахалазию кардии и нарушение слезоотделения (алакримию). Поэтому синдром называют также синдромом трех А (по первым буквам названий основных компонентов). Описано около 70 больных. Мутации гена рецептора АКТГ не выявлены ни у одного больного, но обнаружено сцепление с некоторыми генами на 12q13. Другие компоненты синдрома: гиперпигментация, признаки глюкокортикоидной недостаточности, тяжелые приступы гипогликемии в детском возрасте (иногда со смертельным исходом), неврологические нарушения, умственная отсталость, гиперкератоз ладоней и подошв.

Гонадотропные гормоны

1. Общие сведения. Обнаружено и клонировано несколько генов, кодирующих рецепторы ЛГ и ХГ. Все эти гены локализуются на 2-й хромосоме. Ген рецептора ФСГ также клонирован; он локализуется на 14-й хромосоме. Рецепторы ЛГ и ХГ — одни из самых крупных рецепторов, сопряженных с G-белками. Каждый рецептор ЛГ и ХГ состоит из внеклеточного домена, трансмембранного домена, содержащего 7 субъединиц, и внутриклеточного домена. Структура рецептора ФСГ изучена хуже. Рецепторы ЛГ и ХГ и рецепторы ФСГ обнаружены не только в половых железах, но и во многих других органах. Генетические дефекты рецепторов гонадотропных гормонов приводят к нарушениям полового развития и вторичному гипогонадизму.

2. Синдром резистентных яичников. Это редкая форма первичной яичниковой недостаточности, обусловленная нечувствительностью клеток яичников к гонадотропным гормонам. Клиническая картина: первичная или вторичная аменорея, первичное бесплодие, нормальное развитие внутренних и наружных половых органов. Уровень ФСГ в сыворотке повышен; уровни эстрогенов снижены незначительно. Часть эстрогенов синтезируется в яичниках, часть образуется из андрогенов в периферических тканях. Яичники обычно уменьшены, при биопсии в них обнаруживается множество примордиальных фолликулов, но атретические фолликулы отсутствуют. По этому признаку синдром резистентных яичников отличают от преждевременной менопаузы. Самая распространенная причина синдрома — мутации генов рецепторов ЛГ и ХГ. Другая причина — появление аутоантител, блокирующих рецепторы ЛГ, ХГ и ФСГ.

3. Точечные мутации гена рецептора ЛГ и ХГ у лиц с генотипом 46,XY могут быть причиной мужского псевдогермафродитизма, первичного гипогонадизма или микропении. Описано несколько больных мужского пола с первичной тестикулярной недостаточностью и микропенией, у которых введение человеческого ХГ лишь незначительно усиливало секрецию тестостерона. При этом в биоптате семенников обнаруживали нормальные количества клеток Лейдига и сперматогенные клетки на разных стадиях развития. Связывание человеческого ХГ с гомогенатом ткани семенников было ниже, чем в норме. Установили, что в таких случаях резистентность к ХГ обусловлена дефектами рецепторов ЛГ и ХГ на клетках Лейдига.

Е. АДГ

1. Общие сведения. Антидиуретическое действие АДГ опосредуется рецепторами типа V₂, функционально сопряженными с G-белками, а сосудосуживающее действие — рецепторами типа V₁, сопряженными с фосфоинозитидной системой. Гены рецепторов АДГ клонированы; ген рецептора типа V₂ локализуется на X-хромосоме.

2. Нефрогенный несахарный диабет. Это заболевание может быть наследственным и приобретенным. В обоих случаях дистальные канальцы и собирательные трубочки почек резистентны к действию АДГ. Наследственный нефрогенный несахарный диабет — редкое, сцепленное с X-хромосомой заболевание. В семьях, где выявляется это заболевание, поражено 50% мужчин. Чаще наблюдается полная резистентность к АДГ, хотя встречаются варианты заболевания с частичной резистентностью. Приобретенный нефрогенный несахарный диабет может быть вызван любыми факторами, нарушающими связывание АДГ с рецепторами или внутриклеточную передачу сигнала АДГ. Распространенные причины приобретенного нефрогенного несахарного диабета:

а. Лекарственные средства: литий, демеклоциклин, диуретики (блокируют аденилатциклазу и образование цАМФ).

б. Электролитные нарушения: гипокалиемия стимулирует образование простагландина E₂ и тем самым препятствует активации аденилатциклазы. Гиперкальциемия блокирует взаимодействие рецепторов АДГ с аденилатциклазой.

в. Осмотический диурез: сахарный диабет, уменьшение числа нефронов при нефрите.

г. Болезни почек: постобструктивный диурез, почечный канальцевый ацидоз, пиелонефрит, некроз почечных сосочков, серповидноклеточная анемия.

д. Тиреотоксикоз: усиление клубочковой фильтрации.

Ж. ПТГ

1. Общие сведения. Обнаружено 2 типа рецепторов ПТГ и ПТГ-подобных пептидов. Ген рецептора типа 1 (PTHR1) локализуется на коротком плече 3-й хромосомы, а ген рецептора типа 2 (PTHR2) — на длинном плече 2-й хромосомы. Оба гена клонированы. Передача сигнала от рецепторов ПТГ опосредуется белком G_sальфа, ген которого локализуется в теломерной области длинного плеча 20-й хромосомы.

2. Синдромы резистентности к ПТГ. При всех этих синдромах на фоне повышенного уровня ПТГ наблюдается гипокальциемия и гиперфосфатемия. Поэтому их обозначают общим термином псевдогипопаратиреоз. Описано несколько форм псевдогипопаратиреоза, и все они обусловлены внутренними нарушениями передачи сигнала ПТГ.

а. При псевдогипопаратиреозе типа Ia снижен синтез или нарушена активность субъединицы G_sальфа; наблюдается резистентность не только к ПТГ, но и ко многим другим гормонам (в частности, к ТТГ, глюкагону, гонадотропным гормонам). Описаны двое больных из одной семьи, у которых имелась точечная мутация в одном из аллелей, кодирующих G_sальфа.

б. При псевдогипопаратиреозе типа Ib сохраняется нормальная активность G_sальфа; резистентность к другим гормонам отсутствует. Возможная причина: дефект рецептора ПТГ.

в. При псевдогипопаратиреозе типа Ic активность G_sальфа не нарушена, но наблюдается резистентность к другим гормонам. Возможная причина: нарушение внутриклеточной передачи сигнала ПТГ на пострецепторном уровне.

Для псевдогипопаратиреоза типов Ia и Ic характерен комплекс симптомов, который принято называть наследственной остеодистрофией Олбрайта (лунообразное лицо, задержка роста, ожирение, брахидактилия, множественные очаги подкожного обызвествления или оссификации).

З. Ангиотензин II

1. Общие сведения. Ангиотензин II оказывает мощное сосудосуживающее действие; его рецепторы присутствуют в головном мозге, почках и гладких мышцах сосудов. В передаче сигнала ангиотензина II участвуют G-белки и фосфоинозитидная система. В гладких мышцах сосудов преобладают рецепторы ангиотензина II типа 1. Ген рецептора типа 1 локализуется в длинном плече 3-й хромосомы; нуклеотидная последовательность гена и аминокислотная последовательность рецептора расшифрованы.

2. Резистентность к сосудосуживающему действию ангиотензина II наблюдается при синдроме Бартера. Синдром наследуется аутосомно-рецессивно и включает множество нарушений. Первичное звено патогенеза — потеря способности почек задерживать калий. Возможные причины: нарушение функции почечных канальцев, нарушение реабсорбции хлоридов в петле Генле (приводит к увеличению поступления натрия и воды в дистальные отделы канальца, где происходит секреция калия), гипомагниемия. Потеря калия вызывает многочисленные метаболические и гормональные сдвиги.

а. Нарушение транспорта веществ через клеточные мембраны.

б. Усиление продукции сосудорасширяющих простагландинов.

в. Снижение секреции альдостерона.

г. Повышение продукции простагландинов в почках (эти простагландины усиливают синтез альдостерона как непосредственно, так и за счет стимуляции продукции ренина и ангиотензина II).

Гипокалиемия подавляет, а повышение уровня ангиотензина II усиливает секрецию альдостерона. При синдроме Бартера уровень ангиотензина II повышен, поэтому содержание альдостерона в сыворотке возрастает. Альдостерон вызывает дальнейшее усиление потери калия в почках и активирует калликреин. Калликреин и сосудорасширяющие простагландины блокируют сосудосуживающий эффект ангиотензина II, поэтому АД находится в пределах нормы. Резистентность к сосудосуживающему действию ангиотензина II встречается не только при синдроме Бартера, но и при других гипокалиемических состояниях: неукротимой рвоте, беременности, циррозе печени, нефротическом синдроме и надпочечниковой недостаточности. Чувствительность к ангиотензину II у больных с синдромом Бартера повышается или полностью восстанавливается после нормализации объема внеклеточной жидкости и при лечении ингибиторами простагландинсинтетазы (аспирином, индометацином) или пропранололом (даже если гипокалиемия сохраняется). Следовательно, резистентность сосудов к ангиотензину II при синдроме Бартера обусловлена внешними (вторичными) нарушениями передачи сигнала ангиотензина II.

И. Катехоламины

1. Общие сведения. Передача сигналов катехоламинов опосредуется адренорецепторами. Классификация адренорецепторов основана на различиях их чувствительности к стимуляторам и блокаторам. Различают альфа- и бета-адренорецепторы. Бета-адренорецепторы подразделяют на подтипы бета₁, бета₂ и бета₃. Все бета-адренорецепторы сопряжены с белком G_sальфа; их активация стимулирует аденилатциклазу и усиливает поступление кальция в клетки. Альфа-адренорецепторы также подразделяют на подтипы альфа₁ и альфа₂. Передача сигнала от альфа₁-адренорецепторов опосредуется белком G_q и фосфоинозитидной системой, но не аденилатциклазой. Альфа₂-адренорецепторы сопряжены с белком G_i; их активация приводит к подавлению синтеза цАМФ и поступления кальция в клетки. Гены всех подтипов адренорецепторов клонированы.

2. Резистентность к катехоламинам. Количество бета₁-адренорецепторов в миокарде и их чувствительность к стимуляторам снижаются при сердечной недостаточности. Уменьшение количества рецепторов обусловлено повышением содержания норадреналина в крови или в самом миокарде. Выбросы катехоламинов во время приступов бронхиальной астмы, при преждевременных родах и шоке также приводят к снижению чувствительности бета-адренорецепторов к стимуляторам и к исчезновению терапевтического эффекта бета-адреностимуляторов. Во всех этих случаях резистентность к катехоламинам обусловлена внешними (вторичными) нарушениями.

Резистентность к непептидным гормонам

А. Витамин D

1. Общие сведения. Аминокислотная последовательность рецептора 1,25(OH)₂D₃ расшифрована. Этот цитоплазматический рецептор с молекулярной массой 50 000 включает C-концевой гормонсвязывающий домен (обладающий высоким сродством и стереоспецифичностью к 1,25(OH)₂D₃) и богатый цистеином ДНК-связывающий домен, содержащий атомы цинка.

