Ген, відповідальний за синтез аміліна, локалізується на короткому плечі 12-ї хромосоми, тоді як гени кальцітоніноподобних пептидів - на 11-й хромосомі. Ген аміліна складається з 3 екзонів. Експресія цього гена спостерігається в основному в В-клітинах підшлункової залози, де він ідентифікується на 14-му тижні вагітності, а поданням PA In't Veld та ін. (1992) - вже на 10-му тижні. Молекула аміліна включає 37 амінокислотних залишків, в нормальному стані його карбоксильний кінець містить амідну групу. Структура молекули аміліна схожа (близько 50% ідентичності) зі структурою молекули нейропептидів, що складається з 37 амінокислотних залишків (кальцітоніноподобние пептиди 1 і 2). Вони широко представлені в С-клітинах щитовидної залози, а також в нервовій системі і викликають вазодилатацію, пригнічення секреції соляної кислоти в шлунку і інсуліну.
К. Н. Johnson та ін. (1991) встановили, що Амілін локалізується в секреторних гранулах р-клітин і вивільняється з них разом з інсуліном у відповідь на введення глюкози або інших речовин. У процесі біосинтезу Амілін людини і щура утворюється з молекули препроаміліна, що включає 89 і 93 амінокислотних залишків відповідно. Процесинг аміліна всередині р-клітин здійснюється під впливом прогормона конвертази або ендопептідази РС2, т. Е. Тих же ферментів, які беруть участь у процессинге інсуліну. До теперішнього часу залишається незрозумілим наявність підвищеної кількості проінсуліна в сироватці крові хворих при інсулінорезистентних формах цукрового діабету. Не виключається, що такий стан може бути пов'язано зі значним зниженням кількості або активності ендопептідаз, що беруть участь в процессинге інсуліну та аміліна. У процесі ембріогенезу иммунореактивность Амілін ідентифікується в плюрігормональних клітинах острівця плодів людини і коекспрессіруется з глюкагоном і соматостатином у відповідних клітинах. Таким чином, невелика кількість аміліна виявляється в а- і В-клітинах, а також в шлунку - в антральной або в області його дна, де він виявляється в субпопуляції клітин, що містять серотонін. Амілін експресується в чутливих нейронах дорсального рогу спинного мозку, у хвостовому ядрі трійчастого нерва, де він виявляється разом з кальцітоніноподобним пептидом.
При гібридизації та клонування кДНК було показано, що В-клітини є основним місцем експресії аміліна. Продукція Амілін-мРНК визначається в шлунково-кишковому тракті, легенях, ЦНС і відсутня в селезінці, надниркових залозах, діафрагми. Амілінм РНК становить 1-5% усієї кількості РНК в підшлунковій залозі. Експресія гена аміліна знижена у тварин з індукованим цукровим діабетом типу 1 і значно збільшена в моделях діабету, викликаного з інсуліновою резистентністю, гиперинсулинемией і ожирінням.
Амілін, що міститься в підшлунковій залозі людини або циркулює в периферичному кровообігу, представлений наступними 4 формами: неглікозильовані Амілін і 3 альтернативні форми глікозильованого аміліна. Значення глікозильованих форм аміліна поки не ясно, так як вони не комплексируются з відповідними рецепторами, т. Е. Функціонально неактивні і рівень їх підвищений у хворих з порушенням толерантності до глюкози або страждають на діабет типу 2. S. Sakagashira та ін. (1996) описали мутацію гена аміліна (S20G), етіологічнезначення якої поки неясно.
