Металлотионеин

Cтраница 2

Нелетальные дозы кадмия вызывают уменьшение массы и длины тела, почек и печени плода без видимого поражения плаценты. Содержание металлотионеина в эмбриональных тканях крыс снижается, а у кроликов, напротив, возрастает. [16]

Металлотионеин - небольшой, обогащенный цистеином белок, способный связывать двухвалентные металлы. Роль металлотионеина состоит в регуляции концентрации в клетке таких микроэлементов, как цинк и медь, а также в связывании ядовитых тяжелых металлов, например кадмия и ртути. Геном млекопитающих содержит несколько генов металлотионеина, различающихся особенностями регуляции. [17]

Метаболические изменения меди в гепатоците. [18]

Чем больше синтезируется этого белка, тем больше меди накапливается в клетке. Нарушение регуляции синтеза металлотионеина, ведущее к накоплению избытка меди в печени, происходит в первую очередь при некоторых генетических заболеваниях ( см. ниже), а также под воздействием токсичных веществ, вызывающих дерепрессию тионеиновых генов. К появлению избытка меди приводят также нарушения выделительной функции лизосом в результате дефектов мембран или цитоскелета. Следует отметить, что любая задержка выделения меди из клетки приводит к индукции биосинтеза металлотионеина, создавая механизм порочного круга. [19]

Основным регуляторным механизмом гомеостаза цинка является его всасывание, которое происходит в тонкой кишке. Цинк усваивается отчасти с помощью металлотионеина, вырабатываемого, очевидно, в слизистой оболочке кишечника, почках и печени. По мнению G. W. Evans и Е. С. Johnson ( 1980), это белок имеет панкреатическое происхождение; у грудных детей в абсорбции цинка принимает участие простагландин Е2, содержащийся в материнском молоке, но отсутствующий в коровьем. На абсорбцию цинка из кишечника большое влияние оказывают обилие пищевых фитатов, а также содержание других элементов, в первую очередь кадмия, меди и кальция, с которыми он вступает в конкурентные взаимоотношения. Как свидетельствуют эксперименты на животных и клинические наблюдения, обмен цинка и железа находится под эффективным гомеостатическим контролем. [20]

При более высоких дозах ( 0 044 и 0 222 ммоль / кг массы) наблюдается индукция синтеза металлотионеина и в ряде других органов, включая кишечник, сердце, мозг и селезенку, но не в семенниках. По своей способности индуцировать синтез металлотионеина в печени тяжелые металлы можно расположить в следующий ряд: CdZnCuHg; в почках он выглядит так: ( Cd, Hg) ZnCu. Как показывают описанные исследования, в печени и почках имеют место транскрипция тионеинового гена-1 и ее регуляция тяжелыми металлами, тогда как ранее считалось, что кадмий влияет только на трансляцию этого белка в почках [ Shikh Z. A., Smith L. [21]

Из крови по градиенту концентрации никель поступает в межклеточную жидкость, а затем с помощью специальных белков проникает в клетки. Этот МЭ способен вызвать индукцию - синтеза металлотионеинов, механизм которой, однако, неизвестен. Во-первых, никель может усиливать синтез этого белка опосредованно, путем увеличения включения цинка, меди и других эндогенных металлов в клетки организма. Во-вторых, усиление синтеза металлотионеинов в присутствии никеля могло быть детерминировано гормональной регуляцией. Это предположение внушает доверие, так как данный МЭ вызывает гиперглюкагонемию у крыс, а глюкагон, как известно, индуцирует синтез металлотионеинов в печени этих животных. И наконец, никель может непосредственно влиять на синтез этой группы белков путем стимуляции транскрипции их мРНК в клетках печени и почек. [22]

С помощью иммуногистохимического метода показано, что в отсутствие нагрузки организма кадмием металлотионеин обнаруживается в цитоплазме гепатоцитов, эпителии собирательных трубочек и дистальных извитых канальцев почек. При ежедневной даче кадмия в течение 2 нед металлотионеин выявляется главным образом в ядрах, а в течение 4 - 8 нед - в ядрах и цитозоле. При продолжительном введении кадмия металлотионеин появляется и в ряде других тканей, включая щитовидную железу. [23]

Конкретный механизм запуска и остановки синтеза металлотионеина изучен недостаточно. Эти и некоторые другие наблюдения позволяют считать, что ядерный металлотионеин играет важную регуляторную роль, контролируя вместе с апотиоиешюм транскрипцию и трансляцию данного белка в клетке. Когда в норме количество тионеина превышает таковое несвязанных ионов металлов, его дальнейший синтез прекращается. [24]

В качестве такого лиганда в разное время назывались аминокислоты, пептиды, триметилэтандиамин, простагландинЕз, низкомолекулярные белки, лимонная и пиколиновая кислоты. Допускалось также, что этим лигандом является продукт распада металлотионеина. [25]

Свободные ионы кадмия появляются в клетках как результат разложения металлотио-неина и инициируют новый синтез металлотионеина, связывающего кадмий и тем самым защищающего клетку от высокотоксичных свободных ионов кадмия. В случае, если трубчатые клетки обладают повышенной способностью к синтезу металлотионеина, могут возникать функциональные расстройства почек. [26]

В последние 15 лет выполнен большой объем исследований по внутриклеточному обмену цинка. Высвобождение цинка из клетки обусловлено распадом его внутриклеточных лигандов, в частности металлотионеина, соединение которого с цинком распадается в 5 раз быстрее, чем с кадмием. [27]

В соединительной ткани, окружающей кровеносные сосуды или почечные канальцы, металлотионеин не обнаруживался. Внеклеточная локализация этого белка выявлялась в синусоидах печени и в просвете почечных канальцев, что подтверждает возможность секреции и транспорта металлотионеинов. [28]

Несколькими группами исследователей получены клоны к ДНК и геномной ДНК тионеина мыши [ Cousins R. ДНК с РНК для ее количественного определения и проведения пренатальной и ранней постиатальной диагностики заболеваний, связанных с нарушениями обмена металлотионеина, как это уже практикуется при серповидно-клеточной анемии [ Chang J. [29]

Не останавливаясь в деталях на этих процессах, необходимо, однако, отметить, что для отдельных МЭ существуют определенные особенности, которые оказывают заметное влияние на гомеостаз. Для других же МЭ ( цинк, медь, кадмий, ртуть и др.) процесс всасывания в желудочно-кишечном тракте зависит от наличия специальных носителей - металлотионеинов. [30]

Страницы: 1 2 3 4