2. Витамин-D-зависимый рахит типа II (наследственный 1,25(OH)₂D₃-резистентный рахит). Это редкая форма рахита. Клиническая картина: раннее начало заболевания, задержка роста, гипокальциемия, гипофосфатемия, гиперкальциурия, вторичный гиперпаратиреоз, повышение уровня 1,25(OH)₂D₃ в сыворотке. Нередко наблюдаются тяжелый кариес и гипоплазия зубов, а также нарушение роста волос на голове и туловище. Болезнь часто встречается в семьях, где распространены близкородственные браки, и поражает лиц обоего пола, что свидетельствует об аутосомно-рецессивном характере наследования. Лечение кальцитриолом, как правило, неэффективно (даже если назначают очень высокие дозы). Для выяснения механизмов резистентности исследовали связывание 1,25(OH)₂D₃ с фибробластами кожи больных. Установили, что резистентность к 1,25(OH)₂D₃ может быть обусловлена как полным отсутствием рецепторов гормона, так и дефектами гормонсвязывающего или ДНК-связывающего доменов рецептора (см. также гл. 24, п. XXIV.Б.3).

Б. Андрогены

1. Общие сведения. Рецептор андрогенов состоит из 910 аминокислот. Нуклеотидная последовательность гена рецептора расшифрована; он локализуется на X-хромосоме и содержит более 90 000 нуклеотидов.

2. Резистентность к андрогенам — распространенная причина мужского псевдогермафродитизма (у лиц с кариотипом 46,XY). Резистентность к андрогенам проявляется как в полной, так и в неполной формах (см. также табл. 19.1).

а. Тестикулярная феминизация развивается при полной резистентности к андрогенам. У взрослых больных — женский фенотип, первичная аменорея, лобковое и подмышечное оволосение скудное или отсутствует, молочные железы сформированы по женскому типу и обычно хорошо развиты. У девочек пубертатного возраста наблюдается отсутствие менархе. Иногда заболевание диагностируют у девочек младшего возраста, когда в паховой грыже обнаруживают яичко. В любом случае влагалище оканчивается слепо, внутренние половые протоки (матка, маточные трубы, семявыносящий и семявыбрасывающий протоки) не развиваются. Отсутствие внутренних половых протоков объясняется тем, что в эмбриогенезе фактор регрессии мюллеровых протоков вырабатывается клетками Сертоли в нормальных количествах, но резистентность к андрогенам препятствует формированию вольфовых протоков. Количество извитых семенных канальцев и клеток Лейдига в яичках нормальное или повышенное, но сперматогенез не идет. В пубертатном периоде высок риск рака яичка, поэтому показана профилактическая орхиэктомия.

б. Неполные формы резистентности к андрогенам (объединяются под названием синдрома Рейфенштейна) проявляются по-разному — от мужского фенотипа с мошоночно-промежностной гипоспадией, азооспермией и развитием молочных желез в пубертатном периоде до типично женского фенотипа с частичным сращением половых губ, гипертрофией клитора и нормальным развитием молочных желез и оволосением лобка (но во всех этих случаях кариотип больного — 46,XY). Некоторые изолированные аномалии наружных половых органов (гипоспадия, микропения) также могут быть следствием резистентности к андрогенам.

У больных с разными формами резистентности к андрогенам выявлен ряд мутаций гена рецептора андрогенов. Как правило, это точечные мутации, приводящие к появлению неправильных терминирующих кодонов (которые вызывают преждевременную остановку синтеза полипептидной цепи рецептора) или к появлению одиночных аминокислотных замен в гормонсвязывающем или ДНК-связывающем доменах рецептора. Четкие связи между молекулярными дефектами и клиническими проявлениями не установлены.

В. Эстрогены

1. Общие сведения. Ген рецептора эстрогенов клонирован; рецептор содержит 595 аминокислот.

2. Резистентность к эстрогенам свойственна некоторым вариантам рака молочной железы (так называемым рецептор-отрицательным вариантам). Исследование опухолевых клеток in vitro помогает выбрать лечение: при резистентности опухоли к эстрогенам вместо гормональной терапии может быть назначена химиотерапия.

Г. Прогестерон

1. Общие сведения: кДНК, кодирующая рецептор прогестерона человека, клонирована; рецептор содержит 984 аминокислоты.

2. Резистентность к прогестерону встречается редко. Описаны два случая, когда резистентность к этому гормону могла быть причиной бесплодия. У двух женщин содержание эстрогенов и прогестерона в крови было нормальным, но созревание эндометрия в лютеиновой фазе менструального цикла было нарушено. У одной женщины число рецепторов прогестерона в эндометрии снижалось на 14-й день лютеиновой фазы. Как правило, при резистентности к стероидным гормонам их концентрация в сыворотке повышается (по принципу отрицательной обратной связи). Между тем у обеих женщин уровень прогестерона не был повышенным.

Д. Глюкокортикоиды

1. Общие сведения. Ген рецептора глюкокортикоидов клонирован; он локализуется на 5-й хромосоме.

2. Резистентность к глюкокортикоидам

а. Семейная резистентность к глюкокортикоидам (генерализованная первичная резистентность к глюкокортикоидам). Под этим названием объединяют несколько редких заболеваний с аутосомно-доминантным наследованием и сходной клинической картиной. Уровни АКТГ в плазме и кортизола в сыворотке значительно выше нормы, но проявления синдрома Кушинга отсутствуют. В редких случаях наблюдаются артериальная гипертония и гипокалиемия, гирсутизм, легкая вирилизация и нарушения менструального цикла. При исследовании связывания глюкокортикоидов с фибробластами больных in vitro в нескольких случаях обнаружили уменьшение числа рецепторов глюкокортикоидов либо снижение сродства рецепторов к гормонам. В трансформированных вирусом Эпштейна—Барр in vitro B-лимфоцитах двух больных обнаружили снижение уровня мРНК рецептора глюкокортикоидов и специфический вариант полиморфизма длины рестрикционных фрагментов ДНК.

б. При некоторых психических расстройствах (депрессии, нервной анорексии, психозах) концентрация кортизола в сыворотке достигает уровня, характерного для синдрома Кушинга, однако другие проявления этого синдрома отсутствуют, что свидетельствует о резистентности к глюкокортикоидам. В данном случае резистентность обусловлена внешними (вторичными) нарушениями.

в. Повышение уровня кортизола в сыворотке было недавно обнаружено у взрослых больных СПИДом с симптомами глюкокортикоидной недостаточности. Хотя число рецепторов глюкокортикоидов на лимфоцитах этих больных было понижено, предположили, что резистентность к этим гормонам обусловлена внешними (вторичными) нарушениями. Патофизиологическое значение резистентности к глюкокортикоидам у больных СПИДом не выяснено.

Е. Минералокортикоиды

1. Общие сведения. Рецепторы минералокортикоидов обнаружены в дистальных канальцах почек, потовых и слюнных железах и в слизистой толстой кишки. Ген рецептора минералокортикоидов кодирует белок (984 аминокислоты), который обладает структурными особенностями, общими для рецепторов стероидных гормонов, и весьма сходен с рецептором глюкокортикоидов.

2. Псевдогипоальдостеронизм. Известны две формы заболевания с разной клинической картиной.

а. Псевдогипоальдостеронизм типа I встречается у грудных детей. Ведущее нарушение — потеря соли, которую удается компенсировать введением натрия, но не минералокортикоидами. Заболевание наследуется аутосомно-рецессивно и сопровождается резистентностью многих тканей к минералокортикоидам. По-видимому, псевдогипоальдостеронизм типа I вызван частичным или полным нарушением связывания альдостерона с рецепторами. Эта гипотеза подтверждается исследованиями связывания альдостерона с моноцитами больных. Во всех случаях отмечается артериальная гипотония и резкое повышение уровня альдостерона; почти всегда увеличена АРП. Как правило, дети старше 1 года уже не нуждаются в солевых добавках, хотя дефекты рецепторов альдостерона сохраняются в течение всей жизни. На этом основании предполагают, что у грудных детей и у взрослых механизмы задержки натрия в проксимальных канальцах почек различаются и формируются в онтогенезе постепенно. Генетические дефекты, лежащие в основе псевдогипоальдостеронизма типа I, пока не выявлены.

б. Псевдогипоальдостеронизм типа II характеризуется стойкой гиперкалиемией, не поддающейся лечению минералокортикоидами, и артериальной гипертонией. Причины этого заболевания неизвестны.

Ж. Тиреоидные гормоны

1. Общие сведения. Три десятилетия назад было показано, что эффекты T₄ и T₃ опосредуются внутриклеточными рецепторами. Позднее идентифицировали гены рецепторов тиреоидных гормонов: протоонкоген c-erb A-альфа на 17-й хромосоме (кодирующий рецептор типа альфа) и протоонкоген c-erb A-бета на 3-й хромосоме (кодирующий рецептор типа бета). Затем установили, что ген c-erb A-бета кодирует белок, связывающий T₄ и T₃ и обладающий высоким сродством к этим гормонам.

2. Синдромы резистентности к тиреоидным гормонам. Известно три таких синдрома.

а. Генерализованная резистентность к тиреоидным гормонам характеризуется повышением уровней свободных T₄ и T₃ в сыворотке и резистентностью всех тканей-мишеней к этим гормонам. Обычно при повышении уровней свободных T₄ и T₃ концентрация ТТГ в сыворотке снижается (по принципу отрицательной обратной связи). Однако при генерализованной резистентности к тиреоидным гормонам содержание ТТГ в сыворотке нормальное или увеличено и регулируется тиролиберином. Другие компоненты синдрома: низкорослость, зернистость или исчерченность эпифизов на рентгенограмме (из-за отсутствия эффекта тиреоидных гормонов оссификация эпифизов происходит неравномерно), другие аномалии опорно-двигательной системы и соматические аномалии. Резистентность органов-мишеней (костей, мозга, печени, сердца, гипофиза) к тиреоидным гормонам у разных больных различается. В частности, весьма разнообразны могут быть нарушения интеллекта: от нарушения внимания до умственной отсталости. Синдром наследуется, как правило, аутосомно-доминантно. В некоторых семьях обнаружена мутация гена c-erb A-бета в последовательности, кодирующей домен рецептора, связывающий T₄ и T₃. Такие мутации относятся к классу доминантно-негативных (мутантная форма рецептора присутствует в клетках вместе с нормальным рецептором и блокирует активность нормального рецептора). По-видимому, компенсаторное повышение уровня T₄ и T₃ обусловлено наличием мутантных рецепторов во многих тканях (т. е. доминантно-негативным ингибированием нормальных рецепторов).

б. У большинства больных с синдромом генерализованной резистентности к тиреоидным гормонам нет клинических признаков тиреотоксикоза, а у некоторых больных даже отмечается гипотиреоз. Напротив, при избирательной резистентности гипофиза к тиреоидным гормонам наблюдается тиреотоксикоз. Этот вариант заболевания наследуется, как правило, аутосомно-доминантно и тоже характеризуется нормальным уровнем ТТГ в сыворотке. У одного из больных обнаружили мутацию в 311-м кодоне гена рецептора тиреоидных гормонов, вызывающую нарушение связывания T₃. Однако присутствие мутантной формы рецептора не влияло на активность нормальных рецепторов. По-видимому, развитие заболевания у этого больного было обусловлено не доминантно-негативной мутацией гена рецептора T₄ и T₃, а каким-то другим генетическим дефектом.

в. Очень редко встречается частичная периферическая резистентность к тиреоидным гормонам, приводящая к гипотиреозу. Известен один случай: у больного после тиреоэктомии удавалось поддерживать эутиреоз только путем введения очень высоких доз лиотиронина; уровень ТТГ в сыворотке при этом снижался. Причины и механизмы развития этой формы резистентности к тиреоидным гормонам не выяснены.

