ОКСИТОЦИНОВЫЕ РЕЦЕПТОРЫ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ). Часть 2
УДК 612.2; 612.4, 612.8
DOI: 10.22138/2500-0918-2018-15-4-625-640
В.И. Циркин, С.И. Трухина, А.Н. Трухин, К.Ю. Анисимов
Вятский государственный университет, Киров, Российская Федерация;
Казанский государственный медицинский университет, Казань, Российская Федерация;
Уральский государственный медицинский университет; Екатеринбург, Российская Федерация
Резюме. В части 1 обзора сообщалось о структуре окситоциновых рецепторов (ОР), местах их экспрессии, и о факторах, регулирующих ее. В части 2 сообщается о положительных (эстрогены, ионы Mg2+, холестерин, тестостерон, простагландины) и отрицательных (прогестерон, предсердный натрийуретический гормон) модуляторах прямого действия, которые соответственно повышают или снижают эффективность активации ОР. Рассматривается роль холестерина как своеобразного «стрелочника», определяющего вид сигнального пути, который активируется окситоцином в конкретной ситуации, и аффинность ОР к его агонистам и антагонистам (атозибану). Обсуждается вопрос о неоднородности ОР. Детально рассматривается процесс десенситизации ОР, который лежит в основе развития слабости родовой деятельности. В частности, рассматриваются такие этапы десенситизации как фосфорилирование ОР (с участием киназы ОР), присоединение бета-аррестина, интернализация ОР, рециклизация ОР, торможение экспрессии мРНК ОР под влиянием агонистов или антагонистов ОР. В целом, сведения, содержащиеся в работе, могут стимулировать разработку новых методов, направленных на использование агонистов и антагонистов ОР с целью индукции родовой деятельности, коррекции слабости родовой деятельности, профилактики атонических маточных кровотечений и лечения угрозы преждевременных родов.
Ключевые слова: окситоцин, окситоциновые рецепторы, миометрий, репродуктивный тракт, положительная и отрицательная модуляция окситоциновых рецепторов, десенситизация, бета-аррестин, рециклизация рецепторов, слабость родовой деятельности, преждевременные роды
Дата поступления 20.03.2018
Образец цитирования:
Циркин В.И., Трухина С.И., Трухин А.Н., Анисимов К.Ю.Окситоциновые рецепторы. (Обзор литературы) Часть 2. Вестник уральской медицинской академической науки. 2018, Том 15, №4, с. 624–640, DOI: 10.22138/2500-0918-2018-15-4-624-640
ЛИТЕРАТУРА
1. Phaneuf S., Europe-Finner G.N., Carrasco M.P., Hamilton C.H., López Bernal A. Oxytocin signalling in human myometrium. Advances in Experimental Medicine and Biology. 1995; 395: 453–467. [PMID: 8713998]
2. Циркин В.И., Бурова М.В., Бушкова Е.Н. Влияние окситоцина и эстрадиола на скорость оседания эритроцитов гепаринизированной венозной крови беременных женщин. Биодиагностика состояния природных и природно-техногенных систем: Материалы XV Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, 4–6 декабря 2017 г. Книга 1. Киров 2017; 275–280.
