Стероиды для лечения гриппа | Cochrane
Вопрос обзора
Мы рассмотрели доказательства относительно эффектов дополнительного («адъюнктивного») лечения больных гриппом стероидами.
Актуальность
У большинства больных гриппом есть такие симптомы, как лихорадка, головная боль и кашель, и их состояние улучшается без какого-либо специфического лечения. Однако, у небольшой части пациентов развивается более тяжелая форма гриппа, требующая госпитализации в отделение интенсивной терапии. Таким пациентам часто назначают стероиды в качестве дополнительного лечения, хотя доказательства в поддержку использования стероидов в этих обстоятельствах противоречивы.
Характеристика исследований
Мы провели поиск исследований, в которых сравнивали дополнительное лечение стероидами с отсутствием дополнительного лечения стероидами у людей с гриппом. Доказательства актуальны на 3 октября 2018 года. Мы нашли 30 исследований с участием 99 224 людей; одно из этих исследований было клиническим испытанием. В большинстве исследований наблюдали взрослых, госпитализированных во время пандемии гриппа в 2009 и 2010 годах.
Основные результаты
Мы нашли одно подходящее клиническое испытание, но с очень малым числом участников (n=24) с лабораторно подтвержденным гриппом. Достоверность доказательств из наблюдательных исследований была очень низкой. Мы обнаружили, что у людей с гриппом, получающих дополнительное лечение стероидами, может быть более высокий риск смерти по сравнению с теми, кто не получает лечение стероидами. Внутрибольничные инфекции были основным «побочным эффектом», связанным с лечением стероидами, о чем сообщали во включенных в обзор исследованиях; в большинстве исследований сообщали о более высоком риске развития внутрибольничной инфекции в группе получавших стероиды. Однако, было неясно, было ли у пациентов, которых отбирали в группу использования стероидов, более тяжелое течение гриппа. Следовательно, нам не удалось определить, действительно ли дополнительная терапия стероидами была вредной для больных гриппом или нет. Необходимы дальнейшие клинические исследования по дополнительному использованию стероидов в лечении больных гриппом. До получения новых данных, использование стероидов при гриппе остается вызовом, требующим клинического суждения и решения.
Определённость доказательств
В единственном контролируемом испытании было всего 24 участника с подтвержденным диагнозом гриппа, и наиболее тяжелые пациенты в отделениях интенсивной терапии и пациенты с сепсисом были представлены недостаточно.
Остальная часть доказательств была получена из наблюдательных исследований, и мы расценили достоверность доказательств как очень низкую. Основным ограничением был тот факт, что во многих исследованиях показания для терапии кортикостероидами не были четко определены; кортикостероиды могли применять в качестве последней попытки у людей с наиболее тяжелым течением заболевания, либо, напротив, их могли применять для лечения менее серьезных состояний, которые возникали одновременно, например, обострений астмы. В некоторых исследованиях отметили высокую степень связи между применением кортикостероидов и наличием потенциальных вмешивающихся факторов (конфаундеров), таких как тяжесть заболевания и сопутствующие заболевания, что позволяет предположить, что было вероятное влияние (действие вмешивающегося фактора) показаний к применению кортикостероидов, если на это не была сделана поправка при определении оценок эффектов лечения. Мы отметили непоследовательное (противоречивое) представление результатов по другим важным переменным, которые могли быть связаны со смертями от гриппа во всех исследованиях, включая время до госпитализации, использование и сроки применения противовирусных лекарств и антибиотиков, а также тип, дозы, сроки и длительность лечения кортикостероидами. Кроме того, в исследованиях, в которых эта информация была представлена, были различия между исследованиями в способах оценки тяжести заболевания; временных интервалах оценки смертей; и соотношениях между исследуемой группой и группой контроля, в которых применяли противовирусные и/или антибактериальные средства, а также в типах, дозах, сроках и длительности терапии кортикостероидами.
Б. Стероидные гормоны, их производные и структурные аналоги / КонсультантПлюс
1. Кортикостероидные гормоны, выделяемые корой надпочечников, играют важную роль в процессах обмена веществ в организме. Они также называются гормонами коры надпочечников или кортикоидами и делятся главным образом на следующие две группы в зависимости от их физиологического действия: (i) глюкокортикоиды, регулирующие обмен белков и углеводов и (ii) минералокортикоиды, которые вызывают удерживание натрия и воды в организме и ускорение выведения калия. Свойства минералокортикоидов используются при лечении почечной недостаточности и болезни Аддисона. Сюда же включаются следующие кортикостероидные гормоны, их производные и аналоги:
а) кортизон (INN). Глюкокортикоид, регулирующий обмен белков и углеводов и обладающий местным противовоспалительным действием;
б) гидрокортизон (INN) (кортизол). Глюкокортикоид, обладающий действиями, сходными с кортизоном;
в) преднизон (INN) (дегидрокортизон). Глюкокортикоид. Производное кортизона;
г) преднизолон (INN) (дегидрогидрокортизон). Глюкокортикоид. Производное гидрокортизона;
д) альдостерон (INN). Минералокортикоид;
е) кортодоксон (INN).
Некоторые производные гормонов модифицированы таким образом, что их кортикостероидная активность подавлена, но выражен противовоспалительный эффект, считается, что они обладают гормональным действием. К ним относятся основные производные кортизона (INN), гидрокортизона (INN), преднизона (INN) и преднизолона (INN), которые используются как противовоспалительные и антиревматические средства.
2. Галогенированные производные кортикостероидных гормонов — это стероиды, в которых атом водорода, главным образом в 6- или 9-положении в гонановом кольце, замещен на атом хлора или фтора (например, дексаметазон (INN), что значительно усиливает глюкокортикоидное и противовоспалительное действие кортикоидов, производными которых они являются. Эти производные часто дополнительно модифицируют и поставляют в виде сложных эфиров, ацетонидов (например, флуоцинолона ацетонид (INN)), и т.п.
3. Эстрогены и прогестины. Это две главные группы половых гормонов, секретируемые мужскими и женскими репродуктивными органами. Они также могут быть получены путем синтеза. Эти гормоны также называют прогестинами и гестагенами.
Эстрогенами называются женские половые гормоны, вырабатываемые яичниками, мужскими половыми железами, надпочечниками, плацентарными и другими стероид-продуцирующими тканями. Они характеризуются способностью вызывать сильное половое влечение у самок млекопитающих. Эстрогены ответственны за развитие женских половых признаков и используются при лечении менопаузы или при изготовлении противозачаточных средств. Они включают следующие эстрогены, производные и аналоги:
а) эстрон (INN). Основной эстроген человека;
б) эстрадиол (INN). Важный природный эстроген;
в) эстриол (INN). Природный эстроген;
г) этинилэстрадиол (INN). Важный синтетический эстроген, активный при оральном употреблении и применяемый в качестве основного эстрогенного компонента в составе оральных контрацептивов;
д) местранол (INN). Простой эфир этинилэстрадиола. Применяется как оральный контрацептив.
Прогестины — класс стероидных гормонов, получивших свое название из-за гестагенных эффектов, имеющих важное значение при возникновении и развитии беременности. Эти женские половые гормоны вырабатываются в матке при возникновении и для сохранения беременности. Из-за того, что прогестагены препятствуют овуляции, они используются как компоненты противозачаточных средств. Они включают:
а) прогестерон (INN). Главный прогестин человека и промежуточный продукт в биосинтезе эстрогенов, андрогенов и кортикостероидов. Он вырабатывается клетками желтого тела после выхода яйцеклетки и надпочечниками, а также плацентой и мужскими половыми железами;
б) прегнандиол, встречающийся в природе прогестин с гораздо меньшей физиологической активностью, чем прогестерон.
4. Прочие стероидные гормоны.
Андрогены — основная группа половых гормонов, которые не были упомянуты выше, вырабатываются главным образом мужскими половыми железами и в меньшей степени яичниками, надпочечниками и плацентой. Андрогены ответственны за развитие мужских половых признаков. Андрогены влияют на обмен веществ, то есть имеют анаболический эффект. Тестостерон (INN) является одним из наиболее важных андрогенов.
Сюда также включаются синтетические стероиды, используемые преимущественно для подавления или устранения действия гормонов, такие как антиэстрогены, антиандрогены и антипрогестины (антиэстагены). Стероидные антипрогестины являются антагонистами прогестина, находящими применение при лечении некоторых заболеваний. Примерами соединений данной группы могут служить онапристон (INN) и аглепристон (INN).
Стероиды, занимающие наиболее важное место в международной торговле, приведены ниже. Соединения перечислены в алфавитном порядке в соответствии с их краткими названиями с указанием их основного гормонального действия. При наличии двух или нескольких названий указывается то, которое принято в международном перечне несобственных названий (International Nonproprietary Names) для фармацевтических препаратов (INN), опубликованном Всемирной Организацией Здравоохранения, или в модифицированном перечне (International Nonproprietary Names Modified) (INNM). Химические названия приведены в соответствии с правилами IUPAC 1957 для номенклатуры стероидов.
Перечень стероидов, используемых в основном
из-за их гормонального действия
Краткое название Основное гормональное
Химическое название действие
──────────────────────────────────────────────────────────────────────────
Адреностерон Андроген
андрост-4-ен-3,11,17-трион
Альдостерон (INN) Кортикостероид
11бета,21-дигидрокси-3,20-диоксопрегн-4-ен-
18-аль
Аллилэстренол (INN) Прогестин
17альфа-аллилэстр-4-ен-17бета-ол
(Краткого названия нет) Андроген - промежуточный
5альфа-андростан-3,17-дион продукт
Андростанолон (INN) Андроген
17бета-гидрокси-5альфа-андростан-3-он
Андростендиолы Анаболические средства -
андрост-5-ен-3бета,17бета-диол промежуточные продукты
андрост-5-ен-3бета,17альфа-диол
(Краткого названия нет) Андроген - промежуточный
андрост-4-ен-3,17-дион продукт
Андростерон Андроген
3альфа-гидрокси-5альфа-андростан-17-он
Бетаметазон (INN) Кортикостероид
9альфа-фтор-11бета,17альфа,21-тригидрокси-
16бета-метилпрегна-1,4-диен-3,20-дион
Боластерон (INN) Анаболическое
17бета-гидрокси-7альфа,17альфа- средство
диметиландрост-4-ен-3-он
Хлормадинон (INN) Прогестин
6-хлор-17альфа-гидроксипрегна-4,6-диен-3,20-дион
Хлорпреднизон (INN) Кортикостероид
6альфа-хлор-17альфа,21-дигидроксипрегна-1,4-
диен-3,11,20-трион
Клокортолон (INN) Кортикостероид
9альфа-хлор-6альфа-фтор-11бета,21-дигидрокси-
16альфа-метилпрегна-1,4-диен-3,20-дион
Клостебол (INN) Анаболическое средство
4-хлор-17бета-гидроксиандрост-4-ен-3-он
Кортикостерон Кортикостероид
11бета,21-дигидроксипрегн-4-ен-3,20-дион
Кортизол - см. Гидрокортизон
Кортизон (INN) Кортикостероид
17альфа,21-дигидроксипрегн-4-ен-3,11,20-трион
11-Дегидрокортикостерон Кортикостероид
21-гидроксипрегн-4-ен-3,11,20-трион
Дезоксикортикостерон - см. Дезоксикортон
Дезоксикортон (INN) Кортикостероид
21-гидроксипрегн-4-ен-3,20-дион
Дексаметазон (INN) Кортикостероид
9альфа-фтор-11бета,17альфа,21-тригидрокси-
16альфа-метилпрегна-1,4-диен-3,20-дион
Дигидроандростерон Андроген - промежуточный
5альфа-андростан-3альфа,17бета-диол продукт
Дидрогестерон (INN) Прогестин
9бета,10альфа-прегна-4,6-диен-3,20-дион
Эквиленин Эстроген
3-гидроксиэстра-1,3,5(10),6,8-пентаен-17-он
Эквилин Эстроген
3-гидроксиэстра-1,3,5(10),7-тетраен-17-он
Эстрадиол (INN) Эстроген
эстра-1,3,5(10)-триен-3,17-бета-диол
Эстриол (INNM) Эстроген
эстра-1,3,5(10)-триен-3,16альфа,
17бета-триол
Эстрон (INN) Эстроген
3-гидроксиэстра-1,3,5(10)-триен-17-он
Этинилэстрадиол (INN) Эстроген
17альфа-этинилэстра-1,3,5(10)-триен-3,17бета-
диол
Этистерон (INN) Прогестин
17альфа-этинил-17бета-гидроксиандрост-4-ен-3-он
Этилэстренол (INN) Анаболическое
17альфа-этилэстр-4-ен-17бета-ол средство
Этинодиол (INN) Прогестин
17альфа-этинилэстр-4-ен-3бета,17бета-диол
Флудрокортизон (INN) Кортикостероид
9альфа-фтор-11бета,17альфа,21-тригидроксипрегн-
4-ен-3,20-дион
Флуметазон (INN) Кортикостероид
6альфа,9альфа-дифтор-11бета,17альфа,21-
тригидрокси-16альфа-метилпрегна-1,4-диен-3,20-
дион
Флуоцинолон (INNM) Кортикостероид
6альфа,9альфа-дифтор-11бета,16альфа,17альфа,21
-тетрагидроксипрегна-1,4-диен-3,20-дион
Флуокортолон (INN) Кортикостероид
6альфа-фтор-11бета,21-дигидрокси-16альфа-
метилпрегна-1,4-диен-3,20-дион
Фторметолон (INN) Кортикостероид
9альфа-фтор-11бета,17альфа-дигидрокси-6альфа-
метилпрегна-1,4-диен-3,20-дион
9альфа-Фторпреднизолон Кортикостероид
9альфа-фтор-11бета,17альфа,21-тригидроксипрегна-
1,4-диен-3,20-дион
Флуоксиместерон (INN) Андроген
9альфа-фтор-11бета,17бета-дигидрокси-17альфа-
метиландрост-4-ен-3-он
Флупредниден (INN) Кортикостероид
9альфа-фтор-11бета,17альфа,21-тригидрокси-16-
метиленпрегна-1,4-диен-3,20-дион
Флупреднизолон (INN) Кортикостероид
6альфа-фтор-11бета,17альфа,21-
тригидроксипрегна-1,4-диен-3,20-дион
Флурандренолон Кортикостероид
6альфа-фтор-11бета,16альфа,17альфа,21-
тетрагидроксипрегн-4-ен-3,20-дион
Формокортал (INN) Кортикостероид
3-(2-хлорэтокси)-9альфа-фтор-6-формил-11бета,21
-дигидрокси-16альфа,17-
изопропилидендиоксипрегна-3,5-диен-20-он-21-
ацетат
Гестонорон (INNM) Прогестин
17бета-этил-17альфа-гидроксиэстр-4-ен-3,20-дион
Гидрокортизон (INN) Кортикостероид
11бета,17альфа,21-тригидроксипрегн-4-ен-3,20-
дион
Гидроксипрогестерон (INN) Прогестин
17альфа-гидроксипрегн-4-ен-3,20-дион
Линестренол (INN) Прогестин
17альфа-этинилэстр-4-ен-17бета-ол
Медроксипрогестерон (INN) Прогестин
17альфа-гидрокси-6альфа-метилпрегн-4-ен-3,20-
дион
Мегестрол (INN) Прогестин
17альфа-гидрокси-6-метилпрегна-4,6-диен-3,20-
дион
Местанолон (INN) Анаболическое
17бета-гидрокси-17альфа-метил-5альфа-андростан- средство
3-он
Местеролон (INN) Андроген
17бета-гидрокси-1альфа-метил-5альфа-андростан-
3-он
Местранол (INN) Эстроген
17альфа-этинил-3-метоксиэстра-1,3,5(10)-триен-
17бета-ол
Метандиенон (INN) Анаболическое
17бета-гидрокси-17альфа-метиландроста-1,4-диен- средство
3-он
Метенолон (INN) Анаболическое
17бета-гидрокси-1-метил-5альфа-андростан-1-ен- средство
3-он
Метандриол (INN) Анаболическое
17альфа-метиландрост-5-ен-3бета,17бета-диол средство
2-Метилгидрокортизон Кортикостероид
11бета,17альфа,21-тригидрокси-2бета-
метилпрегн-4-ен-3,20-дион
6альфа-Метилгидрокортизон Кортикостероид
11бета,17альфа,21-тригидрокси-6альфа-
метилпрегн-4-ен-3,20-дион
Метилнортестостерон Прогестин
17бета-гидрокси-17альфа-метилэстр-4-ен-3-он
17альфа-Метилэстрадиол Эстроген
17альфа-метилэстра-1,3,5(10)-триен-3,17бета-
диол
Метилпреднизолон (INN) Кортикостероид
11бета,17альфа,21-тригидрокси-6альфа-
метилпрегна-1,4-диен-3,20-дион
Метилтестостерон (INN) Андроген
17бета-гидрокси-17альфа-метиландрост-4-ен-3-он
Нандролон (INN) Анаболическое средство
17бета-гидроксиэстр-4-ен-3-он
Норэтандролон (INN) Анаболическое
17альфа-этил-17бета-гидроксиэстр-4-ен-3-он средство
Норэтистерон (INN) Прогестин
17альфа-этинил-17бета-гидроксиэстр-4-ен-3-он
Норэтинодрел (INN) Прогестин
17альфа-этинил-17бета-гидроксиэстр-5(10)-ен-3-
он
Норгестрел (INN) Прогестин
13бета-этил-17альфа-этинил-17бета-гидроксигон-
4-ен-3-он
Норметандрон - см. Метилнортестостерон
Нортестостерон - см. Нандролон
Оксаболон (INNM) Анаболическое
4,17бета-дигидроксиэстр-4-ен-3-он средство
Оксиместерон (INN) Анаболическое
4,17бета-дигидрокси-17альфа-метиландрост-4-ен- средство
3-он
Оксиметолон (INN) Анаболическое
17бета-гидрокси-2-гидроксиметилен-17альфа- средство
метил-5альфа-андростан-3-он
Параметазон (INN) Кортикостероид
6альфа-фтор-11бета,17альфа,21-тригидрокси-
16альфа-метилпрегна-1,4-диен-3,20-дион
Прастерон (INN) Андроген
3бета-гидроксиандрост-5-ен-17-он
Преднизолон (INN) Кортикостероид
11бета,17альфа,21-тригидроксипрегна-1,4-диен-
3,20-дион
Преднизон (INN) Кортикостероид
17альфа,21-дигидроксипрегна-1,4-диен-3,11,20-
трион
Преднилиден (INN) Кортикостероид
11бета,17альфа,21-тригидрокси-16-метиленпрегна-
1,4-диен-3,20-дион
Прегненолон (INN) Кортикостероид
3бета-гидроксипрегн-5-ен-20-он
Прогестерон (INN) Прогестин
прегн-4-ен-3,20-дион
Станолон - см. Андростанолон
Тестостерон (INN) Андроген
17бета-гидроксиандрост-4-ен-3-он
Тиоместерон (INN) Анаболическое
1альфа,7альфа-ди(ацетилтио)-17бета-гидрокси- средство
17альфа-метиландрост-4-ен-3-он
Триамцинолон (INN) Кортикостероид
9альфа-фтор-11бета,16альфа,17альфа,21-
тетрагидроксипрегна-1,4-диен-3,20-дион
Особенности Стероидов. Состав, правила приема
При правильном соотношении физических нагрузок, питания и сбалансированного рациона действие стероидов увеличивает либидо, работает как активатор употребляемой энергии и перенаправляет ее на увеличение веса, изменение гормонального фона, что в конечном результате помогает получить красивое, здоровое тело. Многие спортсмены используют это вещество для того, чтобы оптимизировать свои возможности и добиться лучшего результата в своей отрасли. На сайте https://steroidmag.com/ представлены всевозможные виды препарата с разным спектром воздействия и влияний на человеческое тело, при этом на каждый анаболик цена вполне доступна.
В чем особенности влияния стероидов на организм?
Работа таких допингов может по-разному сказываться на ответной реакции организма, поэтому присутствуют как положительные факторы, так и негативные побочные эффекты:
- Особенность применения стероидов в том, что при правильно рассчитанных нагрузках в соотношении с витаминизированным составом, полезным и сытным питанием, они в результате увеличивают мышечную массу до 50% за очень короткий период времени.
- Абсолютно противоположным может быть эффект при использовании этих веществ в неправильном формате. Главным нюансом разницы в конечном итоге применения является концентрация активного вещества с нарушением или изменением гормонального фона, что подействует как анаболик либо парализует рефлекторную работу мышц и нервных окончаний, а это может привести к весьма плачевным последствиям.
В отрасли бодибилдинга работа стероидов, как и непосредственное их влияние на мышцы, подкрепляет результат физических нагрузок и в умеренных дозах работает на улучшение физического развития спортсмена.
Правила приема стероидов с разным составом
Другими словами, это вещество называют допингом, так как при приеме человека не покидает чувство удовлетворенности и счастья. Тем не менее, препарат может принести как желаемый результат, так и причинить вред. Основа состава любых таблеток и добавок этой группы включает в себя активные молекулярные соединения, которые вызывают выработку тестостерона и провоцируют появление такого гормона как дигидротестостерон.
Прием стероидных анаболиков происходит в несколько этапов, где каждая фаза должна завершать предыдущий цикл и сопровождаться новыми нормами дозировки таблеток. Зачастую по медицинским показаниям или же для наращивания мышечной массы используют терапию в виде целого курса медпрепаратов.
В первые дни приема дозировка употребляемого вещества постепенно повышается для того чтобы присмотреться к реакции организма на состав и активные составляющие, после наступления пика и достижения граничной высокой концентрации, тенденция приема идет на уменьшение. Зачастую между курсами лечения должно пройти от 2 до 6 месяцев, если есть смысл в повторном применении гормональных анаболиков.
На нашем сайте можно найти достаточно информации про каждый вид и спектр влияния препаратов, изучить эффективность и функциональность состава, выбрать наиболее подходящий вариант.
Боевые биороботы. Как Пентагон создает суперсолдат с помощью стероидов
https://ria.ru/20190206/1550426959.html
Боевые биороботы. Как Пентагон создает суперсолдат с помощью стероидов
Боевые биороботы. Как Пентагон создает суперсолдат с помощью стероидов — РИА Новости, 07.11.2019
Боевые биороботы. Как Пентагон создает суперсолдат с помощью стероидов
Воевать без страха, сомнений, усталости, не знать истощения и жалости к противнику — Пентагон изучает возможность повышения боеспособности солдат с помощью… РИА Новости, 07.11.2019
2019-02-06T08:00
2019-02-06T08:00
2019-11-07T13:20
безопасность
пентагон
армия сша
/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content
/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content
https://cdnn21.img.ria.ru/images/155045/36/1550453602_0:104:3000:1792_1920x0_80_0_0_8fd623eaedba3ef3b4e44895ba8c460a.jpg
МОСКВА, 6 фев — РИА Новости, Андрей Коц. Воевать без страха, сомнений, усталости, не знать истощения и жалости к противнику — Пентагон изучает возможность повышения боеспособности солдат с помощью стероидов. Информацию об этом оборонное ведомство США разместило на сайте госзакупок. Заказчиком исследований влияния гормона тестостерона на уровень боевой подготовки военнослужащих выступает командование Сухопутных войск, предлагающее специализированным медицинским учреждениям поучаствовать в эксперименте. О подробностях программы и о том, какими еще препаратами американских военных превращают в «суперсолдат», — в материале РИА Новости.»Боевой» гормонОфициальное название нового проекта — Optimizing Performance for Soldiers: Androgen Therapy for Biomedical Performance Enhancement («Оптимизация эффективности военнослужащих: андрогенная терапия для биомедицинского повышения боеспособности»). Заказчик предлагает заинтересованным сторонам провести клинические исследования влияния инъекций тестостерона на телосложение, мышечную массу, баланс протеинов и мыслительные способности человека в условиях высоких физических нагрузок и постоянного стресса. Цель — понять, поможет ли искусственное повышение уровня мужского гормона в организме солдата сохранить силы и ясность мысли в длительной боевой командировке. К эксперименту намерены привлечь до 128 добровольцев. Их на месяц поместят под постоянное наблюдение врачей. Испытуемым будут делать регулярные инъекции тестостерона. Рацион питания — армейские сухпайки, точно такие же и точно в таких же объемах, что и у военнослужащих в зоне боевых действий. Впереди также «голодные дни» с резким урезанием порций — имитация перебоев с продовольствием на передовой.На протяжении всего эксперимента добровольцев ждут серьезные физические нагрузки: неоднократное прохождение стандартного армейского теста на физподготовку (отжимания, «ситапы» — подъем туловища из положения лежа на спине, трехкилометровый кросс), прыжки на месте, становая тяга штанги, длительный бег на тренажере и другие упражнения на силу и выносливость. Уровень нагрузок будет постепенно повышаться до предельных, на грани истощения физических и умственных сил. Главная задача врачей на этом этапе — отслеживать изменения в организме волонтеров посредством заборов крови, мышечной биопсии, психологических тестов и прочих анализов. А для того чтобы понять разницу между обычными солдатами и «модифицированными», части добровольцев выдадут плацебо. По словам авторов эксперимента, уровень тестостерона в организме знаменитых рейнджеров армии США на пиковых нагрузках во время длительных тренировок способен понижаться чуть ли не до нулевого, а количество калорий, сжигаемых в день, превышает шесть тысяч. Предполагается, что инъекции стероидов помогут предотвратить процессы катаболизма (сжигания мышечной массы), снизить усталость и повысить общий тонус организма. Инъекционный тестостерон, впрочем, далеко не безвреден. Передозировка может привести к повышенной агрессивности, гинекомастии, гормональным сдвигам, а также неприятным кожным заболеваниям, которые в условиях фронтовой антисанитарии способны надолго вывести бойца из строя. Инициаторы эксперимента, впрочем, еще в 2016 году утверждали, что результаты исследований влияния тестостерона на боевые возможности военнослужащих не будут использоваться для массового производства «суперсолдат». Как рассказал тогда изданию Military Times физиолог Научно-исследовательского института экологической медицины армии США (Army Research Institute of Environmental Medicine) Стефан Пасиакос, инъекции будут получать только военнослужащие, находящиеся в экстремальных условиях.Этот эксперимент — не единственный проект Пентагона по биомедицинскому усовершенствованию военных. В частности, в ВВС США исследуют влияние лютеина на пилотов, подвергающихся большим перегрузкам. Этот пигмент, содержащийся во многих водорослях и микроорганизмах, играет важную роль в физиологии зрения. Он обеспечивает большую четкость и способность различать мелочи и детали, а также защищает глаза от наиболее агрессивной части видимого спектра. Кроме того, Пентагон изучает влияние жирных кислот омега-3 на стрессоустойчивость военнослужащих.Игра с огнемК слову, в некоторых странах уже пытались повысить боеспособность солдат с помощью медикаментозной терапии. Зачастую — с существенным вредом для здоровья. В годы Второй мировой войны США и Великобритания снабжали военнослужащих регулярными дозами амфетамина в таблетках, в то время как Германия и Япония использовали метамфетамин. Эти психостимуляторы позволяли бойцам длительное время бодрствовать, сохранять концентрацию внимания, снижали чувствительность к боли. О побочных эффектах и долговременном влиянии малоизученных препаратов на здоровье в то время никто не думал.Употребление этих веществ вкупе с сильнейшим фронтовым стрессом неоднократно приводило к амфетаминовым психозам, нервным срывам, серьезнейшим заболеваниям сердечно-сосудистой системы. А программ лечения и реабилитации наркоманов, подобных нынешним, в те времена просто не было. С полей Второй мировой домой вернулись десятки, если не сотни наркозависимых. В итоге в 1970 году власти США внесли амфетамин и метамфетамин в перечень контролируемых веществ, а в 1971 году ООН приняла Конвенцию о психотропных веществах, регулирующую оборот в том числе и этих препаратов.Сегодня в открытых источниках нет объективных данных о массовом использовании психостимуляторов в военных целях. В начале 2010-х ряд государств, в частности Индия, Великобритания и США, занимались исследованиями ноотропа модафинила, применяемого в медицине для лечения сонливости, связанной с нарколепсией. Впрочем, и это вещество тащит за собой воз серьезных побочных эффектов. Стоит помнить, что абсолютно любой допинг вызывает значительное истощение ресурсов организма. И что военным после завершения боевых действий и увольнения в запас еще предстоит адаптироваться к мирной жизни.
https://ria.ru/20170711/1498299092.html
https://ria.ru/20170501/1493437909.html
https://ria.ru/20181026/1531484428.html
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
2019
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
Новости
ru-RU
https://ria.ru/docs/about/copyright.html
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
https://cdnn21.img.ria.ru/images/155045/36/1550453602_237:0:2765:1896_1920x0_80_0_0_a196b111ec26d477fcd1fea923990f0b.jpg
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
РИА Новости
7 495 645-6601
ФГУП МИА «Россия сегодня»
https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/
безопасность, пентагон, армия сша
МОСКВА, 6 фев — РИА Новости, Андрей Коц. Воевать без страха, сомнений, усталости, не знать истощения и жалости к противнику — Пентагон изучает возможность повышения боеспособности солдат с помощью стероидов. Информацию об этом оборонное ведомство США разместило на сайте госзакупок. Заказчиком исследований влияния гормона тестостерона на уровень боевой подготовки военнослужащих выступает командование Сухопутных войск, предлагающее специализированным медицинским учреждениям поучаствовать в эксперименте. О подробностях программы и о том, какими еще препаратами американских военных превращают в «суперсолдат», — в материале РИА Новости.
«Боевой» гормон
Официальное название нового проекта — Optimizing Performance for Soldiers: Androgen Therapy for Biomedical Performance Enhancement («Оптимизация эффективности военнослужащих: андрогенная терапия для биомедицинского повышения боеспособности»). Заказчик предлагает заинтересованным сторонам провести клинические исследования влияния инъекций тестостерона на телосложение, мышечную массу, баланс протеинов и мыслительные способности человека в условиях высоких физических нагрузок и постоянного стресса. Цель — понять, поможет ли искусственное повышение уровня мужского гормона в организме солдата сохранить силы и ясность мысли в длительной боевой командировке.