 

Адренорецепторы, их стимуляторы и блокаторы

I. Общие сведения. Адренорецепторы — это белки наружной клеточной мембраны, которые распознают и связывают адреналин, норадреналин и синтетические аналоги катехоламинов и опосредуют их физиологическое и фармакологическое действие. Адренорецепторы присутствуют во всех органах, тканях и клетках (см. табл. 3.1). Они участвуют в регуляции обмена веществ, секреции, мышечного сокращения, АД. Различают бета- и альфа-адренорецепторы. Рецепторы обоих типов выделены и очищены, их структура и функции детально исследованы. Показано, что бета-адренорецепторы сопряжены с аденилатциклазой, катализирующей превращение АТФ во второй посредник — цАМФ. Промежуточным звеном между адренорецептором и исполнительными системами клетки (кальциевыми и калиевыми каналами наружной клеточной мембраны, аденилат- и гуанилатциклазами, фосфолипазами A и C, другими ферментами) являются белки, связывающие гуаниловые нуклеотиды (G-белки). Различают два типа G-белков — стимулирующие и ингибирующие. Взаимодействие адренорецепторов с G-белками — важнейшее звено механизма передачи сигналов через клеточную мембрану.

Классификация адренорецепторов основана на различиях их чувствительности к фармакологическим препаратам — адреностимуляторам и адреноблокаторам (характеристика этих препаратов дана в табл. 3.2 и табл. 3.3). Различают альфа₁-, альфа₂-, бета₁-, бета₂- и бета₃-адренорецепторы.

В основе физиологических реакций, опосредуемых адренорецепторами, лежит их взаимодействие с эндогенными лигандами — катехоламинами. Адреноблокаторы конкурируют с катехоламинами за связывание с рецепторами. Связываясь с рецепторами, но не активируя их, адреноблокаторы препятствуют взаимодействию катехоламинов с рецептором и возникновению клеточной реакции. Адреноблокаторы могут действовать на все адренорецепторы или на отдельные подтипы рецепторов. Например, пропранолол с одинаковой эффективностью блокирует бета₁- и бета₂-адренорецепторы (неселективный бета-адреноблокатор). Другие вещества (метопролол, бетаксолол и атенолол) блокируют преимущественно бета₁-адренорецепторы (селективные бета₁-адреноблокаторы), хотя могут влиять и на бета₂-адренорецепторы. Фентоламин — конкурентный блокатор обоих подтипов альфа-адренорецепторов. Празозин, теразозин и доксазозин — селективные альфа₁-адреноблокаторы. Некоторые вещества, например пиндолол, не только действуют как бета-адреноблокаторы, но и обладают внутренней симпатомиметической активностью (см. табл. 3.3).

Важнейшая фармакологическая характеристика рецептора — специфичность его активного центра в отношении стереоизомеров стимуляторов и блокаторов. Например, правовращающий изомер пропранолола, в отличие от левовращающего, практически лишен бета-адреноблокирующей активности. Лекарственные формы пропранолола представляют собой рацемическую смесь этих энантиомеров.

Факторы, влияющие на чувствительность адренорецепторов

А. Симпатическая денервация. Реакции органов-мишеней на катехоламины, действующие как через альфа-, так и через бета-адренорецепторы, усиливаются после симпатической денервации (денервационная гиперчувствительность).

Б. Истощение запасов катехоламинов. Некоторые лекарственные средства, например резерпин, истощают запасы эндогенных катехоламинов. Реакции органов-мишеней на фармакологическую стимуляцию альфа- и бета-адренорецепторов и на раздражение симпатических нервов при этом изменяются и, как правило, бывают выражены сильнее, чем нормальные физиологические реакции (вызванная резерпином гиперчувствительность).

В. Снижение чувствительности (десенситизация) адренорецепторов. Длительное воздействие катехоламинов на клетки, несущие бета-адренорецепторы, подавляет их реакцию на адренергический стимул. Это обусловлено десенситизацией адренорецепторов: несмотря на продолжающуюся активацию рецептора, прирост активности аденилатциклазы становится все меньше и меньше. В некоторых случаях длительное воздействие катехоламинов значительно уменьшает число бета-адренорецепторов. У больных бронхиальной астмой, постоянно получающих бета₂-адреностимулятор тербуталин, его бронходилатирующее действие постепенно ослабевает. Этот феномен обусловлен снижением чувствительности адренорецепторов. В опытах in vitro показано, что лейкоциты таких больных обладают пониженной чувствительностью к катехоламинам. Чувствительность не снижается, если адреностимуляторы принимают через день. Длительное применение бета-адреноблокаторов не снижает чувствительности рецепторов, не влияет на их число и не вызывает их конформационных перестроек. Снижение чувствительности рецепторов может быть вызвано только стимуляторами.

Г. Внезапная отмена бета-адреноблокаторов. Длительный прием бета-адреноблокаторов увеличивает чувствительность или число бета-адренорецепторов. Поэтому после отмены этих препаратов эндогенные катехоламины — адреналин и норадреналин, — взаимодействуя с бета-адренорецепторами миокарда, вызывают чрезмерное учащение и усиление сердечных сокращений. Резкая, даже кратковременная отмена бета-адреноблокаторов вызывает рикошетную артериальную гипертонию и тахикардию, а у больных ИБС может спровоцировать приступ стенокардии или инфаркт миокарда. Чтобы предупредить эти осложнения, бета-адреноблокаторы отменяют постепенно, снижая дозу в течение нескольких суток.

Д. Возраст. У новорожденных, недоношенных и у пожилых реакция органов-мишеней, особенно гладких мышц сосудов, на бета-адреностимуляторы и бета-адреноблокаторы снижена. Чувствительность альфа₁-адренорецепторов к фенилэфрину и празозину у молодых и пожилых людей одинакова.

Е. Тиреотоксикоз. Под влиянием избытка T₃ и T₄ количество бета-адренорецепторов в миокарде увеличивается почти в два раза. Этим объясняется возрастание чувствительности миокарда к катехоламинам при тиреотоксикозе.

Ж. Стероидные гормоны. Эстрогены и прогестагены уменьшают число альфа-адренорецепторов в гладких мышцах матки и снижают их чувствительность к катехоламинам.

З. Парадоксальный эффект адреналина. В норме при в/в введении адреналина систолическое АД, диастолическое АД, ЧСС и сердечный выброс возрастают. Прессорный эффект опосредуется альфа₁-адренорецепторами периферических артериол, а положительные хронотропный и инотропный эффекты — бета₁-адренорецепторами миокарда. Предварительное введение альфа-адреноблокаторов (фентоламина или празозина) приводит к «извращению» прессорного эффекта: в ответ на адреналин диастолическое АД падает. Депрессорный эффект возникает потому, что на фоне блокады сосудистых альфа₁-адренорецепторов проявляется действие адреналина на сосудистые бета₂-адренорецепторы, опосредующие расширение сосудов. Блокада альфа-адренорецепторов не влияет на положительные хронотропный и инотропный эффекты адреналина, поскольку в миокарде альфа-адренорецепторов очень мало.

Эффекты бета-адреноблокаторов

А. ЧСС обычно снижается. Исключения: пиндолол и ацебутолол несколько увеличивают ЧСС из-за их внутренней симпатомиметической активности.

Б. Потребление кислорода миокардом снижается. Это обусловлено снижением ЧСС и силы сердечных сокращений.

В. ОПСС и сосудистое сопротивление в почках увеличиваются. На фоне блокады бета-адренорецепторов проявляется сосудосуживающее действие эндогенных катехоламинов, взаимодействующих с альфа₁-адренорецепторами. Риск увеличения ОПСС уменьшается при введении селективных бета₁-адреноблокаторов (метопролола, атенолола и бетаксолола).

Г. Глюконеогенез и гликогенолиз подавляются.

Д. Сахаропонижающее действие инсулина усиливается.

Е. АРП снижается (поскольку подавление секреции ренина опосредуется в основном бета₁-адренорецепторами).

Ж. Сопротивление дыхательных путей возрастает. Неселективные бета₁-адреноблокаторы могут вызвать бронхоспазм. Селективные бета₁-адреноблокаторы реже вызывают бронхоспазм, хотя у некоторых больных даже низкие дозы этих препаратов увеличивают сопротивление дыхательных путей.

Изменения обмена липопротеидов

Приведенные данные получены главным образом при обследовании больных артериальной гипертонией.

А. Неселективные бета-адреноблокаторы (например, пропранолол) повышают уровень холестерина ЛПОНП и триглицеридов в сыворотке и незначительно понижают уровень холестерина ЛПВП. Уровень общего холестерина и холестерина ЛПНП существенно не изменяется.

Б. Селективные бета₁-адреноблокаторы в меньшей степени влияют на содержание ЛПВП. Препараты, обладающие внутренней симпатомиметической активностью, не увеличивают концентрацию триглицеридов; возможно небольшое, но стойкое увеличение содержания ЛПВП. Мощные селективные бета₂-адреностимуляторы при достаточной концентрации в крови также повышают содержание ЛПВП.

В. Альфа₁-адреноблокаторы всегда повышают содержание ЛПВП и снижают концентрацию триглицеридов в сыворотке. Иногда незначительно снижаются уровни общего холестерина и холестерина ЛПНП.

V. Сердечная недостаточность. При хронической сердечной недостаточности число бета-адренорецепторов в миокарде и их чувствительность к стимуляторам снижаются. При дилатационной кардиомиопатии, в отличие от аортальной недостаточности, возможна дисфункция только бета₁- или только бета₂-адренорецепторов. С помощью препаратов, избирательно активирующих сердечные бета₁- или бета₂-адренорецепторы, можно компенсировать соответствующие нарушения.

VI. Противопоказания к применению бета-адреноблокаторов: бронхиальная астма, выраженная синусовая брадикардия, АВ-блокада, сердечная недостаточность.

 

Генетика эндокринных болезней

Цитогенетика

Предмет цитогенетики — исследование нормального хромосомного набора и хромосомных аномалий, лежащих в основе наследственных болезней.

I. Хромосомные аномалии. Нормальный хромосомный набор человека включает 46 хромосом, в том числе 22 пары аутосом и 1 пару половых хромосом XX или XY. Частота хромосомных аномалий у детей, родившихся живыми, составляет 0,7%; у мертворожденных плодов — 5%; при ранних самопроизвольных абортах — 50%. Известно множество хромосомных аномалий, в том числе — связанных с эндокринными болезнями (см. табл. 4.1). Основные типы аномалий:

А. Численные изменения хромосомного набора.

Б. Структурные изменения (аберрации) отдельных хромосом.

Аномалии могут затрагивать как аутосомы, так и половые хромосомы. Если хромосомная аномалия присутствует в половой клетке, то все клетки будущего организма наследуют эту аномалию (что приводит к развитию полной формы наследственной болезни). Хромосомные аномалии могут возникать и в соматических клетках, особенно на ранних стадиях эмбриогенеза. В таких случаях только часть клеток организма имеет хромосомную аномалию (хромосомный мозаицизм). Часто встречается мозаицизм по половым хромосомам.

Для унификации цитогенетических исследований разработана Международная цитогенетическая номенклатура хромосом человека (ISCN, 1978), основанная на дифференциальном окрашивании хромосом по длине. Эта номенклатура позволяет подробно описать каждую хромосому: ее порядковый номер, плечо (p — короткое плечо, q — длинное плечо), район, полосу и даже субполосу. Например, 2p12 обозначает 2-ю хромосому, короткое плечо, район 1, полосу 2.