Секреція інсуліну і аміліна збільшується в культурі р-клітин або в перфузованої підшлунковій залозі щурів у відповідь на глюкозу або пероральні антидіабетичні препарати, наприклад глібенкламід, толбутамід і глібурид, гліклазид, аргінін або p-гідроксимасляної кислоту. Дослідження на ізольованих р-клітинах показали, що при всіх перерахованих станах спостерігаються паралельні зміни у змісті аміліна та інсуліну. Кількість утворюється при цьому аміліна становить 1-20% від молярного кількості інсуліну. Зміст аміліна в плазмі крові натще у практично здорових осіб становить 6,4 пМ / л, у хворих на цукровий діабет типу 2 його збільшено, а при цукровому діабеті типу 1 зменшено у зв'язку з аутоімунної деструкцією Р-клітин-у здорових осіб воно зменшувалося в період інсулінової гіпоглікемії і двофазно збільшувалася при внутрішньовенному введенні глюкози. Найбільше підвищення вмісту аміліна в плазмі крові спостерігалося у хворих на діабет типу 2 з ожирінням і вираженої резистентністю до інсуліну. Показано також, що у хворих на цукровий діабет типу 2 зміст постпрандіального аміліна в плазмі крові збільшується під впливом прийому сульфонілсечовини препаратів. Порівняно недавно опублікований новий високочутливий іммунометріческіе метод визначення аміліна в неекстрагіруемой плазмі крові з чутливістю 0,5-2 пмоль / л. При цьому концентрація аміліна в плазмі крові у практично здорових осіб натщесерце становила 4-8 пмоль / л, а в постпрандіальної період - 15-25 пмоль / л. Використання в цьому методі визначення моноклональних антитіл дозволяє розрізняти кількісно глікозильовані і неглікозильовані форми аміліна, що має важливе значення для відповіді на питання про їх біологічної значущості в організмі.
Визначаючи відкладення амілоїду і кількість імунореактивного аміліна в острівцях підшлункової залози у 160 хворих на діабет (матеріал патологоанатомічного дослідження) і ретроспективно порівнюючи ці дані з клінічним перебігом захворювання, М. Nieuwenhuis та ін. (1991) показали, що у хворих на діабет типу 2 амілоїд виявлявся майже в 100% острівців (у здорових в 16%) - це ускладнювало функціонування р-клітин і супроводжувалося погіршенням клінічного перебігу діабету. Відкладення імунореактивного аміліна в підшлунковій залозі виявлені у 75,7% хворих на діабет типу 2 (і у 8,3% здорових людей) - зазначено відповідність між кількістю аміліна і тривалістю перебігу цукрового діабету.
Амілін є антагоністом інсуліну. І дійсно, Амілін пригнічував секрецію інсуліну у відповідь на неглюкозние стимулятори секреції інсуліну. Ці ж автори, використовуючи потужний антагоніст аміліна, яким є кальцитонін лосося 8-32 в дослідженнях на перфузованої підшлунковій залозі щурів, ще раз підтвердили вплив аміліна на вивільнення і секрецію інсуліну, глюкагону і соматостатину. Аналогічні дані, що стосуються інгібування секреції інсуліну Амілін були отримані і при застосуванні цього препарату у людини. Однак є повідомлення про те, що гальмівну дію аміліна на секрецію інсуліну залежить від рівня глюкози. Так, RA Silvestre та ін. (1997) чітко продемонстрували, що концентрація аміліна 75 пмоль / л блокує секрецію інсуліну на 90% в ізольованій підшлунковій залозі щура при вмісті глюкози в перфузованої рідини від 3,2 до 7 ммоль / л і на 80% - при вмісті глюкози від 5,5 - до 9 ммоль / л. При концентрації глюкози в перфузованої рідини від 5,5 до 16,6 та від 9 до 13 ммоль / л інгібуючого впливу аміліна на секрецію інсуліну вже не спостерігалося. Більше того, навіть збільшення концентрації аміліна до 750 пмоль / л при концентрації глюкози від 5,5 до 16,6 та від 9 до 13 ммоль / л не впливало на секрецію інсуліну. Результати цих досліджень показують, що Амілін знижує секрецію інсуліну тільки при рівні глюкози, що виявляється у людини при спокійному стані.