11 июля 2017, 17:51
«Терминатор-2021»: что стоит за планами Пентагона создать «думающее» оружие
К эксперименту намерены привлечь до 128 добровольцев. Их на месяц поместят под постоянное наблюдение врачей. Испытуемым будут делать регулярные инъекции тестостерона. Рацион питания — армейские сухпайки, точно такие же и точно в таких же объемах, что и у военнослужащих в зоне боевых действий. Впереди также «голодные дни» с резким урезанием порций — имитация перебоев с продовольствием на передовой.
На протяжении всего эксперимента добровольцев ждут серьезные физические нагрузки: неоднократное прохождение стандартного армейского теста на физподготовку (отжимания, «ситапы» — подъем туловища из положения лежа на спине, трехкилометровый кросс), прыжки на месте, становая тяга штанги, длительный бег на тренажере и другие упражнения на силу и выносливость. Уровень нагрузок будет постепенно повышаться до предельных, на грани истощения физических и умственных сил. Главная задача врачей на этом этапе — отслеживать изменения в организме волонтеров посредством заборов крови, мышечной биопсии, психологических тестов и прочих анализов. А для того чтобы понять разницу между обычными солдатами и «модифицированными», части добровольцев выдадут плацебо.
По словам авторов эксперимента, уровень тестостерона в организме знаменитых рейнджеров армии США на пиковых нагрузках во время длительных тренировок способен понижаться чуть ли не до нулевого, а количество калорий, сжигаемых в день, превышает шесть тысяч. Предполагается, что инъекции стероидов помогут предотвратить процессы катаболизма (сжигания мышечной массы), снизить усталость и повысить общий тонус организма.
Инъекционный тестостерон, впрочем, далеко не безвреден. Передозировка может привести к повышенной агрессивности, гинекомастии, гормональным сдвигам, а также неприятным кожным заболеваниям, которые в условиях фронтовой антисанитарии способны надолго вывести бойца из строя. Инициаторы эксперимента, впрочем, еще в 2016 году утверждали, что результаты исследований влияния тестостерона на боевые возможности военнослужащих не будут использоваться для массового производства «суперсолдат». Как рассказал тогда изданию Military Times физиолог Научно-исследовательского института экологической медицины армии США (Army Research Institute of Environmental Medicine) Стефан Пасиакос, инъекции будут получать только военнослужащие, находящиеся в экстремальных условиях.
1 мая 2017, 16:00НаукаУченые узнали, как высокий уровень тестостерона влияет на поведение мужчин
Этот эксперимент — не единственный проект Пентагона по биомедицинскому усовершенствованию военных. В частности, в ВВС США исследуют влияние лютеина на пилотов, подвергающихся большим перегрузкам. Этот пигмент, содержащийся во многих водорослях и микроорганизмах, играет важную роль в физиологии зрения. Он обеспечивает большую четкость и способность различать мелочи и детали, а также защищает глаза от наиболее агрессивной части видимого спектра. Кроме того, Пентагон изучает влияние жирных кислот омега-3 на стрессоустойчивость военнослужащих.
Игра с огнем
К слову, в некоторых странах уже пытались повысить боеспособность солдат с помощью медикаментозной терапии. Зачастую — с существенным вредом для здоровья. В годы Второй мировой войны США и Великобритания снабжали военнослужащих регулярными дозами амфетамина в таблетках, в то время как Германия и Япония использовали метамфетамин. Эти психостимуляторы позволяли бойцам длительное время бодрствовать, сохранять концентрацию внимания, снижали чувствительность к боли. О побочных эффектах и долговременном влиянии малоизученных препаратов на здоровье в то время никто не думал.
Употребление этих веществ вкупе с сильнейшим фронтовым стрессом неоднократно приводило к амфетаминовым психозам, нервным срывам, серьезнейшим заболеваниям сердечно-сосудистой системы. А программ лечения и реабилитации наркоманов, подобных нынешним, в те времена просто не было. С полей Второй мировой домой вернулись десятки, если не сотни наркозависимых. В итоге в 1970 году власти США внесли амфетамин и метамфетамин в перечень контролируемых веществ, а в 1971 году ООН приняла Конвенцию о психотропных веществах, регулирующую оборот в том числе и этих препаратов.
26 октября 2018, 08:00
Воевать по-крупному. Армия США готовится штурмовать города-миллионники
Сегодня в открытых источниках нет объективных данных о массовом использовании психостимуляторов в военных целях. В начале 2010-х ряд государств, в частности Индия, Великобритания и США, занимались исследованиями ноотропа модафинила, применяемого в медицине для лечения сонливости, связанной с нарколепсией. Впрочем, и это вещество тащит за собой воз серьезных побочных эффектов. Стоит помнить, что абсолютно любой допинг вызывает значительное истощение ресурсов организма. И что военным после завершения боевых действий и увольнения в запас еще предстоит адаптироваться к мирной жизни.
Мукормикоз: черный грибок, из-за которого переболевшие Covid-19 в Индии лишаются глаз
- Сутик Бисвас
- Корреспондент Би-би-си в Индии
Автор фото, Getty Images
Подпись к фото,
Споры болезнетворных грибков в изобилии находятся в почве, навозе, гнилых фруктах и даже на слизистой здоровых людей
Глазной хирург из Мумбаи доктор Акшай Наир в субботу утром готовился оперировать 25-летнюю женщину, которая лишь три недели назад переболела коронавирусом.
Тем временем с пациенткой, больной диабетом, уже работал оториноларинголог: он удалял из полости носа ткани, пораженные агрессивным грибковым заболеванием, которое затрагивает слизистую оболочку носа, глаза, а иногда и мозг.
После того как его коллега закончил работу, доктору Наиру предстояло провести трехчасовую операцию по удалению глаза.
«Мне придется удалить глаз, чтобы спасти пациентке жизнь, потому что таково течение этой болезни», — объяснил мне перед операцией врач.
Мало того, что в Индии свирепствует вторая волна Covid-19, так теперь врачи сообщают еще и о резком росте случаев редкой инфекции, которую называют «черным грибком», среди тех, кто пережил или еще болеет коронавирусом.
Что такое мукормикоз?
Мукормикоз людей (это болезни бывают подвержены и животные) — весьма агрессивное заболевание, которое вызывается разнообразными видами грибов семейства Мукоровые.
Эти грибки питаются органикой и широко распространены: они встречаются в земле, растениях, в разлагающихся фруктах и овощах и навозе животных.
Обычно грибок не опасен, но для людей с ослабленным иммунитетом, к примеру больных диабетом, раком или ВИЧ/СПИДом он может представлять смертельную угрозу, поражая слизистую оболочку носа, легкие и даже мозг.
«Этот грибок можно найти и в почве, и в воздухе, и даже в слизистой носа здоровых людей», — говорит доктор Наир.
Доктор Наир полагает, что у больных или переболевших коронавирусом толчком к развитию мукормикоза (причем в 50% случаев все заканчивается летальным исходом) могут быть стероиды, активно и успешно применяемые в случае тяжелого протекания Covid-19.
Стероиды снимают воспаление легких и не дают иммунной системе причинять дополнительный вред организму, когда она избыточно реагирует на коронавирус. Но одновременно стероиды снижают иммунитет и повышают уровень сахара в крови.
Именно такое ослабление иммунной системы и может вести к развитию мукормикоза.
Автор фото, Getty Images
Подпись к фото,
Для многих пациентов в коронавирусом стероиды — единственнная надежда на спасение
«Диабет снижает защитную способность организма, коронавирус усугубляет этот эффект, а потом стероиды, помогающие бороться с Covid-19, подливают масла в огонь», — говорит доктор Наир.
Он работает в Мумбаи, одном из городов, наиболее сильно пострадавших от второй волны коронавируса, и в апреле наблюдал уже около 40 пациентов с грибковым заражением. Многие из этих людей были диабетиками, которые перенесли коронавирус дома. Одиннадцать из них попали в больницу, где им пришлось удалять глаза.
В период между декабрем и февралем шестеро коллег доктора Наира в Мумбаи, Бангалоре, Хайдарабаде и Пуне сообщили о 58 случаях мукорвикоза, причем большинство пациентов заразилось через 12-15 дней после выздоровления от коронавируса.
По словам доктора Ренуки Браду, заведующей отделением оториноларингологии одной из ведущих больниц Мумбаи «Сион», за последние два месяца там было зарегистрировано 24 случая грибковой инфекции по сравнению с шестью случаями за весь прошлый год.
При этом 11 заразившимся пришлось удалить один глаз, а шестеро скончались. Большинство пациентов доктора Браду были людьми среднего возраста, больными диабетом, и грибковая инфекция поразила их через пару недель после того, как они перенесли коронавирус.
«Теперь у нас каждую неделю бывает по два-три случая заражения мукорвикозом. Это кошмар на фоне самой пандемии», — призналась мне Ренука Браду.
Автор фото, Getty Images
Подпись к фото,
Врачи удивлены частотой и тяжестью этого грибкового заболевания в ходе второй волны пандемии в Индии
Похожую историю рассказывает и доктор Рагхурадж Хегде из Бангалора на юге Индии. За последние две недели он наблюдал 19 случаев мукормикоза, причем преимущественно у молодых пациентов. По его словам, «некоторые из них были в таком тяжелом состоянии, что мы даже не могли их оперировать».
Врачи признаются, что удивлены такой частотой грибковых заболеваний и тяжелым протеканием болезни в ходе второй волны по сравнению с тем, что было во время первой волны пандемии в прошлом году.
Доктор Наир говорит, что за последние два года в Мумбаи он наблюдал не более десятка случаев такого заражения, но в этом году все по-другому.
А доктор Хегде в Бангалоре за 10 лет практики и вовсе встречал такое не чаще одного-двух раз в год.
Автор фото, EPA
Подпись к фото,
Мумбаи сильнее многих других городов Индии пострадал от второй волны пандемии
Обычно у больных мукормикозом заложен или кровоточит нос, опухают и болят глаза, опускаются веки, ухудшается, а потом и вовсе пропадает зрение. Вокруг носа также может происходить почернение кожи.
Врачи говорят, что пациенты с мукормикозом часто поступают к ним на поздней стадии заболевания, когда они уже теряют зрение, поэтому хирургам обычно приходится удалять один глаз, чтобы инфекция не попала в мозг.
В некоторых случаях, по словам индийских специалистов, люди слепнут на оба глаза. Бывают редкие случаи, когда для того, чтобы остановить распространение инфекции, приходится удалять челюсть.
Против заболевания эффективно работает только одно лекарство — противогрибковая внутривенная инъекция стоимостью 48 долларов за дозу, и вводить это лекарство необходимо каждый день в течение восьми недель.
По словам диабетолога из Мумбаи доктора Рахула Бакси, предотвратить грибковую инфекцию можно, если следить за правильной дозировкой стероидов во время и после лечения коронавируса.
Он утверждает, что из 800 пациентов с диабетом, заразившихся коронавирусом, которые проходили у него курс лечения, ни один не заболел мукормикозом.
«Врачам следует внимательно следить за уровнем сахара в крови у выписавшихся пациентов», — советует доктор Бакси.
Власти Индии утверждают, что никакой большой вспышки мукормикоза нет, при этом со всех концов страны продолжают поступать сообщения о новых случаях инфицирования.
«Этот штамм вируса очень вирулентен, что сильно повышает уровень сахара в крови у больных, — говорит доктор Хегде. — И как ни странно, грибковая инфекция поражает много молодых людей».
Самым молодым его пациентом стал в прошлом месяце 27-летний мужчина, у которого даже не было диабета.
«Нам пришлось оперировать его, когда он вторую неделю болел коронавирусом, и удалить глаз. Конечно, это для него была настоящая катастрофа», — говорит врач.
Систематический обзор и метаанализ исследований по оценке эффективности внутрисуставных инъекций стероидов для лечения остеоартроза тазобедренного сустава
Поиск
литературы
Систематический
поиск был проведен с использованием онлайн-баз данных, таких как Medline,
EMBASE и Web of Science. Поиск статей осуществляли за период с момента их
создания по май 2019 г. по ключевым словам: «остеоартроз тазобедренного
сустава И внутрисуставная инъекция стероидов И стероиды ИЛИ метилпреднизолон
ИЛИ триамцинолон ИЛИ бетаметазон. Поиск включал все неконтролируемые
клинические исследования, рандомизированные клинические исследования (РКИ),
когортные исследования, исследования случай-контроль и ссылки в обзорных
статьях на другие доступные исследования, чтобы избежать возможных пропусков.
Критерии
включения и исключения
Критерии
включения: этот
систематический обзор включал исследования, в которых принимали участие:
- пациенты
с болевым синдромом, связанным с ОА тазобедренного сустава, диагностированного
с использованием критериев Американской коллегии ревматологии (ACR) или по
результатам радиологических исследований - группы
активного вмешательства, в которых пациентам проводили внутрисуставные инъекции
стероидов - группы
внутрисуставных инъекций стероидов и группы применения плацебо в РКИ или группы
внутрисуставных инъекций стероидов в разных режимах в неконтролируемых
исследованиях - пациенты,
сообщившие о существенном снижении интенсивности боли
Критерии
исключения: исследования на
животных, протоколы или обзоры и исследования, не содержащие полезных сведений.
Отбор исследований:
Два
исследователя (LXY и LJF) независимо друг от друга проводили скрининг названий
и аннотаций и удаляли повторы и исследования, не отвечающие критериям
включения. Два других исследователя (ZSQ и LXY) проводили анализ каждого
потенциально соответствующего исследования, изучая полнотекстовую версию статей
и оценивая их соответствие квалификационным критериям. В случае расхождений во
мнениях решения принимали на основании результатов обсуждения.
Оценка качества:
Качество
включенных исследований оценивали по шкале уровней доказательности,
разработанной Оксфордским центром доказательной медицины (Oxford Centre for
Evidence-Based Medicine) в 2011 г., а общее качество доказательств
определяли на основании системы разработки, оценки и экспертизы степени
обоснованности клинических
рекомендаций (Grading of Recommendations Assessment, Development and Evaluation, GRADE).
Извлечение данных и анализ:
Общие
демографические данные, включая возраст и пол пациентов, дизайн исследования,
размер выборки группы активного вмешательства и контрольной группы, извлекали в
соответствии со стандартной формой. Для конечных точек извлекали данные
показателей на исходном уровне, во временных точках краткосрочного
(1–2 недели, 3–4 недели) и долгосрочного (8–12 недель)
наблюдения.
Показатель
эффективности был преобразован в стандартизованную разность средних и объединен
для указанных выше временных интервалов. Лесовидную диаграмму, отражающую
графики метаанализа, строили с использованием программного обеспечения Review
Manager (RevMan 5.3). Оценку гетерогенности РКИ, включенных в обзор, проводили
с использованием критерия хи-квадрат. Отношение согласованности доказательств
во включенных исследованиях рассчитывали по формуле несогласованности
доказательств I2. При значении I2 больше 50 %
комбинирование разнообразных результатов исследования осуществляли с
использованием модели случайных эффектов. Анализ чувствительности и
регрессионный метаанализ не проводили.
Конечные точки исследования:
- Основная конечная
точка исследования включала оценку интенсивности боли после терапии
внутрисуставными инъекциями стероидов - Дополнительные
конечные точки включали оценку воздействия факторов влияния, таких как
инъекционная доза, степень тяжести ОА и других прогностических факторов на
оценку интенсивности боли и частоту развития нежелательных явлений, связанных с
применением внутрисуставных инъекций стероидов
Что такое Стероиды? Как принимать?
Медикаменты из спортивной категории успешно используются современными бодибилдерами для формирования идеального тела. Ассортимент подобных медикаментов постоянно расширяется, что позволяет найти средств с оптимальным эффектом и длительностью действия в организме, а также учесть установленный бюджет во время покупки. Стероиды Украина вы всегда можете приобрести на нашем сайте. Здесь представлены только лучшие медикаменты по справедливым ценам, доставка которых будет осуществлена любым удобным способом.
Особенности воздействия стероидов на организм
В основе данной линейки медикаментов лежит использование эфиров тестостерон и дигидротестостерона, благодаря модификации которых были получены десятки наименований препаратов. Многие из них основаны только на одном активном веществе, тогда как другие представляют собой комбинацию из разных эфиров, обеспечивая постепенное высвобождение активного вещества в кровь.
Подавляющее большинство покупателей стероидов – мужчины, которые желают развить дополнительную силу, выносливость или улучшить свои достижения в спорте. Стероиды обладают выраженной способностью к набору мышечной массы, совершенствованию структуры мускулатуры, а также могут провоцировать развитие вторичных половых признаков у мужчин. Анаболики, попадая в организм, проникают сквозь клеточную мембрану и провоцируют ускоренную выработку белковых структур, необходимых для увеличения объема мышечной массы. Среди сильных сторон стероидов следует выделить:
- сокращение периода, необходимого на восстановление организма;
- снижение катаболического эффекта;
- использование жировых тканей как источник энергии;
- увеличение мышечной массы.
Немаловажным преимуществом использования стероидов является то, что на период их применения метаболизм ускоряется, а распад жиров на простые кислоты становится закономерным явлением, которое приводит к увеличению эффективности тренировок.
Чего ожидать от стероидов в спорте?
Правильно подобранные медикаменты позволят воспользоваться выраженными эффектами. В частности, у стероидов есть как андрогенное, так и анаболическое действие. Анаболические факторы представлены ростом мышечной массы, которая в зависимости от дозировки и выбранного медикамента варьируется в пределах 5-15 кг. Бодибилдер отмечает прирост выносливости и силы на протяжении всего курса, а также достижение пампинг-эффекта, который повышает мотивацию. Правильно подобранный препарат также способен улучшить состояние костной ткани и избавить от лишних жиров. Андрогенным эффектом от приема стероидов становится вирилизация и маскулинизация.
Кортикостероиды — механизмы действия при здоровье и болезнях
Rheum Dis Clin North Am. Авторская рукопись; доступно в PMC 2017 1 февраля.
Опубликован в окончательной отредактированной форме как:
PMCID: PMC4662771
NIHMSID: NIHMS720567
Лаборатория передачи сигналов, Национальный институт наук об окружающей среде, Национальные институты здравоохранения, Департамент здравоохранения и Социальные службы, RTP, Северная Каролина, США
Автор для корреспонденции: Джон А. Сидловски, доктор философии, Национальный институт наук о здоровье окружающей среды, П.O. Box 12233, MD F3-07, RTP, NC 27709, vog.hin.shein@1swoldic См. Другие статьи в PMC, в которых цитируется опубликованная статья.
ОБЗОР
Глюкокортикоиды — это основные гормоны стресса, которые регулируют множество физиологических процессов и необходимы для жизни. Действие глюкокортикоидов преимущественно опосредуется классическим рецептором глюкокортикоидов (ГР). Рецепторы глюкокортикоидов экспрессируются по всему телу, но существует значительная неоднородность чувствительности к глюкокортикоидам и биологических реакций в тканях.Лиганд-активированный GR индуцирует или подавляет транскрипцию тысяч генов посредством прямого связывания с элементами ответа ДНК, физически связываясь с другими факторами транскрипции, или и тем, и другим. Общепринятое мнение о том, что глюкокортикоиды действуют через один белок GR, резко изменилось с открытием разнообразного набора изоформ рецепторов. Эти варианты GR происходят из одного гена с помощью альтернативных механизмов сплайсинга и альтернативных механизмов инициации трансляции. Более того, посттрансляционные модификации этих изоформ GR еще больше увеличивают гетерогенность передачи сигналов глюкокортикоидов.В этой главе мы даем обзор молекулярных механизмов, которые регулируют действие глюкокортикоидов, подчеркиваем динамическую природу передачи сигналов гормонов и обсуждаем молекулярные свойства изоформ GR.
Ключевые слова: глюкокортикоид , рецептор глюкокортикоидов, передача сигналов глюкокортикоидов, гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая ось, изоформы, фосфорилирование и полиморфизм 1 .Однако термин «кортикостероиды» обычно используется для обозначения глюкокортикоидов. Названные в честь их влияния на метаболизм углеводов, глюкокортикоиды регулируют различные клеточные функции, включая развитие, гомеостаз, метаболизм, познание и воспаление 2 . Благодаря их глубокому иммуномодулирующему действию глюкокортикоиды являются одними из наиболее широко назначаемых лекарств в мире, а мировой рынок глюкокортикоидов оценивается более чем в 10 миллиардов долларов США в год [3].Глюкокортикоиды стали клинической основой для лечения множества воспалительных и аутоиммунных заболеваний, таких как астма, аллергия, септический шок, ревматоидный артрит, воспалительное заболевание кишечника и рассеянный склероз. К сожалению, терапевтическая польза глюкокортикоидов ограничена нежелательными побочными эффектами, которые связаны с высокими дозами (применяемыми при лечении системных васкулитов и СКВ) и длительным применением. Эти побочные эффекты включают остеопороз, атрофию кожи, диабет, абдоминальное ожирение, глаукому, катаракту, аваскулярный некроз и инфекцию, задержку роста и гипертонию 3 .
Кроме того, у пациентов, длительно принимающих глюкокортикоиды, также развивается тканеспецифическая резистентность к глюкокортикоидам. 4 . Понимание молекулярных механизмов, лежащих в основе физиологического и фармакологического действия глюкокортикоидов, имеет большое значение, поскольку оно может помочь в разработке синтетических глюкокортикоидов с повышенной тканевой селективностью, которые могут тем самым минимизировать побочные эффекты путем отделения желаемых противовоспалительных функций от нежелательных побочных эффектов.Здесь мы суммируем последние достижения и молекулярные процессы, вовлеченные в действие и функцию глюкокортикоидов, и подробно обсуждаем потенциальную роль рецептора глюкокортикоидов (GR) в определении клеточной реакции на глюкокортикоиды.
СИНТЕЗ, СЕКРЕЦИЯ И БИОДОСТУПНОСТЬ ГЛЮКОКОРТИКОИДОВ
Глюкокортикоиды (кортизол у человека и кортикостерон у грызунов) — это стероидные гормоны, синтезируемые и высвобождаемые надпочечниками циркадным образом в ответ на физиологические сигналы и стресс 5.Циркадный профиль высвобождения глюкокортикоидов из надпочечников регулируется осью гипоталамус-гипофиз-надпочечники (HPA). Входящие сигналы от супрахиазматического ядра (SCN) стимулируют паравентрикулярное ядро (PVN) гипоталамуса для высвобождения кортикотропин-высвобождающего гормона (CRH) и аргинин-вазопрессина (AVP). Эти гормоны действуют на переднюю долю гипофиза, где они активируют клетки кортикотрофов для выделения гормона адренокортикотропина (АКТГ) в общий кровоток. Впоследствии АКТГ действует на кору надпочечников, стимулируя синтез и высвобождение глюкокортикоидов () 6 .После выхода из надпочечников в кровоток глюкокортикоиды попадают в ткани-мишени для регулирования множества физиологических процессов, включая метаболизм, иммунную функцию, рост скелета, сердечно-сосудистую функцию, репродуктивную функцию и когнитивные функции. Из-за своей липофильной природы глюкокортикоиды не могут быть предварительно синтезированы и сохранены в надпочечниках, но должны быстро синтезироваться (с использованием ряда ферментативных реакций) при стимуляции АКТГ. Этот механизм прямой связи в системе HPA уравновешивается отрицательной обратной связью глюкокортикоидов, действующих как в передней доле гипофиза, так и в гипоталамусе, чтобы ингибировать дальнейшее высвобождение ACTH и CRH, соответственно () 7 .
A. Регулирование секреции глюкокортикоидов по оси гипоталамус-гипофиз-надпочечники (HPA). Стресс вызывает выброс ХПН из гипоталамуса, который транспортируется в переднюю долю гипофиза, где запускает выброс АКТГ в кровоток. АКТГ стимулирует кору надпочечников синтезировать и высвобождать глюкокортикоиды (кортизол у людей или кортикостерон у грызунов). Впоследствии глюкокортикоиды действуют на гипоталамус и гипофиз, подавляя избыточную активацию оси HPA («система отрицательной обратной связи»).CRH, кортикотропин-рилизинг-гормон, АКТГ, адренокортикотропный гормон. B. Доменная структура hGR-α. GR содержит три основных функциональных области, N-концевой домен трансактивации (NTD), центральный DBD и C-концевой LBD. Область, расположенная между DBD и LBD, известна как шарнирная область (H). Указаны области, участвующие в активации транскрипции (AF1 и AF2), димеризации, ядерной локализации и связывании шаперона hsp90.
По материалам Ramamoorthy S, Cidlowski JA (2013) Изучение молекулярных механизмов действия рецепторов глюкокортикоидов от чувствительности к сопротивлению.Endocr Dev 24: 41–56. DOI: 10,1159 / 000342502; с разрешения.
Биологически активные глюкокортикоиды синтезируются из холестерина посредством мультиферментного процесса, называемого стероидогенезом 5, 7 . АКТГ увеличивает активность надпочечников за счет активации протеинкиназы A (PKA), что приводит к негеномной регуляции стероидогенных белков. Это включает фосфорилирование гормоночувствительной липазы (HSL), белка, который увеличивает уровни внутриклеточного холестерина, и фосфорилирование стероидогенного острого регуляторного белка (StAR), который способствует транспорту холестерина в митохондрии, где холестерин превращается в прегненолон посредством ферментное расщепление боковой цепи цитохрома P450 (P450scc).Этот процесс сопровождается рядом ферментативных реакций в митохондриях и эндоплазматическом ретикулуме, которые в конечном итоге приводят к синтезу глюкокортикоидов внутри клеток, который, в свою очередь, попадает в общий кровоток 7 .
Было показано, что ось HPA демонстрирует циркадные колебания, таким образом связывая синтез глюкокортикоидов с суточным режимом. Следовательно, у людей концентрация кортизола в сыворотке достигает максимума по утрам и минимальна ночью. Ось HPA — это центральная система ответа на стресс, отвечающая за адаптационный компонент стрессового ответа, который пытается восстановить гомеостаз 8 .Неправильная регуляция стрессовой реакции связана с широким спектром патологий, включая аутоиммунные заболевания, гипертонию, аффективные расстройства и большую депрессию. Системный уровень глюкокортикоидов в сыворотке поддерживается за счет синтеза глюкокортикоидов надпочечниками, но доступность глюкокортикоидов дополнительно регулируется на тканевом или клеточном уровне. У людей 80-90% циркулирующих глюкокортикоидов связаны с кортикостероидсвязывающим глобулином (CBG), а 5-15% связаны с альбумином, чтобы поддерживать большинство глюкокортикоидов в неактивной форме.Только 5% системных глюкокортикоидов являются свободными и биологически активными 9 . Следовательно, доступность кортизола регулируется концентрацией CBG.
Доступность глюкокортикоидов на клеточном уровне поддерживается тканеспецифическими метаболическими ферментами 11β-гидроксистероиддегидрогеназами (11β-HSD) 10 . 11β-HSD катализируют взаимное превращение активных глюкокортикоидов. 11β-HSD2, действует как мощная дегидрогеназа, которая быстро инактивирует глюкокортикоиды (превращает кортизол в кортизон), тем самым обеспечивая селективный доступ альдостерону к неселективным в других отношениях рецепторам минералокортикоидов в почках и поджелудочной железе 10 .В отличие от эндогенных глюкокортикоидов, большинство синтетических глюкокортикоидов не связывают CBG и не метаболизируются 11β-HSD2. Однако 11β-HSD1 действует как преобладающая 11β-редуктаза во всех тканях-мишенях глюкокортикоидов, таких как печень, жировая ткань, мозг и легкие, и способствует превращению неактивного предшественника кортизона в биоактивный кортизол, тем самым регенерируя активные глюкокортикоиды в тканях за счет использования циркулирующий высокий уровень инертного кортизона 11 . Таким образом, противоположные функции изоферментов 11β-HSD1 и 11β-HSD2 поддерживают доступность и активность глюкокортикоидов на клеточном уровне, а ингибиторы 11β-HSD1 были разработаны для ограничения неблагоприятных метаболических побочных эффектов увеличения эндогенных глюкокортикоидов в таких условиях, как синдром Кушинга. .Фактически, нарушение печеночного 11b-HSD1 встречается у пациентов с синдромом поликистозных яичников и первичным ожирением 11 .
ГЛЮКОКОРТИКОИДНЫЙ РЕЦЕПТОР
Физиологические и фармакологические функции глюкокортикоидов опосредуются внутриклеточным рецептором глюкокортикоидов (GR), членом семейства ядерных рецепторов факторов транскрипции, активируемых лигандом. GR представляет собой модульный белок, состоящий из трех функциональных доменов: N-концевого домена трансактивации (NTD), центрального ДНК-связывающего домена (DBD) и C-концевого лиганд-связывающего домена (LBD) 12 .Два сигнала ядерной локализации расположены внутри LBD и в шарнирной области DBD, соответственно (). NTD, охватывающая аминокислоты 1–420 GR, наименее консервативна и, таким образом, является наиболее вариабельным доменом среди всех ядерных рецепторов. NTD содержит функцию активации транскрипции (AF1), которая активирует гены-мишени лиганд-независимым образом и является основным сайтом для всех посттрансляционных модификаций. Центральный DBD является наиболее консервативным доменом среди всех белков ядерного рецептора и содержит два мотива из цинковых пальцев, которые связывают последовательности ДНК-мишени, называемые элементами ответа глюкокортикоидов (GRE).LBD содержит карман для связывания гидрофобного лиганда, образованный 12 α-спиралями и 4 β-листами. Второй домен функции активации (AF-2) расположен в этой карбоксиконцевой области вместе с последовательностями, необходимыми для лиганд-зависимых корегуляторных взаимодействий 13 .