II. Дифференциальное окрашивание хромосом. Разработан ряд методов окрашивания (бэндинга), позволяющих выявить комплекс поперечных меток (полос, бэндов) на хромосоме. Каждая хромосома характеризуется специфическим комплексом полос. Гомологичные хромосомы окрашиваются идентично, за исключением полиморфных районов, где локализуются разные аллельные варианты генов. Аллельный полиморфизм характерен для многих генов и встречается в большинстве популяций. Выявление полиморфизмов на цитогенетическом уровне не имеет диагностического значения.

А. Q-окрашивание. Первый метод дифференциального окрашивания хромосом был разработан шведским цитологом Касперссоном, использовавшим с этой целью флюоресцентный краситель акрихин-иприт. Под люминесцентным микроскопом на хромосомах видны участки с неодинаковой интенсивностью флюоресценции — Q-сегменты. Метод лучше всего подходит для исследования Y-хромосом и потому используется для быстрого определения генетического пола, выявления транслокаций (обменов участками) между X- и Y-хромосомами или между Y-хромосомой и аутосомами, а также для просмотра большого числа клеток, когда необходимо выяснить, имеется ли у больного с мозаицизмом по половым хромосомам клон клеток, несущих Y-хромосому.

Б. G-окрашивание. После интенсивной предварительной обработки, часто с применением трипсина, хромосомы окрашивают красителем Гимзы. Под световым микроскопом на хромосомах видны светлые и темные полосы — G-сегменты. Хотя расположение Q-сегментов соответствует расположению G-сегментов, G-окрашивание оказалось более чувствительным и заняло место Q-окрашивания в качестве стандартного метода цитогенетического анализа. G-окрашивание дает наилучшие результаты при выявлении небольших аберраций и маркерных хромосом (сегментированных иначе, чем нормальные гомологичные хромосомы).

В. R-окрашивание дает картину, противоположную G-окрашиванию. Обычно используют краситель Гимзы или флюоресцентный краситель акридиновый оранжевый. Этим методом выявляют различия в окрашивании гомологичных G- или Q-негативных участков сестринских хроматид или гомологичных хромосом.

Г. C-окрашивание используют для анализа центромерных районов хромосом (эти районы содержат конститутивный гетерохроматин) и вариабельной, ярко флюоресцирующей дистальной части Y-хромосомы.

Д. T-окрашивание применяют для анализа теломерных районов хромосом. Эту методику, а также окрашивание районов ядрышковых организаторов азотнокислым серебром (AgNOR-окрашивание) используют для уточнения результатов, полученных путем стандартного окрашивания хромосом.

III. Цитогенетические исследования in vitro. Информативность этих исследований зависит от типа клеток, состава культуральной среды, продолжительности культивирования клеток, а также от применения добавок, синхронизирующих клеточный цикл или подавляющих метаболизм.

А. Метафазный анализ. Чаще всего используют 72-часовые культуры лимфоцитов, стимулированных фитогемагглютинином. На правильно приготовленном препарате метафазной пластинки должно быть видно не менее 500—550 полос в расчете на гаплоидный набор хромосом. Если результат нужно получить быстрее, исследуют 48-часовую культуру лимфоцитов или свежий препарат клеток костного мозга. Указанные методы позволяют обнаружить численные нарушения кариотипа, но их чувствительность недостаточна для анализа небольших аберраций.

Б. Профазный анализ. Путем синхронизации клеточного цикла и применения ингибиторов синтеза веретена деления можно блокировать митоз на стадиях поздней профазы или прометафазы. На этих стадиях хромосомы спирализованы не полностью и на них видно гораздо больше полос, чем на метафазных хромосомах (более 800 полос на гаплоидный набор). Методика очень чувствительна, но сложна, поэтому ее используют только для детального анализа аномалий, предварительно выявленных более простыми методами.

В. Другие методы

1. Культивирование клеток в присутствии кластогенных веществ для исследования разрывов и реагрегации хромосом.

2. Культивирование в среде с недостатком фолиевой кислоты для выявления участков ломкости хромосом.

3. Культивирование фибробластов кожи или клеток других органов для выявления аномалий половых хромосом.

IV. Молекулярная цитогенетика. Это группа методов анализа хромосом с применением молекулярных зондов.

А. Флюоресцентная гибридизация in situ. Зондами служат меченные флюоресцентными красителями олигонуклеотиды, комплементарные повторяющимся последовательностям ДНК. Эти зонды гибридизуются с интерфазными или метафазными хромосомами. Под люминесцентным микроскопом на препаратах интерфазных клеток или метафазных пластинок видны яркие флюоресцирующие пятна. Метод чаще всего применяют для быстрого установления пола, выявления трисомии и других типов анеуплоидии в интерфазных клетках, а также для цитогенетического анализа опухолевых клеток.

Б. Раскрашивание хромосом. Для детального анализа какой-либо одной хромосомы используют набор флюоресцентных олигонуклеотидных зондов, комплементарных разным нуклеотидным последовательностям этой хромосомы. Зонды «раскрашивают» нужную хромосому независимо от ее положения в клетке или структурной целостности. Таким путем выясняют происхождение маркерных хромосом и малых дупликаций.

В. Малокопийные зонды. Зонд, комплементарный уникальной последовательности ДНК, может быть использован для обнаружения известной мутации, связанной с определенным фенотипом (с целью уточнения диагноза). Методика дает хорошие результаты при выявлении субмикроскопических делеций. Такие делеции описаны при синдромах Прадера—Вилли и Ди Джорджи. Применяют флюоресцентные, меченные радиоактивным изотопом или биотинилированные зонды.

Хромосомные болезни

А. Аномалии аутосом. Моносомия по любой из аутосом обычно приводит к внутриутробной гибели плода. Моносомия — самый частый вариант хромосомной аномалии при самопроизвольных абортах. Трисомии по аутосомам характеризуются меньшей летальностью, но вызывают тяжелейшие пороки развития у детей, родившихся живыми. У больных с мозаицизмом клиническая картина менее выражена, а выживаемость выше, чем при полной форме трисомии. С помощью дифференциального окрашивания хромосом было установлено, что численные изменения в системе аутосом часто сопровождаются небольшими делециями и дупликациями. Если у пробанда обнаружены численные или структурные аномалии хромосом, исследуют кариотип родителей для исключения сбалансированных перестроек (это необходимо для определения повторного риска рождения больного ребенка).

1. Синдром Дауна. Генетические дефекты, лежащие в основе синдрома Дауна, — самая частая причина врожденных пороков развития и умственной отсталости. Распространенность синдрома Дауна велика: он обнаруживается у 1 из 670 новорожденных. Примерно в 94% случаев синдром обусловлен трисомией по 21-й хромосоме. У 3% больных наблюдается мозаицизм. В остальных случаях синдром вызван спорадической или наследуемой транслокацией 21-й хромосомы. Как правило, такие транслокации возникают в результате слияния центромеры 21-й хромосомы и другой акроцентрической хромосомы. Фенотип больных определяется трисомией 21q22. Повторный риск рождения ребенка с синдромом Дауна у родителей с нормальным кариотипом составляет около 1%. Повторный риск у лиц с мозаицизмом и носителей сбалансированной транслокации существенно выше. Пожилой возраст матери — единственный фактор риска, для которого четко установлена связь с синдромом Дауна. Эндокринные нарушения: первичный гипогонадизм (у больных мужского пола — в 100% случаев), врожденный первичный гипотиреоз (вследствие дисгенезии щитовидной железы), приобретенный первичный гипотиреоз, тиреотоксикоз.

2. Трисомия по 18-й хромосоме (синдром Эдвардса) встречается у новорожденных с частотой от 1:3300 до 1:10 000; у девочек бывает в 3 раза чаще, чем у мальчиков. Больные дети часто рождаются недоношенными или переношенными. Нарушения при трисомии по 18-й хромосоме гораздо тяжелее, чем при синдроме Дауна; лишь 50% пробандов доживают до 2-месячного возраста; 10% живут 1 год. Средняя продолжительность жизни мальчиков — 60, девочек — 280 дней. Клиническая картина: череп необычной формы (узкий лоб и широкий выступающий затылок), низкое расположение ушей, микрогнатия, сгибательная контрактура кистей и стоп, дисплазия стоп, пороки сердца, сильная задержка психического развития. Главные нарушения обмена веществ и эндокринные расстройства: гипоплазия подкожной клетчатки, сильная задержка роста. Дисгенезия щитовидной железы или надпочечников встречается менее чем у 10% больных.

3. Трисомия по 13-й хромосоме (синдром Патау) обнаруживается у новорожденных с частотой около 1:5000 и связана с широким спектром пороков развития. Наиболее распространенные дефекты: микрофтальмия или анофтальмия, расщелины верхней губы и твердого неба, наличие непарной резцовой кости, голопрозэнцефалия. Эндокринные нарушения: гипопитуитаризм, гетеротопия поджелудочной железы, гипоплазия наружных половых органов.

4. Риск эндокринных заболеваний повышен и при других численных и структурных аномалиях аутосом, таких, как триплоидия (модальное число хромосом 69), синдром Вольфа—Хиршхорна (делеция 4p) и делеция короткого плеча 18-й хромосомы. Детально изучены синдромы, обусловленные небольшими делециями, для выявления которых применяют высокоразрешающие цитогенетические методы или методы молекулярной генетики. Эта группа болезней включает:

а. Синдром Прадера—Вилли. Клиническая картина: мышечная гипотония, ожирение, непропорционально маленькие стопы и кисти, вторичный гипогонадизм. Примерно у половины больных обнаружены делеции 15q11—13.

б. МЭН типа IIa (см. также гл. 45). Семейное заболевание с аутосомно-доминантным наследованием. Клиническая картина: медуллярный рак щитовидной железы, феохромоцитома, иногда — гиперпаратиреоз или другие аномалии паращитовидных желез. В нескольких семьях обнаружена небольшая интерстициальная делеция 20р.

в. Синдром Ди Джорджи. Клиническая картина: аплазия или дисгенезия паращитовидных желез, аплазия тимуса, пороки дуги аорты. Наиболее вероятная причина: небольшая делеция 22q11.2.

г. Синдром WAGR — нефробластома, аниридия, гипогонадизм, умственная отсталость. У некоторых больных с этим синдромом обнаружена делеция 11p13. Клиническая картина: умственная отсталость, нарушения половой дифференцировки (наружные половые органы промежуточного типа), тяжевидные гонады, первичный гипогонадизм, гонадобластома. В области 11p13 картируется локус нефробластомы. Обнаружена мутация этого локуса и у больных с синдромом Дрэша (чистая дисгенезия гонад 46,XY, поражение почечных клубочков, нефробластома). Для дифференциальной диагностики требуется высокоразрешающий цитогенетический анализ. Если клиническая картина соответствует одному из синдромов, но при цитогенетическом анализе хромосомные аномалии не обнаружены, необходимо провести молекулярно-генетическое исследование.

Б. Аномалии половых хромосом. Численные нарушения в системе половых хромосом (моносомия и трисомия) не вызывают таких тяжелых последствий, как аутосомные аномалии. Ярко выраженные изменения фенотипа немногочисленны или вообще отсутствуют (например, у женщин с кариотипом 47,XXX). В предварительной диагностике болезней, обусловленных аномалиями половых хромосом, основное значение имеет анамнез: задержка полового развития, нарушение формирования вторичных половых признаков, бесплодие, самопроизвольные аборты. Экспресс-методы цитогенетического анализа (например, определение полового хроматина в соскобе со слизистой щек) не всегда дают надежные результаты. Поэтому при подозрении на аномалию половых хромосом требуется детальное цитогенетическое исследование большого числа клеток. Одна из основных задач такого исследования — исключение мозаицизма при дисгенезии гонад. Наличие у больного с мозаицизмом клона клеток, несущих Y-хромосому, свидетельствует о повышенном риске гонадобластомы. В тех случаях, когда вероятность аномалии половых хромосом высока, но в лимфоцитах аномалия не обнаружена, нужно исследовать клетки других тканей (обычно фибробласты кожи).