3. Johnson A.E., Coirini H., Insel T.R., McEwen B.S. The regulation of oxytocin receptor binding in the ventromedial hypothalamic nucleus by testosterone and its metabolites. Endocrinology. 1991; 128 (2): 891–896. [PMID: 1846593 DOI: 10.1210/ endo-128-2-891]
4. Gimpl G., Fahrenholz F. The oxytocin receptor system: structure, function, and regulation. Physiological Reviews. 2001; 81 (2): 629–683. [PMID: 11274341 DOI: 10.1152/physrev.2001.81.2.629]
5. Fahrenholz F., Klein U., Gimpl G. Conversion of the myometrial oxytocin receptor from low to high affinity state by cholesterol. Advances in Experimental Medicine and Biology. 1995; 395: 311–319. [PMID: 8713981]
6. Gimpl G., Fahrenholz F. Cholesterol as stabilizer of the oxytocin receptor. Biochimica et Biophysica Acta (BBA) — Biomembranes. 2002; 1564 (2): 384–392. [PMID: 12175921 DOI: 10.1016/s0005-2736(02)00475-3]
7. Buxton I.L., Vittori J.C. Cholesterol depletion enhances both spontaneous and agonist-evoked uterine smooth muscle contractions in a reversible manner. Proc West Pharmacol Soc. 2005; 48: 126–1288. [PMID: 16416677]
8. Draeger A., Wray S., Babiychuk E.B. Domain architecture of the smooth-muscle plasma membrane: regulation by annexins. Biochemical Journal. 2005; 387 (2): 309–314. [PMID: 15537390 DOI: 10.1042/BJ20041363]
9. Smith R.D., Babiychuk E.B., Noble K., Draeger A., Wray S. Increased cholesterol decreases uterine activity: functional effects of cholesterol alteration in pregnant rat myometrium. American Journal of Physiology-Cell Physiology. 2005; 288 (5): C982–C988. [PMID: 15613497 DOI: 10.1152/ajpcell.00120.2004]
10. Noble K., Zhang J., Wray S. Lipid rafts, the sarcoplasmic reticulum and uterine calcium signalling: an integrated approach. The Journal of Physiology. 2006; 570 (1): 29–35. [PMID: 16239270 DOI: 10.1113/jphysiol.2005.098475]
11. Zhang J., Hadlock T., Gent A., Strichartz G.R. Tetracaine-membrane interactions: effects of lipid composition and phase on drug partitioning, location, and ionization. Biophysical Journal. 2007; 92 (11): 3988–4001 [PMID: 17351014 DOI: 10.1529/biophysj.106.102434]
12. Sladek C.D., Song Z. Diverse roles of G-protein coupled receptors in the regulation of neurohypophyseal hormone secretion. Journal of Neuroendocrinology. 2012; 24 (4): 554–565. [PMID: 22151700 DOI: 10.1111/j.1365-2826.2011.02268.x]
13. Arrowsmith S., Wray S. Oxytocin: its mechanism of action and receptor signalling in the myometrium. Journal of Neuroendocrinology. 2014; 26 (6): 356–369. [PMID: 24888645 DOI: 10.1111/jne.12154]
14. Jie Zhang, Kendrick A., Quenby S., Wray S. Contractility and calcium signaling of human myometrium are profoundly affected by cholesterol manipulation: implications for labor? Reproductive Sciences. 2007; 14 (5): 456–466. [PMID: 17913965 DOI: 10.1177/1933719107306229]
15. Циркин В.И., Дворянский С.А. Сократительная активность матки (механизмы регуляции). Киров: КГМИ, 1997: 270.
16. Айламазян Э.К., Кулаков В.И., Радзинский В.Е., Савельева Г.М. Акушерство. Национальное руководство. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2009: 1218.
17. Bogaerts A., Witters I., Van den Bergh B.R., Jans G., Devlieger R. Obesity in pregnancy: altered onset and progression of labour. Midwifery. 2013; 29 (12): 1303–1313. [PMID: 23427851 DOI: 10.1016/j.midw.2012.12.013]
18. O'Brien M., Carbin S., Morrison J.J., Smith T.J. Decreased myometrial p160 ROCK-1 expression in obese women at term pregnancy. Reproductive Biology and Endocrinology. 2013; 11 (1): 79. [PMID: 23948067 DOI: 10.1186/1477-7827-11-79]
19. Douglas A.J., Ludwig M. Quo vadis neurohypophysial hormone research? Experimental Physiology. 2000; 85 (s1): 267S–272S. [PMID: 10795931 DOI: 10.1111/j.1469-445x.2000.tb00032.x]
20. Лейкок Д.Ф., Вайс П.Г. Основы эндокринологии. М.: Медицина, 2000: 502.
21. Григорьева М.Е., Голубева М.Г. Окситоцин: строение, синтез, рецепторы и основные эффекты. Нейрохимия. 2010; 27 (2): 93–101.
