Пролактин

История пролактина начинается в 30-х годах прошлого века, когда этот полипептидный гормон был обнаружен Оскаром Ридли у млекопитающих. Спустя примерно 40 лет гормон был выделен и у человека [1]. Пролактин синтезируется и выделяется преимущественно лактотрофами передней доли гипофиза. Классическая роль гормона у млекопитающих — лактация, но в настоящее время насчитывается более 300 функций этого гормона как у женщин, так и у мужчин [2—4]. Помимо лактации он также участвует в формировании полового и родительского поведения, в процессах нейрогенеза, сна, обучения, памяти [5—9]. Рецепторы к нему были найдены во многих тканях: костях, жировой ткани, коже, тимусе, селезенке, матке и яичниках [10—14]. Не так давно рецепторы пролактина были обнаружены в различных областях мозга, таких как кора, обонятельная луковица, гипоталамус, гиппокамп и миндалина [15—19]. Результаты изучения механизмов влияния пролактина на нейропротекцию могут быть использованы для лечения нейродегенеративных заболеваний [20].

У человека пролактин кодируется геном, расположенным на 6-й хромосоме. Рецептор гормона относится к классу цитокиновых, и связывание с ним пролактина приводит к активации экспрессии генов в ядре клетки. У здоровых женщин увеличение секреции пролактина происходит во время стимуляции сосков молочных желез, при стрессе, половом акте, физических нагрузках, а также во время сна. ГнРГ, эстрогены, серотонин, окситоцин, вазопрессин, эндогенные опиоиды и некоторые другие вещества стимулируют секрецию гормона, а дофамин, вырабатываемый несколькими популяциями нейронов гипоталамуса, ингибирует [21]. Дофамин через гипофизарную портальную систему активирует D-дофаминовые рецепторы лактотрофов, что приводит к снижению экспрессии гена пролактина и, соответственно, снижению его секреции [22]. При этом пролактин способен осуществлять гипоталамический контроль своей собственной регуляции через прямое воздействие на клетки некоторых дофаминсекретирующих популяций нейронов: было показано, что нейроны одной из этих популяций имеют рецепторы к пролактину. Синтез и высвобождение дофамина увеличиваются в ответ на увеличение уровня пролактина в крови (одномоментное или длительное), тогда как гипопролактинемия приводит к подавлению секреции дофамина; таким образом, замыкается гомеостатическая регуляторная система [23, 24].

Кисспептин

Кисспептин был открыт в 1996 г. как супрессор метастазирования меланомы, в связи с чем поначалу получил название «метастатин». мРНК новой субстанции была выделена из тканей неметастазирующей меланомы, в то время как в тканях метастазирующей опухоли ее выявлено не было. Последующие эксперименты показали, что этот пептид подавляет метастазирование рака молочной железы, а также была выявлена обратная связь между экспрессией гена метастатина и метастазированием и/или прогрессированием меланомы, феохромоцитомы, плоскоклеточного рака пищевода, рака мочевого пузыря, молочной железы, желудка и поджелудочной железы [25]. В дальнейшем была открыта важнейшая роль этого пептида в половом созревании и репродукции, что привело к его переименованию. Свое романтичное название пептид и его ген получили в честь знаменитых шоколадных конфет под названием Kiss (поцелуй), фабрика по производству которых «The Hershey company» находилась в том же городе Херши, где и лаборатория.

Кисспептин кодируется геном Kiss, расположенным на 1-й хромосоме. Этот ген кодирует 145-аминокислотный пропептид (кисспептин-1), который затем расщепляется на четыре части: 54-аминокислотный кисспептин-54 и три более коротких — кисспептин-14, кисспептин-13 и кисспептин-10, содержащие соответствующее количество аминокислот; все эти пептиды проявляют примерно одинаковое сродство к общему рецептору KISS1R. Этот рецептор известен также как GRP54 (галанинподобный G-белоксвязанный рецептор-54), и до открытия кисспептина считался орфанным. Несмотря на то что все перечисленные пептиды биологически активны, наиболее изучена роль кисспептина-54, который и является основной активной формой кисспептина у человека.