1. Синдром Тернера — это клиническое проявление аномалии одной из X-хромосом у женщин. Синдром Тернера в 60% случаев обусловлен моносомией X-хромосомы (кариотип 45,X), в 20% случаев — мозаицизмом (например, 45,X/46,XX) и в 20% случаев — аберрацией одной из X-хромосом (например, 46,X[delXp^–]). Распространенность синдрома Тернера, обусловленного полной моносомией X-хромосомы (45,X), среди детей, родившихся живыми, составляет 1:5000 (у девочек 1:2500). Плоды с кариотипом 45,X спонтанно абортируются в 98% случаев. Синдром характеризуется множественными пороками развития скелета и внутренних органов. Важнейшие фенотипические признаки: низкорослость и дисгенезия или полное отсутствие гонад (на месте яичников находят недифференцированные соединительнотканные тяжи, не содержащие половых клеток и фолликулов). Другие признаки: короткая шея с крыловидными кожными складками, низкая линия роста волос на затылке, бочкообразная грудная клетка, нарушение пропорций лица, О-образное искривление рук (деформация локтевых суставов), X-образное искривление ног.

а. Цитогенетические варианты синдрома. У больных с кариотипом 45,X обычно отсутствует отцовская X-хромосома; возраст матери не является фактором риска. Кариотип 45,X в большей части случаев обусловлен нерасхождением половых хромосом в 1-м делении мейоза (в результате в зиготу попадает только одна X-хромосома), реже — нарушениями митоза на ранних стадиях дробления зиготы. У больных с мозаицизмом встречаются клоны клеток, содержащих две X-хромосомы (45,X/46,XX), X- и Y-хромосомы (45,X/46,XY) либо клоны с полисомией X-хромосомы (например, 45,X/47,XXX). Иногда наблюдаются транслокации между X-хромосомой и аутосомами. Транслокации и наличие дополнительных клеточных линий у больных с мозаицизмом сильно влияют на формирование фенотипа. Если имеется клон клеток, несущих Y-хромосому, то в зачатках половых желез с одной или с обеих сторон может присутствовать гормонально-активная ткань яичек; наблюдаются наружные половые органы промежуточного типа (от гипертрофированного клитора до почти нормального полового члена). Возможные аберрации X-хромосомы при синдроме Тернера: изохромосома по длинному плечу [i(Xq)], в редких случаях изохромосома по короткому плечу [i(Xp)]; концевая делеция длинного плеча [del(Xq^–)] или делеция всего длинного плеча (Xq^–), концевая делеция короткого плеча [del(Xp)] или делеция всего короткого плеча (Хр^–); концевая перестройка X-хромосомы [46,X,ter rea(X;X)]; кольцевая X-хромосома [46X,r(X)]. Если аберрантная X-хромосома инактивируется, аберрация может вообще не проявляться в фенотипе или проявляется не полностью. В последнем случае аберрация частично компенсируется присутствием нормальной X-хромосомы (эффект дозы гена). Аберрации X-хромосомы нередко сочетаются с мозаицизмом, т. е. с наличием клона клеток 45,X [например, 45,X/46X,i(Xp)]. При транслокации между X-хромосомой и аутосомой кариотип может быть сбалансированным или несбалансированным. Даже если транслокация сбалансирована, частота пороков развития или умственной отсталости повышена. Нормальная X-хромосома при X-аутосомной транслокации обычно инактивируется. В редких случаях у больных с синдромом Тернера (в том числе у больных с мозаицизмом с клоном клеток 45,X) выявляется аберрантная Y-хромосома. Повторный риск рождения ребенка с синдромом Тернера невелик, за исключением тех случаев, когда у одного или обоих родителей имеется наследуемая X-аутосомная транслокация или когда мать несет клон клеток 45,X.

б. Характерные признаки синдрома Тернера у новорожденных — лимфатический отек конечностей и пороки сердца (встречаются примерно у 20% больных). Пороки в 75% случаев представлены дефектами межжелудочковой перегородки или коарктацией аорты. Необходимо обследовать любую девочку или женщину с сильной задержкой роста, даже если другие признаки синдрома отсутствуют. Другие показания для обследования: задержка полового развития, изолированная задержка менархе, дисменорея, бесплодие, повторные самопроизвольные аборты (3 и более), преждевременная менопауза. Важную информацию дает определение уровня гонадотропных гормонов (особенно у девочек младшего и препубертатного возраста). Окончательный диагноз синдрома Тернера должен быть основан на данных цитогенетического анализа. Следует просматривать не менее 50 клеток.

в. Ведение больных с синдромом Тернера. Первоочередная задача — детальное обследование больных, особенно девочек младшего возраста. Цель обследования — выявление пороков сердца, расслаивания аорты, аномалий ЖКТ и почек, нарушений слуха. Может потребоваться хирургическое вмешательство. У девочек старшего возраста и у женщин часто встречаются хронический лимфоцитарный тиреоидит, хронические воспалительные заболевания кишечника и артериальная гипертония; эти заболевания требуют длительного консервативного лечения. Лечение соматропином (иногда в сочетании с анаболическими стероидами) ускоряет рост в детстве и увеличивает рост взрослых больных. Лечение соматропином можно начинать с 2 лет (но только в тех случаях, когда рост девочки меньше 5-го процентиля). Заместительную терапию низкими дозами эстрогенов начинают, как правило, после оссификации эпифизов (с 14 лет). Если больная тяжело переживает отсутствие пубертатных изменений, эстрогены назначают раньше. Даже при лечении гормонами вторичные половые признаки часто формируются не полностью. Женщины с синдромом Тернера обычно бесплодны, но в редких случаях происходит спонтанная овуляция и может наступить беременность. У некоторых больных появляются менструации и нормализуется уровень гонадотропных гормонов в отсутствие заместительной гормональной терапии. Риск пороков развития у потомства больных повышен. Женщин с синдромом Тернера предупреждают о риске самопроизвольного аборта и преждевременной менопаузы, а при подозрении на беременность предлагают провести пренатальную диагностику.

2. Трисомия по X-хромосоме (47,ХХХ) встречается у новорожденных девочек с частотой 1:1000; редко диагностируется в раннем детстве; взрослые больные обычно имеют нормальный женский фенотип.

а. Немногочисленные проспективные исследования показали, что у женщин с кариотипом 47,XXX наиболее часто отмечаются: высокий рост; умственная отсталость (как правило, легкой степени); позднее развитие речи; эпилепсия; дисменорея; бесплодие. Риск рождения ребенка с трисомией по X-хромосоме повышен у пожилых матерей. Для фертильных женщин с кариотипом 47,XXX риск рождения ребенка с таким же кариотипом невелик. По-видимому, существует защитный механизм, предотвращающий образование или выживание анеуплоидных гамет или зигот.

б. При полисомии X-хромосомы с числом X-хромосом более трех (например, 48,ХХХХ, 49,ХХХХХ) высока вероятность тяжелой умственной отсталости, нарушения пропорций лица, пороков развития скелета или внутренних органов. Синдромы такого рода встречаются редко и обычно имеют спорадический характер.

3. Синдром Клайнфельтера — это клиническое проявление полисомии по X-хромосоме у мужчин (распространенность около 1:500). Чаще всего наблюдается кариотип 47,XXY (классический вариант синдрома), но встречаются и более редкие кариотипы: 48,XXXY; 49,XXXXY; 48,XXYY; 49,XXXYY. Наличие в кариотипе не менее двух X-хромосом и одной Y-хромосомы — самая распространенная причина первичного гипогонадизма у мужчин.

а. Примерно у 10% больных с синдромом Клайнфельтера наблюдается мозаицизм 46,XY/47,XXY. Поскольку в формировании фенотипа участвует клон клеток с нормальным кариотипом, больные с мозаицизмом 46,XY/47,XXY могут иметь нормально развитые половые железы и быть фертильными. Добавочная X-хромосома в 60% случаев наследуется от матери, особенно при поздней беременности. Риск наследования отцовской X-хромосомы не зависит от возраста отца.

б. Для синдрома Клайнфельтера характерен фенотипический полиморфизм. Наиболее частые признаки: высокорослость, непропорционально длинные ноги, евнухоидное телосложение, маленькие яички (длинная ось < 2 см). Производные вольфова протока формируются нормально. В детском возрасте нарушения развития яичек незаметны и могут не выявляться даже при биопсии. Эти нарушения обнаруживают в пубертатном периоде и позднее. В типичных случаях при биопсии яичка у взрослых находят гиалиноз извитых семенных канальцев, гиперплазию клеток Лейдига, уменьшение численности или отсутствие клеток Сертоли; сперматогенез отсутствует. Больные, как правило, бесплодны (даже если есть признаки сперматогенеза). Формирование вторичных половых признаков обычно нарушено: оволосение лица и подмышечных впадин скудное или отсутствует; наблюдается гинекомастия; отложение жира и рост волос на лобке по женскому типу. Как правило, психическое развитие задерживается, но у взрослых нарушения интеллекта незначительны. Нередко встречаются нарушения поведения, эпилептическая активность на ЭЭГ, эпилептические припадки. Сопутствующие заболевания: рак молочной железы, сахарный диабет, болезни щитовидной железы, ХОЗЛ.

в. Способы лечения бесплодия при синдроме Клайнфельтера пока не разработаны. Заместительную терапию тестостероном обычно начинают с 11—14 лет; при дефиците андрогенов она существенно ускоряет формирование вторичных половых признаков. У взрослых больных на фоне лечения тестостероном повышается половое влечение. При гинекомастии может потребоваться хирургическое вмешательство. Психотерапия способствует социальной адаптации больных с синдромом Клайнфельтера и больных с другими аномалиями половых хромосом.

4. Кариотип 47,XYY. Этот вариант анеуплоидии наименее изучен, привлекает внимание врачей и возбуждает интерес широкой публики.

а. Эта хромосомная аномалия встречается у мужчин с частотой 1:800 и редко проявляется в детском возрасте. Взрослые носители кариотипа 47,XYY в большей части случаев имеют нормальный мужской фенотип. Добавочная (отцовская) Y-хромосома появляется чаще всего в результате нерасхождения хроматид во 2-м делении мейоза. Возраст отца не является фактором риска.

б. Для носителей кариотипа 47,XYY характерен высокий рост; пубертатное ускорение роста наступает раньше и продолжается дольше, чем обычно. Часто встречаются мелкие пороки развития; связь кариотипа 47,XYY с крупными пороками развития не доказана. Иногда наблюдаются изменения ЭКГ, шаровидные или абсцедирующие угри и варикозное расширение вен, однако повышенный риск возникновения этих расстройств у лиц с кариотипом 47,XYY не подтвержден. Умственное развитие в пределах нормы, но речевое развитие задерживается. Нередко подростки и мужчины с кариотипом 47,XYY очень агрессивны, склонны к преступным действиям и плохо адаптируются к жизни в обществе. У большинства развитие и функции половых желез нормальные, однако известны случаи недоразвития яичек, бесплодия или пониженной фертильности.