22. Циркин В.И., Ноздрачев А.Д., Сизова Е.Н., Полежаева Т.В., Хлыбова С.В. Эндогенный сенсибилизатор бета-адренорецепторов (ЭСБАР) как компонент гуморального звена автономной нервной системы и его аналоги (обзор литературы). Успехи физиологических наук. 2016; 47 (4): 18–42.
23. Egarter C.H., Husslein P. Biochemistry of myometrial contractility. Baillière's Clinical Obstetrics and Gynaecology. 1992; 6 (4): 755–769. [PMID: 1335853 DOI: 10.1016/s0950-3552(05)80187-7]
24. Adachi S., Oku M. The regulation of oxytocin receptor expression in human myometrial monolayer culture. Journal of Smooth Muscle Research. 1995; 31 (4): 175–187. [PMID: 8589505 DOI: 10.1540/jsmr.31.175]
25. Fang X., Wong S., Mitchell B.F. Relationships among sex steroids, oxytocin, and their receptors in the rat uterus during late gestation and at parturition. Endocrinology. 1996; 137 (8): 3213–3219. [PMID: 8754742 DOI: 10.1210/endo.137.8.8754742]
26. Zeeman G.G., Khan-Dawood F.S., Dawood M.Y. Oxytocin and its receptor in pregnancy and parturition: current concepts and clinical implications. Obstetrics & Gynecology. 1997; 89 (5): 873–883. [PMID: 9166360 DOI: 10.1016/s0029-7844(97)00056-2]
27. Engstrom T., Bratholm P., Christensen N.J., Vilhardt H. Up-regulation of oxytocin receptors in non-pregnant rat myometrium by isoproterenol: effects of steroids. Journal of Endocrinology. 1999; 161 (3): 403–411. [PMID: 10333543 DOI: 10.1677/joe.0.1610403]
28. Leung S.T., Wathes D.C. Regulatory effect of steroid hormones and fetal tissues on expression of oxytocin receptor in the endometrium of late pregnant ewes. Reproduction. 1999; 115 (2): 243–250. [PMID:10434929 DOI: 10.1530/jrf.0.1150243]
29. Mitchell B.F., Schmid B. Oxytocin and its receptor in the process of parturition. Journal of the Society for Gynecologic Investigation. 2001; 8 (3): 122–133. [PMID:11390246 DOI: 10.1177/107155760100800302]
30. Blanks A.M., Shmygol A., Thornton S. Regulation of oxytocin receptors and oxytocin receptor signaling. Seminars in Reproductive Medicine. 2007; 25 (1): 52–59. [PMID: 17205423 DOI: 10.1055/s-2006-956775]
31. Mendelson C.R. Minireview: fetal-maternal hormonal signaling in pregnancy and labor. Molecular Endocrinology. 2009; 23 (7): 947–9454. [PMID:19282364 DOI: 10.1210/me.2009-0016]
32. Bishop C.V. Progesterone inhibition of oxytocin signaling in endometrium. Frontiers in Neuroscience. 2013; 7: art.138. [PMID: 23966904 PMCID: PMC3735988 DOI: 10.3389/fnins.2013.00138]
33. Renthal N.E., Williams K.C., Mendelson C.R. MicroRNAs-mediators of myometrial contractility during pregnancy and labour. Nature Reviews Endocrinology. 2013; 9 (7): 391–401. [PMID: 23669656 DOI: 10.1038/nrendo.2013.96]
34. Yulia A., Johnson M.R. Myometrial oxytocin receptor expression and intracellular pathways. Minerva Ginecologica. 2014; 66 (3): 267–280. [PMID: 24971782]
35. Grazzini E., Guillon G., Mouillac B., Zingg H.H. Inhibition of oxytocin receptor function by direct binding of progesterone. Nature. 1998; 392 (6675): 509–512. [PMID: 9548257 DOI: 10.1038/33176]
36. Dunlap K.A., Stormshak F. Nongenomic inhibition of oxytocin binding by progesterone in the ovine uterus. Biology of Reproduction. 2004; 70 (1): 65–69. [PMID: 12954727 DOI: 10.1095/biolreprod.103.020180]
37. Bishop C.V., Stormshak F. Nongenomic action of progesterone inhibits oxytocin-induced phosphoinositide hydrolysis and prostaglandin F2alpha secretion in the ovine endometrium. Endocrinology. 2006; 147 (2): 937–942. [PMID: 16254031 DOI: 10.1210/en.2005-0869]
38. Кадочникова А.С., Крикун А.Д., Марьина А.В., Суворов М.Ю. Влияние 10-минутного воздействия прогестерона на сократительные эффекты окситоцина и серотонина и влияние атозибана на сократительные эффекты окситоцина в опытах с продольными полосками рога матки небеременных крыс. Вопросы фундаментальной и прикладной физиологии в исследованиях студентов вузов: Материалы VIII всероссийской молодежной научной конференции. Киров: ВятГУ, 2016: 74–79.