Інфузія аміліна експериментальним тваринам призводить до вираженої гіперглікемії і викликає резистентність до інсуліну. Гіперглікемічних ефект більш виражений у аміліна, ніж у глюкагону, і супроводжується підвищенням рівня лактату в крові, збільшенням утворення глюкози печінкою. Поряд з цим знижується вміст кальцію в сироватці крові і відзначається минуща артеріальна гіпотензія. У культурі свіжих гепатоцитів Амілін збільшує утворення лактату і пірувату, але не впливає на швидкість вивільнення глюкози або на запаси глікогену. Рецептори до Амілін виявлені лише на непаренхіматозних клітинах печінки, що не беруть участь у регуляції метаболізму глюкози в печінці. Мабуть, дані про вплив аміліна на утворення глюкози печінкою in vivo пояснюються непрямим впливом аміліна на вуглеводний обмін.
Вивчаючи механізм впливу аміліна на вуглеводний обмін, Т. J. Rink і співавт. (1991) встановили, що інсулін і Амілін впливають на цикл Корі. Якщо інсулін стимулює накопичення периферичних запасів глікогену, то Амілін стимулює глікогеноліз, який є джерелом підвищеного рівня лактату в плазмі крові у експериментальних тварин. У скелетних м'язах Амілін знижує швидкість поглинання глюкози і накопичення глікогену, збільшує утворення лактату, який використовується як енергетичний матеріал для утворення глюкози (глюконеогенез) в печінці, призводячи до підвищення глікогенолізу і швидкості утворення глюкози печінкою (цикл Корі). При цьому активність фосфорилази збільшується в 2 рази, а стимуляція глікогенолізу здійснюється через цАМФ-незалежну протеинкиназу. Пригнічуючи стимульоване інсуліном поглинання глюкози м'язами, Амілін надає цей вплив дистальнее області інсулінорецепторного взаємодії.
Вивченню механізмів резистентності до інсуліну при введенні аміліна присвячена робота J. Betts і співавт. (1991). Виявлено, що інфузія аміліна інгібувати стимульоване інсуліном периферичний розподіл глюкози еквівалентно швидкості інфузії інсуліну і посилювала утворення глюкози печінкою у здорових щурів: це дія зберігалося після переривання інфузії аміліна, а вплив на периферичний розподіл глюкози швидко припинялося. Підвищення резистентності до інсуліну під впливом аміліна, на думку S. Frontoni та ін. (1991), первинно пов'язано зі зменшенням вмісту глікогену в м'язах, що призводить до підвищення рівня глюкозо-6-фосфату, посиленню гліколізу, зменшення транспорту глюкози та / або її фосфорилювання. Однак транспорт глюкози в ізольованих адипоцитах, взятих у людей астенічного статури, у хворих ожирінням і цукровим діабетом типу 2, що не змінювався під впливом аміліна в різних концентраціях. Таким чином, Амілін сприяє розвитку резистентності до інсуліну в скелетних м'язах, але цей вплив не поширюється на адипоцити.
Дослідження з використанням екзогенного синтетичного аміліна, проведені при його інфузії як практично здоровим людям, так і експериментальним твариною, не повністю підтримують наведене вище припущення про вплив аміліна на розвиток інсулінорезистентності. Концентрації аміліна в крові, еквівалентні тим, які виявляються у практично здорових людей (5-50 пмоль / л), не впливали на периферичний розподіл глюкози у собак. Для того щоб змінити відповідь периферичних тканин до інсуліну під впливом аміліна, необхідні дуже високі концентрації останнього. Так, дуже високі концентрації аміліна в крові, що досягають 1500 пмоль / л, не впливали на швидкість периферичного розподілу внутрішньовенно введеної глюкози у практично здорових осіб.