в. Лечение не требуется. Если кариотип 47,XYY обнаружен в ходе пренатального исследования или у ребенка в препубертатном периоде, нужно правдиво и подробно проконсультировать родителей. Взрослый мужчина, у которого впервые выявлен кариотип 47,XYY, нуждается в психологической поддержке; могут потребоваться медико-генетические консультации. Супружеским парам, в которых мужчина несет кариотип 47,XYY, рекомендуют провести пренатальную диагностику, хотя в таких семьях дети обычно имеют нормальный кариотип.

Моногенные болезни

А. Общие сведения. Некоторые моногенные болезни, сопровождающиеся эндокринными нарушениями, перечислены в табл. 4.2. Эти болезни характеризуются значительным фенотипическим и генетическим полиморфизмом. Фенотипический полиморфизм обусловлен тем, что на экспрессию дефектного гена (т. е. на формирование клинической картины) влияют факторы окружающей среды и сопутствующие хромосомные или полигенные болезни. Поэтому при одном и том же генетическом дефекте возможны разные клинические варианты болезни. Генетический полиморфизм заключается в том, что одно и то же заболевание может быть обусловлено дефектами разных одиночных генов. Так, гипопитуитаризм может наследоваться аутосомно-рецессивно или рецессивно, сцепленно с X-хромосомой, а изолированный дефицит СТГ — аутосомно-рецессивно или аутосомно-доминантно. Наиболее яркие примеры генетически полиморфных болезней — инсулинозависимый и инсулинонезависимый сахарный диабет. Показано, что предрасположенность к инсулинозависимому сахарному диабету связана с дефектами генов HLA и наследуется в соответствии с законами Менделя, однако роль этих дефектов в патогенезе инсулинозависимого сахарного диабета не выяснена. Инсулинонезависимый сахарный диабет в большей части случаев наследуется аутосомно-рецессивно, но юношеский инсулинонезависимый сахарный диабет (MODY) наследуется только аутосомно-доминантно. В последнее время эндокринологи склоняются к мнению о том, что инсулинозависимый и инсулинонезависимый сахарный диабет не являются самостоятельными нозологическими единицами, а представляют собой гетерогенные группы болезней со сходной клинической картиной. Внутри каждой группы могут встречаться как моногенные, так и полигенные формы болезни с доминантным или рецессивным типом наследования.

1. Хромосомы и составляющие их гены — парные структуры. В одном и том же локусе (сублокусе) гомологичных хромосом находятся аллели одного и того же гена. Аллель — это одно из возможных структурных состояний гена. Новые аллели возникают, как правило, в результате мутаций; некоторые мутации приводят к развитию моногенных болезней. Если в гомологичных хромосомах присутствуют идентичные аллели какого-либо гена, то организм является гомозиготным по данному гену; в 1-м поколении потомков гомозиготных организмов не происходит расщепления признаков, определяемых данным геном. Если в гомологичных хромосомах присутствуют разные аллели одного гена, то организм является гетерозиготным; в 1-м поколении потомков наблюдается расщепление признаков. Мужчины с кариотипом 46,XY являются гемизиготными по генам, локализованным на X-хромосоме.

2. Ген считается доминантным, если для проявления признака у гетерозиготного организма достаточно одного аллеля, и рецессивным, если для проявления признака требуются оба аллеля. Кодоминантность — совместное участие обоих аллелей в формировании признака у гетерозиготного организма. Примеры кодоминантности: взаимодействие аллелей групп крови AB0; наследование серповидноклеточной анемии. В последнем случае кодоминантными являются аллели S (аномальный гемоглобин) и A (нормальный гемоглобин); у гетерозигот SA болезнь в нормальных условиях не проявляется, у гомозигот SS развивается полная форма болезни. Таким образом, полная форма серповидноклеточной анемии — рецессивный признак.

3. Ген может локализоваться на аутосоме или на половых хромосомах. От локализации гена зависит тип наследования (аутосомный или сцепленный с полом). Практически все заболевания, сцепленные с полом, обусловлены дефектами генов, локализованных на X-хромосоме. Предполагают, что на Y-хромосоме (в Yp и проксимальной части Yq) может находиться 150—250 генов, хотя пока картированы лишь немногие из них.

Б. Аутосомно-доминантные болезни

1. Известно более 3700 таких болезней. Как правило, они обусловлены дефектами структурных белков или нарушениями регуляции экспрессии генов.

2. Эти болезни поражают мужчин и женщин с одинаковой частотой. Исключение составляют аутосомные дефекты, наследование которых зависит от пола. Так, синдромы Опица и Опица—Фриаса встречаются главным образом у мужчин и распознаются по наличию гипоспадии. Алопеция считается доминантным признаком, но проявляется преимущественно у мужчин (а у женщин наблюдается при нарушениях метаболизма стероидных гормонов, например при избытке тестостерона).

3. Для аутосомно-доминантных болезней характерен фенотипический полиморфизм (даже внутри одной семьи). Полиморфизм зависит от пенетрантности и экспрессивности аллеля. Пенетрантностью аллеля называют частоту его проявления в популяции. Экспрессивностью аллеля называют выраженность его проявления у одной особи. При полной пенетрантности аллеля признак наблюдается у всех особей популяции. При неполной пенетрантности признак наблюдается не у всех особей. Организм, несущий дефектный аллель с низкой экспрессивностью, может иметь нормальный фенотип. При неполной пенетрантности или низкой экспрессивности аллель «теряется» в одном или нескольких поколениях и может быть принят за новую мутацию при последующем проявлении.

4. Мутация доминантного гена в половых клетках проявляется, как правило, уже в первом поколении потомков. Поэтому вновь возникающие мутации считаются основной причиной аутосомно-доминантных болезней. Показано, что риск некоторых болезней этой группы повышен у детей пожилых отцов. Таким образом, возраст отца является фактором, предрасполагающим к возникновению мутаций доминантных генов.

5. Болезнь, обусловленная дефектом доминантного гена с нормальной экспрессивностью, обычно проявляется во всех поколениях одной семьи. Исключение составляют случаи, когда мутация доминантного гена летальна или существенно снижает фертильность (как за счет нарушения образования гамет, так и за счет снижения выживаемости плода). Вероятность наследования дефектного гена ребенком составляет:

а. 100%, если хотя бы один из родителей гомозиготен по доминантному гену.

б. 75%, если оба родителя гетерозиготны.

в. 50%, если один родитель гетерозиготен, а второй гомозиготен по рецессивному гену.

Наследование гена аутосомно-доминантной болезни не зависит от пола ребенка и тяжести болезни у родителя. Нельзя прогнозировать тяжесть болезни у ребенка по фенотипу родителя. У здоровых родителей, уже имеющих одного ребенка с аутосомно-доминантным заболеванием, повторный риск рождения ребенка с тем же заболеванием низок.

6. Гиперплазия и неоплазия эндокринных желез, подобно другим семейным опухолевым болезням, обычно наследуется аутосомно-доминантно. Примеры: синдромы МЭН типа I, IIa и IIb (см. гл. 44 и гл. 45); факоматоз; синдром Горлина—Гольца (базальноклеточный невус).

В. Аутосомно-рецессивные болезни. Известно более 1600 таких болезней. Поскольку экспрессия рецессивного аллеля в присутствии нормального аллеля невозможна, больные всегда являются гомозиготными по рецессивному аллелю. Если болезнь определяется экспрессией двух разных генов, детерминирующих один и тот же признак, больной может быть дигетерозиготен по двум рецессивным аллелям. Летальные рецессивные гены редко встречаются в природных популяциях.

1. Аутосомно-рецессивные болезни чаще всего обусловлены дефектами ферментов, реже — дефектами структурных белков. Именно поэтому многие врожденные нарушения обмена веществ попадают в эту группу болезней.

2. Эти болезни поражают мужчин и женщин с одинаковой частотой. Исключение составляют аутосомные дефекты, наследование которых зависит от пола.

3. Для рецессивных генов характерна полная пенетрантность и высокая экспрессивность. Фенотипический полиморфизм выражен в меньшей степени, чем при аутосомно-доминантном наследовании.

4. Проявление аутосомно-рецессивного заболевания у ребенка здоровых родителей может быть следствием вновь появившейся мутации рецессивного аллеля. Подтвердить это можно только путем молекулярно-генетического исследования хромосом родителей. Если такое исследование недоступно, оба родителя считаются гетерозиготами.

5. Болезнь, обусловленная рецессивным генетическим дефектом, может не проявляться во всех поколениях одной семьи (родители и дети пробанда часто здоровы). Вероятность аутосомно-рецессивной болезни у ребенка составляет:

а. 100%, если оба родителя гомозиготны по рецессивному гену;

б. 50%, если один родитель гомозиготен, а второй гетерозиготен по рецессивному гену;

в. 25%, если оба родителя гетерозиготны по рецессивному гену.

г. Повторный риск рождения больного ребенка у гетерозиготных родителей также составляет 25%. Носителями рецессивного аллеля являются примерно две трети здоровых детей таких родителей. Вероятность наличия у обоих родителей одного и того же рецессивного аллеля возрастает при браках между родственниками (особенно при кровнородственных браках). У супружеских пар, в которых один родитель с неизвестным генотипом здоров, а второй является гетерозиготой, риск рождения больного ребенка невелик. Однако риск значительно возрастает, если брак близкородственный или если мутантный рецессивный ген сильно распространен среди населения (например, в случае муковисцидоза или фенилкетонурии).

6. Большинство эндокринных болезней, связанных с дефицитом гормонов, врожденные нарушения метаболизма белков и синтеза гликогена, а также лизосомные болезни накопления наследуются аутосомно-рецессивно. Наследственные нарушения биосинтеза тиреоидных гормонов и различные формы врожденной гиперплазии коры надпочечников — примеры аутосомно-рецессивных болезней, при которых гиперплазия эндокринных желез развивается вторично (вследствие нарушения механизмов отрицательной обратной связи). Успешность лечения аутосомно-рецессивных болезней зависит от точности диагноза. Для многих болезней этой группы разработаны молекулярно-генетические пробы на гетерозиготность (носительство мутантных генов) и методы пренатальной диагностики.

Г. Болезни, сцепленные с полом, в подавляющем большинстве случаев обусловлены мутациями генов на X-хромосоме, поскольку Y-хромосома несет небольшое число генов. С Y-хромосомой сцеплены некоторые нарушения половой дифференцировки. На Yp1a локализуется ген SRY, кодирующий фактор развития яичка. Этот ген клонирован; он содержит 900 нуклеотидов и характеризуется высоким консерватизмом у разных млекопитающих. Мутации гена SRY изменяют генетический пол и нарушают формирование гонадного пола (см. гл. 19, п. I). Описано более 370 болезней, сцепленных (или предположительно сцепленных) с X-хромосомой. Тяжесть заболевания зависит от пола. Полные формы болезни проявляются преимущественно у мужчин, поскольку они гемизиготны по генам, локализованным на X-хромосоме. Если мутация затрагивает рецессивный сцепленный с X-хромосомой ген (XR-болезнь), то гетерозиготные женщины здоровы, но являются носительницами гена (а гомозиготы в большинстве случаев летальны). Если мутация затрагивает доминантный сцепленный с X-хромосомой ген (XD-болезнь), то у гетерозиготных женщин болезнь проявляется в легкой форме (а гомозиготы летальны). Важнейшее свойство болезней, сцепленных с X-хромосомой, — невозможность их передачи от отца к сыну (поскольку сын наследует Y-, а не X-хромосому отца).