МЕХАНИЗМЫ ДЕЙСТВИЯ ГЛЮКОКОРТИКОИДОВ
ГЕНОМИЧЕСКИЕ ДЕЙСТВИЯ ГЛЮКОКОРТИКОИДОВ
Глюкокортикоиды передают сигнал геномным и негеномным путями. Классические геномные действия глюкокортикоидов опосредованы GR.В отсутствие гормона GR преимущественно находится в цитоплазме клеток как часть большого мультибелкового комплекса, который включает белки-шапероны (hsp90, hsp70 и p23) и иммунофилины (FKBP51 и FKBP52) 14 . Мультибелковый комплекс поддерживает GR в конформации, которая способствует связыванию лиганда с высоким сродством 15 . При связывании лиганд GR претерпевает конформационное изменение, приводящее к диссоциации мультибелкового комплекса. Это приводит к структурной реорганизации белка GR, обнажая 2 сигнала ядерной локализации, и связанный с лигандом GR быстро перемещается в ядро через ядерные поры ().Попав внутрь ядра, GR связывается непосредственно с GRE и стимулирует экспрессию целевого гена. Консенсусный GRE представляет собой палиндромную последовательность, состоящую из 2 половинных сайтов (GGAACAnnnTGTTCT), разделенных 3-нуклеотидным спейсером 16 . GR связывает GRE как димер, и каждый полусайт занят одним рецептором, и, таким образом, 3-нуклеотидный спейсер между двумя полусайтами строго необходим для взаимодействия GR: ДНК () 17 . Связывание GR с GRE вызывает конформационные изменения в GR, приводящие к скоординированному привлечению корегуляторов и комплексов ремоделирования хроматина, которые влияют на активность РНК-полимеразы II и активируют транскрипцию и репрессию генов.Недавнее исследование идентифицировало отрицательный глюкокортикоид-чувствительный элемент (nGRE), который опосредует глюкокортикоид-зависимую репрессию генов-мишеней путем привлечения корепрессоров (NCoR1 и SMRT) и гистон-деацетляз (HDAC) () 18 . Консенсусный nGRE является палиндромным (CTCC (n) 0-2 GGAGA), но отличается от классического GRE наличием вариабельного спейсера, который варьируется от 0 до 2 нуклеотидов и занят 2 мономерами GR 19 .
Геномное действие GR
При связывании глюкокортикоидов цитоплазматический GR претерпевает изменение конформации (активацию), становится гиперфосфорилированным (P), диссоциирует из мультибелкового комплекса и перемещается в ядро, где регулирует экспрессию генов.GR активирует или подавляет транскрипцию генов-мишеней путем прямого связывания GRE, привязываясь к другим факторам транскрипции, помимо связывания ДНК, или комбинированным образом, как прямым связыванием GRE, так и взаимодействиями с факторами транскрипции, связанными с соседними сайтами. NPC = Ядерный поровый комплекс; BTM = базальный аппарат транскрипции; ТВР = ТАТА-связывающий белок; nGRE = отрицательный GRE; RE = элемент ответа. Adated изменено из 88
Исследования набора GR по всему геному показали, что только небольшая часть GRE занята GR, а специфические сайты связывания GR различаются между тканями из-за различий в ландшафте хроматина, который влияет на доступность GRE 20, 21 .Всесторонний анализ связывания GR показал, что многие идентифицированные сайты связывания GR расположены далеко от проксимальной области промотора генов-мишеней, и показали неожиданное различие между активационной и репрессивной функциями GR [22]. Например, глюкокортикоидная индукция b-аррестина 1 и репрессия b-аррестина 2 происходит через интрон 1 GRE и интрон 11 nGRE, соответственно 23 . Другим примером сайта связывания GR, расположенного на большом расстоянии от сайта начала транскрипции, является внутригенный nGRE, недавно идентифицированный в экзоне 6 гена GR, который опосредует гомологичное подавление экспрессии GR 24 .Значительная часть сайтов связывания GR лишена консенсусного элемента GRE, что указывает на то, что связывание GR с хроматином может во многих случаях происходить путем связывания с другими факторами транскрипции. Что еще предстоит установить, так это функциональность этих отдаленных сайтов связывания GR в отношении транскрипции генов или других неоткрытых функций, кодируемых в белке GR.
Кроме того, GR может физически взаимодействовать с членами семейства сигнальных преобразователей и активаторов транскрипции (STAT), либо в сочетании со связыванием GRE, либо отдельно, для усиления транскрипции определенных генов-мишеней () 25 .Большинство противовоспалительных эффектов глюкокортикоидов, по-видимому, является результатом важного негативного регуляторного механизма, называемого трансрепрессией 26 , в котором связанный с лигандом GR рекрутируется на хроматин посредством белок-белковых взаимодействий с ДНК-связанными факторами транскрипции, особенно NF-κB. и протеин-активатор-1 (АР-1). GR напрямую связывает субъединицу Jun AP1 и субъединицу p65 NF-kB и препятствует активации транскрипции этих 2 белков (). Для некоторых генов трансрепрессия достигается за счет связывания GR с этими ДНК-связанными факторами транскрипции без непосредственного взаимодействия с ДНК 27,28 .Однако для некоторых генов GR функционирует сложным образом, связываясь непосредственно с GRE и физически связываясь с AP1 или NF-kB, связанными с соседним сайтом ДНК ().
Вызванная глюкокортикоидами экспрессия генов часто зависит от типа клеток, и лишь небольшая часть генов обычно активируется между различными тканями 29 . Было показано, что активация тканеспецифического гена-мишени глюкокортикоидами зависит от доступности сайта связывания GR, который, в свою очередь, определяется метилированием ДНК и структурами хроматина более высокого порядка, такими как дальнодействующие петли хроматина.Таким образом, тканеспецифическая активация гена-мишени может определяться тканеспецифическим ландшафтом хроматина, который влияет на связывание GR с родственными элементами ДНК 20, 30, . Регуляция транскрипции с помощью GR также модулируется рекрутированием коактиваторов, которые обеспечивают посттрансляционные модификации гистонов (ацетилирование и метилирование) 31, 32 . Это свойство помогает изменять структуру хроматина и привлекать другие кофакторы, тем самым делая хроматин более доступным для сборки общих факторов транскрипции и комплекса РНК-полимеразы на промоторе гена-мишени 33, 34 .Количество ко-регуляторов, которые вносят вклад в трансактивацию GR, за последние годы выросло до сотен. Некоторыми из хорошо изученных ко-регуляторов GR являются белки семейства SRC, медиаторный комплекс и комплексы SWI / SNF, NCoR1 и SMRT 35 .
НЕГЕНОМНОЕ ДЕЙСТВИЕ ГЛЮКОКОРТИКОИДОВ
Быстрое негеномное действие глюкокортикоидов опосредуется физико-химическими взаимодействиями с цитозольным ГР или мембраносвязанным ГР. В отличие от геномных эффектов, негеномные эффекты глюкокортикоидов не требуют синтеза белка и проявляются в течение нескольких секунд или минут после активации GR 36 .Растущее количество доказательств предполагает, что быстрые негеномные функции GR используют активность различных киназ, таких как фосфоинозитид-3-киназа, AKT и митоген-активируемые протеинкиназы (MAPKs) 37 . Связывание глюкокортикоидов с GR не только активирует рецептор, но также высвобождает вспомогательные белки, которые участвуют во вторичных сигнальных каскадах. Например, при высвобождении из неактивного белкового комплекса GR c-Src активирует сигнальные каскады, которые ингибируют активность фосфолипазы A2, фосфорилируют аннексин 1 и ухудшают высвобождение арахидоновой кислоты 38, 39 .В тимоцитах активированный GR перемещается в митохондрии и регулирует апоптоз 40 . GR также локализуется в кавеолах, и глюкокортикоид-опосредованная активация этого мембранно-ассоциированного GR регулирует межклеточную коммуникацию щелевых соединений и пролиферацию нервных клеток-предшественников 41, 42 . Таким образом, быстрая негеномная передача сигналов GR увеличивает сложность и разнообразие зависимых от глюкокортикоидов биологических действий.
ГЕТЕРОГЕННОСТЬ ГЛЮКОКОРТИКОИДНОГО РЕЦЕПТОРА
Варианты сращивания GR
Белок GR кодируется геном Nr3c1 и состоит из 9 экзонов; экзон 1 образует 5’-нетранслируемую область, а экзон 2–9 кодирует белок GR.Экзон 2 образует N-концевой домен GR, экзоны 3–4 составляют центральный DBD, а экзоны 5–9 кодируют шарнирный и лиганд-связывающий домен. Альтернативный сплайсинг в экзоне 9 первичного транскрипта GR генерирует два высокогомологичных транскрипта мРНК, что приводит к продукции двух изоформ GR, названных GRα и GRβ () 43, 44 . Две изоформы идентичны до аминокислоты 727, но различаются за пределами этого положения. GRα, преобладающая форма GR, состоит из дополнительных 50 аминокислот, в то время как GRβ содержит дополнительные 15 негомологичных аминокислот () 44 .Отдельные карбоксиконцевые остатки в GRβ придают уникальные свойства этой изоформе GR. GRβ не связывает лиганд (из-за отсутствия спирали 12), располагается преимущественно в ядре и неактивен по отношению к репортерным генам, чувствительным к глюкокортикоидам 45, 46 . Напротив, в присутствии GRα, GRβ функционирует как доминантно-негативный ингибитор и противодействует активности GRα в отношении многих генов-мишеней, чувствительных к глюкокортикоидам. Недавние исследования, проведенные в нескольких лабораториях, показывают, что GRβ может функционировать как истинный фактор транскрипции, напрямую индуцируя и репрессируя большое количество генов, независимо от его доминирующей негативной активности в отношении GRα.Действительно, было показано, что GRβ рекрутирует гистоновые деацетилазы и репрессирует определенные гены, такие как интерлейкин (IL) -5 и IL-13 47, 48 . Хотя GRβ не связывает глюкокортикоиды, он активно связывает антагонист GR мифепристон (RU486), 49 , а эндогенный лиганд для GRβ в настоящее время неизвестен.
A. Альтернативный сплайсинг и инициация трансляции первичного транскрипта hGR. Первичный транскрипт hGR состоит из 9 экзонов, причем экзон 2 кодирует большую часть N-концевого домена (NTD), экзоны 3 и 4 кодируют DBD, а экзоны 5–9 кодируют шарнирную область (H) и LBD.Изоформа варианта сплайсинга GR: классический белок GRα является результатом сплайсинга экзона 8 с началом экзона 9. GRβ продуцируется из альтернативного акцепторного сайта сплайсинга, который связывает конец экзона 8 с последовательностями, расположенными ниже по течению в экзоне 9, кодируя вариант с уникальная 15 аминокислота на С-конце (положения 728–742). GRγ генерируется из альтернативного донорного сайта сплайсинга в интронной последовательности, разделяющей экзоны 3 и 4, что приводит к белку со вставкой аргинина (Arg-452) между двумя цинковыми пальцами DBD.GR-A продуцируется в результате альтернативного сплайсинга, который соединяет экзон 4 с экзоном 8, удаляя проксимальные 185 аминокислот LBD (Ala-490-Ser-674), кодируемого экзонами 5-7. GR-P образуется из-за неспособности сплайсировать экзон 7 с экзоном 8. Сохраненная интронная последовательность вводит стоп-кодон, в результате чего усеченный мутант рецептора пропускает дистальную половину LBD. Трансляционные изоформы GRα: доменная организация трансляционных изоформ GRα. Инициация трансляции с восьми различных стартовых кодонов AUG в одной GR-мРНК генерирует изоформы рецепторов с прогрессивно более короткими N-концевыми доменами.Это генерирует трансляционные изоформы GRα GRα-A, B, C1, C2, C3, D1, D2 и D3. B. Доменная структура и посттрансляционные модификации hGR-α. Указаны сайты посттрансляционных модификаций, таких как фосфорилирование (P), сумоилирование (S), убиквитинирование (U) и ацетилирование (A). C. Полиморфизм чГР. Стрелки указывают полиморфизм, который приводит к замене аминокислот, и A3669G, который приводит к стабильности GR. Принято и модифицировано из 88
GRβ экспрессируется в различных тканях, но обычно на более низких уровнях, чем GRα.Однако GRβ в изобилии присутствует в некоторых типах клеток, таких как нейтрофилы и эпителиальные клетки 50 . Молекулярные факторы, которые контролируют экспрессию GRβ, плохо изучены, но несколько исследований выявили участие фактора сплайсинга, SRp30c 51, 52 . Кроме того, экспрессия GRβ может увеличиваться провоспалительными цитокинами и другими иммунными активаторами и приводить к снижению соотношения GRα: GRβ и устойчивости к глюкокортикоидам. Пониженное соотношение GRα: GRβ связано с расстройствами настроения, такими как шизофрения, биполярное расстройство и серьезные депрессивные расстройства.Повышенные уровни GRβ связаны с устойчивостью к глюкокортикоидам при нескольких воспалительных заболеваниях, включая астму, ревматоидный артрит, язвенный колит, полипоз носа, системную красную волчанку, сепсис, острый лимфобластный лейкоз и хронический лимфолейкоз 46 . Таким образом, изменение соотношений экспрессии GRα: GRβ может обеспечить средства для модуляции чувствительности к глюкокортикоидам. Другим важным открытием стало открытие GRβ у мышей, крыс и рыб-зебр. Эти изоформы возникают в результате особого механизма сплайсинга, который использует альтернативные донорные сайты сплайсинга в интроне, разделяющем экзоны 8 и 9, что приводит к изоформе GRβ, сходной по структуре и функциям с человеческим GRβ 53, 54, 55 .
Дополнительные варианты сплайсинга GR, GRγ, GR-A и GR-P были обнаружены в устойчивых к глюкокортикоидам раковых клетках, а затем и в здоровых тканях. Первоначально идентифицированный в раковых клетках и мононуклеарных клетках крови, GRγ представляет собой вариант сплайсинга, в котором экзон 4 альтернативно сплайсирован с экзоном 3, таким образом включающий 3 п.н. области интрона, что приводит к дополнительному остатку аргинина между цинковыми пальцами DBD () 56 . GRγ проявляет ~ 50% активности GRα в отношении канонических генов-мишеней глюкокортикоидов, а экспрессия GRγ при остром лимфобластном лейкозе у детей коррелирует с устойчивостью к лечению глюкокортикоидами 57 .Устойчивость к глюкокортикоидам при мелкоклеточной карциноме легких и кортикотрофных аденомах также связана с экспрессией GRγ в этих раковых опухолях 58 . Вариант GR-A генерируется путем сплайсинга экзона 4 с экзоном 8, в результате чего в транскрипте отсутствует экзон 5-7, который кодирует аминоконцевую половину LBD (). Отсутствие сплайсинга на границе экзона 7/8 дает изоформу GR-P, в которой отсутствует карбокси-концевая половина LBD (). Из-за дефекта LBD как GR-A, так и GR-P не связывают глюкокортикоиды. Мало что известно о биологических функциях GR-A, однако GR-P, как было показано, модулирует транскрипционную активность GRα специфическим для клеточного типа образом 59, 60 .Вариант GR-P экспрессируется в нормальной ткани и, как сообщается, активируется при многих гематологических злокачественных новообразованиях, устойчивых к глюкокортикоидам (острый лимфобластный лейкоз, неходжкинская лимфома и множественная миелома) 61 .
GR ISOFORMS
Помимо вариантов сплайсинга GR, альтернативная инициация трансляции с единственной мРНК GRα дает дополнительную когорту разнообразных белков GR, добавляя к гетерогенности рецепторов глюкокортикоидов 62, 63 .Восемь высококонсервативных стартовых кодонов AUG в экзоне 2 транскрипта GR дают восемь вариантов GRα с прогрессивно более коротким N-концом. Эти изоформы рецепторов обозначаются GRα-A, -B, -C1, -C2, -C3, -D1, -D2 и -D3 (). Изоформа GRα-A представляет собой классический полноразмерный рецептор, содержащий аминокислоты 1–777. Рибосомное сканирование с утечкой и механизмы рибосомного шунтирования участвуют в генерации подтипов GRα. Предполагается, что каждый из вариантов сплайсинга GR (GRβ, GRγ, GR-A и GR-P) дает аналогичный набор N-концевых изоформ.Трансляционные изоформы GRα, различающиеся только длиной NTD, обладают сходным сродством к глюкокортикоидам и сходной способностью связывания GRE после лиганд-зависимой активации. Однако субклеточная локализация изоформ отличается, причем изоформы GRα-D постоянно находятся в ядре. Напротив, изоформы GRα-A, GRα-B и GRα-C локализуются в цитоплазме клеток в отсутствие гормона и перемещаются в ядро при связывании глюкокортикоидов 62 .Интересное различие между изоформами GRα состоит в том, что каждый вариант GR обладает отдельным профилем транскрипции. Когда отдельные изоформы экспрессируются в клетках остеосаркомы U2OS или Jurkat T лимфобластной лейкемии, каждая из них регулирует уникальный набор генов, причем менее 10% обычно регулируются всеми изоформами 64, 65 . Специфический для изоформ ген-регуляторный профиль вызывал функциональные различия в индуцированном глюкокортикоидом апоптозе в этих клетках. Клетки, экспрессирующие GRα-C3, проявляли наивысшую чувствительность к апоптозу, индуцированному глюкокортикоидами, в то время как клетки, экспрессирующие GRα-D3, были наиболее устойчивыми 66 .GRα-C3 является наиболее активным, и повышенная активность связана с N-концевым мотивом (остатки 98-115), который стерически затруднен в более крупных изоформах GR. Беспрепятственный домен AF1 GRα-C3 эффективно рекрутирует различные ко-регуляторы и усиливает транскрипционную активность GRα-C3 67 . Однако отсутствие домена AF1 может быть ответственным за снижение транскрипционной активности в GRα-D3. В отличие от других изоформ рецепторов, GRα-D3 не подавляет транскрипцию антиапоптотических генов Bcl-xL, клеточного ингибитора апоптозного белка 1 и сурвивина.Неспособность GRα-D подавлять экспрессию этих генов связана со слабым взаимодействием между GRα-D и NF-κB 66 .
Трансляционные изоформы обнаруживают обширное тканевое распределение, хотя их относительные уровни варьируются как между клетками, так и внутри клеток. У грызунов изоформы GRα-A и GRα-B являются наиболее распространенными белками GR во многих тканях 62 . Наибольшая экспрессия GRα-C обнаруживается в поджелудочной железе, легких и толстой кишке. Варианты GRα-D преобладают в селезенке и мочевом пузыре, но экспрессируются на низких уровнях, тогда как GRα-B более распространен в тимусе и толстой кишке.Недавние исследования также продемонстрировали изменения в клеточном комплементе трансляционных изоформ GRα в ответ на различные клеточные стимулы [68]. Более того, было обнаружено, что относительные уровни подтипов GRα, экспрессируемых в человеческом мозге, изменяются во время развития и процесса старения 69, 70 . Молекулярные механизмы, управляющие экспрессированным набором трансляционных изоформ, плохо изучены. Следовательно, генетические манипуляции с трансляционными изоформами GR в моделях на животных могут пролить новый свет на биологическое значение этих интригующих вариантов GR, и будет важно определить вклад одной изоформы GR в целое животное.Кроме того, очень важно проверить, демонстрируют ли устойчивые к глюкокортикоидам клетки измененный паттерн экспрессии изоформы GR.
ПОСТТРАНСЛЯЦИОННЫЕ МОДИФИКАЦИИ GR
Посттрансляционные модификации GR дополнительно модулируют транскрипционный ландшафт рецептора. Наиболее изученной ковалентной модификацией GR является фосфорилирование и по меньшей мере семь остатков серина (Ser-113, Ser-134, Ser-141, Ser-203, Ser-211, Ser-226 и Ser-404), которые фосфорилируются в hGR. , и все эти сайты также законсервированы у мышей и крыс ().Другие сайты фосфорилирования включают Ser-45 и 267. Рецептор демонстрирует базовый уровень фосфорилирования и становится гиперфосфорилированным при связывании глюкокортикоидов, однако структура лиганда определяет как характер, так и степень фосфорилирования GR. В фосфорилировании GR участвуют различные киназы, в том числе MAPK, циклин-зависимые киназы, казеинкиназа II и киназа гликогенсинтазы 3β. Фосфорилирование GRα изменяет его транскрипционную активность, часто ген-специфическим образом 71, 72 .Лиганд-зависимое фосфорилирование GR по Ser-211 коррелирует с повышенной транскрипционной активностью, тогда как фосфорилирование по Ser-226 снижает транскрипционную активность GR. Нарушение фосфорилирования Ser-211 может приводить к устойчивости к глюкокортикоидам в злокачественных лимфоидных клетках, напротив, гиперфосфорилирование по Ser-226 может объяснять снижение передачи сигналов GR в патологии депрессии 72, 73 . Лиганд-индуцированное фосфорилирование по Ser-404, как было показано, влияет на транскрипционную активность GR за счет нарушения как активации, так и репрессии генов-мишеней 74 .Ser-134 уникален тем, что фосфорилируется независимо от глюкокортикоидов под действием стрессовых стимулов, включая голодание по глюкозе, окислительный стресс, УФ-облучение и осмотический шок 75 .
Фосфорилирование GR также модифицирует другие свойства GR, которые влияют на передачу сигналов GR 76 . Клеточная компартментализация GR изменяется за счет фосфорилирования, фосфорилирование GR по Ser-203, Ser-226 или Ser-404 усиливает задержку в цитоплазме, снижая, таким образом, транскрипционную активность.Распад белка GR усиливается глюкокортикоид-зависимым фосфорилированием по Ser-404, поскольку мутанты с дефицитом фосфорилирования стабилизируются в присутствии глюкокортикоидов 77 .
Белок
GR также подвергается множеству других посттрансляционных модификаций, которые регулируют функцию рецептора. Убиквитин представляет собой белок из 76 аминокислот, который при присоединении к определенным остаткам лизина маркирует белки для протеасомной деградации. GR убиквитинируется по консервативному остатку лизина, расположенному в положении 419 (Lys-419), и эта модификация нацелена на рецептор для деградации протеасомой 26S () 78,79 .Мутация этого консервативного остатка Lys усиливает индуцированную глюкокортикоидами транскрипционную активность GR и блокирует зависимое от лиганда подавление GR 80 . Другой важной посттрансляционной модификацией GR является ковалентное добавление небольшого убиквитин-родственного модификатора-1 (SUMO-1), называемого сумоилированием. GR сумоилирован по остаткам Lys-277, Lys-293 и Lys-703 (). Сумоилирование GRα, как было показано, способствует его деградации и ингибирует транскрипционную активность GR промотор-специфическим образом путем привлечения корепрессоров 81 .Было высказано предположение, что GR может быть ацетилирован по остаткам лизина -494 и -495, а ацетилирование GR изменяет ингибирующее действие глюкокортикоидов на NF-κB (). Недавние исследования показали, что ацетилирование GR с помощью фактора транскрипции часов снижает транскрипционную активность GR 82, 83 . Таким образом, посттрансляционная модификация GR регулирует множество аспектов функции GR и увеличивает гетерогенность рецепторов.
ПОЛИМОРФИЗМЫ ГЛЮКОКОРТИКОИДНЫХ РЕЦЕПТОРОВ
Полиморфизм определяется как наследуемый генетический вариант зародышевой линии одного локуса (чаще всего однонуклеотидный вариант), который присутствует по крайней мере в 1% популяции.Полиморфизмы в гене GR, которые изменяют аминокислотную последовательность, связаны с нарушением функции GR в качестве активатора или репрессора транскрипции. Полиморфизм N363S, расположенный в экзоне 2 (), встречается у ~ 4% популяции, приводит к умеренному увеличению транскрипционной активности GR и связан с общим повышением чувствительности к глюкокортикоидам. Сообщается, что у носителей N363S повышенный индекс массы тела, ишемическая болезнь сердца и пониженная минеральная плотность костей 84 .Полиморфизм ER22 / 23EK, который встречается у ~ 3% людей, приводит к изменению аргинина (R) на лизин (K) в положении 23 (R23K) на N-конце (). ER22 / 23EK связан со снижением транскрипционной активности GR. Было показано, что полиморфизм ER22 / 23EK увеличивает соотношение GRα-A к GRα-B, а носители полиморфизма ER22 / 23EK имеют более низкую тенденцию к развитию нарушенной толерантности к глюкозе, диабету 2 типа и сердечно-сосудистым заболеваниям 85 .
Полиморфизм A3669G в 3 ’нетранслируемой области GRβ приводит к увеличению как мРНК GRβ, так и белка ().Более того, у носителей полиморфизма A3669G выше частота ревматоидного артрита и сердечно-сосудистых заболеваний. Лица, гомозиготные по полиморфизму A3669G, были связаны с провоспалительным фенотипом с повышенным риском инфаркта миокарда и ишемической болезни сердца 86 .
РЕЗЮМЕ И РАЗРАБОТКА НА БУДУЩЕЕ
Глюкокортикоиды — это основные гормоны стресса, которые регулируют широкий спектр физиологических процессов, а синтетические производные этих молекул широко используются в клинике для лечения воспалительных заболеваний, аутоиммунных заболеваний и гематологических онкологических заболеваний.Несмотря на эффективность глюкокортикоидов при лечении воспалительных и иммунных нарушений, их полезность ограничена вредными побочными эффектами хронического лечения и / или лечения высокими дозами. Эти побочные эффекты включают диабет, нарушение заживления ран, атрофию кожи, атрофию мышц, дисфункцию HPA, катаракту, пептические язвы, гипертонию, метаболический синдром, остеопороз и водно-электролитный дисбаланс. За последние несколько десятилетий были предприняты значительные усилия для повышения активности глюкокортикоидов при минимизации побочных эффектов путем изменения химической структуры природных глюкокортикоидов 87 .Открытие того, что множественные изоформы GR с уникальными экспрессионными, ген-регуляторными и функциональными профилями генерируются путем альтернативного сплайсинга, альтернативной инициации трансляции зрелой мРНК и посттрансляционных модификаций, продвинуло наше понимание молекулярной основы разнообразия чувствительности к глюкокортикоидам (гипочувствительность или гиперчувствительность). Полногеномные исследования набора GR показали, что тканеспецифический ландшафт хроматина также обнаруживает глубокие различия в чувствительности к глюкокортикоидам.
Важной проблемой при клиническом применении глюкокортикоидов является неоднородность реакции на глюкокортикоиды среди людей, при этом значительная часть населения (до 30%) проявляет некоторую степень устойчивости к глюкокортикоидам. Прогресс в нашем понимании паттернов экспрессии глюкокортикоидов выявил множество механизмов, которые способствуют снижению чувствительности к глюкокортикоидам, включая повышенную экспрессию изоформ GRβ и GRα-D, изменения фосфорилирования GR и гомологичное подавление GR.Анализ молекулярных механизмов устойчивости позволяет не только прогнозировать чувствительность пациента к глюкокортикоидам, но и разрабатывать новые терапевтические стратегии для борьбы с нечувствительностью к глюкокортикоидам. Таким образом, понимание гетерогенности передачи сигналов GR как для здоровья, так и для болезни поможет в разработке более безопасных и эффективных методов лечения глюкокортикоидами с улучшенным соотношением польза / риск для пациентов.
ОСНОВНЫЕ МОМЕНТЫ
1.Важной проблемой при клиническом применении глюкокортикоидов является неоднородность реакции на глюкокортикоиды среди людей, значительная часть населения которых демонстрирует некоторую степень устойчивости к глюкокортикоидам. 2. На чувствительность и специфичность глюкокортикоидов влияет профиль экспрессии изоформы GR. Воспалительные и патологические процессы модулируют профили изоформ клеток GR. 3. Оценка чувствительности к глюкокортикоидам у отдельных пациентов важна для оптимального плана лечения глюкокортикоидами в клинике.4. Понимание гетерогенности передачи сигналов GR как для здоровья, так и для болезни поможет в разработке более безопасных и эффективных методов лечения глюкокортикоидами с улучшенным соотношением польза / риск для пациентов.
БЛАГОДАРНОСТИ
Поддержка предоставлена Программой внутренних исследований Национальных институтов здравоохранения / Национального института гигиены окружающей среды.
Сноски
Заявление издателя: Это PDF-файл неотредактированной рукописи, принятой к публикации.В качестве услуги для наших клиентов мы предоставляем эту раннюю версию рукописи. Рукопись будет подвергнута копированию, верстке и рассмотрению полученного доказательства, прежде чем она будет опубликована в окончательной форме для цитирования. Обратите внимание, что во время производственного процесса могут быть обнаружены ошибки, которые могут повлиять на содержание, и все юридические оговорки, относящиеся к журналу, имеют отношение.