Расположение кисспептиновых нейронов в гипоталамусе у человека ограничено преоптической зоной и инфундибулярными ядрами [26—28]. Связывание кисспептина с рецептором KISS1R активирует систему G-белков и вторичных посредников фосфолипазы С, что приводит к дальнейшему воздействию на клетку. В настоящее время кисспептин больше известен как непосредственный стимулятор ГнРГ и важнейший регулятор репродуктивной системы человека [29].

Так как напрямую в крови измерить содержание ГнРГ технически сложно, стимулирующее влияние кисспептина на ГнРГ оценивают по изменению уровня лютеинизирующего гормона (ЛГ). В исследовании с участием здоровых мужчин было продемонстрировано значительное дозозависимое увеличение уровня ЛГ при введении им кисспептина-10 (0,3 мкг/кг внутривенно болюсно и 4 мкг/кг/ч в течение 11 ч), а также — в меньшей степени — прирост уровней фолликулостимулирующего гормона (ФСГ) и тестостерона [30].

В инфундибулярных ядрах гипоталамуса расположены также KNDy-нейроны, которые помимо кисспептина коэкспрессируют нейрокинин В и динорфин. Аутосинаптически они регулируют секрецию кисспептина. Так, нейрокинин В является стимулятором, а динорфин — ингибитором секреции кисспептина. KNDy-нейроны играют важнейшую роль в обеспечении обратной связи — как отрицательной, так и положительной — между секрецией ГнРГ, ЛГ, ФСГ и половых стероидов у человека [31, 32]. Аксоны этих нейронов и нейронов ядер преоптической зоны идут к нейронам, вырабатывающим ГнРГ, обеспечивая его импульсную секрецию. Имеются данные о том, что KNDy-нейроны могут играть роль в обеспечении преовуляторной эстрогензависимой положительной обратной связи у человека [31, 33, 34].

Увеличение импульсной секреции кисспептина знаменует собой начало пубертатного периода у человека [35]; то же самое было показано в исследованиях на крысах и обезьянах [34, 36]. Инактивирующие мутации гена KISS1 или гена, кодирующего рецептор KISS1R, приводят к нарушению становления пубертатного периода и идиопатическому гипогонадотропному гипогонадизму как у животных, так и у человека. Активирующие мутации рецептора KISS1R, напротив, приводят к преждевременному половому развитию [37—39].

Секреция кисспептина, как и стимуляция выработки ГнРГ, зависит от концентрации периферических половых стероидов (эстрогены и прогестерон стимулируют активность Kiss-нейронов в обоих ядрах гипоталамуса) [34]. Наличие подобной регуляции свидетельствует о посреднической роли кисспептина в обеспечении механизма отрицательной обратной связи внутри гипоталамо-гипофизарно-яичниковой оси [32]. Согласно данным литературы, эстрадиол регулирует экспрессию гена рецептора кисспептина (KISS1R), а также синтез мРНК гена KISS1. Это также указывает, что кисспептин действует как регулятор в механизме обратной связи между периферическими половыми стероидами и ГнРГ-нейронами [40].

Гиперпролактинемия

Гиперпролактинемия — стойкое повышенное содержание пролактина в сыворотке крови, которое может быть физиологическим (например, у женщин во время беременности и лактации) или патологическим (например, при наличии пролактин-секретирующей аденомы гипофиза). Физиологическая гиперпролактинемия ведет к подавлению импульсов секреции ГнРГ, снижению продукции ЛГ, ФСГ и, как следствие, — к ановуляции. Вероятно, этот механизм эволюционно обоснован блокированием повторной беременности во время лактации для предупреждения дополнительных энергозатрат [21].

Секрецию пролактина регулируют три популяции гипоталамических дофаминергических нейронов: тубероинфундибулярные (TIDA), туберогипофизарные (THDA) и перивентрикулярные гипофизарные дофаминергические (PHDA). Дофамин, секретируемый этими нейронами, транспортируется в аденогипофиз посредством коротких портальных сосудов, и здесь способствует базальной регуляции секреции пролактина; при возрастании концентраций дофамина секреция пролактина подавляется [41]. В то же время исследования показали, что пролактин способен стимулировать синтез и обмен гипоталамического дофамина и его секрецию в систему портальных сосудов гипофиза, воздействуя главным образом на TIDA-нейроны [42]. Таким образом, между дофамином и пролактином существует короткая петля механизма обратной связи. Патологическая гиперпролактинемия приводит к нарушению в системе упомянутой короткой петли.