39. Patil A.S., Swamy G.K., Murtha A.P., Heine R.P., Zheng X., Grotegut C.A. Progesterone Metabolites Produced by Cytochrome P450 3A Modulate Uterine Contractility in a Murine Model. Reproductive Sciences. 2015; 22 (12): 1577–1586. [PMID: 26037300 DOI: 10.1177/1933719115589414]
40. Тепляшина Е.А., Лопатина О.Л., Екимова М.В., Пожиленкова Е.А, Салмина А.Б. Роль окситоцина и окситоциновых рецепторов в регуляции репродуктивных функций и фолликулогенеза. Сибирский медицинский журнал. 2013; 8: 21–26.
41. Циркин В.И., Анисимов К.Ю., Безмельцева О.М., Бушкова Е.Н., Братухина О.А, Дмитриева С.Л., Черепанова Т.В. Окситоцинореактивность эритроцитов беременных женщин и рожениц и влияние на нее атозибана и дидрогестерона. Вестник Уральской медицинской академический науки. 2017; 14 (4): 399–413 [ DOI: 10.22138/2500-0918-2017-14-4-399-413]
42. Potvin W., Varma D.R. Refractoriness of the gravid rat uterus to tocolytic and biochemical effects of atrial natriuretic peptide. British Journal of Pharmacology. 1990; 100 (2): 341–347. [PMID: 1974161 DOI: 10.1111/j.1476-5381.1990.tb15806.x]
43. Carvajal J.A., Buhimschi I.A., Thompson L.P., Aguan K., Weiner C.P. Chorion releases a factor that inhibits oxytocin-stimulated myometrial contractility in the pregnant guinea pig. Human Reproduction. 2001; 16 (4): 638–643. [PMID:11278210 DOI: 10.1093/humrep/16.4.638]
44. Cootauco A.C., Murphy J.D., Maleski J., Blakemore K.J., Slodzinski M.K. Atrial natriuretic peptide production and natriuretic peptide receptors in the human uterus and their effect on myometrial relaxation. American Journal of Obstetrics and Gynecology. 2008; 199 (4): 429.e1–429.e6. [PMID: 18691685 DOI: 10.1016/j.ajog.2008.05.019]
45. Lau L.C., Adaikan P.G., Arulkumaran S., Ng S.C. Oxytocics reverse the tocolytic effect of glyceryl trinitrate on the human uterus. British Journal of Obstetrics and Gynaecology. 2001; 108 (2): 164–168. [PMID:11236116 DOI: 10.1016/s0306-5456(00)00035-8]
46. Yamashita K., Kitano T. Molecular evolution of the oxytocin-oxytocin receptor system in eutherians. Molecular Phylogenetics and Evolution. 2013; 67 (2): 520–528. [PMID: 23485918 DOI: 10.1016/j.ympev.2013.02.017]
47. Szukiewicz D., Bilska A., Mittal T.K., Stangret A., Wejman J., Szewczyk G., Pyzlak M., Zamlynski J. Myometrial contractility influences oxytocin receptor (OXTR) expression in term trophoblast cells obtained from the maternal surface of the human placenta. BMC Pregnancy Childbirth. 2015; 15: 220. [PMID: 26377392 DOI: 10.1186/s12884-015-0656-3]
48. Zingg H.H. Vasopressin and oxytocin receptors. Baillière's Clinical Endocrinology and Metabolism. 1996; 10 (1): 75–96. [PMID: 8734452 DOI: 10.1016/s0950-351x(96)80314-4]
49. Boland D., Goren H.J. Binding and structural properties of oxytocin receptors in isolated rat epididymal adipocytes. Regulatory Peptides. 1987; 18 (1): 7–18. [PMID: 2819958 DOI: 10.1016/0167-0115(87)90045-0]
50. Jenkin G. Oxytocin and prostaglandin interactions in pregnancy and at parturition. Journal of reproduction and fertility. Supplement. 1992; 45: 97–111. [PMID: 1304035]