1. Тяжесть XR-болезней меняется в широких пределах: от генетических леталей (например, мужское бесплодие при синдроме Леша—Найхана) до сравнительно легких нарушений (например, некоторые формы алопеции у мужчин). Генетические летали в одной трети случаев возникают в результате новой мутации, что осложняет медико-генетическое консультирование женщин, не имеющих в семейном анамнезе явных случаев заболевания. XR-болезнь может быть обусловлена рецессивным геном, летальным в гомозиготном или гемизиготном состоянии. Если локализация такого гена на X-хромосоме точно не доказана (цитогенетическими, биохимическими или молекулярно-биологическими методами), то XR-болезнь нельзя отличить от аутосомно-доминантной болезни, наследование которой зависит от пола. Например, тестикулярную феминизацию принято считать XR-болезнью, но ее сцепление с X-хромосомой не подтверждено.

В потомстве гетерозиготной женщины (носитель XR-дефекта) и здорового мужчины 50% дочерей — носительницы, а 50% сыновей — больные. У женщины с нормальным генотипом и фертильного мужчины с XR-болезнью все дочери — носительницы, а все сыновья здоровы. Примеры эндокринных XR-болезней: X-сцепленная адренолейкодистрофия (пероксисомное нарушение, для которого характерно чрезвычайное разнообразие клинических форм), врожденный идиопатический гипопитуитаризм, редкие формы нефрогенного несахарного диабета, редкие формы изолированного идиопатического гипопаратиреоза, врожденная гипоплазия надпочечников.

2. XD-болезни встречаются реже, чем XR-болезни, и часто приводят к гибели гемизиготных плодов мужского пола. Предполагают, что болезни, при которых повышена частота самопроизвольных абортов и снижена рождаемость мальчиков (например, синдром Франческетти—Ядассона и очаговая мезоэктодермальная дисплазия), обусловлены именно XD-дефектами. Гомозиготная женщина с нелетальным XD-дефектом передает XD-аллель всем детям; гетерозиготная женщина передает аллель половине детей обоего пола; гемизиготный мужчина передает аллель всем дочерям, но не сыновьям. Поэтому в семьях с нелетальными XD-дефектами преобладают больные женщины. Примеры эндокринных XD-болезней: нефрогенный несахарный диабет, некоторые варианты псевдогипопаратиреоза.

3. Для некоторых болезней, сцепленных с X-хромосомой, разработаны методы лечения и пренатальной диагностики, а также пробы на гетерозиготность (носительство мутантных генов). Если точно определить генетический дефект невозможно (например, из-за отсутствия необходимых молекулярных зондов), то пренатальная диагностика ограничивается определением пола будущего ребенка. Если это мальчик, а родители относятся к группе риска XR-болезни, то их предупреждают о том, что вероятность рождения больного мальчика равна 50%. Семья должна принять решение о прерывании или сохранении беременности.

Полигенные болезни

А. В некоторых семьях встречаются болезни, наследование которых отличается от наследования хромосомных или моногенных болезней. Эти болезни называют полигенными, или мультифакториальными. Основные сведения о природе полигенных болезней были получены в популяционных исследованиях и с помощью близнецового метода. Оказалось, что конкордантность однояйцовых близнецов по проявлению полигенных болезней и семейный повторный риск таких болезней выше, чем следовало бы ожидать при их случайном распределении, но ниже, чем должно было бы быть при их менделевском наследовании (даже при условии неполной пенетрантности или низкой экспрессивности генетического дефекта). Разработана математическая модель порогового наследования, которая предсказывает, что два или более независимых гена (неаллельных и несцепленных) могут взаимодействовать неаддитивным образом, создавая генетическую основу (предрасположенность) для проявления определенного признака. Признак проявляется, когда взаимодействие предрасполагающего генотипа с факторами окружающей среды достигает некоторого порогового состояния. Хотя само проявление признака подчиняется закону «все или ничего», степень его проявления может меняться в широких пределах (из-за влияний других генетических факторов и факторов окружающей среды или тех и других вместе).

1. При полигенном наследовании часто наблюдается неравномерное распределение признака между полами.

2. Повторный риск полигенной болезни зависит от пола, тяжести болезни, степени генетической предрасположенности (различающейся в разных семьях), частоты болезни в данной семье, распространенности болезни среди населения.

Б. Доказано, что некоторые распространенные пороки развития — расщелина верхней губы, расщелина верхней губы в сочетании с расщелиной твердого неба, изолированная расщелина твердого неба, миеломенингоцеле в сочетании с анэнцефалией — имеют полигенную природу. Менее ясна этиология септооптической дисплазии, голопрозэнцефалии, синдрома каудальной дисплазии, а также дисгенезии щитовидной железы. Эти пороки обычно возникают спорадически (в семейном анамнезе нет указаний на какие-либо наследственные болезни); их повторный риск меньше, чем для полигенных пороков развития.

В. Известны полигенные болезни с высокой частотой встречаемости в отдельных семьях, в частности — аутоиммунные эндокринные болезни. В таких семьях необходимо детально обследовать ближайших родственников пробанда. Пример — аутоиммунные заболевания щитовидной железы. Маркерами аутоиммунного поражения тироцитов служат антитиреоидные аутоантитела. Они присутствуют в сыворотке больных с диффузным токсическим зобом или хроническим лимфоцитарным тиреоидитом, но могут выявляться и у родственников без клинических признаков болезни. Наличие аутоантител у здорового родственника свидетельствует о высоком риске болезни.

Г. Врожденные эндокринные болезни, обусловленные факторами внешней среды. Заражение женщины вирусом кори или краснухи в I триместре беременности значительно повышает риск гипопитуитаризма, изолированного дефицита СТГ, гипотиреоза и инсулинозависимого сахарного диабета у будущего ребенка. Прием гидантоинов (например, фенитоина) может вызвать нарушения половой дифференцировки у плода (недоразвитие наружных половых органов или наружные половые органы промежуточного типа). Воздействие гидантоинов, ретиноидов и алкоголя на плод часто приводит к пре- и постнатальной задержке роста.

Д. Врожденные болезни, обусловленные эндокринными факторами. Эндокринные и метаболические расстройства у беременных снижают жизнеспособность плода и вызывают пороки развития в эмбриональном и неонатальном периодах. К числу таких расстройств относятся гипопаратиреоз, гипотиреоз и тиреотоксикоз, гипо- и гиперфункция надпочечников. Инсулинозависимый сахарный диабет у беременной является причиной самопроизвольных абортов и существенно повышает риск больших пороков развития (наиболее часто встречаются дефекты развития сердца и ЦНС). На развитие плода и новорожденного влияют многие лекарственные средства, действующие на эндокринную систему, в том числе половые гормоны и антитиреоидные средства (йодиды, ¹³¹I, пропилтиоурацил, тиамазол).

Особые варианты наследования

А. Мозаицизм. Хромосомные аберрации и мутации одиночных генов могут локализоваться не во всех клетках организма, а только в отдельных клетках или клеточных популяциях. Если мутации возникают только в первичных половых клетках, говорят о гонадном мозаицизме. При гонадном мозаицизме у родителей менделевское наследование нарушается: не все потомки наследуют мутацию. Мутации в соматических клетках нередко случаются на ранних этапах эмбриогенеза. В таких случаях мутации могут локализоваться в тканях, происходящих из одного зародышевого листка, или в отдельных клонах клеток всех тканей организма. Формирование фенотипа у больных с мозаицизмом зависит от числа и распределения клонов клеток, несущих генетический дефект.

1. Инактивация X-хромосомы происходит на самых ранних стадиях эмбриогенеза и обеспечивает компенсацию дозы гена для большинства генов, локализованных на X-хромосоме. У женщин, гетерозиготных по аллелям X-хромосомы, имеет место «физиологический мозаицизм»: экспрессия всех генов, локализованных на X-хромосоме, характеризуется мозаичностью (исключая гены, не подвергшиеся инактивации).

2. Хромосомный мозаицизм очень часто встречается у больных с аномалиями половых хромосом. Как правило, клиническая картина при мозаицизме выражена не так ярко, как у лиц с полной формой болезни. Признаки хромосомного мозаицизма: асимметрия туловища или конечностей, неравномерная пигментация кожи. Эти признаки наиболее характерны для больных с мозаицизмом с X-аутосомными транслокациями. Для подтверждения диагноза мозаицизма исследуют культуры фибробластов больных. Мозаицизм у матери может влиять на развитие плода. Например, некоторые случаи внутриутробной задержки развития плода с нормальным кариотипом обусловлены частичным мозаицизмом плаценты.

3. У больных с мозаицизмом с мутацией одиночного гена может наблюдаться неоднородное распределение дефекта (пример — очаговый или сегментарный нейрофиброматоз). Если мутация доминантного гена происходит в одном из клонов первичных половых клеток родителей (гонадный мозаицизм), то она может проявиться у ребенка. Этим объясняются некоторые случаи рождения детей с моногенными болезнями от здоровых родителей.

Б. При однородительской дисомии обе гомологичные хромосомы происходят от одного родителя (т. е. хромосома другого родителя не наследуется). Возможный механизм дисомии — элиминация лишней хромосомы у плода с трисомией на ранних стадиях эмбриогенеза. Болезнь проявляется в том случае, если элиминируется лишняя хромосома, происходящая из нормальной гаметы.

1. Однородительская дисомия была описана при муковисцидозе, когда оба мутантных аллеля наследовались от одного родителя. В таких случаях дисомия имитирует аутосомно-рецессивное наследование.

2. У 20—30% больных с синдромом Прадера—Вилли, имеющих по данным цитогенетического исследования нормальный кариотип, с помощью молекулярно-биологических методов обнаруживается дисомия материнской 15-й хромосомы. Отцовская 15-я хромосома у таких больных отсутствует.

3. Предполагают, что однородительская дисомия является причиной внутриутробной задержки развития, умственной отсталости и микроцефалии. Эти предположения пока не подтверждены молекулярно-биологическими исследованиями.

В. Геномный импринтинг. Изменения одиночных генов или целых районов хромосом родителей при мейозе могут приводить к появлению гамет с генетическими дефектами. В таких случаях фенотипическое проявление дефекта у ребенка зависит от того, какая именно гамета участвует в образовании зиготы.

1. Характер проявления аутосомно-доминантных болезней зависит от происхождения дефектного аллеля. Например, ювенильная форма болезни Гентингтона наблюдается только у детей больных отцов, а наследственная атрофическая миотония — только у детей больных матерей.

2. Импринтинг наблюдается у многих больных с хромосомными делециями. При синдроме Прадера—Вилли всегда обнаруживается делеция отцовской 15-й хромосомы 15q11—13. Делеция этого же района материнской 15-й хромосомы обусловливает развитие синдрома Эйнджелмена (комплекс врожденных психических расстройств). Синдром Эйнджелмена легко отличим от синдрома Прадера—Вилли (см. гл. 4, п. V.А.4.а).

Г. Митохондриальное наследование. Дефекты мтДНК лежат в основе некоторых редких болезней. Частота таких болезней в разных популяциях различается; они поражают детей обоего пола, но всегда передаются через материнские гаметы. Примеры: наследственная атрофия зрительных нервов (синдром Лебера), митохондриальная энцефаломиопатия, сахарный диабет с митохондриальным наследованием.