РАСКРЫТИЕ ИНФОРМАЦИИ: Нет
ЗАЯВЛЕНИЕ О КОНФЛИКТЕ ИНТЕРЕСОВ
Авторы заявляют, что у них нет соответствующего конфликта интересов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ван Стаа Т.П., Леуфкенс Х.Г., Абенхайм Л. и др. Использование пероральных кортикостероидов в Соединенном Королевстве. QJM: ежемесячный журнал Ассоциации врачей. 2000. 93: 105–111. [PubMed] [Google Scholar] 2. Rhen T, Cidlowski JA. Противовоспалительное действие глюкокортикоидов — новые механизмы для старых препаратов. N Engl J Med. 2005; 353: 1711–1723. [PubMed] [Google Scholar] 3. Schacke H, Docke WD, Asadullah K. Механизмы, участвующие в побочных эффектах глюкокортикоидов. Фармакология и терапия.2002; 96: 23–4. [PubMed] [Google Scholar] 4. Барнс П.Дж. Механизмы и резистентность в глюкокортикоидном контроле воспаления. J Стероид Biochem Mol Biol. 2010. 120: 76–85. [PubMed] [Google Scholar] 5. Миллер WL, Auchus RJ. Молекулярная биология, биохимия и физиология стероидогенеза человека и его нарушений. Эндокринные обзоры. 2011; 32: 81–151. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 6. Вебстер Дж. И., Тонелли Л., Штернберг Э. М.. Нейроэндокринная регуляция иммунитета. Ежегодный обзор иммунологии. 2002. 20: 125–163.[PubMed] [Google Scholar] 7. Джон CD, Букингем JC. Цитокины: регуляция гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси. Современное мнение в фармакологии. 2003. 3: 78–84. [PubMed] [Google Scholar] 8. Уокер Дж. Дж., Спига Ф., Гупта Р., Чжао З., Лайтман С. Л., Терри Дж. Р. Быстрая регуляция синтеза глюкокортикоидов с помощью обратной связи внутри надпочечников. J. R. Soc. Интерфейс. 2015; 12: 20140875. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 9. Breuner CW, Orchinik M. Белки, связывающие плазму как медиаторы действия кортикостероидов у беспозвоночных.Журнал эндокринологии. 2002; 175: 99–11221. [PubMed] [Google Scholar] 10. Seckl JR. 11бета-гидроксистероиддегидрогеназы: изменение глюкокортикоидного действия. Curr Opin Pharmacol. 2004; 4: 597–602. [PubMed] [Google Scholar] 11. Купер М.С., Стюарт П.М. 11-Бета-гидроксистероид дегидрогеназа типа 1 и ее роль в системе гипоталамус-гипофиз-надпочечники, метаболическом синдроме и воспалении. Журнал клинической эндокринологии и метаболизма. 2009. 94: 4645–4654. [PubMed] [Google Scholar] 12. Кумар Р., Томпсон Э.Б.Генная регуляция рецептором глюкокортикоидов: взаимосвязь структура: функция. J Стероид Biochem Mol Biol. 2005; 94: 383–94. [PubMed] [Google Scholar] 13. Bledsoe RK, Montana VG, Stanley TB, Delves CJ, Apolito CJ, McKee DD и др. Кристаллическая структура лиганд-связывающего домена глюкокортикоидного рецептора раскрывает новый способ димеризации рецептора и распознавания коактиватора. Клетка. 2002; 110: 93–105. [PubMed] [Google Scholar] 14. Град I, Пикард Д. Ответы на глюкокортикоиды формируются молекулярными шаперонами.Mol Cell Endocrinol. 2007; 275: 2–12. [PubMed] [Google Scholar] 15. Пратт В.Б., Тофт Д.О. Взаимодействие стероидных рецепторов с белком теплового шока и шаперонами иммунофилина. Endocr Rev.1997; 18: 306–60. [PubMed] [Google Scholar] 17. Freedman LP. Анатомия области цинкового пальца стероидного рецептора. Endocr Rev.1992; 13: 129–45. [PubMed] [Google Scholar] 18. Сурджит М., Ганти К.П., Мукхерджи А., Йе Т, Хуа Г., Мецгер Д. и др. Широко распространенные элементы отрицательного ответа опосредуют прямую репрессию связанными агонистами глюкокортикоидными рецепторами.Клетка. 2011; 145: 224–41. [PubMed] [Google Scholar] 19. Hudson WH, Youn C, Ortlund EA. Структурная основа прямой глюкокортикоид-опосредованной трансрепрессии. Nat Struct Mol Biol. 2013; 20: 53–8. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 20. Джон С., Сабо П.Дж., Турман Р.Э., Сунг М.Х., Бидди С.К., Джонсон Т.А. и др. Доступность хроматина предопределяет характер связывания глюкокортикоидных рецепторов. Нат Жене. 2011; 43: 264–8. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 22. Редди Т.Е., Паули Ф., Спроус Р.О., Нефф Н.Ф., Ньюберри К.М., Гарабедян М.Дж., Майерс Р.М.Геномная детерминация глюкокортикоидного ответа раскрывает неожиданные механизмы регуляции генов. Genome Res. 2009; 19: 2163–2171. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 23. Oakley RH, Revollo J, Cidlowski JA. Глюкокортикоиды регулируют экспрессию гена аррестина и перенаправляют сигнальный профиль рецепторов, связанных с G-белком. Proc Natl Acad Sci U S. A. 2012; 109: 17591–6. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 24. Рамамурти С., Цидловски Дж. Индуцированная лигандом репрессия гена рецептора глюкокортикоидов опосредуется комплексом репрессии NCoR1, образованным дальнодействующими взаимодействиями хроматина с внутригенными элементами ответа глюкокортикоидов.Mol Cell Biol. 2013; 33: 1711–22. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 25. Uhlenhaut NH, Barish GD, Yu RT, Downes M, Karunasiri M, Liddle C, et al. Анализ негативной регуляции рецептора глюкокортикоидов на основе полногеномного профилирования воспалительных цистромов. Mol Cell. 2013; 49: 158–71. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 26. Рогацкий И., Ивашков Л.Б. Глюкокортикоидная модуляция передачи сигналов цитокинов. Тканевые антигены. 2006; 68: 1–12. [PubMed] [Google Scholar] 27. Ниссен Р.М., Ямамото КР.Рецептор глюкокортикоидов ингибирует NFkappaB, препятствуя фосфорилированию серина-2 карбоксиконцевого домена РНК-полимеразы II. Genes Dev. 2000; 14: 2314–29. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 28. Yang-Yen HF, Chambard JC, Sun YL, Smeal T, Schmidt TJ, Drouin J и др. Вмешательство транскрипции между c-Jun и рецептором глюкокортикоидов: взаимное ингибирование связывания ДНК из-за прямого взаимодействия белок-белок. Клетка. 1990; 62: 1205–15. [PubMed] [Google Scholar] 29. Lamberts SW, Huizenga AT, de Lange P, de Jong FH, Koper JW.Клинические аспекты чувствительности к глюкокортикоидам. Стероиды. 1996; 61: 157–60. [PubMed] [Google Scholar] 30. Редди Т.Э., Герц Дж., Кроуфорд Г.Э., Гарабедян М.Дж., Майерс Р.М. Гиперчувствительный ответ на глюкокортикоиды специфически регулирует период 1 и экспрессию циркадных генов. Mol Cell Biol. 2012; 32: 3756–67. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 31. Дженкинс Б.Д., Пуллен С.Б., Даримонт Б.Д. Новые эффекторные механизмы коактиватора глюкокортикоидных рецепторов. Trends Endocrinol Metab. 2001; 12: 122–6. [PubMed] [Google Scholar] 32.Лонард Д.М., О’Мэлли Б.В. Расширение функционального разнообразия соактиваторов. Trends Biochem Sci. 2005; 30: 126–32. [PubMed] [Google Scholar] 33. Розенфельд М.Г., Стекло СК. Корегуляторные коды регуляции транскрипции ядерными рецепторами. J Biol Chem. 2001; 276: 36865–8. [PubMed] [Google Scholar] 34. Meijsing SH, Pufall MA, So AY, Bates DL, Chen L, Yamamoto KR. Последовательность сайта связывания ДНК определяет структуру и активность рецептора глюкокортикоидов. Наука. 2009; 324: 407–10. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 35.Ronacher K, Hadley K, Avenant C, Stubsrud E, Simons SS, Jr, Louw A и др. Лиганд-селективная трансактивация и трансрепрессия через глюкокортикоидный рецептор: роль кофакторного взаимодействия. Mol Cell Endocrinol. 2009. 299: 219–31. [PubMed] [Google Scholar] 36. Groeneweg FL, Karst H, de Kloet ER, Joels M. Минералокортикоидные и глюкокортикоидные рецепторы на нейрональной мембране, регуляторы передачи сигналов негеномных кортикостероидов. Mol Cell Endocrinol. 2012; 350: 299–309. [PubMed] [Google Scholar] 37. Самарасингхе РА, Витчелл С.Ф., ДеФранко ДБ.Кооперативность и комплементарность: синергизм в неклассической и классической передаче сигналов глюкокортикоидов. Клеточный цикл. 2012; 11: 2819–27. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 38. Кроксталл Дж. Д., Чоудхури К., Флауэр Р. Дж. Глюкокортикоиды действуют в течение нескольких минут, подавляя рекрутирование сигнальных факторов на активированные рецепторы EGF через рецепторно-зависимый, независимый от транскрипции механизм. Br J Pharmacol. 2000; 130: 289–98. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 39. Солито Е., Мулла А., Моррис Дж. Ф., Кристиан ХК, Флауэр Р. Дж., Бэкингем Дж. К..Дексаметазон вызывает быстрое фосфорилирование серина и мембранную транслокацию аннексина 1 в линии фолликулостеллатных клеток человека посредством нового негеномного механизма, включающего рецептор глюкокортикоидов, протеинкиназу С, фосфатидилинозитол-3-киназу и митоген-активированную протеинкиназу. Эндокринология. 2003; 144: 1164–74. [PubMed] [Google Scholar] 40. Болдизсар Ф., Талабер Дж., Сабо М. и др. Новые пути передачи сигналов негеномных глюкокортикоидов (ГК) в Т-клетках. Иммунобиология. 2010; 215: 521–526.[PubMed] [Google Scholar] 41. Мэтьюз Л., Берри А., Оганян В., Оганян Дж., Гарсайд Х., Рэй Д. Кавеолин опосредует быстрые эффекты глюкокортикоидов и сочетает действие глюкокортикоидов с антипролиферативной программой. Мол Эндокринол. 2008; 22: 1320–30. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 42. Самарасинге Р.А., Ди Майо Р., Волонте Д., Галбиати Ф., Льюис М., Ромеро Г. и др. Действие негеномных глюкокортикоидных рецепторов регулирует межклеточную коммуникацию щелевых соединений и пролиферацию нервных клеток-предшественников. Proc Natl Acad Sci U S A.2011; 108: 16657–62. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 43. Бамбергер С.М., Бамбергер А.М., де Кастро М., Хрусос Г.П. Бета-рецептор глюкокортикоидов, потенциальный эндогенный ингибитор действия глюкокортикоидов у людей. J Clin Invest. 1995; 95: 2435–41. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 44. Oakley RH, Sar M, Cidlowski JA. Бета-изоформа человеческого глюкокортикоидного рецептора. Выражение, биохимические свойства и предполагаемая функция. J Biol Chem. 1996. 271: 9550–9. [PubMed] [Google Scholar] 45. Кино Т, Су Я., Хрусос Г.П.Изоформа бета-рецептора глюкокортикоидов человека: недавнее понимание ее потенциальных последствий для физиологии и патофизиологии. Cell Mol Life Sci. 2009; 66: 3435–48. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 46. Льюис-Таффин LJ, Cidlowski JA. Физиология человеческого глюкокортикоидного рецептора бета (hGRbeta) и устойчивость к глюкокортикоидам. Ann N Y Acad Sci. 2006; 1069: 1–9. [PubMed] [Google Scholar] 47. Kelly A, Bowen H, Jee YK, Mahfiche N, Soh C, Lee T. и др. Бета-изоформа глюкокортикоидного рецептора может опосредовать репрессию транскрипции за счет рекрутирования гистоновых деацетилаз.J Allergy Clin Immunol. 2008; 121: 203–8. e1. [PubMed] [Google Scholar] 48. Kim SH, Kim DH, Lavender P, Seo JH, Kim YS, Park JS и др. Подавление TNF-альфа-индуцированной экспрессии IL-8 глюкокортикоидным рецептором-бета включает ингибирование ацетилирования гистона h5. Exp Mol Med. 2009. 41: 297–306. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 49. Льюис-Таффин LJ, Jewell CM, Bienstock RJ, Collins JB, Cidlowski JA. Человеческий глюкокортикоидный рецептор b (hGRb) связывает RU-486 и является транскрипционно активным. Mol Cell Biol.2007. 27: 2266–82. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 50. Хаук П.Дж., Хамид К.А., Хрусос Г.П., Леунг Д.Ю. Индукция нечувствительности к кортикостероидам в PBMC человека микробными суперантигенами. J Allergy Clin Immunol. 2000; 105: 782–7. [PubMed] [Google Scholar] 51. Джайн А., Уордингер Р.Дж., Йорио Т., Кларк А.Ф. Сплайсосомный белок (SRp) регуляция изоформ глюкокортикоидных рецепторов и глюкокортикоидный ответ в клетках трабекулярной сети человека. Инвестируйте Ophthalmol Vis Sci. 2012; 53: 857–66. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 52.Zhu J, Gong JY, Goodman OB, Jr, Cartegni L, Nanus DM, Shen R. Бомбезин ослабляет сплайсинг пре-мРНК глюкокортикоидного рецептора, регулируя экспрессию серин-аргининового белка p30c (SRp30c) в клетках рака простаты. Biochim Biophys Acta. 2007; 1773: 1087–94. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 53. Дюбуа, округ Колумбия, Сукумаран С., Юско В.Дж., Алмон Р.Р. Доказательства варианта сплайсинга бета-рецептора глюкокортикоидов у крыс и его физиологической регуляции в печени. Стероиды. 2013; 78: 312–20. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 54.Хайндс Т.Д., мл., Рамакришнан С., Кэш Х.А., Стечшульте Л.А., Генрих Г., Наджар С.М. и др. Открытие глюкокортикоидного рецептора-бета у мышей, играющего роль в метаболизме. Мол Эндокринол. 2010; 24: 1715–27. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 55. Schaaf MJ, Champagne D, van Laanen IH, van Wijk DC, Meijer AH, Meijer OC и др. Открытие функциональной бета-изоформы рецептора глюкокортикоидов у рыбок данио. Эндокринология. 2008; 149: 1591–9. [PubMed] [Google Scholar] 56. Рэй Д.У., Дэвис-младший, Уайт А., Кларк А.Дж.Структура и функция глюкокортикоидных рецепторов в устойчивых к глюкокортикоидам клетках мелкоклеточной карциномы легких. Cancer Res. 1996; 56: 3276–80. [PubMed] [Google Scholar] 57. Бегер С., Гердес К., Лаутен М., Тиссинг В. Дж., Фернандес-Муньос И., Шраппе М. и др. Экспрессия и структурный анализ изоформы гамма-рецептора глюкокортикоидов в клетках лейкемии человека с использованием подхода полимеразной цепной реакции, специфичной для изоформ в реальном времени. Br J Haematol. 2003. 122: 245–52. [PubMed] [Google Scholar] 58. Риверс С., Леви А., Хэнкок Дж., Лайтман С., Норман М.Вставка аминокислоты в ДНК-связывающий домен глюкокортикоидного рецептора в результате альтернативного сплайсинга. J Clin Endocrinol Metab. 1999. 84: 4283–6. [PubMed] [Google Scholar] 59. de Lange P, Segeren CM, Koper JW, Wiemer E, Sonneveld P, Brinkmann AO и др. Экспрессия при гематологических злокачественных новообразованиях варианта сплайсинга глюкокортикоидного рецептора, который усиливает опосредованные глюкокортикоидным рецептором эффекты в трансфицированных клетках. Cancer Res. 2001; 61: 3937–41. [PubMed] [Google Scholar] 60. Гайтан Д., ДеБолд С.Р., Терни М.К., Чжоу П., Орт Д.Н., Ковач В.Дж.Структура и функция глюкокортикоидных рецепторов при адренокортикотропин-секретирующем мелкоклеточном раке легкого. Мол Эндокринол. 1995; 9: 1193–201. [PubMed] [Google Scholar] 61. Кретт Н.Л., Пиллэй С., Моалли ПА, Грейпп ПР, Розен СТ. Вариант матричной РНК глюкокортикоидного рецептора экспрессируется у пациентов с множественной миеломой. Cancer Res. 1995; 55: 2727–9. [PubMed] [Google Scholar] 62. Лу Н.З., Цидловски Я. Механизмы регуляции трансляции генерируют изоформы N-концевых рецепторов глюкокортикоидов с уникальными генами-мишенями транскрипции.Mol Cell. 2005; 18: 331–42. [PubMed] [Google Scholar] 63. Oakley RH, Cidlowski JA. Клеточный процессинг гена и белка рецептора глюкокортикоидов: новые механизмы для генерации тканеспецифичных действий глюкокортикоидов. J Biol Chem. 2011; 286: 3177–84. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 64. Лу Н.З., Коллинз Дж. Б., Гриссом С. Ф., Цидловски Дж. Селективная регуляция апоптоза костных клеток трансляционными изоформами рецептора глюкокортикоидов. Mol Cell Biol. 2007; 27: 7143–60. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 65.Wu I, Shin SC, Cao Y, Bender I.K, Jafari N, Feng G и др. Селективные трансляционные изоформы рецепторов глюкокортикоидов выявляют индуцированные глюкокортикоидами апоптотические транскриптомы. Cell Death Dis. 2013; 4: e453. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 66. Gross KL, Oakley RH, Scoltock AB, Jewell CM, Cidlowski JA. Глюкокортикоидный рецептор — изоформа-селективная регуляция антиапоптотических генов в клетках остеосаркомы: новый механизм устойчивости к глюкокортикоидам. Мол Эндокринол. 2011; 25: 1087–99. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 67.Бендер И.К., Цао Ю., Лу Н.З. Детерминанты повышенной активности трансляционных изоформ глюкокортикоидных рецепторов. Мол Эндокринол. 2013; 27: 1577–87. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 68. Cao Y, Bender IK, Konstantinidis AK, Shin SC, Jewell CM, Cidlowski JA, et al. Трансляционные изоформы глюкокортикоидных рецепторов лежат в основе специфической для стадии созревания глюкокортикоидной чувствительности дендритных клеток у мышей и людей. Кровь. 2013; 121: 1553–62. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 69.Синклер Д., Вебстер М.Дж., Вонг Дж., Вейкерт К.С. Динамические молекулярные и анатомические изменения рецептора глюкокортикоидов в корковом развитии человека. Мол Психиатрия. 2011; 16: 504–15. [PubMed] [Google Scholar] 70. Синклер Д., Вебстер М. Дж., Фуллертон Дж. М., Вейкерт К. С.. Изменения мРНК глюкокортикоидного рецептора и изоформ белка в орбитофронтальной коре при шизофрении и биполярном расстройстве. BMC Psychiatry. 2012; 12: 84. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 71. Beck IM, Vanden Berghe W., Vermeulen L, Yamamoto KR, Haegeman G, De Bosscher K.Перекрестные помехи в воспалении: взаимодействие механизмов, основанных на рецепторах глюкокортикоидов, а также киназ и фосфатаз. Endocr Rev.2009; 30: 830–82. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 72. Ван З., Фредерик Дж., Гарабедян MJ. Расшифровка «кода» фосфорилирования глюкокортикоидного рецептора in vivo. J Biol Chem. 2002; 277: 26573–80. [PubMed] [Google Scholar] 73. Avenant C, Ronacher K, Stubsrud E, Louw A, Hapgood JP. Роль лиганд-зависимого фосфорилирования и периода полужизни GR в определении лиганд-специфической транскрипционной активности.Mol Cell Endocrinol. 2010. 327: 72–88. [PubMed] [Google Scholar] 74. Галлихер-Бекли AJ, Уильямс JG, Коллинз JB, Cidlowski JA. 3beta-опосредованное гликоген-синтазной киназой фосфорилирование серина человеческого глюкокортикоидного рецептора перенаправляет профили экспрессии генов. Mol Cell Biol. 2008. 28: 7309–22. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 75. Галлихер-Бекли AJ, Уильямс JG, Cidlowski JA. Независимое от лиганда фосфорилирование глюкокортикоидного рецептора объединяет пути клеточного стресса с передачей сигналов ядерного рецептора.Mol Cell Biol. 2011; 31: 4663–75. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 76. Webster JC, Jewell CM, Bodwell JE, Munck A, Sar M, Cidlowski JA. Статус фосфорилирования глюкокортикоидного рецептора мыши влияет на множество функций рецепторного белка. J Biol Chem. 1997; 272: 9287–93. [PubMed] [Google Scholar] 77. Чен В., Данг Т., Слепой Р. Д., Ван З., Кавасотто С. Н., Хиттельман А. Б. и др. Фосфорилирование глюкокортикоидного рецептора по-разному влияет на экспрессию целевого гена. Мол Эндокринол. 2008; 22: 1754–66.[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 78. Деру Б.Дж., Рентч К., Сампат С., Янг Дж., ДеФранко Д. Б., Арчер Т.К. Ингибирование протеасомы усиливает трансактивацию глюкокортикоидного рецептора и изменяет его субъядерный транспорт. Mol Cell Biol. 2002; 22: 4113–23. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 79. Уоллес AD, Cidlowski JA. Опосредованная протеасомами деградация глюкокортикоидных рецепторов ограничивает транскрипционную передачу сигналов глюкокортикоидами. J Biol Chem. 2001; 276: 42714–21. [PubMed] [Google Scholar] 80.Ван Х, ДеФранко ДБ. Альтернативные эффекты убиквитин-протеасомы, опосредованные CHIP, лигазой E3. Мол Эндокринол. 2005; 19: 1474–82. [PubMed] [Google Scholar] 81. Ле Дреан И., Минчено Н., Ле Гофф П., Мишель Д. Усиление транскрипционной активности глюкокортикоидных рецепторов сумоилированием. Эндокринология. 2002; 143: 3482–9. [PubMed] [Google Scholar] 82. Ито К., Ямамура С., Эссильфи-Куэй С., Косио Б., Ито М., Барнс П.Дж. и др. Опосредованное гистон-деацетилазой 2 деацетилирование глюкокортикоидного рецептора обеспечивает подавление NF-kappaB.J Exp Med. 2006; 203: 7–13. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 83. Чармандари Э., Хрусос Г.П., Ламброу Г.И., Павлаки А., Коиде Х., Нг С.С. и др. Периферийные ЧАСЫ регулируют транскрипционную активность глюкокортикоидных рецепторов ткани-мишени в циркадном режиме у человека. PLoS One. 2011; 6: e25612. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 84. Джуэлл CM, Cidlowski JA. Молекулярные доказательства связи между полиморфизмом глюкокортикоидного рецептора N363S и измененной экспрессией генов. J Clin Endocrinol Metab.2007. 92: 3268–77. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 85. van Rossum EF, Lamberts SW. Полиморфизмы в гене рецептора глюкокортикоидов и их связь с параметрами метаболизма и составом тела. Недавние Prog Horm Res. 2004. 59: 333–57. [PubMed] [Google Scholar] 86. Derijk RH, Schaaf MJ, Turner G, Datson NA, Vreugdenhil E, Cidlowski J, et al. Вариант гена рецептора глюкокортикоидов человека, который увеличивает стабильность мРНК бета-изоформы рецептора глюкокортикоидов, связан с ревматоидным артритом.J Rheumatol. 2001; 28: 2383–8. [PubMed] [Google Scholar] 87. Кларк А.Р., Бельвиси МГ. Карты и легенды: поиск диссоциированных лигандов рецептора глюкокортикоидов. Pharmacol Ther. 2012; 134: 54–67. [PubMed] [Google Scholar] 88. Рамамурти С., Цидловски Дж. Изучение молекулярных механизмов действия рецепторов глюкокортикоидов от чувствительности к сопротивлению. Endocr Dev. 2013; 24: 41–56. DOI: 10,1159 / 000342502. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Кортикостероиды — механизмы действия при здоровье и болезнях
Rheum Dis Clin North Am.Авторская рукопись; доступно в PMC 2017 г. 1 февраля.
Опубликован в окончательной отредактированной форме как:
PMCID: PMC4662771
NIHMSID: NIHMS720567
Лаборатория передачи сигналов, Национальный институт наук об окружающей среде, Национальные институты здравоохранения, Департамент здравоохранения и Социальные службы, RTP, Северная Каролина, США
Автор для корреспонденции: Джон А. Сидловски, доктор философии, Национальный институт наук о гигиене окружающей среды, PO Box 12233, MD F3-07, RTP, NC 27709, vog.hin.shein@1swoldic См. другие статьи в PMC, в которых цитируется опубликованная статья.
ОБЗОР
Глюкокортикоиды — это основные гормоны стресса, которые регулируют множество физиологических процессов и необходимы для жизни. Действие глюкокортикоидов преимущественно опосредуется классическим рецептором глюкокортикоидов (ГР). Рецепторы глюкокортикоидов экспрессируются по всему телу, но существует значительная неоднородность чувствительности к глюкокортикоидам и биологических реакций в тканях.Лиганд-активированный GR индуцирует или подавляет транскрипцию тысяч генов посредством прямого связывания с элементами ответа ДНК, физически связываясь с другими факторами транскрипции, или и тем, и другим. Общепринятое мнение о том, что глюкокортикоиды действуют через один белок GR, резко изменилось с открытием разнообразного набора изоформ рецепторов. Эти варианты GR происходят из одного гена с помощью альтернативных механизмов сплайсинга и альтернативных механизмов инициации трансляции. Более того, посттрансляционные модификации этих изоформ GR еще больше увеличивают гетерогенность передачи сигналов глюкокортикоидов.В этой главе мы даем обзор молекулярных механизмов, которые регулируют действие глюкокортикоидов, подчеркиваем динамическую природу передачи сигналов гормонов и обсуждаем молекулярные свойства изоформ GR.
Ключевые слова: глюкокортикоид , рецептор глюкокортикоидов, передача сигналов глюкокортикоидов, гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая ось, изоформы, фосфорилирование и полиморфизм 1 .Однако термин «кортикостероиды» обычно используется для обозначения глюкокортикоидов. Названные в честь их влияния на метаболизм углеводов, глюкокортикоиды регулируют различные клеточные функции, включая развитие, гомеостаз, метаболизм, познание и воспаление 2 . Благодаря их глубокому иммуномодулирующему действию глюкокортикоиды являются одними из наиболее широко назначаемых лекарств в мире, а мировой рынок глюкокортикоидов оценивается более чем в 10 миллиардов долларов США в год [3].Глюкокортикоиды стали клинической основой для лечения множества воспалительных и аутоиммунных заболеваний, таких как астма, аллергия, септический шок, ревматоидный артрит, воспалительное заболевание кишечника и рассеянный склероз. К сожалению, терапевтическая польза глюкокортикоидов ограничена нежелательными побочными эффектами, которые связаны с высокими дозами (применяемыми при лечении системных васкулитов и СКВ) и длительным применением. Эти побочные эффекты включают остеопороз, атрофию кожи, диабет, абдоминальное ожирение, глаукому, катаракту, аваскулярный некроз и инфекцию, задержку роста и гипертонию 3 .
Кроме того, у пациентов, длительно принимающих глюкокортикоиды, также развивается тканеспецифическая резистентность к глюкокортикоидам. 4 . Понимание молекулярных механизмов, лежащих в основе физиологического и фармакологического действия глюкокортикоидов, имеет большое значение, поскольку оно может помочь в разработке синтетических глюкокортикоидов с повышенной тканевой селективностью, которые могут тем самым минимизировать побочные эффекты путем отделения желаемых противовоспалительных функций от нежелательных побочных эффектов.Здесь мы суммируем последние достижения и молекулярные процессы, вовлеченные в действие и функцию глюкокортикоидов, и подробно обсуждаем потенциальную роль рецептора глюкокортикоидов (GR) в определении клеточной реакции на глюкокортикоиды.
СИНТЕЗ, СЕКРЕЦИЯ И БИОДОСТУПНОСТЬ ГЛЮКОКОРТИКОИДОВ
Глюкокортикоиды (кортизол у человека и кортикостерон у грызунов) — это стероидные гормоны, синтезируемые и высвобождаемые надпочечниками циркадным образом в ответ на физиологические сигналы и стресс 5.Циркадный профиль высвобождения глюкокортикоидов из надпочечников регулируется осью гипоталамус-гипофиз-надпочечники (HPA). Входящие сигналы от супрахиазматического ядра (SCN) стимулируют паравентрикулярное ядро (PVN) гипоталамуса для высвобождения кортикотропин-высвобождающего гормона (CRH) и аргинин-вазопрессина (AVP). Эти гормоны действуют на переднюю долю гипофиза, где они активируют клетки кортикотрофов для выделения гормона адренокортикотропина (АКТГ) в общий кровоток. Впоследствии АКТГ действует на кору надпочечников, стимулируя синтез и высвобождение глюкокортикоидов () 6 .После выхода из надпочечников в кровоток глюкокортикоиды попадают в ткани-мишени для регулирования множества физиологических процессов, включая метаболизм, иммунную функцию, рост скелета, сердечно-сосудистую функцию, репродуктивную функцию и когнитивные функции. Из-за своей липофильной природы глюкокортикоиды не могут быть предварительно синтезированы и сохранены в надпочечниках, но должны быстро синтезироваться (с использованием ряда ферментативных реакций) при стимуляции АКТГ. Этот механизм прямой связи в системе HPA уравновешивается отрицательной обратной связью глюкокортикоидов, действующих как в передней доле гипофиза, так и в гипоталамусе, чтобы ингибировать дальнейшее высвобождение ACTH и CRH, соответственно () 7 .
A. Регулирование секреции глюкокортикоидов по оси гипоталамус-гипофиз-надпочечники (HPA). Стресс вызывает выброс ХПН из гипоталамуса, который транспортируется в переднюю долю гипофиза, где запускает выброс АКТГ в кровоток. АКТГ стимулирует кору надпочечников синтезировать и высвобождать глюкокортикоиды (кортизол у людей или кортикостерон у грызунов). Впоследствии глюкокортикоиды действуют на гипоталамус и гипофиз, подавляя избыточную активацию оси HPA («система отрицательной обратной связи»).CRH, кортикотропин-рилизинг-гормон, АКТГ, адренокортикотропный гормон. B. Доменная структура hGR-α. GR содержит три основных функциональных области, N-концевой домен трансактивации (NTD), центральный DBD и C-концевой LBD. Область, расположенная между DBD и LBD, известна как шарнирная область (H). Указаны области, участвующие в активации транскрипции (AF1 и AF2), димеризации, ядерной локализации и связывании шаперона hsp90.
По материалам Ramamoorthy S, Cidlowski JA (2013) Изучение молекулярных механизмов действия рецепторов глюкокортикоидов от чувствительности к сопротивлению.Endocr Dev 24: 41–56. DOI: 10,1159 / 000342502; с разрешения.
Биологически активные глюкокортикоиды синтезируются из холестерина посредством мультиферментного процесса, называемого стероидогенезом 5, 7 . АКТГ увеличивает активность надпочечников за счет активации протеинкиназы A (PKA), что приводит к негеномной регуляции стероидогенных белков. Это включает фосфорилирование гормоночувствительной липазы (HSL), белка, который увеличивает уровни внутриклеточного холестерина, и фосфорилирование стероидогенного острого регуляторного белка (StAR), который способствует транспорту холестерина в митохондрии, где холестерин превращается в прегненолон посредством ферментное расщепление боковой цепи цитохрома P450 (P450scc).Этот процесс сопровождается рядом ферментативных реакций в митохондриях и эндоплазматическом ретикулуме, которые в конечном итоге приводят к синтезу глюкокортикоидов внутри клеток, который, в свою очередь, попадает в общий кровоток 7 .
