Эритропоэтин: биосинтез
Основное место биосинтеза эритропоэтина во взрослом организме - почки ( Garcia J. et al., 1979 , Jacobson C. et al., 1957 ), а у эмбриона - печень ( Fried W., 1972 ). Главным фактором, регулирующим продукцию эритропоэтина, является гипоксия . В условиях гипоксии количество циркулирующего в плазме эритропоэтина возрастает примерно в 1000 раз и достигает 5-30 ед./мл ( Garcia J. et al., 1982 ).
В многочисленных экспериментах с изолированной почкой показано, что почка содержит сенсоры, реагирующие на изменения концентрации кислорода ( Fisher J., Langston J., 1968 ). Современные представления о регуляции по принципу обратной связи продукции эритропоэтина могут быть представлены в виде схемы ( Erslev A., Caro J., 1987 ):
КОСТНЫЙ МОЗГ
. .
. .
ЭРИТРОПОЭТИН . ЭРИТРОЦИТЫ
.
КИСЛОРОДНЫЙ СЕНСОР ПОЧКИ
Клетки, секретирующие эритропоэтин, расположены, по-видимому, в корковой части почки ( Jelkmann W., Baner C., 1981 ). Отметим, что в этой же части находится зона наиболее низкого давления кислорода ( Aperia A. et al., 1968 ).
В работе Schuster J. et al., 1987 исследовали вопрос о кинетике продукции эритропоэтина в ответ на гипоксию. Было показано, что примерно через 1 час после установления гипоксии количество мРНК эритропоэтина в почке возрастает, и мРНК продолжает накапливаться в течение 4 час. При снятии гипоксии уровень мРНК эритропоэтина быстро снижается. Изменения количества плазменного и почечного эритропоэтина, выявляемые с помощью эритропоэтин-специфических антител, происходят строго параллельно с изменением количества мРНК с соответствующим лаг-периодом. Полученные в данной работе результаты свидетельствуют о том, что при гипоксии стимулируется de novo продукция эритропоэтина.
Konry S. et al., 1989 исследовали процесс индукции синтеза эритропоэтина с помощью метода гибридизации in situ на тканевых срезах корковой части почки. Было обнаружено, что в условиях анемического состояния продукция эритропоэтина значительно возрастает, хотя интенсивность гибридизации с мРНК эритропоэтина в индивидуальных клетках остается без изменений. Показано, что усиление продукции эритропоэтина связано с увеличением числа клеток, синтезирующих гормон. По мере восстановления нормального гематокрита количество эритропоэтин- синтезирующих клеток быстро уменьшается, причем кинетика изменения коррелирует с кинетикой снижения количества мРНК эритропоэтина и циркулирующего гормона. Данные гистологического анализа свидетельствуют о том, что эритропоэтин синтезируется интерстециальными клетками корковой части почки.
Долгое время вопрос о клетках, в норме продуцирующих эритропоэтин, оставался открытым. Это было связано, в первую очередь, с отсутствием прямых методов идентификации клеток, синтезирующих гормон. Идентификацию клеток проводили косвенными методами, включая способность тех или иных культур тканей синтезировать продукт in vitro. Данные носили во многом противоречивый характер. Считалось, что основными кандидатами на роль эритропоэтин-продуцирующих клеток, являются клубочковые клетки, а также клетки проксимальной части канальцев ( Busuttil R. et al., 1971 , Caro J. et al., 1984 , Caro J., Erslev A., 1984 , Kurtz A. et al., 1983 ).
Клонирование гена эритропоэтина, а также разработка методов гибридизации in situ,позволяющая идентифицировать непосредственно те клетки, в которых происходит экспрессия тех или иных генов, изменило представления о природе клеток, синтезирующих эритропоэтин. Методом гибридизации in situ было показано, что клетки, в которых синтезируется мРНК эритропоэтина, не являются гломерулярными или тубулярными. По- видимому, основным местом синтеза эритропоэтина в почках являются интерстициальные клетки или капиллярные эндотелиальные клетки ( Konry S. et al., 1988 , Lacombe C. et al., 1988 ).
В то же время, описаны случаи полицитемий , обусловленных гиперпродукцией эритропоэтина, у пациентов с карциномами тубулярного происхождения . Иммуногистохимический анализ показал, что опухолевые клетки имеют эпителиальную природу и конститутивно продуцируют значительные количества эритропоэтина ( Da Silva J. et al., 1990 ).
Показано, что от 5 до 15% плазменного эритропоэтина у взрослых животных имеет непочечное происхождение ( Erslev A. et al., 1980 ). Как уже отмечалось, у эмбрионов основное место синтеза эритропоэтина - печень. Во взрослом организме печень также является основным органом, продуцирующим непочечный эритропоэтин ( Fried W., 1972 ). Этот вывод был подтвержден в недавних экспериментах по выявлению эритропоэтиновой мРНК в различных органах. Эритропоэтиновая мРНК была обнаружена только в почках и печени, причем ее продукция стимулировалась при гипоксии ( Boudurant M., Koury M., 1986 , Beru N. et al., 1986 ). Методом иммуно-флюоресцентного анализа было показано, что наиболее вероятным местом синтеза эритропоэтина в эмбриональной печени являются селезенки и костного мозга , так как в культуре этих органов in vitro обнаруживается активность эритропоэтина ( Rich I. et al., 1982 ). Это предположение было подтверждено Rich I. et al., 1988 при анализе экспрессии гена эритропоэтина методом гибридизации in situ. Было показано, что как культивируемые макрофаги, так и макрофаги костного мозга in vivo при нормальных условиях синтезируют эритропоэтин.
Вопрос о том, каким образом и почему происходит изменение места синтеза основного количества эритропоэтина в организме в течение онтогенеза , остается невыясненным. Показано, что трансплантированная во взрослую овцу эмбриональная печень продолжает секретировать эритропоэтин, несмотря на наличие функционально активных в этом отношении почек взрослого животного Эти данные свидетельствуют о том, что продукция гормона в печени не супрессируется почечным эритропоэтином или какими-либо иными факторами, присутствующими во взрослом организме. По-видимому, изменение основного места синтеза эритропоэтина в течение онтогенеза является генетически детерминированным событием ( Flake A. et al., 1987 ).