Пренатальная диагностика

IX. Общие сведения. Современные методы пренатальной диагностики выявляют практически любые хромосомные аномалии и многие дефекты одиночных генов. Исследование ворсин хориона и амниоцентез на ранних сроках беременности позволяют получить клетки плода в конце I — начале II триместра. Эти исследования показаны при высоком риске передачи генетического дефекта, который может быть диагностирован цитогенетическим, биохимическим или молекулярно-биологическим методом. Для оценки развития плода (его морфологии и показателей роста) все шире применяют УЗИ. При амниоцентезе, проводимом под контролем УЗИ, риск тяжелых осложнений не превышает 0,5%. Риск осложнений при исследовании ворсин хориона и амниоцентезе на ранних сроках беременности не намного выше (если врач опытный).

X. Показания к амниоцентезу

Хотя каждое медицинское учреждение обычно разрабатывает собственную программу пренатальной диагностики, общепринятыми показаниями являются:

А. Возраст женщины ³ 35 лет.

Б. Беременность у женщины, уже имеющей ребенка с хромосомной болезнью.

В. Хотя бы один из родителей — носитель сбалансированной хромосомной перестройки.

Г. Хромосомная болезнь хотя бы у одного из родителей.

Д. В семейном анамнезе есть указания на нарушения мейоза.

Е. Оба родителя — гетерозиготы по аллелю аутосомно-рецессивной болезни, которую можно диагностировать цитогенетическим, биохимическим или молекулярно-биологическим методом.

Ж. У одного из родителей — аутосомно-доминантная болезнь, которую можно диагностировать указанными методами.

З. Мать — носитель гена сцепленной с X-хромосомой болезни, которую можно диагностировать цитогенетическим, биохимическим или молекулярно-биологическим методом.

И. Мать — носитель гена сцепленной с X-хромосомой болезни, которую нельзя диагностировать указанными методами. В этом случае необходимо определить пол плода.

К. Повторные самопроизвольные аборты (не менее трех случаев) или рождение ребенка с множественными врожденными аномалиями неизвестной природы (в тех случаях, когда нет времени на обследование родителей).

Л. В семейном анамнезе имеются указания на наличие дефектов нервной трубки.

М. В сыворотке беременной обнаружен неконъюгированный эстриол либо ненормальное содержание альфа-фетопротеина или бета-субъединицы ХГ.

 

 

Молекулярная биология и клиническая эндокринология

Методы молекулярной биологии и генной инженерии произвели революцию в исследованиях структуры и функций клеток и позволили расшифровать основные механизмы наследственности. Стремительное накопление и осмысление данных о механизмах биосинтеза макромолекул и их роли в физиологии клетки способствовало прогрессу биохимии и экспериментальной эндокринологии. Успехи в этих областях знаний стали основой достижений современной клинической эндокринологии.

I. Передача информации. Вся генетическая информация соматической клетки человека закодирована 3 миллиардами пар нуклеотидов ДНК. Геном человека (т. е. совокупность генов гаплоидного набора хромосом) содержит около 100 000 генов, распределенных между 23 хромосомами. Информация переносится с ДНК на мРНК в процессе транскрипции, происходящем в ядре; информация от мРНК передается полипептидной цепи в процессе трансляции в цитоплазме (см. рис. 5.1). Дальнейшие посттрансляционные модификации полипептидной цепи приводят к образованию зрелых, функционально активных белков, таких, как пептидные гормоны, рецепторы гормонов, структурные белки клеточных мембран, белки цитоскелета.

II. Экспрессия гена

А. Каждый ген — это транскрипционная единица, содержащая структурную и регуляторную области (см. рис. 5.2). Структурная область включает участки, кодирующие последовательность аминокислот в полипептидной цепи (экзоны), и некодирующие участки (интроны). При транскрипции структурной области первоначально образуется транскрипт РНК (предшественник мРНК), содержащий как экзоны, так и интроны. Транскрипт РНК претерпевает процессинг — ряд превращений в ядре: к 5'-концу транскрипта присоединяется 7-метилгуанозин-пирофосфат; к 3'-концу присоединяется полиаденилатный «хвост»; интроны выщепляются, а экзоны стыкуются друг с другом и образуют зрелую мРНК (последний процесс называют сплайсингом). Зрелая мРНК, поступающая из ядра в цитоплазму, — это последовательность нуклеотидов, кодирующая уникальную полипептидную цепь. Кодирующая последовательность мРНК ограничена нетранслируемыми 3'- и 5'-последовательностями.

Б. Полипептид, кодируемый мРНК, — это молекула-предшественник, которая обычно подвергается процессингу. Это регулируемый многоэтапный процесс, включающий фосфорилирование или гликозилирование некоторых аминокислот, а также протеолитическое выщепление определенных участков полипептидной цепи (например, C-пептида инсулина). Процессинг завершается образованием зрелого белка. Характерное свойство секретируемых белков (в том числе пептидных гормонов) — присутствие сигнального пептида на N-конце молекулы предшественника. Сигнальный пептид состоит из 20—30 аминокислот, многие из которых гидрофобны; он необходим для переноса предшественника из цитозоля в эндоплазматический ретикулум. В полости эндоплазматического ретикулума сигнальный пептид отщепляется, а молекула предшественника подвергается дальнейшим модификациям (например, гликозилированию) и поступает в аппарат Гольджи, где процессинг предшественника завершается, зрелый белок упаковывается в секреторные пузырьки и выводится во внеклеточное пространство. Присутствие различных молекул-предшественников на разных этапах процессинга является важнейшей особенностью биосинтеза почти всех белков. Физиологическая роль предшественников пока не выяснена, хотя понятно, что их многообразие создает предпосылки для изменчивости зрелого белка. Другой источник изменчивости белка — перестройки генома. Изменение хотя бы одного нуклеотида в гене может нарушить структуру или скорость биосинтеза зрелого белка либо его предшественников. Поэтому малейшие изменения ДНК могут быть причиной наследственных эндокринных и метаболических нарушений.

III. Регуляция экспрессии гена

А. Нуклеотидная последовательность структурной области гена транскрибируется только в присутствии регуляторной области (см. рис. 5.2). Регуляторная область, расположенная обычно на 5'-конце гена, контролирует уровень экспрессии гена, т. е. количество его продукта — мРНК. Регуляторная область включает несколько структурно-функциональных компонентов, в том числе — промотор и энхансер. Промотор состоит из 100—150 нуклеотидов, начиная от точки инициации транскрипции в 5'-фланкирующей области, и содержит несколько коротких нуклеотидных последовательностей — цис-элементов. Цис-элементы отвечают за связывание регуляторных белков, кодируемых другими генами (такие регуляторные белки называют транс-факторами).

Б. Первым цис-элементом является ТАТА-бокс — последовательность, богатая тимином и аденином. ТАТА-бокс расположен на расстоянии 25—35 нуклеотидов от точки инициации транскрипции. Взаимодействие ТАТА-связывающего регуляторного белка с ТАТА-боксом служит сигналом для присоединения РНК-полимеразы к промотору и для инициации транскрипции.

В. Второй цис-элемент промотора включает ЦААТ-бокс и участок Sp1. Эти последовательности взаимодействуют с разными транскрипционными факторами, контролирующими экспрессию гена.

Г. На разном расстоянии от промотора расположены энхансеры — нуклеотидные последовательности, регулирующие скорость транскрипции. Некоторые транс-факторы, связываясь с энхансерами, усиливают или подавляют транскрипцию. К числу таких транс-факторов относятся активированные цитоплазматические рецепторы стероидных и тиреоидных гормонов (см. гл. 23, п. II.В.1.в), а также фосфорилированные или дефосфорилированные белки-посредники, образующиеся при взаимодействии гормонов с мембранными рецепторами. Регуляторные элементы генома определяют тканевую специфичность механизмов гормональной регуляции.

IV. Генетические дефекты и эндокринные болезни

А. Многие эндокринные болезни обусловлены мутациями одиночных генов (например — заменой одного нуклеотида). Такие болезни называют моногенными. Главным звеном патогенеза может оказаться нарушение синтеза или транспорта гормона либо дефект рецептора или компонента, осуществляющего внутриклеточную передачу сигнала гормона. В табл. 5.1 перечислены некоторые эндокринные болезни, обусловленные генетическими дефектами. Ниже детально рассмотрены два примера наследственных эндокринных болезней.

Б. Синдромы инсулинорезистентности обычно наследуются аутосомно-рецессивно и включают синдром инсулинорезистентности и acanthosis nigricans типа А и лепречаунизм. Эти болезни обусловлены мутациями гена рецептора инсулина. Точечные мутации в последовательности, кодирующей альфа-субъединицу рецептора, снижают стабильность мРНК рецептора и нарушают доставку зрелого рецептора к наружной клеточной мембране. В результате уменьшается общее число рецепторов на мембране. Точечные мутации в последовательности, кодирующей бета-субъединицу, обычно понижают активность тирозинкиназы рецептора.

В. Генерализованная резистентность к тиреоидным гормонам — редкий синдром с аутосомно-доминантным наследованием (см. гл. 2, п. IV.Ж.2.а). Уровни свободных T₄ и T₃ повышены, но содержание ТТГ в сыворотке находится в пределах нормы или увеличено и регулируется тиролиберином. Как правило, генетический дефект — точечная мутация в последовательности, кодирующей гормонсвязывающий домен рецептора тиреоидных гормонов. Этот дефект приводит к ухудшению связывания гормона с рецептором и, соответственно, к снижению активности гормон-рецепторных комплексов.

V. Молекулярные основы патогенеза эндокринных опухолей

А. Молекулярно-биологические исследования позволили расшифровать многие механизмы онкогенеза, в том числе — механизмы развития гормонально-активных опухолей.

Б. Некоторые СТГ-секретирующие опухоли возникают вследствие мутаций генов G-белков. G-белки опосредуют передачу сигналов от мембранных рецепторов гормонов к внутриклеточным исполнительным системам. Например, субъединица G_sальфа стимулирует аденилатциклазу. В норме взаимодействие G_sальфа с аденилатциклазой происходит только после присоединения гормона к рецептору. Мутация в последовательности, кодирующей G_sальфа, приводит к образованию дефектной G_sальфа, которая функционирует как конститутивный нерегулируемый активатор аденилатциклазы. Постоянный высокий уровень активности аденилатциклазы стимулирует опухолевый рост СТГ-секретирующих клеток, что приводит к гиперсекреции СТГ и к развитию акромегалии.

В. Доказано, что синдром МЭН типа I обусловлен дефектом одного из локусов 11q. Анализ полиморфизма длин рестрикционных фрагментов ДНК у членов семей с МЭН типа I позволит в ближайшем будущем идентифицировать мутантный ген.

VI. Рекомбинантные гормоны. Методы генной инженерии позволяют получать в промышленных количествах гормоны человека: инсулин, СТГ, ЛГ, ФСГ, ТТГ и их аналоги. Рекомбинантные гормоны широко применяются в экспериментальной и клинической эндокринологии.

VII. Основные направления исследований

А. Идентификация генов гормонов, генов рецепторов гормонов и генов других молекул, участвующих в гормональной регуляции функций организма.

Б. Изучение механизмов передачи сигналов гормонов.

В. Идентификация генетических дефектов, обусловливающих эндокринные болезни.

Г. Выявление молекулярно-генетических маркеров предрасположенности к эндокринным болезням.

Д. Разработка методов прогнозирования и ранней диагностики эндокринных болезней.

Е. Разработка новых методов лечения эндокринных болезней (поиск блокаторов и стимуляторов секреции гормонов; генотерапия).