Было показано, что ось HPA демонстрирует циркадные колебания, таким образом связывая синтез глюкокортикоидов с суточным режимом. Следовательно, у людей концентрация кортизола в сыворотке достигает максимума по утрам и минимальна ночью. Ось HPA — это центральная система ответа на стресс, отвечающая за адаптационный компонент стрессового ответа, который пытается восстановить гомеостаз 8 .Неправильная регуляция стрессовой реакции связана с широким спектром патологий, включая аутоиммунные заболевания, гипертонию, аффективные расстройства и большую депрессию. Системный уровень глюкокортикоидов в сыворотке поддерживается за счет синтеза глюкокортикоидов надпочечниками, но доступность глюкокортикоидов дополнительно регулируется на тканевом или клеточном уровне. У людей 80-90% циркулирующих глюкокортикоидов связаны с кортикостероидсвязывающим глобулином (CBG), а 5-15% связаны с альбумином, чтобы поддерживать большинство глюкокортикоидов в неактивной форме.Только 5% системных глюкокортикоидов являются свободными и биологически активными 9 . Следовательно, доступность кортизола регулируется концентрацией CBG.
Доступность глюкокортикоидов на клеточном уровне поддерживается тканеспецифическими метаболическими ферментами 11β-гидроксистероиддегидрогеназами (11β-HSD) 10 . 11β-HSD катализируют взаимное превращение активных глюкокортикоидов. 11β-HSD2, действует как мощная дегидрогеназа, которая быстро инактивирует глюкокортикоиды (превращает кортизол в кортизон), тем самым обеспечивая селективный доступ альдостерону к неселективным в других отношениях рецепторам минералокортикоидов в почках и поджелудочной железе 10 .В отличие от эндогенных глюкокортикоидов, большинство синтетических глюкокортикоидов не связывают CBG и не метаболизируются 11β-HSD2. Однако 11β-HSD1 действует как преобладающая 11β-редуктаза во всех тканях-мишенях глюкокортикоидов, таких как печень, жировая ткань, мозг и легкие, и способствует превращению неактивного предшественника кортизона в биоактивный кортизол, тем самым регенерируя активные глюкокортикоиды в тканях за счет использования циркулирующий высокий уровень инертного кортизона 11 . Таким образом, противоположные функции изоферментов 11β-HSD1 и 11β-HSD2 поддерживают доступность и активность глюкокортикоидов на клеточном уровне, а ингибиторы 11β-HSD1 были разработаны для ограничения неблагоприятных метаболических побочных эффектов увеличения эндогенных глюкокортикоидов в таких условиях, как синдром Кушинга. .Фактически, нарушение печеночного 11b-HSD1 встречается у пациентов с синдромом поликистозных яичников и первичным ожирением 11 .
ГЛЮКОКОРТИКОИДНЫЙ РЕЦЕПТОР
Физиологические и фармакологические функции глюкокортикоидов опосредуются внутриклеточным рецептором глюкокортикоидов (GR), членом семейства ядерных рецепторов факторов транскрипции, активируемых лигандом. GR представляет собой модульный белок, состоящий из трех функциональных доменов: N-концевого домена трансактивации (NTD), центрального ДНК-связывающего домена (DBD) и C-концевого лиганд-связывающего домена (LBD) 12 .Два сигнала ядерной локализации расположены внутри LBD и в шарнирной области DBD, соответственно (). NTD, охватывающая аминокислоты 1–420 GR, наименее консервативна и, таким образом, является наиболее вариабельным доменом среди всех ядерных рецепторов. NTD содержит функцию активации транскрипции (AF1), которая активирует гены-мишени лиганд-независимым образом и является основным сайтом для всех посттрансляционных модификаций. Центральный DBD является наиболее консервативным доменом среди всех белков ядерного рецептора и содержит два мотива из цинковых пальцев, которые связывают последовательности ДНК-мишени, называемые элементами ответа глюкокортикоидов (GRE).LBD содержит карман для связывания гидрофобного лиганда, образованный 12 α-спиралями и 4 β-листами. Второй домен функции активации (AF-2) расположен в этой карбоксиконцевой области вместе с последовательностями, необходимыми для лиганд-зависимых корегуляторных взаимодействий 13 .
МЕХАНИЗМЫ ДЕЙСТВИЯ ГЛЮКОКОРТИКОИДОВ
ГЕНОМИЧЕСКИЕ ДЕЙСТВИЯ ГЛЮКОКОРТИКОИДОВ
Глюкокортикоиды передают сигнал геномным и негеномным путями. Классические геномные действия глюкокортикоидов опосредованы GR.В отсутствие гормона GR преимущественно находится в цитоплазме клеток как часть большого мультибелкового комплекса, который включает белки-шапероны (hsp90, hsp70 и p23) и иммунофилины (FKBP51 и FKBP52) 14 . Мультибелковый комплекс поддерживает GR в конформации, которая способствует связыванию лиганда с высоким сродством 15 . При связывании лиганд GR претерпевает конформационное изменение, приводящее к диссоциации мультибелкового комплекса. Это приводит к структурной реорганизации белка GR, обнажая 2 сигнала ядерной локализации, и связанный с лигандом GR быстро перемещается в ядро через ядерные поры ().Попав внутрь ядра, GR связывается непосредственно с GRE и стимулирует экспрессию целевого гена. Консенсусный GRE представляет собой палиндромную последовательность, состоящую из 2 половинных сайтов (GGAACAnnnTGTTCT), разделенных 3-нуклеотидным спейсером 16 . GR связывает GRE как димер, и каждый полусайт занят одним рецептором, и, таким образом, 3-нуклеотидный спейсер между двумя полусайтами строго необходим для взаимодействия GR: ДНК () 17 . Связывание GR с GRE вызывает конформационные изменения в GR, приводящие к скоординированному привлечению корегуляторов и комплексов ремоделирования хроматина, которые влияют на активность РНК-полимеразы II и активируют транскрипцию и репрессию генов.Недавнее исследование идентифицировало отрицательный глюкокортикоид-чувствительный элемент (nGRE), который опосредует глюкокортикоид-зависимую репрессию генов-мишеней путем привлечения корепрессоров (NCoR1 и SMRT) и гистон-деацетляз (HDAC) () 18 . Консенсусный nGRE является палиндромным (CTCC (n) 0-2 GGAGA), но отличается от классического GRE наличием вариабельного спейсера, который варьируется от 0 до 2 нуклеотидов и занят 2 мономерами GR 19 .
Геномное действие GR
При связывании глюкокортикоидов цитоплазматический GR претерпевает изменение конформации (активацию), становится гиперфосфорилированным (P), диссоциирует из мультибелкового комплекса и перемещается в ядро, где регулирует экспрессию генов.GR активирует или подавляет транскрипцию генов-мишеней путем прямого связывания GRE, привязываясь к другим факторам транскрипции, помимо связывания ДНК, или комбинированным образом, как прямым связыванием GRE, так и взаимодействиями с факторами транскрипции, связанными с соседними сайтами. NPC = Ядерный поровый комплекс; BTM = базальный аппарат транскрипции; ТВР = ТАТА-связывающий белок; nGRE = отрицательный GRE; RE = элемент ответа. Adated изменено из 88
Исследования набора GR по всему геному показали, что только небольшая часть GRE занята GR, а специфические сайты связывания GR различаются между тканями из-за различий в ландшафте хроматина, который влияет на доступность GRE 20, 21 .Всесторонний анализ связывания GR показал, что многие идентифицированные сайты связывания GR расположены далеко от проксимальной области промотора генов-мишеней, и показали неожиданное различие между активационной и репрессивной функциями GR [22]. Например, глюкокортикоидная индукция b-аррестина 1 и репрессия b-аррестина 2 происходит через интрон 1 GRE и интрон 11 nGRE, соответственно 23 . Другим примером сайта связывания GR, расположенного на большом расстоянии от сайта начала транскрипции, является внутригенный nGRE, недавно идентифицированный в экзоне 6 гена GR, который опосредует гомологичное подавление экспрессии GR 24 .Значительная часть сайтов связывания GR лишена консенсусного элемента GRE, что указывает на то, что связывание GR с хроматином может во многих случаях происходить путем связывания с другими факторами транскрипции. Что еще предстоит установить, так это функциональность этих отдаленных сайтов связывания GR в отношении транскрипции генов или других неоткрытых функций, кодируемых в белке GR.
Кроме того, GR может физически взаимодействовать с членами семейства сигнальных преобразователей и активаторов транскрипции (STAT), либо в сочетании со связыванием GRE, либо отдельно, для усиления транскрипции определенных генов-мишеней () 25 .Большинство противовоспалительных эффектов глюкокортикоидов, по-видимому, является результатом важного негативного регуляторного механизма, называемого трансрепрессией 26 , в котором связанный с лигандом GR рекрутируется на хроматин посредством белок-белковых взаимодействий с ДНК-связанными факторами транскрипции, особенно NF-κB. и протеин-активатор-1 (АР-1). GR напрямую связывает субъединицу Jun AP1 и субъединицу p65 NF-kB и препятствует активации транскрипции этих 2 белков (). Для некоторых генов трансрепрессия достигается за счет связывания GR с этими ДНК-связанными факторами транскрипции без непосредственного взаимодействия с ДНК 27,28 .Однако для некоторых генов GR функционирует сложным образом, связываясь непосредственно с GRE и физически связываясь с AP1 или NF-kB, связанными с соседним сайтом ДНК ().
Вызванная глюкокортикоидами экспрессия генов часто зависит от типа клеток, и лишь небольшая часть генов обычно активируется между различными тканями 29 . Было показано, что активация тканеспецифического гена-мишени глюкокортикоидами зависит от доступности сайта связывания GR, который, в свою очередь, определяется метилированием ДНК и структурами хроматина более высокого порядка, такими как дальнодействующие петли хроматина.Таким образом, тканеспецифическая активация гена-мишени может определяться тканеспецифическим ландшафтом хроматина, который влияет на связывание GR с родственными элементами ДНК 20, 30, . Регуляция транскрипции с помощью GR также модулируется рекрутированием коактиваторов, которые обеспечивают посттрансляционные модификации гистонов (ацетилирование и метилирование) 31, 32 . Это свойство помогает изменять структуру хроматина и привлекать другие кофакторы, тем самым делая хроматин более доступным для сборки общих факторов транскрипции и комплекса РНК-полимеразы на промоторе гена-мишени 33, 34 .Количество ко-регуляторов, которые вносят вклад в трансактивацию GR, за последние годы выросло до сотен. Некоторыми из хорошо изученных ко-регуляторов GR являются белки семейства SRC, медиаторный комплекс и комплексы SWI / SNF, NCoR1 и SMRT 35 .
НЕГЕНОМНОЕ ДЕЙСТВИЕ ГЛЮКОКОРТИКОИДОВ
Быстрое негеномное действие глюкокортикоидов опосредуется физико-химическими взаимодействиями с цитозольным ГР или мембраносвязанным ГР. В отличие от геномных эффектов, негеномные эффекты глюкокортикоидов не требуют синтеза белка и проявляются в течение нескольких секунд или минут после активации GR 36 .Растущее количество доказательств предполагает, что быстрые негеномные функции GR используют активность различных киназ, таких как фосфоинозитид-3-киназа, AKT и митоген-активируемые протеинкиназы (MAPKs) 37 . Связывание глюкокортикоидов с GR не только активирует рецептор, но также высвобождает вспомогательные белки, которые участвуют во вторичных сигнальных каскадах. Например, при высвобождении из неактивного белкового комплекса GR c-Src активирует сигнальные каскады, которые ингибируют активность фосфолипазы A2, фосфорилируют аннексин 1 и ухудшают высвобождение арахидоновой кислоты 38, 39 .В тимоцитах активированный GR перемещается в митохондрии и регулирует апоптоз 40 . GR также локализуется в кавеолах, и глюкокортикоид-опосредованная активация этого мембранно-ассоциированного GR регулирует межклеточную коммуникацию щелевых соединений и пролиферацию нервных клеток-предшественников 41, 42 . Таким образом, быстрая негеномная передача сигналов GR увеличивает сложность и разнообразие зависимых от глюкокортикоидов биологических действий.
ГЕТЕРОГЕННОСТЬ ГЛЮКОКОРТИКОИДНОГО РЕЦЕПТОРА
Варианты сращивания GR
Белок GR кодируется геном Nr3c1 и состоит из 9 экзонов; экзон 1 образует 5’-нетранслируемую область, а экзон 2–9 кодирует белок GR.Экзон 2 образует N-концевой домен GR, экзоны 3–4 составляют центральный DBD, а экзоны 5–9 кодируют шарнирный и лиганд-связывающий домен. Альтернативный сплайсинг в экзоне 9 первичного транскрипта GR генерирует два высокогомологичных транскрипта мРНК, что приводит к продукции двух изоформ GR, названных GRα и GRβ () 43, 44 . Две изоформы идентичны до аминокислоты 727, но различаются за пределами этого положения. GRα, преобладающая форма GR, состоит из дополнительных 50 аминокислот, в то время как GRβ содержит дополнительные 15 негомологичных аминокислот () 44 .Отдельные карбоксиконцевые остатки в GRβ придают уникальные свойства этой изоформе GR. GRβ не связывает лиганд (из-за отсутствия спирали 12), располагается преимущественно в ядре и неактивен по отношению к репортерным генам, чувствительным к глюкокортикоидам 45, 46 . Напротив, в присутствии GRα, GRβ функционирует как доминантно-негативный ингибитор и противодействует активности GRα в отношении многих генов-мишеней, чувствительных к глюкокортикоидам. Недавние исследования, проведенные в нескольких лабораториях, показывают, что GRβ может функционировать как истинный фактор транскрипции, напрямую индуцируя и репрессируя большое количество генов, независимо от его доминирующей негативной активности в отношении GRα.Действительно, было показано, что GRβ рекрутирует гистоновые деацетилазы и репрессирует определенные гены, такие как интерлейкин (IL) -5 и IL-13 47, 48 . Хотя GRβ не связывает глюкокортикоиды, он активно связывает антагонист GR мифепристон (RU486), 49 , а эндогенный лиганд для GRβ в настоящее время неизвестен.
A. Альтернативный сплайсинг и инициация трансляции первичного транскрипта hGR. Первичный транскрипт hGR состоит из 9 экзонов, причем экзон 2 кодирует большую часть N-концевого домена (NTD), экзоны 3 и 4 кодируют DBD, а экзоны 5–9 кодируют шарнирную область (H) и LBD.Изоформа варианта сплайсинга GR: классический белок GRα является результатом сплайсинга экзона 8 с началом экзона 9. GRβ продуцируется из альтернативного акцепторного сайта сплайсинга, который связывает конец экзона 8 с последовательностями, расположенными ниже по течению в экзоне 9, кодируя вариант с уникальная 15 аминокислота на С-конце (положения 728–742). GRγ генерируется из альтернативного донорного сайта сплайсинга в интронной последовательности, разделяющей экзоны 3 и 4, что приводит к белку со вставкой аргинина (Arg-452) между двумя цинковыми пальцами DBD.GR-A продуцируется в результате альтернативного сплайсинга, который соединяет экзон 4 с экзоном 8, удаляя проксимальные 185 аминокислот LBD (Ala-490-Ser-674), кодируемого экзонами 5-7. GR-P образуется из-за неспособности сплайсировать экзон 7 с экзоном 8. Сохраненная интронная последовательность вводит стоп-кодон, в результате чего усеченный мутант рецептора пропускает дистальную половину LBD. Трансляционные изоформы GRα: доменная организация трансляционных изоформ GRα. Инициация трансляции с восьми различных стартовых кодонов AUG в одной GR-мРНК генерирует изоформы рецепторов с прогрессивно более короткими N-концевыми доменами.Это генерирует трансляционные изоформы GRα GRα-A, B, C1, C2, C3, D1, D2 и D3. B. Доменная структура и посттрансляционные модификации hGR-α. Указаны сайты посттрансляционных модификаций, таких как фосфорилирование (P), сумоилирование (S), убиквитинирование (U) и ацетилирование (A). C. Полиморфизм чГР. Стрелки указывают полиморфизм, который приводит к замене аминокислот, и A3669G, который приводит к стабильности GR. Принято и модифицировано из 88
GRβ экспрессируется в различных тканях, но обычно на более низких уровнях, чем GRα.Однако GRβ в изобилии присутствует в некоторых типах клеток, таких как нейтрофилы и эпителиальные клетки 50 . Молекулярные факторы, которые контролируют экспрессию GRβ, плохо изучены, но несколько исследований выявили участие фактора сплайсинга, SRp30c 51, 52 . Кроме того, экспрессия GRβ может увеличиваться провоспалительными цитокинами и другими иммунными активаторами и приводить к снижению соотношения GRα: GRβ и устойчивости к глюкокортикоидам. Пониженное соотношение GRα: GRβ связано с расстройствами настроения, такими как шизофрения, биполярное расстройство и серьезные депрессивные расстройства.Повышенные уровни GRβ связаны с устойчивостью к глюкокортикоидам при нескольких воспалительных заболеваниях, включая астму, ревматоидный артрит, язвенный колит, полипоз носа, системную красную волчанку, сепсис, острый лимфобластный лейкоз и хронический лимфолейкоз 46 . Таким образом, изменение соотношений экспрессии GRα: GRβ может обеспечить средства для модуляции чувствительности к глюкокортикоидам. Другим важным открытием стало открытие GRβ у мышей, крыс и рыб-зебр. Эти изоформы возникают в результате особого механизма сплайсинга, который использует альтернативные донорные сайты сплайсинга в интроне, разделяющем экзоны 8 и 9, что приводит к изоформе GRβ, сходной по структуре и функциям с человеческим GRβ 53, 54, 55 .
Дополнительные варианты сплайсинга GR, GRγ, GR-A и GR-P были обнаружены в устойчивых к глюкокортикоидам раковых клетках, а затем и в здоровых тканях. Первоначально идентифицированный в раковых клетках и мононуклеарных клетках крови, GRγ представляет собой вариант сплайсинга, в котором экзон 4 альтернативно сплайсирован с экзоном 3, таким образом включающий 3 п.н. области интрона, что приводит к дополнительному остатку аргинина между цинковыми пальцами DBD () 56 . GRγ проявляет ~ 50% активности GRα в отношении канонических генов-мишеней глюкокортикоидов, а экспрессия GRγ при остром лимфобластном лейкозе у детей коррелирует с устойчивостью к лечению глюкокортикоидами 57 .Устойчивость к глюкокортикоидам при мелкоклеточной карциноме легких и кортикотрофных аденомах также связана с экспрессией GRγ в этих раковых опухолях 58 . Вариант GR-A генерируется путем сплайсинга экзона 4 с экзоном 8, в результате чего в транскрипте отсутствует экзон 5-7, который кодирует аминоконцевую половину LBD (). Отсутствие сплайсинга на границе экзона 7/8 дает изоформу GR-P, в которой отсутствует карбокси-концевая половина LBD (). Из-за дефекта LBD как GR-A, так и GR-P не связывают глюкокортикоиды. Мало что известно о биологических функциях GR-A, однако GR-P, как было показано, модулирует транскрипционную активность GRα специфическим для клеточного типа образом 59, 60 .Вариант GR-P экспрессируется в нормальной ткани и, как сообщается, активируется при многих гематологических злокачественных новообразованиях, устойчивых к глюкокортикоидам (острый лимфобластный лейкоз, неходжкинская лимфома и множественная миелома) 61 .
GR ISOFORMS
Помимо вариантов сплайсинга GR, альтернативная инициация трансляции с единственной мРНК GRα дает дополнительную когорту разнообразных белков GR, добавляя к гетерогенности рецепторов глюкокортикоидов 62, 63 .Восемь высококонсервативных стартовых кодонов AUG в экзоне 2 транскрипта GR дают восемь вариантов GRα с прогрессивно более коротким N-концом. Эти изоформы рецепторов обозначаются GRα-A, -B, -C1, -C2, -C3, -D1, -D2 и -D3 (). Изоформа GRα-A представляет собой классический полноразмерный рецептор, содержащий аминокислоты 1–777. Рибосомное сканирование с утечкой и механизмы рибосомного шунтирования участвуют в генерации подтипов GRα. Предполагается, что каждый из вариантов сплайсинга GR (GRβ, GRγ, GR-A и GR-P) дает аналогичный набор N-концевых изоформ.Трансляционные изоформы GRα, различающиеся только длиной NTD, обладают сходным сродством к глюкокортикоидам и сходной способностью связывания GRE после лиганд-зависимой активации. Однако субклеточная локализация изоформ отличается, причем изоформы GRα-D постоянно находятся в ядре. Напротив, изоформы GRα-A, GRα-B и GRα-C локализуются в цитоплазме клеток в отсутствие гормона и перемещаются в ядро при связывании глюкокортикоидов 62 .Интересное различие между изоформами GRα состоит в том, что каждый вариант GR обладает отдельным профилем транскрипции. Когда отдельные изоформы экспрессируются в клетках остеосаркомы U2OS или Jurkat T лимфобластной лейкемии, каждая из них регулирует уникальный набор генов, причем менее 10% обычно регулируются всеми изоформами 64, 65 . Специфический для изоформ ген-регуляторный профиль вызывал функциональные различия в индуцированном глюкокортикоидом апоптозе в этих клетках. Клетки, экспрессирующие GRα-C3, проявляли наивысшую чувствительность к апоптозу, индуцированному глюкокортикоидами, в то время как клетки, экспрессирующие GRα-D3, были наиболее устойчивыми 66 .GRα-C3 является наиболее активным, и повышенная активность связана с N-концевым мотивом (остатки 98-115), который стерически затруднен в более крупных изоформах GR. Беспрепятственный домен AF1 GRα-C3 эффективно рекрутирует различные ко-регуляторы и усиливает транскрипционную активность GRα-C3 67 . Однако отсутствие домена AF1 может быть ответственным за снижение транскрипционной активности в GRα-D3. В отличие от других изоформ рецепторов, GRα-D3 не подавляет транскрипцию антиапоптотических генов Bcl-xL, клеточного ингибитора апоптозного белка 1 и сурвивина.Неспособность GRα-D подавлять экспрессию этих генов связана со слабым взаимодействием между GRα-D и NF-κB 66 .
Трансляционные изоформы обнаруживают обширное тканевое распределение, хотя их относительные уровни варьируются как между клетками, так и внутри клеток. У грызунов изоформы GRα-A и GRα-B являются наиболее распространенными белками GR во многих тканях 62 . Наибольшая экспрессия GRα-C обнаруживается в поджелудочной железе, легких и толстой кишке. Варианты GRα-D преобладают в селезенке и мочевом пузыре, но экспрессируются на низких уровнях, тогда как GRα-B более распространен в тимусе и толстой кишке.Недавние исследования также продемонстрировали изменения в клеточном комплементе трансляционных изоформ GRα в ответ на различные клеточные стимулы [68]. Более того, было обнаружено, что относительные уровни подтипов GRα, экспрессируемых в человеческом мозге, изменяются во время развития и процесса старения 69, 70 . Молекулярные механизмы, управляющие экспрессированным набором трансляционных изоформ, плохо изучены. Следовательно, генетические манипуляции с трансляционными изоформами GR в моделях на животных могут пролить новый свет на биологическое значение этих интригующих вариантов GR, и будет важно определить вклад одной изоформы GR в целое животное.Кроме того, очень важно проверить, демонстрируют ли устойчивые к глюкокортикоидам клетки измененный паттерн экспрессии изоформы GR.
ПОСТТРАНСЛЯЦИОННЫЕ МОДИФИКАЦИИ GR
Посттрансляционные модификации GR дополнительно модулируют транскрипционный ландшафт рецептора. Наиболее изученной ковалентной модификацией GR является фосфорилирование и по меньшей мере семь остатков серина (Ser-113, Ser-134, Ser-141, Ser-203, Ser-211, Ser-226 и Ser-404), которые фосфорилируются в hGR. , и все эти сайты также законсервированы у мышей и крыс ().Другие сайты фосфорилирования включают Ser-45 и 267. Рецептор демонстрирует базовый уровень фосфорилирования и становится гиперфосфорилированным при связывании глюкокортикоидов, однако структура лиганда определяет как характер, так и степень фосфорилирования GR. В фосфорилировании GR участвуют различные киназы, в том числе MAPK, циклин-зависимые киназы, казеинкиназа II и киназа гликогенсинтазы 3β. Фосфорилирование GRα изменяет его транскрипционную активность, часто ген-специфическим образом 71, 72 .Лиганд-зависимое фосфорилирование GR по Ser-211 коррелирует с повышенной транскрипционной активностью, тогда как фосфорилирование по Ser-226 снижает транскрипционную активность GR. Нарушение фосфорилирования Ser-211 может приводить к устойчивости к глюкокортикоидам в злокачественных лимфоидных клетках, напротив, гиперфосфорилирование по Ser-226 может объяснять снижение передачи сигналов GR в патологии депрессии 72, 73 . Лиганд-индуцированное фосфорилирование по Ser-404, как было показано, влияет на транскрипционную активность GR за счет нарушения как активации, так и репрессии генов-мишеней 74 .Ser-134 уникален тем, что фосфорилируется независимо от глюкокортикоидов под действием стрессовых стимулов, включая голодание по глюкозе, окислительный стресс, УФ-облучение и осмотический шок 75 .
Фосфорилирование GR также модифицирует другие свойства GR, которые влияют на передачу сигналов GR 76 . Клеточная компартментализация GR изменяется за счет фосфорилирования, фосфорилирование GR по Ser-203, Ser-226 или Ser-404 усиливает задержку в цитоплазме, снижая, таким образом, транскрипционную активность.Распад белка GR усиливается глюкокортикоид-зависимым фосфорилированием по Ser-404, поскольку мутанты с дефицитом фосфорилирования стабилизируются в присутствии глюкокортикоидов 77 .
Белок
GR также подвергается множеству других посттрансляционных модификаций, которые регулируют функцию рецептора. Убиквитин представляет собой белок из 76 аминокислот, который при присоединении к определенным остаткам лизина маркирует белки для протеасомной деградации. GR убиквитинируется по консервативному остатку лизина, расположенному в положении 419 (Lys-419), и эта модификация нацелена на рецептор для деградации протеасомой 26S () 78,79 .Мутация этого консервативного остатка Lys усиливает индуцированную глюкокортикоидами транскрипционную активность GR и блокирует зависимое от лиганда подавление GR 80 . Другой важной посттрансляционной модификацией GR является ковалентное добавление небольшого убиквитин-родственного модификатора-1 (SUMO-1), называемого сумоилированием. GR сумоилирован по остаткам Lys-277, Lys-293 и Lys-703 (). Сумоилирование GRα, как было показано, способствует его деградации и ингибирует транскрипционную активность GR промотор-специфическим образом путем привлечения корепрессоров 81 .Было высказано предположение, что GR может быть ацетилирован по остаткам лизина -494 и -495, а ацетилирование GR изменяет ингибирующее действие глюкокортикоидов на NF-κB (). Недавние исследования показали, что ацетилирование GR с помощью фактора транскрипции часов снижает транскрипционную активность GR 82, 83 . Таким образом, посттрансляционная модификация GR регулирует множество аспектов функции GR и увеличивает гетерогенность рецепторов.
ПОЛИМОРФИЗМЫ ГЛЮКОКОРТИКОИДНЫХ РЕЦЕПТОРОВ
Полиморфизм определяется как наследуемый генетический вариант зародышевой линии одного локуса (чаще всего однонуклеотидный вариант), который присутствует по крайней мере в 1% популяции.Полиморфизмы в гене GR, которые изменяют аминокислотную последовательность, связаны с нарушением функции GR в качестве активатора или репрессора транскрипции. Полиморфизм N363S, расположенный в экзоне 2 (), встречается у ~ 4% популяции, приводит к умеренному увеличению транскрипционной активности GR и связан с общим повышением чувствительности к глюкокортикоидам. Сообщается, что у носителей N363S повышенный индекс массы тела, ишемическая болезнь сердца и пониженная минеральная плотность костей 84 .Полиморфизм ER22 / 23EK, который встречается у ~ 3% людей, приводит к изменению аргинина (R) на лизин (K) в положении 23 (R23K) на N-конце (). ER22 / 23EK связан со снижением транскрипционной активности GR. Было показано, что полиморфизм ER22 / 23EK увеличивает соотношение GRα-A к GRα-B, а носители полиморфизма ER22 / 23EK имеют более низкую тенденцию к развитию нарушенной толерантности к глюкозе, диабету 2 типа и сердечно-сосудистым заболеваниям 85 .
Полиморфизм A3669G в 3 ’нетранслируемой области GRβ приводит к увеличению как мРНК GRβ, так и белка ().Более того, у носителей полиморфизма A3669G выше частота ревматоидного артрита и сердечно-сосудистых заболеваний. Лица, гомозиготные по полиморфизму A3669G, были связаны с провоспалительным фенотипом с повышенным риском инфаркта миокарда и ишемической болезни сердца 86 .
РЕЗЮМЕ И РАЗРАБОТКА НА БУДУЩЕЕ
Глюкокортикоиды — это основные гормоны стресса, которые регулируют широкий спектр физиологических процессов, а синтетические производные этих молекул широко используются в клинике для лечения воспалительных заболеваний, аутоиммунных заболеваний и гематологических онкологических заболеваний.Несмотря на эффективность глюкокортикоидов при лечении воспалительных и иммунных нарушений, их полезность ограничена вредными побочными эффектами хронического лечения и / или лечения высокими дозами. Эти побочные эффекты включают диабет, нарушение заживления ран, атрофию кожи, атрофию мышц, дисфункцию HPA, катаракту, пептические язвы, гипертонию, метаболический синдром, остеопороз и водно-электролитный дисбаланс. За последние несколько десятилетий были предприняты значительные усилия для повышения активности глюкокортикоидов при минимизации побочных эффектов путем изменения химической структуры природных глюкокортикоидов 87 .Открытие того, что множественные изоформы GR с уникальными экспрессионными, ген-регуляторными и функциональными профилями генерируются путем альтернативного сплайсинга, альтернативной инициации трансляции зрелой мРНК и посттрансляционных модификаций, продвинуло наше понимание молекулярной основы разнообразия чувствительности к глюкокортикоидам (гипочувствительность или гиперчувствительность). Полногеномные исследования набора GR показали, что тканеспецифический ландшафт хроматина также обнаруживает глубокие различия в чувствительности к глюкокортикоидам.