51. Breton C., Di Scala-Guenot D., Zingg H.H. Oxytocin receptor gene expression in rat mammary gland: structural characterization and regulation. Journal of Molecular Endocrinology. 2001; 27 (2): 175–189. [PMID: 11564602 DOI: 10.1677/jme.0.0270175]
52. Yi K.J., So K.H., Hata Y., Suzuki Y., Kato D., Watanabe K., Aso H., Kasahara Y., Nishimori K., Chen C., Katoh K., Roh S.G. The regulation of oxytocin receptor gene expression during adipogenesis. Journal of Neuroendocrinology. 2015; 27 (5): 335–342. [PMID: 25702774 DOI: 10.1111/jne.12268]
53. Kim S.H., MacIntyre D.A., Hanyaloglu A.C., Blanks A.M., Thornton S., Bennett P.R., Terzidou V. The oxytocin receptor antagonist, Atosiban, activates pro-inflammatory pathways in human amnion via Gαi signalling. Molecular and Cellular Endocrinology. 2016; 420: 11–23. [PMID: 26586210 DOI: 10.1016/j.mce.2015.11.012]
54. Hinko A., Soloff M.S. Characterization of oxytocin receptors in rabbit amnion involved in the production of prostaglandin E2. Endocrinology. 1992; 130 (6): 3547–3553. [PMID: 1317789 DOI: 10.1210/endo.130.6.1317789]
55. Akerlund M., Bossmar T., Brouard R., Kostrzewska A., Laudanski T., Lemancewicz A., Serradeil-Le Gal C., Steinwall M. Receptor binding of oxytocin and vasopressin antagonists and inhibitory effects on isolated myometrium from preterm and term pregnant women. BJOG: An International Journal of Obstetrics and Gynaecology. 1999; 106 (10): 1047–1053. [PMID: 10519430 DOI: 10.1111/j.1471-0528.1999.tb08112.x]
56. Bossmar T. Treatment of preterm labor with the oxytocin and vasopressin antagonist Atosiban. Journal of Perinatal Medicine. 1998; 26 (6): 458–465. [PMID: 10224602 DOI: 10.1515/jpme.1998.26.6.458]
57. Thornton S., Vatish M., Slater D. Oxytocin antagonists: clinical and scientific considerations. Experimental Physiology. 2001; 86 (2): 297–302. [PMID: 11429647 DOI: 10.1113/eph8602186]
58. Pierzynski P. Oxytocin and vasopressin V1A receptors as new therapeutic targets in assisted reproduction. Reproductive BioMedicine Online. 2011; 22 (1): 9–16. [PMID: 21130036 DOI: 10.1016/j.rbmo.2010.09.015]
59. Strunecká A., Hynie S., Klenerová V. Role of oxytocin/oxytocin receptor system in regulation of cell growth and neoplastic processes. Folia Biologica (Praha). 2009; 55 (5): 159–165. [PMID: 19863843]
60. Luttrell L.M., Lefkowitz R.J. The role of beta-arrestins in the termination and transduction of G-protein-coupled receptor signals. Journal of Cell Science. 2002; 115 (3): 455–465. [PMID: 11861753]
61. Phaneuf S., Asbóth G., Carrasco M.P., Europe-Finner G.N., Saji F., Kimura T., Harris A., López Bernal A. The desensitization of oxytocin receptors in human myometrial cells is accompanied by down-regulation of oxytocin receptor messenger RNA. Journal of Endocrinology. 1997; 154 (1): 7–18. [PMID: 9246933 DOI: 10.1677/joe.0.1540007]
62. Phaneuf S., Asbóth G., Carrasco M.P., Liñares B.R., Kimura T., Harris A., Bernal A.L. Desensitization of oxytocin receptors in human myometrium. Human Reproduction. 1998; 4 (5): 625–633. [PMID: 10027616]