Як уже зазначалося, Амілін має низьку розчинність і дуже нестабільний в такому стані, тоді як аналог аміліна прамлінтід позбавлений цих властивостей. Прамлінтід - це Амілін, в молекулі якого амінокислотні залишки в положеннях 25, 28 і 29 замінені на пролін. Прамлінтід розчинний у воді і не викликає агрегації молекул, як це виражено у аміліна. Крім цього, біоеквівалентність аміліна людини, щура та прамлінтіда практично однакова. Прамлінтід достовірно знижує рівень постпрандіальної гіперглікемії, і цей ефект має місце тільки при пероральному прийомі глюкози і відсутня при її внутрішньовенному введенні. Це дозволяє вважати, що інгібуючий вплив прамлінтіда на постпрандиальную гипергликемию пов'язано зі зміною абсорбції глюкози в шлунково-кишковому тракті. Було показано, що ця дія прамлінтіда обумовлено пригніченням транспорту їжі зі шлунка в кишечник, т. Е. Уповільненням випорожнення шлунка як у хворих на цукровий діабет типу 1, так і у щурів. Так, у щурів Амілін уповільнює спорожнення шлунка більш ніж в 15 разів порівняно з ГПП-1 і більш ніж в 20 разів порівняно з ХЦК-8. Пригнічення спорожнення шлунка опосредуется центральним механізмом, і для прояву цього впливу необхідна интактность блукаючого нерва.
Амілін не тільки пригнічує спорожнення шлунка, а й надає інгібуючий вплив на секрецію шлункового соку, стимульовану пентагастрином. Не виключено, що цей ефект аміліна є опосередкованим через посилення під його впливом вивільнення соматостатину 5-клітинами антрального відділу шлунка. Це підтверджується дослідженнями М. Zaki та ін. (1996), які показали, що Амілін стимулює вивільнення соматостатину, який в свою чергу пригнічує секрецію гістаміну і соляної кислоти клітинами дна шлунка. Більше того, Амілін володіє чітко вираженим гастропротекторну впливом і попереджає розвиток етаноліндуцірованного гастриту або ерозії слизової оболонки шлунка, що розвивається у щурів під впливом індометацину або етанолу. Враховуючи, що гастропротектівной дію більш чітко проявляється при введенні аміліна в шлуночки мозку, деякі позитивні ефекти аміліна на слизову оболонку шлунка, мабуть опосередковуються і центральними механізмами.
У дослідженнях на тваринах показано, що Амілін пригнічує аргінінстімулірованную секрецію глюкагону майже на 65% і цей глюкагонстатіческій ефект (майже на 50%) проявляється при концентрації аміліна 18 пмоль / л і в 6 разів більш виражений у аміліна в порівнянні з ГПП-1. Цікаво, що у хворих на цукровий діабет типу 1 прамлінтід ингибировал не тільки постпрандиальную гипергликемию, а й зміст глюкагону в сироватці крові. Проте цей вплив аміліна на секрецію глюкагону відсутня при проведенні досліджень на перфузованої підшлунковій залозі. Не виключено, що це інгібуючий вплив аміліна на секрецію глюкагону опосередковується внепанкреатіческого, можливо, центральними механізмами.
Крім того, Амілін знижує споживання їжі, і це аноректический дія може бути блоковано його антагоністами, до яких відносяться селективний рецепторний антагоніст АС187 і рецепторний антагоніст CGRP (8-37). Амілін і ХЦК-8 є синергистами, і їх аноректический дію при спільному застосуванні було в 16-31 разів більш виражено, ніж при їх самостійному дії. Не виключено, що аноректический ефект аміліна є результатом його центральної дії, так як цей вплив більш виражено при його введенні в шлуночки мозку і опосередковується гістамінергічними, а не серотонінергічними механізмами. Тривале застосування аміліна у щурів або прамлінтіда у інсулінопотребних хворих на цукровий діабет типу 2 протягом 28 днів призводить до зниження маси тіла.
В останні роки з'явилися переконливі дані про нові аспекти дії аміліна, зокрема про його вплив на нирки. Було показано, що в нирках Амілін комплексируется з високоаффіннимі зв'язують місцями, локалізованими в їх кірковому шарі. Результатом такого комплексування є стимуляція аденілатциклази і активування реніну в плазмі. Стимуляція ангіотензінальдостероновой системи під впливом аміліна спостерігається не тільки у експериментальних тварин, а й у людини. Ці дані дозволили висловити припущення про те, що гіперамілінемія в результаті затримки натрію в організмі і внаслідок цього прессорного ефекту може вести до розвитку гіпертензії. Однак дослідження, проведені в цій же лабораторії, показали що при гострому застосуванні аміліна у щурів відзначалося діуретичну та натрійуретичну його дію. Слід зазначити, що Амілін володіє активністю вазоділататора і подібно кальцитоніну інгібує остеокластичну резорбцію кісткової тканини, що супроводжується зниженням концентрації кальцію в сироватці крові. Не виключається, що Амілін певну роль відіграє в процесах гомеостазу кальцію в організмі.