Важной проблемой при клиническом применении глюкокортикоидов является неоднородность реакции на глюкокортикоиды среди людей, при этом значительная часть населения (до 30%) проявляет некоторую степень устойчивости к глюкокортикоидам. Прогресс в нашем понимании паттернов экспрессии глюкокортикоидов выявил множество механизмов, которые способствуют снижению чувствительности к глюкокортикоидам, включая повышенную экспрессию изоформ GRβ и GRα-D, изменения фосфорилирования GR и гомологичное подавление GR.Анализ молекулярных механизмов устойчивости позволяет не только прогнозировать чувствительность пациента к глюкокортикоидам, но и разрабатывать новые терапевтические стратегии для борьбы с нечувствительностью к глюкокортикоидам. Таким образом, понимание гетерогенности передачи сигналов GR как для здоровья, так и для болезни поможет в разработке более безопасных и эффективных методов лечения глюкокортикоидами с улучшенным соотношением польза / риск для пациентов.
ОСНОВНЫЕ МОМЕНТЫ
1.Важной проблемой при клиническом применении глюкокортикоидов является неоднородность реакции на глюкокортикоиды среди людей, значительная часть населения которых демонстрирует некоторую степень устойчивости к глюкокортикоидам. 2. На чувствительность и специфичность глюкокортикоидов влияет профиль экспрессии изоформы GR. Воспалительные и патологические процессы модулируют профили изоформ клеток GR. 3. Оценка чувствительности к глюкокортикоидам у отдельных пациентов важна для оптимального плана лечения глюкокортикоидами в клинике.4. Понимание гетерогенности передачи сигналов GR как для здоровья, так и для болезни поможет в разработке более безопасных и эффективных методов лечения глюкокортикоидами с улучшенным соотношением польза / риск для пациентов.
БЛАГОДАРНОСТИ
Поддержка предоставлена Программой внутренних исследований Национальных институтов здравоохранения / Национального института гигиены окружающей среды.
Сноски
Заявление издателя: Это PDF-файл неотредактированной рукописи, принятой к публикации.В качестве услуги для наших клиентов мы предоставляем эту раннюю версию рукописи. Рукопись будет подвергнута копированию, верстке и рассмотрению полученного доказательства, прежде чем она будет опубликована в окончательной форме для цитирования. Обратите внимание, что во время производственного процесса могут быть обнаружены ошибки, которые могут повлиять на содержание, и все юридические оговорки, относящиеся к журналу, имеют отношение.
РАСКРЫТИЕ ИНФОРМАЦИИ: Нет
ЗАЯВЛЕНИЕ О КОНФЛИКТЕ ИНТЕРЕСОВ
Авторы заявляют, что у них нет соответствующего конфликта интересов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ван Стаа Т.П., Леуфкенс Х.Г., Абенхайм Л. и др. Использование пероральных кортикостероидов в Соединенном Королевстве. QJM: ежемесячный журнал Ассоциации врачей. 2000. 93: 105–111. [PubMed] [Google Scholar] 2. Rhen T, Cidlowski JA. Противовоспалительное действие глюкокортикоидов — новые механизмы для старых препаратов. N Engl J Med. 2005; 353: 1711–1723. [PubMed] [Google Scholar] 3. Schacke H, Docke WD, Asadullah K. Механизмы, участвующие в побочных эффектах глюкокортикоидов. Фармакология и терапия.2002; 96: 23–4. [PubMed] [Google Scholar] 4. Барнс П.Дж. Механизмы и резистентность в глюкокортикоидном контроле воспаления. J Стероид Biochem Mol Biol. 2010. 120: 76–85. [PubMed] [Google Scholar] 5. Миллер WL, Auchus RJ. Молекулярная биология, биохимия и физиология стероидогенеза человека и его нарушений. Эндокринные обзоры. 2011; 32: 81–151. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 6. Вебстер Дж. И., Тонелли Л., Штернберг Э. М.. Нейроэндокринная регуляция иммунитета. Ежегодный обзор иммунологии. 2002. 20: 125–163.[PubMed] [Google Scholar] 7. Джон CD, Букингем JC. Цитокины: регуляция гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси. Современное мнение в фармакологии. 2003. 3: 78–84. [PubMed] [Google Scholar] 8. Уокер Дж. Дж., Спига Ф., Гупта Р., Чжао З., Лайтман С. Л., Терри Дж. Р. Быстрая регуляция синтеза глюкокортикоидов с помощью обратной связи внутри надпочечников. J. R. Soc. Интерфейс. 2015; 12: 20140875. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 9. Breuner CW, Orchinik M. Белки, связывающие плазму как медиаторы действия кортикостероидов у беспозвоночных.Журнал эндокринологии. 2002; 175: 99–11221. [PubMed] [Google Scholar] 10. Seckl JR. 11бета-гидроксистероиддегидрогеназы: изменение глюкокортикоидного действия. Curr Opin Pharmacol. 2004; 4: 597–602. [PubMed] [Google Scholar] 11. Купер М.С., Стюарт П.М. 11-Бета-гидроксистероид дегидрогеназа типа 1 и ее роль в системе гипоталамус-гипофиз-надпочечники, метаболическом синдроме и воспалении. Журнал клинической эндокринологии и метаболизма. 2009. 94: 4645–4654. [PubMed] [Google Scholar] 12. Кумар Р., Томпсон Э.Б.Генная регуляция рецептором глюкокортикоидов: взаимосвязь структура: функция. J Стероид Biochem Mol Biol. 2005; 94: 383–94. [PubMed] [Google Scholar] 13. Bledsoe RK, Montana VG, Stanley TB, Delves CJ, Apolito CJ, McKee DD и др. Кристаллическая структура лиганд-связывающего домена глюкокортикоидного рецептора раскрывает новый способ димеризации рецептора и распознавания коактиватора. Клетка. 2002; 110: 93–105. [PubMed] [Google Scholar] 14. Град I, Пикард Д. Ответы на глюкокортикоиды формируются молекулярными шаперонами.Mol Cell Endocrinol. 2007; 275: 2–12. [PubMed] [Google Scholar] 15. Пратт В.Б., Тофт Д.О. Взаимодействие стероидных рецепторов с белком теплового шока и шаперонами иммунофилина. Endocr Rev.1997; 18: 306–60. [PubMed] [Google Scholar] 17. Freedman LP. Анатомия области цинкового пальца стероидного рецептора. Endocr Rev.1992; 13: 129–45. [PubMed] [Google Scholar] 18. Сурджит М., Ганти К.П., Мукхерджи А., Йе Т, Хуа Г., Мецгер Д. и др. Широко распространенные элементы отрицательного ответа опосредуют прямую репрессию связанными агонистами глюкокортикоидными рецепторами.Клетка. 2011; 145: 224–41. [PubMed] [Google Scholar] 19. Hudson WH, Youn C, Ortlund EA. Структурная основа прямой глюкокортикоид-опосредованной трансрепрессии. Nat Struct Mol Biol. 2013; 20: 53–8. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 20. Джон С., Сабо П.Дж., Турман Р.Э., Сунг М.Х., Бидди С.К., Джонсон Т.А. и др. Доступность хроматина предопределяет характер связывания глюкокортикоидных рецепторов. Нат Жене. 2011; 43: 264–8. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 22. Редди Т.Е., Паули Ф., Спроус Р.О., Нефф Н.Ф., Ньюберри К.М., Гарабедян М.Дж., Майерс Р.М.Геномная детерминация глюкокортикоидного ответа раскрывает неожиданные механизмы регуляции генов. Genome Res. 2009; 19: 2163–2171. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 23. Oakley RH, Revollo J, Cidlowski JA. Глюкокортикоиды регулируют экспрессию гена аррестина и перенаправляют сигнальный профиль рецепторов, связанных с G-белком. Proc Natl Acad Sci U S. A. 2012; 109: 17591–6. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 24. Рамамурти С., Цидловски Дж. Индуцированная лигандом репрессия гена рецептора глюкокортикоидов опосредуется комплексом репрессии NCoR1, образованным дальнодействующими взаимодействиями хроматина с внутригенными элементами ответа глюкокортикоидов.Mol Cell Biol. 2013; 33: 1711–22. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 25. Uhlenhaut NH, Barish GD, Yu RT, Downes M, Karunasiri M, Liddle C, et al. Анализ негативной регуляции рецептора глюкокортикоидов на основе полногеномного профилирования воспалительных цистромов. Mol Cell. 2013; 49: 158–71. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 26. Рогацкий И., Ивашков Л.Б. Глюкокортикоидная модуляция передачи сигналов цитокинов. Тканевые антигены. 2006; 68: 1–12. [PubMed] [Google Scholar] 27. Ниссен Р.М., Ямамото КР.Рецептор глюкокортикоидов ингибирует NFkappaB, препятствуя фосфорилированию серина-2 карбоксиконцевого домена РНК-полимеразы II. Genes Dev. 2000; 14: 2314–29. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 28. Yang-Yen HF, Chambard JC, Sun YL, Smeal T, Schmidt TJ, Drouin J и др. Вмешательство транскрипции между c-Jun и рецептором глюкокортикоидов: взаимное ингибирование связывания ДНК из-за прямого взаимодействия белок-белок. Клетка. 1990; 62: 1205–15. [PubMed] [Google Scholar] 29. Lamberts SW, Huizenga AT, de Lange P, de Jong FH, Koper JW.Клинические аспекты чувствительности к глюкокортикоидам. Стероиды. 1996; 61: 157–60. [PubMed] [Google Scholar] 30. Редди Т.Э., Герц Дж., Кроуфорд Г.Э., Гарабедян М.Дж., Майерс Р.М. Гиперчувствительный ответ на глюкокортикоиды специфически регулирует период 1 и экспрессию циркадных генов. Mol Cell Biol. 2012; 32: 3756–67. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 31. Дженкинс Б.Д., Пуллен С.Б., Даримонт Б.Д. Новые эффекторные механизмы коактиватора глюкокортикоидных рецепторов. Trends Endocrinol Metab. 2001; 12: 122–6. [PubMed] [Google Scholar] 32.Лонард Д.М., О’Мэлли Б.В. Расширение функционального разнообразия соактиваторов. Trends Biochem Sci. 2005; 30: 126–32. [PubMed] [Google Scholar] 33. Розенфельд М.Г., Стекло СК. Корегуляторные коды регуляции транскрипции ядерными рецепторами. J Biol Chem. 2001; 276: 36865–8. [PubMed] [Google Scholar] 34. Meijsing SH, Pufall MA, So AY, Bates DL, Chen L, Yamamoto KR. Последовательность сайта связывания ДНК определяет структуру и активность рецептора глюкокортикоидов. Наука. 2009; 324: 407–10. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 35.Ronacher K, Hadley K, Avenant C, Stubsrud E, Simons SS, Jr, Louw A и др. Лиганд-селективная трансактивация и трансрепрессия через глюкокортикоидный рецептор: роль кофакторного взаимодействия. Mol Cell Endocrinol. 2009. 299: 219–31. [PubMed] [Google Scholar] 36. Groeneweg FL, Karst H, de Kloet ER, Joels M. Минералокортикоидные и глюкокортикоидные рецепторы на нейрональной мембране, регуляторы передачи сигналов негеномных кортикостероидов. Mol Cell Endocrinol. 2012; 350: 299–309. [PubMed] [Google Scholar] 37. Самарасингхе РА, Витчелл С.Ф., ДеФранко ДБ.Кооперативность и комплементарность: синергизм в неклассической и классической передаче сигналов глюкокортикоидов. Клеточный цикл. 2012; 11: 2819–27. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 38. Кроксталл Дж. Д., Чоудхури К., Флауэр Р. Дж. Глюкокортикоиды действуют в течение нескольких минут, подавляя рекрутирование сигнальных факторов на активированные рецепторы EGF через рецепторно-зависимый, независимый от транскрипции механизм. Br J Pharmacol. 2000; 130: 289–98. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 39. Солито Е., Мулла А., Моррис Дж. Ф., Кристиан ХК, Флауэр Р. Дж., Бэкингем Дж. К..Дексаметазон вызывает быстрое фосфорилирование серина и мембранную транслокацию аннексина 1 в линии фолликулостеллатных клеток человека посредством нового негеномного механизма, включающего рецептор глюкокортикоидов, протеинкиназу С, фосфатидилинозитол-3-киназу и митоген-активированную протеинкиназу. Эндокринология. 2003; 144: 1164–74. [PubMed] [Google Scholar] 40. Болдизсар Ф., Талабер Дж., Сабо М. и др. Новые пути передачи сигналов негеномных глюкокортикоидов (ГК) в Т-клетках. Иммунобиология. 2010; 215: 521–526.[PubMed] [Google Scholar] 41. Мэтьюз Л., Берри А., Оганян В., Оганян Дж., Гарсайд Х., Рэй Д. Кавеолин опосредует быстрые эффекты глюкокортикоидов и сочетает действие глюкокортикоидов с антипролиферативной программой. Мол Эндокринол. 2008; 22: 1320–30. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 42. Самарасинге Р.А., Ди Майо Р., Волонте Д., Галбиати Ф., Льюис М., Ромеро Г. и др. Действие негеномных глюкокортикоидных рецепторов регулирует межклеточную коммуникацию щелевых соединений и пролиферацию нервных клеток-предшественников. Proc Natl Acad Sci U S A.2011; 108: 16657–62. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 43. Бамбергер С.М., Бамбергер А.М., де Кастро М., Хрусос Г.П. Бета-рецептор глюкокортикоидов, потенциальный эндогенный ингибитор действия глюкокортикоидов у людей. J Clin Invest. 1995; 95: 2435–41. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 44. Oakley RH, Sar M, Cidlowski JA. Бета-изоформа человеческого глюкокортикоидного рецептора. Выражение, биохимические свойства и предполагаемая функция. J Biol Chem. 1996. 271: 9550–9. [PubMed] [Google Scholar] 45. Кино Т, Су Я., Хрусос Г.П.Изоформа бета-рецептора глюкокортикоидов человека: недавнее понимание ее потенциальных последствий для физиологии и патофизиологии. Cell Mol Life Sci. 2009; 66: 3435–48. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 46. Льюис-Таффин LJ, Cidlowski JA. Физиология человеческого глюкокортикоидного рецептора бета (hGRbeta) и устойчивость к глюкокортикоидам. Ann N Y Acad Sci. 2006; 1069: 1–9. [PubMed] [Google Scholar] 47. Kelly A, Bowen H, Jee YK, Mahfiche N, Soh C, Lee T. и др. Бета-изоформа глюкокортикоидного рецептора может опосредовать репрессию транскрипции за счет рекрутирования гистоновых деацетилаз.J Allergy Clin Immunol. 2008; 121: 203–8. e1. [PubMed] [Google Scholar] 48. Kim SH, Kim DH, Lavender P, Seo JH, Kim YS, Park JS и др. Подавление TNF-альфа-индуцированной экспрессии IL-8 глюкокортикоидным рецептором-бета включает ингибирование ацетилирования гистона h5. Exp Mol Med. 2009. 41: 297–306. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 49. Льюис-Таффин LJ, Jewell CM, Bienstock RJ, Collins JB, Cidlowski JA. Человеческий глюкокортикоидный рецептор b (hGRb) связывает RU-486 и является транскрипционно активным. Mol Cell Biol.2007. 27: 2266–82. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 50. Хаук П.Дж., Хамид К.А., Хрусос Г.П., Леунг Д.Ю. Индукция нечувствительности к кортикостероидам в PBMC человека микробными суперантигенами. J Allergy Clin Immunol. 2000; 105: 782–7. [PubMed] [Google Scholar] 51. Джайн А., Уордингер Р.Дж., Йорио Т., Кларк А.Ф. Сплайсосомный белок (SRp) регуляция изоформ глюкокортикоидных рецепторов и глюкокортикоидный ответ в клетках трабекулярной сети человека. Инвестируйте Ophthalmol Vis Sci. 2012; 53: 857–66. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 52.Zhu J, Gong JY, Goodman OB, Jr, Cartegni L, Nanus DM, Shen R. Бомбезин ослабляет сплайсинг пре-мРНК глюкокортикоидного рецептора, регулируя экспрессию серин-аргининового белка p30c (SRp30c) в клетках рака простаты. Biochim Biophys Acta. 2007; 1773: 1087–94. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 53. Дюбуа, округ Колумбия, Сукумаран С., Юско В.Дж., Алмон Р.Р. Доказательства варианта сплайсинга бета-рецептора глюкокортикоидов у крыс и его физиологической регуляции в печени. Стероиды. 2013; 78: 312–20. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 54.Хайндс Т.Д., мл., Рамакришнан С., Кэш Х.А., Стечшульте Л.А., Генрих Г., Наджар С.М. и др. Открытие глюкокортикоидного рецептора-бета у мышей, играющего роль в метаболизме. Мол Эндокринол. 2010; 24: 1715–27. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 55. Schaaf MJ, Champagne D, van Laanen IH, van Wijk DC, Meijer AH, Meijer OC и др. Открытие функциональной бета-изоформы рецептора глюкокортикоидов у рыбок данио. Эндокринология. 2008; 149: 1591–9. [PubMed] [Google Scholar] 56. Рэй Д.У., Дэвис-младший, Уайт А., Кларк А.Дж.Структура и функция глюкокортикоидных рецепторов в устойчивых к глюкокортикоидам клетках мелкоклеточной карциномы легких. Cancer Res. 1996; 56: 3276–80. [PubMed] [Google Scholar] 57. Бегер С., Гердес К., Лаутен М., Тиссинг В. Дж., Фернандес-Муньос И., Шраппе М. и др. Экспрессия и структурный анализ изоформы гамма-рецептора глюкокортикоидов в клетках лейкемии человека с использованием подхода полимеразной цепной реакции, специфичной для изоформ в реальном времени. Br J Haematol. 2003. 122: 245–52. [PubMed] [Google Scholar] 58. Риверс С., Леви А., Хэнкок Дж., Лайтман С., Норман М.Вставка аминокислоты в ДНК-связывающий домен глюкокортикоидного рецептора в результате альтернативного сплайсинга. J Clin Endocrinol Metab. 1999. 84: 4283–6. [PubMed] [Google Scholar] 59. de Lange P, Segeren CM, Koper JW, Wiemer E, Sonneveld P, Brinkmann AO и др. Экспрессия при гематологических злокачественных новообразованиях варианта сплайсинга глюкокортикоидного рецептора, который усиливает опосредованные глюкокортикоидным рецептором эффекты в трансфицированных клетках. Cancer Res. 2001; 61: 3937–41. [PubMed] [Google Scholar] 60. Гайтан Д., ДеБолд С.Р., Терни М.К., Чжоу П., Орт Д.Н., Ковач В.Дж.Структура и функция глюкокортикоидных рецепторов при адренокортикотропин-секретирующем мелкоклеточном раке легкого. Мол Эндокринол. 1995; 9: 1193–201. [PubMed] [Google Scholar] 61. Кретт Н.Л., Пиллэй С., Моалли ПА, Грейпп ПР, Розен СТ. Вариант матричной РНК глюкокортикоидного рецептора экспрессируется у пациентов с множественной миеломой. Cancer Res. 1995; 55: 2727–9. [PubMed] [Google Scholar] 62. Лу Н.З., Цидловски Я. Механизмы регуляции трансляции генерируют изоформы N-концевых рецепторов глюкокортикоидов с уникальными генами-мишенями транскрипции.Mol Cell. 2005; 18: 331–42. [PubMed] [Google Scholar] 63. Oakley RH, Cidlowski JA. Клеточный процессинг гена и белка рецептора глюкокортикоидов: новые механизмы для генерации тканеспецифичных действий глюкокортикоидов. J Biol Chem. 2011; 286: 3177–84. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 64. Лу Н.З., Коллинз Дж. Б., Гриссом С. Ф., Цидловски Дж. Селективная регуляция апоптоза костных клеток трансляционными изоформами рецептора глюкокортикоидов. Mol Cell Biol. 2007; 27: 7143–60. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 65.Wu I, Shin SC, Cao Y, Bender I.K, Jafari N, Feng G и др. Селективные трансляционные изоформы рецепторов глюкокортикоидов выявляют индуцированные глюкокортикоидами апоптотические транскриптомы. Cell Death Dis. 2013; 4: e453. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 66. Gross KL, Oakley RH, Scoltock AB, Jewell CM, Cidlowski JA. Глюкокортикоидный рецептор — изоформа-селективная регуляция антиапоптотических генов в клетках остеосаркомы: новый механизм устойчивости к глюкокортикоидам. Мол Эндокринол. 2011; 25: 1087–99. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 67.Бендер И.К., Цао Ю., Лу Н.З. Детерминанты повышенной активности трансляционных изоформ глюкокортикоидных рецепторов. Мол Эндокринол. 2013; 27: 1577–87. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 68. Cao Y, Bender IK, Konstantinidis AK, Shin SC, Jewell CM, Cidlowski JA, et al. Трансляционные изоформы глюкокортикоидных рецепторов лежат в основе специфической для стадии созревания глюкокортикоидной чувствительности дендритных клеток у мышей и людей. Кровь. 2013; 121: 1553–62. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 69.Синклер Д., Вебстер М.Дж., Вонг Дж., Вейкерт К.С. Динамические молекулярные и анатомические изменения рецептора глюкокортикоидов в корковом развитии человека. Мол Психиатрия. 2011; 16: 504–15. [PubMed] [Google Scholar] 70. Синклер Д., Вебстер М. Дж., Фуллертон Дж. М., Вейкерт К. С.. Изменения мРНК глюкокортикоидного рецептора и изоформ белка в орбитофронтальной коре при шизофрении и биполярном расстройстве. BMC Psychiatry. 2012; 12: 84. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 71. Beck IM, Vanden Berghe W., Vermeulen L, Yamamoto KR, Haegeman G, De Bosscher K.Перекрестные помехи в воспалении: взаимодействие механизмов, основанных на рецепторах глюкокортикоидов, а также киназ и фосфатаз. Endocr Rev.2009; 30: 830–82. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 72. Ван З., Фредерик Дж., Гарабедян MJ. Расшифровка «кода» фосфорилирования глюкокортикоидного рецептора in vivo. J Biol Chem. 2002; 277: 26573–80. [PubMed] [Google Scholar] 73. Avenant C, Ronacher K, Stubsrud E, Louw A, Hapgood JP. Роль лиганд-зависимого фосфорилирования и периода полужизни GR в определении лиганд-специфической транскрипционной активности.Mol Cell Endocrinol. 2010. 327: 72–88. [PubMed] [Google Scholar] 74. Галлихер-Бекли AJ, Уильямс JG, Коллинз JB, Cidlowski JA. 3beta-опосредованное гликоген-синтазной киназой фосфорилирование серина человеческого глюкокортикоидного рецептора перенаправляет профили экспрессии генов. Mol Cell Biol. 2008. 28: 7309–22. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 75. Галлихер-Бекли AJ, Уильямс JG, Cidlowski JA. Независимое от лиганда фосфорилирование глюкокортикоидного рецептора объединяет пути клеточного стресса с передачей сигналов ядерного рецептора.Mol Cell Biol. 2011; 31: 4663–75. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 76. Webster JC, Jewell CM, Bodwell JE, Munck A, Sar M, Cidlowski JA. Статус фосфорилирования глюкокортикоидного рецептора мыши влияет на множество функций рецепторного белка. J Biol Chem. 1997; 272: 9287–93. [PubMed] [Google Scholar] 77. Чен В., Данг Т., Слепой Р. Д., Ван З., Кавасотто С. Н., Хиттельман А. Б. и др. Фосфорилирование глюкокортикоидного рецептора по-разному влияет на экспрессию целевого гена. Мол Эндокринол. 2008; 22: 1754–66.[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 78. Деру Б.Дж., Рентч К., Сампат С., Янг Дж., ДеФранко Д. Б., Арчер Т.К. Ингибирование протеасомы усиливает трансактивацию глюкокортикоидного рецептора и изменяет его субъядерный транспорт. Mol Cell Biol. 2002; 22: 4113–23. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 79. Уоллес AD, Cidlowski JA. Опосредованная протеасомами деградация глюкокортикоидных рецепторов ограничивает транскрипционную передачу сигналов глюкокортикоидами. J Biol Chem. 2001; 276: 42714–21. [PubMed] [Google Scholar] 80.Ван Х, ДеФранко ДБ. Альтернативные эффекты убиквитин-протеасомы, опосредованные CHIP, лигазой E3. Мол Эндокринол. 2005; 19: 1474–82. [PubMed] [Google Scholar] 81. Ле Дреан И., Минчено Н., Ле Гофф П., Мишель Д. Усиление транскрипционной активности глюкокортикоидных рецепторов сумоилированием. Эндокринология. 2002; 143: 3482–9. [PubMed] [Google Scholar] 82. Ито К., Ямамура С., Эссильфи-Куэй С., Косио Б., Ито М., Барнс П.Дж. и др. Опосредованное гистон-деацетилазой 2 деацетилирование глюкокортикоидного рецептора обеспечивает подавление NF-kappaB.J Exp Med. 2006; 203: 7–13. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 83. Чармандари Э., Хрусос Г.П., Ламброу Г.И., Павлаки А., Коиде Х., Нг С.С. и др. Периферийные ЧАСЫ регулируют транскрипционную активность глюкокортикоидных рецепторов ткани-мишени в циркадном режиме у человека. PLoS One. 2011; 6: e25612. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 84. Джуэлл CM, Cidlowski JA. Молекулярные доказательства связи между полиморфизмом глюкокортикоидного рецептора N363S и измененной экспрессией генов. J Clin Endocrinol Metab.2007. 92: 3268–77. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 85. van Rossum EF, Lamberts SW. Полиморфизмы в гене рецептора глюкокортикоидов и их связь с параметрами метаболизма и составом тела. Недавние Prog Horm Res. 2004. 59: 333–57. [PubMed] [Google Scholar] 86. Derijk RH, Schaaf MJ, Turner G, Datson NA, Vreugdenhil E, Cidlowski J, et al. Вариант гена рецептора глюкокортикоидов человека, который увеличивает стабильность мРНК бета-изоформы рецептора глюкокортикоидов, связан с ревматоидным артритом.J Rheumatol. 2001; 28: 2383–8. [PubMed] [Google Scholar] 87. Кларк А.Р., Бельвиси МГ. Карты и легенды: поиск диссоциированных лигандов рецептора глюкокортикоидов. Pharmacol Ther. 2012; 134: 54–67. [PubMed] [Google Scholar] 88. Рамамурти С., Цидловски Дж. Изучение молекулярных механизмов действия рецепторов глюкокортикоидов от чувствительности к сопротивлению. Endocr Dev. 2013; 24: 41–56. DOI: 10,1159 / 000342502. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Кортикостероиды — механизмы действия при здоровье и болезнях
Rheum Dis Clin North Am.Авторская рукопись; доступно в PMC 2017 г. 1 февраля.
Опубликован в окончательной отредактированной форме как:
PMCID: PMC4662771
NIHMSID: NIHMS720567
Лаборатория передачи сигналов, Национальный институт наук об окружающей среде, Национальные институты здравоохранения, Департамент здравоохранения и Социальные службы, RTP, Северная Каролина, США
Автор для корреспонденции: Джон А. Сидловски, доктор философии, Национальный институт наук о гигиене окружающей среды, PO Box 12233, MD F3-07, RTP, NC 27709, vog.hin.shein@1swoldic См. другие статьи в PMC, в которых цитируется опубликованная статья.
ОБЗОР
Глюкокортикоиды — это основные гормоны стресса, которые регулируют множество физиологических процессов и необходимы для жизни. Действие глюкокортикоидов преимущественно опосредуется классическим рецептором глюкокортикоидов (ГР). Рецепторы глюкокортикоидов экспрессируются по всему телу, но существует значительная неоднородность чувствительности к глюкокортикоидам и биологических реакций в тканях.Лиганд-активированный GR индуцирует или подавляет транскрипцию тысяч генов посредством прямого связывания с элементами ответа ДНК, физически связываясь с другими факторами транскрипции, или и тем, и другим. Общепринятое мнение о том, что глюкокортикоиды действуют через один белок GR, резко изменилось с открытием разнообразного набора изоформ рецепторов. Эти варианты GR происходят из одного гена с помощью альтернативных механизмов сплайсинга и альтернативных механизмов инициации трансляции. Более того, посттрансляционные модификации этих изоформ GR еще больше увеличивают гетерогенность передачи сигналов глюкокортикоидов.В этой главе мы даем обзор молекулярных механизмов, которые регулируют действие глюкокортикоидов, подчеркиваем динамическую природу передачи сигналов гормонов и обсуждаем молекулярные свойства изоформ GR.
Ключевые слова: глюкокортикоид , рецептор глюкокортикоидов, передача сигналов глюкокортикоидов, гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая ось, изоформы, фосфорилирование и полиморфизм 1 .Однако термин «кортикостероиды» обычно используется для обозначения глюкокортикоидов. Названные в честь их влияния на метаболизм углеводов, глюкокортикоиды регулируют различные клеточные функции, включая развитие, гомеостаз, метаболизм, познание и воспаление 2 . Благодаря их глубокому иммуномодулирующему действию глюкокортикоиды являются одними из наиболее широко назначаемых лекарств в мире, а мировой рынок глюкокортикоидов оценивается более чем в 10 миллиардов долларов США в год [3].Глюкокортикоиды стали клинической основой для лечения множества воспалительных и аутоиммунных заболеваний, таких как астма, аллергия, септический шок, ревматоидный артрит, воспалительное заболевание кишечника и рассеянный склероз. К сожалению, терапевтическая польза глюкокортикоидов ограничена нежелательными побочными эффектами, которые связаны с высокими дозами (применяемыми при лечении системных васкулитов и СКВ) и длительным применением. Эти побочные эффекты включают остеопороз, атрофию кожи, диабет, абдоминальное ожирение, глаукому, катаракту, аваскулярный некроз и инфекцию, задержку роста и гипертонию 3 .