63. Brenninkmeijer C.B., Price S.A., Lуpez Bernal A., Phaneuf S. Expression of G-protein-coupled receptor kinases in pregnant term and non-pregnant human myometrium. Journal of Endocrinology. 1999; 162 (3): 401–408. [PMID: 10467231 DOI: 10.1677/joe.0.1620401]
64. Plested C.P., Bernal A.L. Desensitisation of the oxytocin receptor and other G-protein coupled receptors in the human myometrium. Experimental Physiology. 2001; 86 (2): 303–312. [PMID: 11429648 DOI: 10.1113/eph8602187]
65. Robinson C., Schumann R., Zhang P., Young R. Oxytocin-induced desensitization of the oxytocin receptor. American Journal of Obstetrics and Gynecology. 2003; 188 (2): 497–502. [PMID: 12592262 DOI: 10.1067/mob.2003.22]
66. Kimura T., Saji F., Nishimori K., Ogita K., Nakamura H., Koyama M., Murata Y. Molecular regulation of the oxytocin receptor in peripheral organs. Journal of Molecular Endocrinology. 2003; 30 (2): 109–115. [PMID: 12683935]
67. Vrachnis N., Malamas F.M., Sifakis S., Deligeoroglou E., Iliodromiti Z. The oxytocin-oxytocin receptor system and its antagonists as tocolytic agents. International Journal of Endocrinology. 2011; 2011 (350546): 1–8. [PMID: 22190926 PMCID: PMC3235456 DOI: 10.1155/2011/350546]
68. Terzidou V. Preterm labour. Biochemical and endocrinological preparation for parturition. Best Practice & Research Clinical Obstetrics & Gynaecology. 2007; 21 (5): 729–756. [PMID: 17616441 DOI: 10.1016/j.bpobgyn.2007.05.001]
69. Conti F., Sertic S., Reversi A., Chini B. Intracellular trafficking of the human oxytocin receptor: evidence of receptor recycling via a Rab4/Rab5 «short cycle». American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism. 2009; 296 (3): E532–E542. [PMID: 19126785 DOI: 10.1152/ajpendo.90590.2008]
70. Phaneuf S., Rodríguez Liñares B., Tamby Raja R.L., MacKenzie I.Z., López Bernal A. Loss of myometrial oxytocin receptors during oxytocin-induced and oxytocin-ugmented labour. J Reprod Fertil. 2000; 120 (1): 91–97. [PMID: 11006150 DOI: 10.1530/reprod/120.1.91]
Авторы
Циркин Виктор Иванович
Вятский государственный университет
Доктор медицинских наук, профессор кафедры биологии и методики обучения биологии
Российская Федерация, 610000, г. Киров, ул. Московская, 36
Казанский государственный медицинский университет
Старший научный сотрудник института нейронаук
Российская Федерация, 420012, г. Казань, ул. Бутлерова, 49
tsirkin@list.ru
Трухина Светлана Ивановна
Вятский государственный университет
Кандидат биологических наук, доцент кафедры биологии и методики обучения биологии Российская Федерация, 610000, г. Киров, ул. Московская, 36
trukhinasvetlana@yandex.ru
Трухин Андрей Николаевич.
Вятский государственный университет
Кандидат биологических наук, доцент кафедры биологии и методики обучения биологии Российская Федерация, 610000, г. Киров, ул. Московская, 36
trukhinandrey@rambler.ru
Анисимов Константин Юрьевич
Уральский государственный медицинский университет
Кандидат медицинских наук, ассистент кафедры акушерства и гинекологии
Российская Федерация, 620028, г. Екатеринбург, ул. Репина, 3
kuanisimov@mail.ru