Амілін, як і прамлінтід, екскретується з організму в основному через нирки, і кліренс аміліна має пряму кореляцію як зі швидкістю клубочкової фільтрації, так і зі швидкістю кровотоку в нирках. Якщо інсулін деградує переважно в печінці, то, як показують дослідження, печінка не бере участі в метаболізмі та екскреції аміліна. І дійсно, у хворих з хронічною нирковою недостатністю рівень аміліна в плазмі крові підвищений. У лабораторії, керованої AA Young (1996), показано, що фармакокінетика аміліна і прамлітіда у щурів однакова. Період напіврозпаду прамлінтіда у людини становить 20-45 хв, що значно нижче в порівнянні з інсуліном. Таким чином, Амілін є одним з гормонів шлунково-кишкового тракту, що характеризуються, як правило, множинними ефектами біологічної дії, які можна розділити на внутріпанкреатіческая і внепанкреатіческого.
До внутріпанкреатіческая впливам аміліна відносяться: пригнічення секреції інсуліну і глюкагону, стимуляція вивільнення соматостатину, а також утворення фібрил амілоїду, які, накопичуючись внутрішньоклітинно, сприяють зменшенню кількості В-клітин за допомогою збільшення апоптозу (не виключається некрозу) і швидкості розвитку абсолютної інсулінової недостатності у хворих на цукровий діабетом типу 2. Така еволюція клітинного складу острівця підшлункової залози під впливом аміліна підтверджується дослідженнями на трансгенних мишах, які експресують Амілін людини. Це перше повідомлення, в якому чітко представлені дані про роль аміліна у патогенезі цукрового діабету типу 2 у експериментальних тварин. Амілінтрансгенние миші при надлишковому годуванні їх жиром експресують підвищену секрецію аміліна, приводячи до його відкладенню в острівцях підшлункової залози, що супроводжується недостатністю секреції інсуліну на останніх стадіях діабету типу 2. Крім того, Амілін комплексируется з деякими внутрішньоклітинними білками (наприклад, хапероновие білки), приводячи до порушення функції В-клітини і, можливо, прискоренню апоптозу. Показано, що хапероновие білки, або білки температурного шоку, розташовуються між N-кінцевим сигнальним пептидом і матричним білком. Основною функцією такого білка, ймовірно, є його здатність запобігати утворенню з поліпептидного ланцюга неспецифічних хаотичних клубків, або агрегатів білків, і забезпечувати доставку (транспорт) їх до субклітинних мішенях, створюючи умови для завершення згортання білкової молекули. Слід мати на увазі, що внеклеточно локалізований Амілін володіє цитотоксичною дією і також може брати участь у патогенезі цукрового діабету типу 2. У зв'язку з цим не виключається, що загальний вплив аміліна на розвиток діабету є сумарним трьох складових: внутрішньоклітинне надлишкове відкладення аміліна і чисто механічне вплив на функцію В-клітин з наступною їх недостатністю, взаємодія аміліна з хапероновимі та іншими внутрішньоклітинними білками, цитотоксическое вплив позаклітинного аміліна.
Внепанкреатіческого вплив аміліна проявляється пригніченням інсулінстімулірованного синтезу глікогену і підвищеного утворення лактату в скелетних мишцах- помірною анорексією і пригніченням швидкості випорожнення шлунка, гальмуванні шлункової секреції, стимуляцією ренінангіотензін-альдостеронової системи, вазодилатацией і пригніченням резорбції кісткової тканини. Ці ефекти аміліна є наслідком його паракрінного, гормонального та центральної дії.
Найцікавіші новини