Кроме того, у пациентов, длительно принимающих глюкокортикоиды, также развивается тканеспецифическая резистентность к глюкокортикоидам. 4 . Понимание молекулярных механизмов, лежащих в основе физиологического и фармакологического действия глюкокортикоидов, имеет большое значение, поскольку оно может помочь в разработке синтетических глюкокортикоидов с повышенной тканевой селективностью, которые могут тем самым минимизировать побочные эффекты путем отделения желаемых противовоспалительных функций от нежелательных побочных эффектов.Здесь мы суммируем последние достижения и молекулярные процессы, вовлеченные в действие и функцию глюкокортикоидов, и подробно обсуждаем потенциальную роль рецептора глюкокортикоидов (GR) в определении клеточной реакции на глюкокортикоиды.
СИНТЕЗ, СЕКРЕЦИЯ И БИОДОСТУПНОСТЬ ГЛЮКОКОРТИКОИДОВ
Глюкокортикоиды (кортизол у человека и кортикостерон у грызунов) — это стероидные гормоны, синтезируемые и высвобождаемые надпочечниками циркадным образом в ответ на физиологические сигналы и стресс 5.Циркадный профиль высвобождения глюкокортикоидов из надпочечников регулируется осью гипоталамус-гипофиз-надпочечники (HPA). Входящие сигналы от супрахиазматического ядра (SCN) стимулируют паравентрикулярное ядро (PVN) гипоталамуса для высвобождения кортикотропин-высвобождающего гормона (CRH) и аргинин-вазопрессина (AVP). Эти гормоны действуют на переднюю долю гипофиза, где они активируют клетки кортикотрофов для выделения гормона адренокортикотропина (АКТГ) в общий кровоток. Впоследствии АКТГ действует на кору надпочечников, стимулируя синтез и высвобождение глюкокортикоидов () 6 .После выхода из надпочечников в кровоток глюкокортикоиды попадают в ткани-мишени для регулирования множества физиологических процессов, включая метаболизм, иммунную функцию, рост скелета, сердечно-сосудистую функцию, репродуктивную функцию и когнитивные функции. Из-за своей липофильной природы глюкокортикоиды не могут быть предварительно синтезированы и сохранены в надпочечниках, но должны быстро синтезироваться (с использованием ряда ферментативных реакций) при стимуляции АКТГ. Этот механизм прямой связи в системе HPA уравновешивается отрицательной обратной связью глюкокортикоидов, действующих как в передней доле гипофиза, так и в гипоталамусе, чтобы ингибировать дальнейшее высвобождение ACTH и CRH, соответственно () 7 .
A. Регулирование секреции глюкокортикоидов по оси гипоталамус-гипофиз-надпочечники (HPA). Стресс вызывает выброс ХПН из гипоталамуса, который транспортируется в переднюю долю гипофиза, где запускает выброс АКТГ в кровоток. АКТГ стимулирует кору надпочечников синтезировать и высвобождать глюкокортикоиды (кортизол у людей или кортикостерон у грызунов). Впоследствии глюкокортикоиды действуют на гипоталамус и гипофиз, подавляя избыточную активацию оси HPA («система отрицательной обратной связи»).CRH, кортикотропин-рилизинг-гормон, АКТГ, адренокортикотропный гормон. B. Доменная структура hGR-α. GR содержит три основных функциональных области, N-концевой домен трансактивации (NTD), центральный DBD и C-концевой LBD. Область, расположенная между DBD и LBD, известна как шарнирная область (H). Указаны области, участвующие в активации транскрипции (AF1 и AF2), димеризации, ядерной локализации и связывании шаперона hsp90.
По материалам Ramamoorthy S, Cidlowski JA (2013) Изучение молекулярных механизмов действия рецепторов глюкокортикоидов от чувствительности к сопротивлению.Endocr Dev 24: 41–56. DOI: 10,1159 / 000342502; с разрешения.
Биологически активные глюкокортикоиды синтезируются из холестерина посредством мультиферментного процесса, называемого стероидогенезом 5, 7 . АКТГ увеличивает активность надпочечников за счет активации протеинкиназы A (PKA), что приводит к негеномной регуляции стероидогенных белков. Это включает фосфорилирование гормоночувствительной липазы (HSL), белка, который увеличивает уровни внутриклеточного холестерина, и фосфорилирование стероидогенного острого регуляторного белка (StAR), который способствует транспорту холестерина в митохондрии, где холестерин превращается в прегненолон посредством ферментное расщепление боковой цепи цитохрома P450 (P450scc).Этот процесс сопровождается рядом ферментативных реакций в митохондриях и эндоплазматическом ретикулуме, которые в конечном итоге приводят к синтезу глюкокортикоидов внутри клеток, который, в свою очередь, попадает в общий кровоток 7 .
Было показано, что ось HPA демонстрирует циркадные колебания, таким образом связывая синтез глюкокортикоидов с суточным режимом. Следовательно, у людей концентрация кортизола в сыворотке достигает максимума по утрам и минимальна ночью. Ось HPA — это центральная система ответа на стресс, отвечающая за адаптационный компонент стрессового ответа, который пытается восстановить гомеостаз 8 .Неправильная регуляция стрессовой реакции связана с широким спектром патологий, включая аутоиммунные заболевания, гипертонию, аффективные расстройства и большую депрессию. Системный уровень глюкокортикоидов в сыворотке поддерживается за счет синтеза глюкокортикоидов надпочечниками, но доступность глюкокортикоидов дополнительно регулируется на тканевом или клеточном уровне. У людей 80-90% циркулирующих глюкокортикоидов связаны с кортикостероидсвязывающим глобулином (CBG), а 5-15% связаны с альбумином, чтобы поддерживать большинство глюкокортикоидов в неактивной форме.Только 5% системных глюкокортикоидов являются свободными и биологически активными 9 . Следовательно, доступность кортизола регулируется концентрацией CBG.
Доступность глюкокортикоидов на клеточном уровне поддерживается тканеспецифическими метаболическими ферментами 11β-гидроксистероиддегидрогеназами (11β-HSD) 10 . 11β-HSD катализируют взаимное превращение активных глюкокортикоидов. 11β-HSD2, действует как мощная дегидрогеназа, которая быстро инактивирует глюкокортикоиды (превращает кортизол в кортизон), тем самым обеспечивая селективный доступ альдостерону к неселективным в других отношениях рецепторам минералокортикоидов в почках и поджелудочной железе 10 .В отличие от эндогенных глюкокортикоидов, большинство синтетических глюкокортикоидов не связывают CBG и не метаболизируются 11β-HSD2. Однако 11β-HSD1 действует как преобладающая 11β-редуктаза во всех тканях-мишенях глюкокортикоидов, таких как печень, жировая ткань, мозг и легкие, и способствует превращению неактивного предшественника кортизона в биоактивный кортизол, тем самым регенерируя активные глюкокортикоиды в тканях за счет использования циркулирующий высокий уровень инертного кортизона 11 . Таким образом, противоположные функции изоферментов 11β-HSD1 и 11β-HSD2 поддерживают доступность и активность глюкокортикоидов на клеточном уровне, а ингибиторы 11β-HSD1 были разработаны для ограничения неблагоприятных метаболических побочных эффектов увеличения эндогенных глюкокортикоидов в таких условиях, как синдром Кушинга. .Фактически, нарушение печеночного 11b-HSD1 встречается у пациентов с синдромом поликистозных яичников и первичным ожирением 11 .
ГЛЮКОКОРТИКОИДНЫЙ РЕЦЕПТОР
Физиологические и фармакологические функции глюкокортикоидов опосредуются внутриклеточным рецептором глюкокортикоидов (GR), членом семейства ядерных рецепторов факторов транскрипции, активируемых лигандом. GR представляет собой модульный белок, состоящий из трех функциональных доменов: N-концевого домена трансактивации (NTD), центрального ДНК-связывающего домена (DBD) и C-концевого лиганд-связывающего домена (LBD) 12 .Два сигнала ядерной локализации расположены внутри LBD и в шарнирной области DBD, соответственно (). NTD, охватывающая аминокислоты 1–420 GR, наименее консервативна и, таким образом, является наиболее вариабельным доменом среди всех ядерных рецепторов. NTD содержит функцию активации транскрипции (AF1), которая активирует гены-мишени лиганд-независимым образом и является основным сайтом для всех посттрансляционных модификаций. Центральный DBD является наиболее консервативным доменом среди всех белков ядерного рецептора и содержит два мотива из цинковых пальцев, которые связывают последовательности ДНК-мишени, называемые элементами ответа глюкокортикоидов (GRE).LBD содержит карман для связывания гидрофобного лиганда, образованный 12 α-спиралями и 4 β-листами. Второй домен функции активации (AF-2) расположен в этой карбоксиконцевой области вместе с последовательностями, необходимыми для лиганд-зависимых корегуляторных взаимодействий 13 .
МЕХАНИЗМЫ ДЕЙСТВИЯ ГЛЮКОКОРТИКОИДОВ
ГЕНОМИЧЕСКИЕ ДЕЙСТВИЯ ГЛЮКОКОРТИКОИДОВ
Глюкокортикоиды передают сигнал геномным и негеномным путями. Классические геномные действия глюкокортикоидов опосредованы GR.В отсутствие гормона GR преимущественно находится в цитоплазме клеток как часть большого мультибелкового комплекса, который включает белки-шапероны (hsp90, hsp70 и p23) и иммунофилины (FKBP51 и FKBP52) 14 . Мультибелковый комплекс поддерживает GR в конформации, которая способствует связыванию лиганда с высоким сродством 15 . При связывании лиганд GR претерпевает конформационное изменение, приводящее к диссоциации мультибелкового комплекса. Это приводит к структурной реорганизации белка GR, обнажая 2 сигнала ядерной локализации, и связанный с лигандом GR быстро перемещается в ядро через ядерные поры ().Попав внутрь ядра, GR связывается непосредственно с GRE и стимулирует экспрессию целевого гена. Консенсусный GRE представляет собой палиндромную последовательность, состоящую из 2 половинных сайтов (GGAACAnnnTGTTCT), разделенных 3-нуклеотидным спейсером 16 . GR связывает GRE как димер, и каждый полусайт занят одним рецептором, и, таким образом, 3-нуклеотидный спейсер между двумя полусайтами строго необходим для взаимодействия GR: ДНК () 17 . Связывание GR с GRE вызывает конформационные изменения в GR, приводящие к скоординированному привлечению корегуляторов и комплексов ремоделирования хроматина, которые влияют на активность РНК-полимеразы II и активируют транскрипцию и репрессию генов.Недавнее исследование идентифицировало отрицательный глюкокортикоид-чувствительный элемент (nGRE), который опосредует глюкокортикоид-зависимую репрессию генов-мишеней путем привлечения корепрессоров (NCoR1 и SMRT) и гистон-деацетляз (HDAC) () 18 . Консенсусный nGRE является палиндромным (CTCC (n) 0-2 GGAGA), но отличается от классического GRE наличием вариабельного спейсера, который варьируется от 0 до 2 нуклеотидов и занят 2 мономерами GR 19 .
Геномное действие GR
При связывании глюкокортикоидов цитоплазматический GR претерпевает изменение конформации (активацию), становится гиперфосфорилированным (P), диссоциирует из мультибелкового комплекса и перемещается в ядро, где регулирует экспрессию генов.GR активирует или подавляет транскрипцию генов-мишеней путем прямого связывания GRE, привязываясь к другим факторам транскрипции, помимо связывания ДНК, или комбинированным образом, как прямым связыванием GRE, так и взаимодействиями с факторами транскрипции, связанными с соседними сайтами. NPC = Ядерный поровый комплекс; BTM = базальный аппарат транскрипции; ТВР = ТАТА-связывающий белок; nGRE = отрицательный GRE; RE = элемент ответа. Adated изменено из 88
Исследования набора GR по всему геному показали, что только небольшая часть GRE занята GR, а специфические сайты связывания GR различаются между тканями из-за различий в ландшафте хроматина, который влияет на доступность GRE 20, 21 .Всесторонний анализ связывания GR показал, что многие идентифицированные сайты связывания GR расположены далеко от проксимальной области промотора генов-мишеней, и показали неожиданное различие между активационной и репрессивной функциями GR [22]. Например, глюкокортикоидная индукция b-аррестина 1 и репрессия b-аррестина 2 происходит через интрон 1 GRE и интрон 11 nGRE, соответственно 23 . Другим примером сайта связывания GR, расположенного на большом расстоянии от сайта начала транскрипции, является внутригенный nGRE, недавно идентифицированный в экзоне 6 гена GR, который опосредует гомологичное подавление экспрессии GR 24 .Значительная часть сайтов связывания GR лишена консенсусного элемента GRE, что указывает на то, что связывание GR с хроматином может во многих случаях происходить путем связывания с другими факторами транскрипции. Что еще предстоит установить, так это функциональность этих отдаленных сайтов связывания GR в отношении транскрипции генов или других неоткрытых функций, кодируемых в белке GR.
Кроме того, GR может физически взаимодействовать с членами семейства сигнальных преобразователей и активаторов транскрипции (STAT), либо в сочетании со связыванием GRE, либо отдельно, для усиления транскрипции определенных генов-мишеней () 25 .Большинство противовоспалительных эффектов глюкокортикоидов, по-видимому, является результатом важного негативного регуляторного механизма, называемого трансрепрессией 26 , в котором связанный с лигандом GR рекрутируется на хроматин посредством белок-белковых взаимодействий с ДНК-связанными факторами транскрипции, особенно NF-κB. и протеин-активатор-1 (АР-1). GR напрямую связывает субъединицу Jun AP1 и субъединицу p65 NF-kB и препятствует активации транскрипции этих 2 белков (). Для некоторых генов трансрепрессия достигается за счет связывания GR с этими ДНК-связанными факторами транскрипции без непосредственного взаимодействия с ДНК 27,28 .Однако для некоторых генов GR функционирует сложным образом, связываясь непосредственно с GRE и физически связываясь с AP1 или NF-kB, связанными с соседним сайтом ДНК ().
Вызванная глюкокортикоидами экспрессия генов часто зависит от типа клеток, и лишь небольшая часть генов обычно активируется между различными тканями 29 . Было показано, что активация тканеспецифического гена-мишени глюкокортикоидами зависит от доступности сайта связывания GR, который, в свою очередь, определяется метилированием ДНК и структурами хроматина более высокого порядка, такими как дальнодействующие петли хроматина.Таким образом, тканеспецифическая активация гена-мишени может определяться тканеспецифическим ландшафтом хроматина, который влияет на связывание GR с родственными элементами ДНК 20, 30, . Регуляция транскрипции с помощью GR также модулируется рекрутированием коактиваторов, которые обеспечивают посттрансляционные модификации гистонов (ацетилирование и метилирование) 31, 32 . Это свойство помогает изменять структуру хроматина и привлекать другие кофакторы, тем самым делая хроматин более доступным для сборки общих факторов транскрипции и комплекса РНК-полимеразы на промоторе гена-мишени 33, 34 .Количество ко-регуляторов, которые вносят вклад в трансактивацию GR, за последние годы выросло до сотен. Некоторыми из хорошо изученных ко-регуляторов GR являются белки семейства SRC, медиаторный комплекс и комплексы SWI / SNF, NCoR1 и SMRT 35 .
НЕГЕНОМНОЕ ДЕЙСТВИЕ ГЛЮКОКОРТИКОИДОВ
Быстрое негеномное действие глюкокортикоидов опосредуется физико-химическими взаимодействиями с цитозольным ГР или мембраносвязанным ГР. В отличие от геномных эффектов, негеномные эффекты глюкокортикоидов не требуют синтеза белка и проявляются в течение нескольких секунд или минут после активации GR 36 .Растущее количество доказательств предполагает, что быстрые негеномные функции GR используют активность различных киназ, таких как фосфоинозитид-3-киназа, AKT и митоген-активируемые протеинкиназы (MAPKs) 37 . Связывание глюкокортикоидов с GR не только активирует рецептор, но также высвобождает вспомогательные белки, которые участвуют во вторичных сигнальных каскадах. Например, при высвобождении из неактивного белкового комплекса GR c-Src активирует сигнальные каскады, которые ингибируют активность фосфолипазы A2, фосфорилируют аннексин 1 и ухудшают высвобождение арахидоновой кислоты 38, 39 .В тимоцитах активированный GR перемещается в митохондрии и регулирует апоптоз 40 . GR также локализуется в кавеолах, и глюкокортикоид-опосредованная активация этого мембранно-ассоциированного GR регулирует межклеточную коммуникацию щелевых соединений и пролиферацию нервных клеток-предшественников 41, 42 . Таким образом, быстрая негеномная передача сигналов GR увеличивает сложность и разнообразие зависимых от глюкокортикоидов биологических действий.
ГЕТЕРОГЕННОСТЬ ГЛЮКОКОРТИКОИДНОГО РЕЦЕПТОРА
Варианты сращивания GR
Белок GR кодируется геном Nr3c1 и состоит из 9 экзонов; экзон 1 образует 5’-нетранслируемую область, а экзон 2–9 кодирует белок GR.Экзон 2 образует N-концевой домен GR, экзоны 3–4 составляют центральный DBD, а экзоны 5–9 кодируют шарнирный и лиганд-связывающий домен. Альтернативный сплайсинг в экзоне 9 первичного транскрипта GR генерирует два высокогомологичных транскрипта мРНК, что приводит к продукции двух изоформ GR, названных GRα и GRβ () 43, 44 . Две изоформы идентичны до аминокислоты 727, но различаются за пределами этого положения. GRα, преобладающая форма GR, состоит из дополнительных 50 аминокислот, в то время как GRβ содержит дополнительные 15 негомологичных аминокислот () 44 .Отдельные карбоксиконцевые остатки в GRβ придают уникальные свойства этой изоформе GR. GRβ не связывает лиганд (из-за отсутствия спирали 12), располагается преимущественно в ядре и неактивен по отношению к репортерным генам, чувствительным к глюкокортикоидам 45, 46 . Напротив, в присутствии GRα, GRβ функционирует как доминантно-негативный ингибитор и противодействует активности GRα в отношении многих генов-мишеней, чувствительных к глюкокортикоидам. Недавние исследования, проведенные в нескольких лабораториях, показывают, что GRβ может функционировать как истинный фактор транскрипции, напрямую индуцируя и репрессируя большое количество генов, независимо от его доминирующей негативной активности в отношении GRα.Действительно, было показано, что GRβ рекрутирует гистоновые деацетилазы и репрессирует определенные гены, такие как интерлейкин (IL) -5 и IL-13 47, 48 . Хотя GRβ не связывает глюкокортикоиды, он активно связывает антагонист GR мифепристон (RU486), 49 , а эндогенный лиганд для GRβ в настоящее время неизвестен.
A. Альтернативный сплайсинг и инициация трансляции первичного транскрипта hGR. Первичный транскрипт hGR состоит из 9 экзонов, причем экзон 2 кодирует большую часть N-концевого домена (NTD), экзоны 3 и 4 кодируют DBD, а экзоны 5–9 кодируют шарнирную область (H) и LBD.Изоформа варианта сплайсинга GR: классический белок GRα является результатом сплайсинга экзона 8 с началом экзона 9. GRβ продуцируется из альтернативного акцепторного сайта сплайсинга, который связывает конец экзона 8 с последовательностями, расположенными ниже по течению в экзоне 9, кодируя вариант с уникальная 15 аминокислота на С-конце (положения 728–742). GRγ генерируется из альтернативного донорного сайта сплайсинга в интронной последовательности, разделяющей экзоны 3 и 4, что приводит к белку со вставкой аргинина (Arg-452) между двумя цинковыми пальцами DBD.GR-A продуцируется в результате альтернативного сплайсинга, который соединяет экзон 4 с экзоном 8, удаляя проксимальные 185 аминокислот LBD (Ala-490-Ser-674), кодируемого экзонами 5-7. GR-P образуется из-за неспособности сплайсировать экзон 7 с экзоном 8. Сохраненная интронная последовательность вводит стоп-кодон, в результате чего усеченный мутант рецептора пропускает дистальную половину LBD. Трансляционные изоформы GRα: доменная организация трансляционных изоформ GRα. Инициация трансляции с восьми различных стартовых кодонов AUG в одной GR-мРНК генерирует изоформы рецепторов с прогрессивно более короткими N-концевыми доменами.Это генерирует трансляционные изоформы GRα GRα-A, B, C1, C2, C3, D1, D2 и D3. B. Доменная структура и посттрансляционные модификации hGR-α. Указаны сайты посттрансляционных модификаций, таких как фосфорилирование (P), сумоилирование (S), убиквитинирование (U) и ацетилирование (A). C. Полиморфизм чГР. Стрелки указывают полиморфизм, который приводит к замене аминокислот, и A3669G, который приводит к стабильности GR. Принято и модифицировано из 88
GRβ экспрессируется в различных тканях, но обычно на более низких уровнях, чем GRα.Однако GRβ в изобилии присутствует в некоторых типах клеток, таких как нейтрофилы и эпителиальные клетки 50 . Молекулярные факторы, которые контролируют экспрессию GRβ, плохо изучены, но несколько исследований выявили участие фактора сплайсинга, SRp30c 51, 52 . Кроме того, экспрессия GRβ может увеличиваться провоспалительными цитокинами и другими иммунными активаторами и приводить к снижению соотношения GRα: GRβ и устойчивости к глюкокортикоидам. Пониженное соотношение GRα: GRβ связано с расстройствами настроения, такими как шизофрения, биполярное расстройство и серьезные депрессивные расстройства.Повышенные уровни GRβ связаны с устойчивостью к глюкокортикоидам при нескольких воспалительных заболеваниях, включая астму, ревматоидный артрит, язвенный колит, полипоз носа, системную красную волчанку, сепсис, острый лимфобластный лейкоз и хронический лимфолейкоз 46 . Таким образом, изменение соотношений экспрессии GRα: GRβ может обеспечить средства для модуляции чувствительности к глюкокортикоидам. Другим важным открытием стало открытие GRβ у мышей, крыс и рыб-зебр. Эти изоформы возникают в результате особого механизма сплайсинга, который использует альтернативные донорные сайты сплайсинга в интроне, разделяющем экзоны 8 и 9, что приводит к изоформе GRβ, сходной по структуре и функциям с человеческим GRβ 53, 54, 55 .
Дополнительные варианты сплайсинга GR, GRγ, GR-A и GR-P были обнаружены в устойчивых к глюкокортикоидам раковых клетках, а затем и в здоровых тканях. Первоначально идентифицированный в раковых клетках и мононуклеарных клетках крови, GRγ представляет собой вариант сплайсинга, в котором экзон 4 альтернативно сплайсирован с экзоном 3, таким образом включающий 3 п.н. области интрона, что приводит к дополнительному остатку аргинина между цинковыми пальцами DBD () 56 . GRγ проявляет ~ 50% активности GRα в отношении канонических генов-мишеней глюкокортикоидов, а экспрессия GRγ при остром лимфобластном лейкозе у детей коррелирует с устойчивостью к лечению глюкокортикоидами 57 .Устойчивость к глюкокортикоидам при мелкоклеточной карциноме легких и кортикотрофных аденомах также связана с экспрессией GRγ в этих раковых опухолях 58 . Вариант GR-A генерируется путем сплайсинга экзона 4 с экзоном 8, в результате чего в транскрипте отсутствует экзон 5-7, который кодирует аминоконцевую половину LBD (). Отсутствие сплайсинга на границе экзона 7/8 дает изоформу GR-P, в которой отсутствует карбокси-концевая половина LBD (). Из-за дефекта LBD как GR-A, так и GR-P не связывают глюкокортикоиды. Мало что известно о биологических функциях GR-A, однако GR-P, как было показано, модулирует транскрипционную активность GRα специфическим для клеточного типа образом 59, 60 .Вариант GR-P экспрессируется в нормальной ткани и, как сообщается, активируется при многих гематологических злокачественных новообразованиях, устойчивых к глюкокортикоидам (острый лимфобластный лейкоз, неходжкинская лимфома и множественная миелома) 61 .
GR ISOFORMS
Помимо вариантов сплайсинга GR, альтернативная инициация трансляции с единственной мРНК GRα дает дополнительную когорту разнообразных белков GR, добавляя к гетерогенности рецепторов глюкокортикоидов 62, 63 .Восемь высококонсервативных стартовых кодонов AUG в экзоне 2 транскрипта GR дают восемь вариантов GRα с прогрессивно более коротким N-концом. Эти изоформы рецепторов обозначаются GRα-A, -B, -C1, -C2, -C3, -D1, -D2 и -D3 (). Изоформа GRα-A представляет собой классический полноразмерный рецептор, содержащий аминокислоты 1–777. Рибосомное сканирование с утечкой и механизмы рибосомного шунтирования участвуют в генерации подтипов GRα. Предполагается, что каждый из вариантов сплайсинга GR (GRβ, GRγ, GR-A и GR-P) дает аналогичный набор N-концевых изоформ.Трансляционные изоформы GRα, различающиеся только длиной NTD, обладают сходным сродством к глюкокортикоидам и сходной способностью связывания GRE после лиганд-зависимой активации. Однако субклеточная локализация изоформ отличается, причем изоформы GRα-D постоянно находятся в ядре. Напротив, изоформы GRα-A, GRα-B и GRα-C локализуются в цитоплазме клеток в отсутствие гормона и перемещаются в ядро при связывании глюкокортикоидов 62 .Интересное различие между изоформами GRα состоит в том, что каждый вариант GR обладает отдельным профилем транскрипции. Когда отдельные изоформы экспрессируются в клетках остеосаркомы U2OS или Jurkat T лимфобластной лейкемии, каждая из них регулирует уникальный набор генов, причем менее 10% обычно регулируются всеми изоформами 64, 65 . Специфический для изоформ ген-регуляторный профиль вызывал функциональные различия в индуцированном глюкокортикоидом апоптозе в этих клетках. Клетки, экспрессирующие GRα-C3, проявляли наивысшую чувствительность к апоптозу, индуцированному глюкокортикоидами, в то время как клетки, экспрессирующие GRα-D3, были наиболее устойчивыми 66 .GRα-C3 является наиболее активным, и повышенная активность связана с N-концевым мотивом (остатки 98-115), который стерически затруднен в более крупных изоформах GR. Беспрепятственный домен AF1 GRα-C3 эффективно рекрутирует различные ко-регуляторы и усиливает транскрипционную активность GRα-C3 67 . Однако отсутствие домена AF1 может быть ответственным за снижение транскрипционной активности в GRα-D3. В отличие от других изоформ рецепторов, GRα-D3 не подавляет транскрипцию антиапоптотических генов Bcl-xL, клеточного ингибитора апоптозного белка 1 и сурвивина.Неспособность GRα-D подавлять экспрессию этих генов связана со слабым взаимодействием между GRα-D и NF-κB 66 .
Трансляционные изоформы обнаруживают обширное тканевое распределение, хотя их относительные уровни варьируются как между клетками, так и внутри клеток. У грызунов изоформы GRα-A и GRα-B являются наиболее распространенными белками GR во многих тканях 62 . Наибольшая экспрессия GRα-C обнаруживается в поджелудочной железе, легких и толстой кишке. Варианты GRα-D преобладают в селезенке и мочевом пузыре, но экспрессируются на низких уровнях, тогда как GRα-B более распространен в тимусе и толстой кишке.Недавние исследования также продемонстрировали изменения в клеточном комплементе трансляционных изоформ GRα в ответ на различные клеточные стимулы [68]. Более того, было обнаружено, что относительные уровни подтипов GRα, экспрессируемых в человеческом мозге, изменяются во время развития и процесса старения 69, 70 . Молекулярные механизмы, управляющие экспрессированным набором трансляционных изоформ, плохо изучены. Следовательно, генетические манипуляции с трансляционными изоформами GR в моделях на животных могут пролить новый свет на биологическое значение этих интригующих вариантов GR, и будет важно определить вклад одной изоформы GR в целое животное.Кроме того, очень важно проверить, демонстрируют ли устойчивые к глюкокортикоидам клетки измененный паттерн экспрессии изоформы GR.
ПОСТТРАНСЛЯЦИОННЫЕ МОДИФИКАЦИИ GR
Посттрансляционные модификации GR дополнительно модулируют транскрипционный ландшафт рецептора. Наиболее изученной ковалентной модификацией GR является фосфорилирование и по меньшей мере семь остатков серина (Ser-113, Ser-134, Ser-141, Ser-203, Ser-211, Ser-226 и Ser-404), которые фосфорилируются в hGR. , и все эти сайты также законсервированы у мышей и крыс ().Другие сайты фосфорилирования включают Ser-45 и 267. Рецептор демонстрирует базовый уровень фосфорилирования и становится гиперфосфорилированным при связывании глюкокортикоидов, однако структура лиганда определяет как характер, так и степень фосфорилирования GR. В фосфорилировании GR участвуют различные киназы, в том числе MAPK, циклин-зависимые киназы, казеинкиназа II и киназа гликогенсинтазы 3β. Фосфорилирование GRα изменяет его транскрипционную активность, часто ген-специфическим образом 71, 72 .Лиганд-зависимое фосфорилирование GR по Ser-211 коррелирует с повышенной транскрипционной активностью, тогда как фосфорилирование по Ser-226 снижает транскрипционную активность GR. Нарушение фосфорилирования Ser-211 может приводить к устойчивости к глюкокортикоидам в злокачественных лимфоидных клетках, напротив, гиперфосфорилирование по Ser-226 может объяснять снижение передачи сигналов GR в патологии депрессии 72, 73 . Лиганд-индуцированное фосфорилирование по Ser-404, как было показано, влияет на транскрипционную активность GR за счет нарушения как активации, так и репрессии генов-мишеней 74 .Ser-134 уникален тем, что фосфорилируется независимо от глюкокортикоидов под действием стрессовых стимулов, включая голодание по глюкозе, окислительный стресс, УФ-облучение и осмотический шок 75 .