Патологическая гиперпролактинемия приводит к гипогонадизму и ановуляторному бесплодию. Характерными симптомами патологической гиперпролактинемии у женщин являются нарушения менструального цикла (аменорея, олигоопсоменорея, ановуляторные циклы, недостаточность лютеиновой фазы), галакторея, бесплодие, снижение полового влечения, фригидность. У мужчин в подобном состоянии часто наблюдается снижение либидо и потенции, бесплодие вследствие патоспермии. Наиболее часто — около половины всех случаев выявления гиперпролактинемии — причиной этого синдрома служит пролактинсекретирующая опухоль гипофиза пролактинома [43]. Пациенты также могут предъявлять жалобы, связанные со значительными размерами опухоли, на головные боли, сужение полей зрения [41, 44, 45]. Фармакологическое лечение больных с пролактинóмами в настоящее время осуществляется агонистами дофамина: бромокриптином и каберголином. Зная механизмы взаимного влияния пролактина и кисспептина, можно воздействовать на другие звенья патогенеза гиперпролактинемии, а также изучить возможность использования кисспептина в лечении больных с дофаминрезистетными пролактиномами.

Влияние пролактина на кисспептин

В исследованиях было показано, что очень небольшое число ГнРГ-нейронов экспрессируют рецепторы к пролактину; кроме того, пролактин не влияет на мембранную возбудимость ГнРГ-нейронов [46, 47]. Из этого следует, что пролактин оказывает влияние на секрецию ГнРГ опосредованно, а именно — через кисспептин [48]. Исследования на животных продемонстрировали, что большинство аркуатных Kiss-нейронов ко-экспрессируют рецепторы пролактина [12, 13, 24]. Данные иммуногистохимических исследований показывают, что высокий уровень пролактина подавляет экспрессию кисспептина [11]. У лактирующих крыс, а также нерожавших овариэктомированных крыс после введения овечьего пролактина фиксируются сниженные уровни экспрессии кисспептина нейронами аркуатного ядра и снижение уровня ЛГ в плазме крови. Индуцированная бромокриптином блокада действия пролактина в обеих упомянутых группах крыс значительно увеличивала экспрессию киссептина в аркуатном ядре и ЛГ в плазме, но не восстанавливала ее до уровней, которые фиксируются у этих животных вне лактации [11]. Аналогичные результаты были получены в исследованиях на овцах [13, 49, 50]. На основании этих данных можно детерминировать кисспептин-опосредованный путь, через который гиперпролактинемия блокирует секрецию ГнРГ и ЛГ и вызывает бесплодие [51].

Влияние кисспептина на пролактин

Имеются противоречивые данные об изменении уровня пролактина в плазме крови в ответ на введение кисспептина у человека и животных [24, 50—53]. В одной из работ [54] было продемонстрировано, что подкожное введение в течение недели кисспептина-54 здоровым женщинам в дозе, стимулирующей секрецию гонадотропинов (37 мкг/кг2 раза в день с 7-го по 14-й день менструального цикла), не вызывало увеличения уровня пролактина в периферической крови. Возможно, способность кисспептина стимулировать секрецию пролактина напрямую зависит от уровня эстрогенов [48, 50]. Было показано, что кисспептин-10 в дозе 0,6 и 3 нмоль увеличивал плазменный уровень пролактина и снижал уровень 3,4-дигидроксифенилацетиловой кислоты (основного метаболита дофамина) у овариэктомированных крыс, которым вводился эстрадиол. В то же время у овариэктомированных крыс в условиях дефицита эстрогенов подобный эффект отсутствовал, что демонстрирует эстрогензависимый механизм регуляции [24]. Наличие рецептора эстрогенов на нейронах TIDA было также подтверждено иммуногистохимически [55, 56].

Известно, что дофамин ограничивает избыточное выделение пролактина и снижает родительскую мотивацию. Кисспептин же снижает активность тубероинфундибулярных дофаминергических нейронов у мышей, уменьшая секрецию дофамина и вызывая увеличение секреции пролактина лактотрофами аденогипофиза [24]. Увеличение секреции пролактина лактотрофами в ответ на воздействие кисспептина было также продемонстрировано на культуре клеток аденогипофиза крупного рогатого скота [57].

Таким образом, для обеспечения репродуктивной функции необходим нормальный базальный уровень пролактина, который, по всей вероятности, обеспечивается кисспептином посредством ингибирующего влияния последнего на дофаминергические нейроны. В условиях же гиперпролактинемии снижается продукция кисспептина, что приводит к активации дофаминергических нейронов [24]. Секреция пролактина закономерно должна снижаться и ослаблять ингибирующее влияние на репродуктивную ось, однако этого не происходит. Возможно, что в условиях гиперпролактинемии ингибирующее влияние пролактина на Kiss-нейроны оказывается больше, чем влияние кисспептина на нейроны TIDA. Следовательно, есть вероятность, что ингибирующее действие пролактина на аркуатные/инфундибулярные нейроны кисспептина может быть также вовлечено в регуляцию своей собственной секреции через обратную связь [11].

Перспективы использования кисспептина при лечении пациенток с бесплодием

Гиперпролактинемия стала первым клиническим синдромом, при котором были изучены терапевтическое влияние кисспептина на организм человека [48]. В ряде исследований было продемонстрировано увеличение уровня ЛГ в ответ на введение кисспептина пациенткам как с нормальным (при гипоталамической аменорее), так и повышенным уровнем пролактина [54, 58—61]. Количество работ, подтверждающих эту взаимосвязь, неуклонно растет. В работе [58] было зафиксировано 10-кратное увеличение уровня ЛГ и 2,5-кратное увеличение уровня ФСГ в ответ на подкожное введение 6,4 нмоль/кг кисспептина-54 у женщин с аменореей на фоне гиперпролактинемии. После введения кисспептина-54 пациенткам с гипоталамической аменореей также получены позитивные результаты — выявлен преовуляторный уровень ЛГ [59].

Полученные данные о стимулированных уровнях гонадотропинов разнятся в зависимости от способов введения кисспептина (подкожно или внутривенно), его доз, кратности и длительности лечения. У женщин с патологической гиперпролактинемией уровень ЛГ в ответ на введение кисс-пептина увеличивается примерно в 5 раз по сравнению с таковым у здоровых женщин в раннюю фолликулярную фазу [61], что было подтверждено во всех исследованиях вне зависимости от кратности и доз введения, а также длительности терапии. Возможно, длительный дефицит кисспептина в условиях хронической гиперпролактинемии приводит к компенсаторному повышению чувствительности к нему.

Исследования влияния кисспептина и пролактина на репродукцию открывают большие возможности в лечении больных с бесплодием вследствие овариальной дисфункции, в том числе на фоне гиперпролактинемии [62]. Лечение пролонгированными агонистами дофамина в условиях современной клинической практики позволяет у большинства пациенток с гиперпролактинемией различного генеза нормализовать уровень пролактина в крови, что сопровождается восстановлением овуляторной функции. Тем не менее в случаях гиперпролактинемии, полностью или частично резистентной к лечению агонистами дофамина, возможность применения кисспептина с целью восстановления овуляции может дать шанс пациентке забеременеть вне зависимости от уровня пролактина.

Заключение

Активность Kiss-нейронов является важной составной частью влияния пролактина на репродуктивную ось. Изучение взаимного влияния пролактина и кисспептина расширило знания о регуляции репродуктивной функции, позволило более точно понять механизмы овариальной дисфункции на фоне гиперпролактинемии, и в перспективе может дать новые медикаментозные методы стимуляции овуляции.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования — И.А. Иловайская;

Сбор и обработка материала — Е.А. Толгаева, А.С. Локтионова;

Написание текста — Е.А. Толгаева;

Редактирование — И.А. Иловайская

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.