Фосфорилирование GR также модифицирует другие свойства GR, которые влияют на передачу сигналов GR 76 . Клеточная компартментализация GR изменяется за счет фосфорилирования, фосфорилирование GR по Ser-203, Ser-226 или Ser-404 усиливает задержку в цитоплазме, снижая, таким образом, транскрипционную активность.Распад белка GR усиливается глюкокортикоид-зависимым фосфорилированием по Ser-404, поскольку мутанты с дефицитом фосфорилирования стабилизируются в присутствии глюкокортикоидов 77 .
Белок
GR также подвергается множеству других посттрансляционных модификаций, которые регулируют функцию рецептора. Убиквитин представляет собой белок из 76 аминокислот, который при присоединении к определенным остаткам лизина маркирует белки для протеасомной деградации. GR убиквитинируется по консервативному остатку лизина, расположенному в положении 419 (Lys-419), и эта модификация нацелена на рецептор для деградации протеасомой 26S () 78,79 .Мутация этого консервативного остатка Lys усиливает индуцированную глюкокортикоидами транскрипционную активность GR и блокирует зависимое от лиганда подавление GR 80 . Другой важной посттрансляционной модификацией GR является ковалентное добавление небольшого убиквитин-родственного модификатора-1 (SUMO-1), называемого сумоилированием. GR сумоилирован по остаткам Lys-277, Lys-293 и Lys-703 (). Сумоилирование GRα, как было показано, способствует его деградации и ингибирует транскрипционную активность GR промотор-специфическим образом путем привлечения корепрессоров 81 .Было высказано предположение, что GR может быть ацетилирован по остаткам лизина -494 и -495, а ацетилирование GR изменяет ингибирующее действие глюкокортикоидов на NF-κB (). Недавние исследования показали, что ацетилирование GR с помощью фактора транскрипции часов снижает транскрипционную активность GR 82, 83 . Таким образом, посттрансляционная модификация GR регулирует множество аспектов функции GR и увеличивает гетерогенность рецепторов.
ПОЛИМОРФИЗМЫ ГЛЮКОКОРТИКОИДНЫХ РЕЦЕПТОРОВ
Полиморфизм определяется как наследуемый генетический вариант зародышевой линии одного локуса (чаще всего однонуклеотидный вариант), который присутствует по крайней мере в 1% популяции.Полиморфизмы в гене GR, которые изменяют аминокислотную последовательность, связаны с нарушением функции GR в качестве активатора или репрессора транскрипции. Полиморфизм N363S, расположенный в экзоне 2 (), встречается у ~ 4% популяции, приводит к умеренному увеличению транскрипционной активности GR и связан с общим повышением чувствительности к глюкокортикоидам. Сообщается, что у носителей N363S повышенный индекс массы тела, ишемическая болезнь сердца и пониженная минеральная плотность костей 84 .Полиморфизм ER22 / 23EK, который встречается у ~ 3% людей, приводит к изменению аргинина (R) на лизин (K) в положении 23 (R23K) на N-конце (). ER22 / 23EK связан со снижением транскрипционной активности GR. Было показано, что полиморфизм ER22 / 23EK увеличивает соотношение GRα-A к GRα-B, а носители полиморфизма ER22 / 23EK имеют более низкую тенденцию к развитию нарушенной толерантности к глюкозе, диабету 2 типа и сердечно-сосудистым заболеваниям 85 .
Полиморфизм A3669G в 3 ’нетранслируемой области GRβ приводит к увеличению как мРНК GRβ, так и белка ().Более того, у носителей полиморфизма A3669G выше частота ревматоидного артрита и сердечно-сосудистых заболеваний. Лица, гомозиготные по полиморфизму A3669G, были связаны с провоспалительным фенотипом с повышенным риском инфаркта миокарда и ишемической болезни сердца 86 .
РЕЗЮМЕ И РАЗРАБОТКА НА БУДУЩЕЕ
Глюкокортикоиды — это основные гормоны стресса, которые регулируют широкий спектр физиологических процессов, а синтетические производные этих молекул широко используются в клинике для лечения воспалительных заболеваний, аутоиммунных заболеваний и гематологических онкологических заболеваний.Несмотря на эффективность глюкокортикоидов при лечении воспалительных и иммунных нарушений, их полезность ограничена вредными побочными эффектами хронического лечения и / или лечения высокими дозами. Эти побочные эффекты включают диабет, нарушение заживления ран, атрофию кожи, атрофию мышц, дисфункцию HPA, катаракту, пептические язвы, гипертонию, метаболический синдром, остеопороз и водно-электролитный дисбаланс. За последние несколько десятилетий были предприняты значительные усилия для повышения активности глюкокортикоидов при минимизации побочных эффектов путем изменения химической структуры природных глюкокортикоидов 87 .Открытие того, что множественные изоформы GR с уникальными экспрессионными, ген-регуляторными и функциональными профилями генерируются путем альтернативного сплайсинга, альтернативной инициации трансляции зрелой мРНК и посттрансляционных модификаций, продвинуло наше понимание молекулярной основы разнообразия чувствительности к глюкокортикоидам (гипочувствительность или гиперчувствительность). Полногеномные исследования набора GR показали, что тканеспецифический ландшафт хроматина также обнаруживает глубокие различия в чувствительности к глюкокортикоидам.
Важной проблемой при клиническом применении глюкокортикоидов является неоднородность реакции на глюкокортикоиды среди людей, при этом значительная часть населения (до 30%) проявляет некоторую степень устойчивости к глюкокортикоидам. Прогресс в нашем понимании паттернов экспрессии глюкокортикоидов выявил множество механизмов, которые способствуют снижению чувствительности к глюкокортикоидам, включая повышенную экспрессию изоформ GRβ и GRα-D, изменения фосфорилирования GR и гомологичное подавление GR.Анализ молекулярных механизмов устойчивости позволяет не только прогнозировать чувствительность пациента к глюкокортикоидам, но и разрабатывать новые терапевтические стратегии для борьбы с нечувствительностью к глюкокортикоидам. Таким образом, понимание гетерогенности передачи сигналов GR как для здоровья, так и для болезни поможет в разработке более безопасных и эффективных методов лечения глюкокортикоидами с улучшенным соотношением польза / риск для пациентов.
ОСНОВНЫЕ МОМЕНТЫ
1.Важной проблемой при клиническом применении глюкокортикоидов является неоднородность реакции на глюкокортикоиды среди людей, значительная часть населения которых демонстрирует некоторую степень устойчивости к глюкокортикоидам. 2. На чувствительность и специфичность глюкокортикоидов влияет профиль экспрессии изоформы GR. Воспалительные и патологические процессы модулируют профили изоформ клеток GR. 3. Оценка чувствительности к глюкокортикоидам у отдельных пациентов важна для оптимального плана лечения глюкокортикоидами в клинике.4. Понимание гетерогенности передачи сигналов GR как для здоровья, так и для болезни поможет в разработке более безопасных и эффективных методов лечения глюкокортикоидами с улучшенным соотношением польза / риск для пациентов.
БЛАГОДАРНОСТИ
Поддержка предоставлена Программой внутренних исследований Национальных институтов здравоохранения / Национального института гигиены окружающей среды.
Сноски
Заявление издателя: Это PDF-файл неотредактированной рукописи, принятой к публикации.В качестве услуги для наших клиентов мы предоставляем эту раннюю версию рукописи. Рукопись будет подвергнута копированию, верстке и рассмотрению полученного доказательства, прежде чем она будет опубликована в окончательной форме для цитирования. Обратите внимание, что во время производственного процесса могут быть обнаружены ошибки, которые могут повлиять на содержание, и все юридические оговорки, относящиеся к журналу, имеют отношение.
РАСКРЫТИЕ ИНФОРМАЦИИ: Нет
ЗАЯВЛЕНИЕ О КОНФЛИКТЕ ИНТЕРЕСОВ
Авторы заявляют, что у них нет соответствующего конфликта интересов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ван Стаа Т.П., Леуфкенс Х.Г., Абенхайм Л. и др. Использование пероральных кортикостероидов в Соединенном Королевстве. QJM: ежемесячный журнал Ассоциации врачей. 2000. 93: 105–111. [PubMed] [Google Scholar] 2. Rhen T, Cidlowski JA. Противовоспалительное действие глюкокортикоидов — новые механизмы для старых препаратов. N Engl J Med. 2005; 353: 1711–1723. [PubMed] [Google Scholar] 3. Schacke H, Docke WD, Asadullah K. Механизмы, участвующие в побочных эффектах глюкокортикоидов. Фармакология и терапия.2002; 96: 23–4. [PubMed] [Google Scholar] 4. Барнс П.Дж. Механизмы и резистентность в глюкокортикоидном контроле воспаления. J Стероид Biochem Mol Biol. 2010. 120: 76–85. [PubMed] [Google Scholar] 5. Миллер WL, Auchus RJ. Молекулярная биология, биохимия и физиология стероидогенеза человека и его нарушений. Эндокринные обзоры. 2011; 32: 81–151. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 6. Вебстер Дж. И., Тонелли Л., Штернберг Э. М.. Нейроэндокринная регуляция иммунитета. Ежегодный обзор иммунологии. 2002. 20: 125–163.[PubMed] [Google Scholar] 7. Джон CD, Букингем JC. Цитокины: регуляция гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси. Современное мнение в фармакологии. 2003. 3: 78–84. [PubMed] [Google Scholar] 8. Уокер Дж. Дж., Спига Ф., Гупта Р., Чжао З., Лайтман С. Л., Терри Дж. Р. Быстрая регуляция синтеза глюкокортикоидов с помощью обратной связи внутри надпочечников. J. R. Soc. Интерфейс. 2015; 12: 20140875. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 9. Breuner CW, Orchinik M. Белки, связывающие плазму как медиаторы действия кортикостероидов у беспозвоночных.Журнал эндокринологии. 2002; 175: 99–11221. [PubMed] [Google Scholar] 10. Seckl JR. 11бета-гидроксистероиддегидрогеназы: изменение глюкокортикоидного действия. Curr Opin Pharmacol. 2004; 4: 597–602. [PubMed] [Google Scholar] 11. Купер М.С., Стюарт П.М. 11-Бета-гидроксистероид дегидрогеназа типа 1 и ее роль в системе гипоталамус-гипофиз-надпочечники, метаболическом синдроме и воспалении. Журнал клинической эндокринологии и метаболизма. 2009. 94: 4645–4654. [PubMed] [Google Scholar] 12. Кумар Р., Томпсон Э.Б.Генная регуляция рецептором глюкокортикоидов: взаимосвязь структура: функция. J Стероид Biochem Mol Biol. 2005; 94: 383–94. [PubMed] [Google Scholar] 13. Bledsoe RK, Montana VG, Stanley TB, Delves CJ, Apolito CJ, McKee DD и др. Кристаллическая структура лиганд-связывающего домена глюкокортикоидного рецептора раскрывает новый способ димеризации рецептора и распознавания коактиватора. Клетка. 2002; 110: 93–105. [PubMed] [Google Scholar] 14. Град I, Пикард Д. Ответы на глюкокортикоиды формируются молекулярными шаперонами.Mol Cell Endocrinol. 2007; 275: 2–12. [PubMed] [Google Scholar] 15. Пратт В.Б., Тофт Д.О. Взаимодействие стероидных рецепторов с белком теплового шока и шаперонами иммунофилина. Endocr Rev.1997; 18: 306–60. [PubMed] [Google Scholar] 17. Freedman LP. Анатомия области цинкового пальца стероидного рецептора. Endocr Rev.1992; 13: 129–45. [PubMed] [Google Scholar] 18. Сурджит М., Ганти К.П., Мукхерджи А., Йе Т, Хуа Г., Мецгер Д. и др. Широко распространенные элементы отрицательного ответа опосредуют прямую репрессию связанными агонистами глюкокортикоидными рецепторами.Клетка. 2011; 145: 224–41. [PubMed] [Google Scholar] 19. Hudson WH, Youn C, Ortlund EA. Структурная основа прямой глюкокортикоид-опосредованной трансрепрессии. Nat Struct Mol Biol. 2013; 20: 53–8. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 20. Джон С., Сабо П.Дж., Турман Р.Э., Сунг М.Х., Бидди С.К., Джонсон Т.А. и др. Доступность хроматина предопределяет характер связывания глюкокортикоидных рецепторов. Нат Жене. 2011; 43: 264–8. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 22. Редди Т.Е., Паули Ф., Спроус Р.О., Нефф Н.Ф., Ньюберри К.М., Гарабедян М.Дж., Майерс Р.М.Геномная детерминация глюкокортикоидного ответа раскрывает неожиданные механизмы регуляции генов. Genome Res. 2009; 19: 2163–2171. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 23. Oakley RH, Revollo J, Cidlowski JA. Глюкокортикоиды регулируют экспрессию гена аррестина и перенаправляют сигнальный профиль рецепторов, связанных с G-белком. Proc Natl Acad Sci U S. A. 2012; 109: 17591–6. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 24. Рамамурти С., Цидловски Дж. Индуцированная лигандом репрессия гена рецептора глюкокортикоидов опосредуется комплексом репрессии NCoR1, образованным дальнодействующими взаимодействиями хроматина с внутригенными элементами ответа глюкокортикоидов.Mol Cell Biol. 2013; 33: 1711–22. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 25. Uhlenhaut NH, Barish GD, Yu RT, Downes M, Karunasiri M, Liddle C, et al. Анализ негативной регуляции рецептора глюкокортикоидов на основе полногеномного профилирования воспалительных цистромов. Mol Cell. 2013; 49: 158–71. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 26. Рогацкий И., Ивашков Л.Б. Глюкокортикоидная модуляция передачи сигналов цитокинов. Тканевые антигены. 2006; 68: 1–12. [PubMed] [Google Scholar] 27. Ниссен Р.М., Ямамото КР.Рецептор глюкокортикоидов ингибирует NFkappaB, препятствуя фосфорилированию серина-2 карбоксиконцевого домена РНК-полимеразы II. Genes Dev. 2000; 14: 2314–29. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 28. Yang-Yen HF, Chambard JC, Sun YL, Smeal T, Schmidt TJ, Drouin J и др. Вмешательство транскрипции между c-Jun и рецептором глюкокортикоидов: взаимное ингибирование связывания ДНК из-за прямого взаимодействия белок-белок. Клетка. 1990; 62: 1205–15. [PubMed] [Google Scholar] 29. Lamberts SW, Huizenga AT, de Lange P, de Jong FH, Koper JW.Клинические аспекты чувствительности к глюкокортикоидам. Стероиды. 1996; 61: 157–60. [PubMed] [Google Scholar] 30. Редди Т.Э., Герц Дж., Кроуфорд Г.Э., Гарабедян М.Дж., Майерс Р.М. Гиперчувствительный ответ на глюкокортикоиды специфически регулирует период 1 и экспрессию циркадных генов. Mol Cell Biol. 2012; 32: 3756–67. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 31. Дженкинс Б.Д., Пуллен С.Б., Даримонт Б.Д. Новые эффекторные механизмы коактиватора глюкокортикоидных рецепторов. Trends Endocrinol Metab. 2001; 12: 122–6. [PubMed] [Google Scholar] 32.Лонард Д.М., О’Мэлли Б.В. Расширение функционального разнообразия соактиваторов. Trends Biochem Sci. 2005; 30: 126–32. [PubMed] [Google Scholar] 33. Розенфельд М.Г., Стекло СК. Корегуляторные коды регуляции транскрипции ядерными рецепторами. J Biol Chem. 2001; 276: 36865–8. [PubMed] [Google Scholar] 34. Meijsing SH, Pufall MA, So AY, Bates DL, Chen L, Yamamoto KR. Последовательность сайта связывания ДНК определяет структуру и активность рецептора глюкокортикоидов. Наука. 2009; 324: 407–10. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 35.Ronacher K, Hadley K, Avenant C, Stubsrud E, Simons SS, Jr, Louw A и др. Лиганд-селективная трансактивация и трансрепрессия через глюкокортикоидный рецептор: роль кофакторного взаимодействия. Mol Cell Endocrinol. 2009. 299: 219–31. [PubMed] [Google Scholar] 36. Groeneweg FL, Karst H, de Kloet ER, Joels M. Минералокортикоидные и глюкокортикоидные рецепторы на нейрональной мембране, регуляторы передачи сигналов негеномных кортикостероидов. Mol Cell Endocrinol. 2012; 350: 299–309. [PubMed] [Google Scholar] 37. Самарасингхе РА, Витчелл С.Ф., ДеФранко ДБ.Кооперативность и комплементарность: синергизм в неклассической и классической передаче сигналов глюкокортикоидов. Клеточный цикл. 2012; 11: 2819–27. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 38. Кроксталл Дж. Д., Чоудхури К., Флауэр Р. Дж. Глюкокортикоиды действуют в течение нескольких минут, подавляя рекрутирование сигнальных факторов на активированные рецепторы EGF через рецепторно-зависимый, независимый от транскрипции механизм. Br J Pharmacol. 2000; 130: 289–98. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 39. Солито Е., Мулла А., Моррис Дж. Ф., Кристиан ХК, Флауэр Р. Дж., Бэкингем Дж. К..Дексаметазон вызывает быстрое фосфорилирование серина и мембранную транслокацию аннексина 1 в линии фолликулостеллатных клеток человека посредством нового негеномного механизма, включающего рецептор глюкокортикоидов, протеинкиназу С, фосфатидилинозитол-3-киназу и митоген-активированную протеинкиназу. Эндокринология. 2003; 144: 1164–74. [PubMed] [Google Scholar] 40. Болдизсар Ф., Талабер Дж., Сабо М. и др. Новые пути передачи сигналов негеномных глюкокортикоидов (ГК) в Т-клетках. Иммунобиология. 2010; 215: 521–526.[PubMed] [Google Scholar] 41. Мэтьюз Л., Берри А., Оганян В., Оганян Дж., Гарсайд Х., Рэй Д. Кавеолин опосредует быстрые эффекты глюкокортикоидов и сочетает действие глюкокортикоидов с антипролиферативной программой. Мол Эндокринол. 2008; 22: 1320–30. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 42. Самарасинге Р.А., Ди Майо Р., Волонте Д., Галбиати Ф., Льюис М., Ромеро Г. и др. Действие негеномных глюкокортикоидных рецепторов регулирует межклеточную коммуникацию щелевых соединений и пролиферацию нервных клеток-предшественников. Proc Natl Acad Sci U S A.2011; 108: 16657–62. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 43. Бамбергер С.М., Бамбергер А.М., де Кастро М., Хрусос Г.П. Бета-рецептор глюкокортикоидов, потенциальный эндогенный ингибитор действия глюкокортикоидов у людей. J Clin Invest. 1995; 95: 2435–41. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 44. Oakley RH, Sar M, Cidlowski JA. Бета-изоформа человеческого глюкокортикоидного рецептора. Выражение, биохимические свойства и предполагаемая функция. J Biol Chem. 1996. 271: 9550–9. [PubMed] [Google Scholar] 45. Кино Т, Су Я., Хрусос Г.П.Изоформа бета-рецептора глюкокортикоидов человека: недавнее понимание ее потенциальных последствий для физиологии и патофизиологии. Cell Mol Life Sci. 2009; 66: 3435–48. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 46. Льюис-Таффин LJ, Cidlowski JA. Физиология человеческого глюкокортикоидного рецептора бета (hGRbeta) и устойчивость к глюкокортикоидам. Ann N Y Acad Sci. 2006; 1069: 1–9. [PubMed] [Google Scholar] 47. Kelly A, Bowen H, Jee YK, Mahfiche N, Soh C, Lee T. и др. Бета-изоформа глюкокортикоидного рецептора может опосредовать репрессию транскрипции за счет рекрутирования гистоновых деацетилаз.J Allergy Clin Immunol. 2008; 121: 203–8. e1. [PubMed] [Google Scholar] 48. Kim SH, Kim DH, Lavender P, Seo JH, Kim YS, Park JS и др. Подавление TNF-альфа-индуцированной экспрессии IL-8 глюкокортикоидным рецептором-бета включает ингибирование ацетилирования гистона h5. Exp Mol Med. 2009. 41: 297–306. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 49. Льюис-Таффин LJ, Jewell CM, Bienstock RJ, Collins JB, Cidlowski JA. Человеческий глюкокортикоидный рецептор b (hGRb) связывает RU-486 и является транскрипционно активным. Mol Cell Biol.2007. 27: 2266–82. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 50. Хаук П.Дж., Хамид К.А., Хрусос Г.П., Леунг Д.Ю. Индукция нечувствительности к кортикостероидам в PBMC человека микробными суперантигенами. J Allergy Clin Immunol. 2000; 105: 782–7. [PubMed] [Google Scholar] 51. Джайн А., Уордингер Р.Дж., Йорио Т., Кларк А.Ф. Сплайсосомный белок (SRp) регуляция изоформ глюкокортикоидных рецепторов и глюкокортикоидный ответ в клетках трабекулярной сети человека. Инвестируйте Ophthalmol Vis Sci. 2012; 53: 857–66. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 52.Zhu J, Gong JY, Goodman OB, Jr, Cartegni L, Nanus DM, Shen R. Бомбезин ослабляет сплайсинг пре-мРНК глюкокортикоидного рецептора, регулируя экспрессию серин-аргининового белка p30c (SRp30c) в клетках рака простаты. Biochim Biophys Acta. 2007; 1773: 1087–94. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 53. Дюбуа, округ Колумбия, Сукумаран С., Юско В.Дж., Алмон Р.Р. Доказательства варианта сплайсинга бета-рецептора глюкокортикоидов у крыс и его физиологической регуляции в печени. Стероиды. 2013; 78: 312–20. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 54.Хайндс Т.Д., мл., Рамакришнан С., Кэш Х.А., Стечшульте Л.А., Генрих Г., Наджар С.М. и др. Открытие глюкокортикоидного рецептора-бета у мышей, играющего роль в метаболизме. Мол Эндокринол. 2010; 24: 1715–27. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 55. Schaaf MJ, Champagne D, van Laanen IH, van Wijk DC, Meijer AH, Meijer OC и др. Открытие функциональной бета-изоформы рецептора глюкокортикоидов у рыбок данио. Эндокринология. 2008; 149: 1591–9. [PubMed] [Google Scholar] 56. Рэй Д.У., Дэвис-младший, Уайт А., Кларк А.Дж.Структура и функция глюкокортикоидных рецепторов в устойчивых к глюкокортикоидам клетках мелкоклеточной карциномы легких. Cancer Res. 1996; 56: 3276–80. [PubMed] [Google Scholar] 57. Бегер С., Гердес К., Лаутен М., Тиссинг В. Дж., Фернандес-Муньос И., Шраппе М. и др. Экспрессия и структурный анализ изоформы гамма-рецептора глюкокортикоидов в клетках лейкемии человека с использованием подхода полимеразной цепной реакции, специфичной для изоформ в реальном времени. Br J Haematol. 2003. 122: 245–52. [PubMed] [Google Scholar] 58. Риверс С., Леви А., Хэнкок Дж., Лайтман С., Норман М.Вставка аминокислоты в ДНК-связывающий домен глюкокортикоидного рецептора в результате альтернативного сплайсинга. J Clin Endocrinol Metab. 1999. 84: 4283–6. [PubMed] [Google Scholar] 59. de Lange P, Segeren CM, Koper JW, Wiemer E, Sonneveld P, Brinkmann AO и др. Экспрессия при гематологических злокачественных новообразованиях варианта сплайсинга глюкокортикоидного рецептора, который усиливает опосредованные глюкокортикоидным рецептором эффекты в трансфицированных клетках. Cancer Res. 2001; 61: 3937–41. [PubMed] [Google Scholar] 60. Гайтан Д., ДеБолд С.Р., Терни М.К., Чжоу П., Орт Д.Н., Ковач В.Дж.Структура и функция глюкокортикоидных рецепторов при адренокортикотропин-секретирующем мелкоклеточном раке легкого. Мол Эндокринол. 1995; 9: 1193–201. [PubMed] [Google Scholar] 61. Кретт Н.Л., Пиллэй С., Моалли ПА, Грейпп ПР, Розен СТ. Вариант матричной РНК глюкокортикоидного рецептора экспрессируется у пациентов с множественной миеломой. Cancer Res. 1995; 55: 2727–9. [PubMed] [Google Scholar] 62. Лу Н.З., Цидловски Я. Механизмы регуляции трансляции генерируют изоформы N-концевых рецепторов глюкокортикоидов с уникальными генами-мишенями транскрипции.Mol Cell. 2005; 18: 331–42. [PubMed] [Google Scholar] 63. Oakley RH, Cidlowski JA. Клеточный процессинг гена и белка рецептора глюкокортикоидов: новые механизмы для генерации тканеспецифичных действий глюкокортикоидов. J Biol Chem. 2011; 286: 3177–84. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 64. Лу Н.З., Коллинз Дж. Б., Гриссом С. Ф., Цидловски Дж. Селективная регуляция апоптоза костных клеток трансляционными изоформами рецептора глюкокортикоидов. Mol Cell Biol. 2007; 27: 7143–60. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 65.Wu I, Shin SC, Cao Y, Bender I.K, Jafari N, Feng G и др. Селективные трансляционные изоформы рецепторов глюкокортикоидов выявляют индуцированные глюкокортикоидами апоптотические транскриптомы. Cell Death Dis. 2013; 4: e453. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 66. Gross KL, Oakley RH, Scoltock AB, Jewell CM, Cidlowski JA. Глюкокортикоидный рецептор — изоформа-селективная регуляция антиапоптотических генов в клетках остеосаркомы: новый механизм устойчивости к глюкокортикоидам. Мол Эндокринол. 2011; 25: 1087–99. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 67.Бендер И.К., Цао Ю., Лу Н.З. Детерминанты повышенной активности трансляционных изоформ глюкокортикоидных рецепторов. Мол Эндокринол. 2013; 27: 1577–87. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 68. Cao Y, Bender IK, Konstantinidis AK, Shin SC, Jewell CM, Cidlowski JA, et al. Трансляционные изоформы глюкокортикоидных рецепторов лежат в основе специфической для стадии созревания глюкокортикоидной чувствительности дендритных клеток у мышей и людей. Кровь. 2013; 121: 1553–62. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 69.Синклер Д., Вебстер М.Дж., Вонг Дж., Вейкерт К.С. Динамические молекулярные и анатомические изменения рецептора глюкокортикоидов в корковом развитии человека. Мол Психиатрия. 2011; 16: 504–15. [PubMed] [Google Scholar] 70. Синклер Д., Вебстер М. Дж., Фуллертон Дж. М., Вейкерт К. С.. Изменения мРНК глюкокортикоидного рецептора и изоформ белка в орбитофронтальной коре при шизофрении и биполярном расстройстве. BMC Psychiatry. 2012; 12: 84. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 71. Beck IM, Vanden Berghe W., Vermeulen L, Yamamoto KR, Haegeman G, De Bosscher K.Перекрестные помехи в воспалении: взаимодействие механизмов, основанных на рецепторах глюкокортикоидов, а также киназ и фосфатаз. Endocr Rev.2009; 30: 830–82. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 72. Ван З., Фредерик Дж., Гарабедян MJ. Расшифровка «кода» фосфорилирования глюкокортикоидного рецептора in vivo. J Biol Chem. 2002; 277: 26573–80. [PubMed] [Google Scholar] 73. Avenant C, Ronacher K, Stubsrud E, Louw A, Hapgood JP. Роль лиганд-зависимого фосфорилирования и периода полужизни GR в определении лиганд-специфической транскрипционной активности.Mol Cell Endocrinol. 2010. 327: 72–88. [PubMed] [Google Scholar] 74. Галлихер-Бекли AJ, Уильямс JG, Коллинз JB, Cidlowski JA. 3beta-опосредованное гликоген-синтазной киназой фосфорилирование серина человеческого глюкокортикоидного рецептора перенаправляет профили экспрессии генов. Mol Cell Biol. 2008. 28: 7309–22. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 75. Галлихер-Бекли AJ, Уильямс JG, Cidlowski JA. Независимое от лиганда фосфорилирование глюкокортикоидного рецептора объединяет пути клеточного стресса с передачей сигналов ядерного рецептора.Mol Cell Biol. 2011; 31: 4663–75. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 76. Webster JC, Jewell CM, Bodwell JE, Munck A, Sar M, Cidlowski JA. Статус фосфорилирования глюкокортикоидного рецептора мыши влияет на множество функций рецепторного белка. J Biol Chem. 1997; 272: 9287–93. [PubMed] [Google Scholar] 77. Чен В., Данг Т., Слепой Р. Д., Ван З., Кавасотто С. Н., Хиттельман А. Б. и др. Фосфорилирование глюкокортикоидного рецептора по-разному влияет на экспрессию целевого гена. Мол Эндокринол. 2008; 22: 1754–66.[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 78. Деру Б.Дж., Рентч К., Сампат С., Янг Дж., ДеФранко Д. Б., Арчер Т.К. Ингибирование протеасомы усиливает трансактивацию глюкокортикоидного рецептора и изменяет его субъядерный транспорт. Mol Cell Biol. 2002; 22: 4113–23. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 79. Уоллес AD, Cidlowski JA. Опосредованная протеасомами деградация глюкокортикоидных рецепторов ограничивает транскрипционную передачу сигналов глюкокортикоидами. J Biol Chem. 2001; 276: 42714–21. [PubMed] [Google Scholar] 80.Ван Х, ДеФранко ДБ. Альтернативные эффекты убиквитин-протеасомы, опосредованные CHIP, лигазой E3. Мол Эндокринол. 2005; 19: 1474–82. [PubMed] [Google Scholar] 81. Ле Дреан И., Минчено Н., Ле Гофф П., Мишель Д. Усиление транскрипционной активности глюкокортикоидных рецепторов сумоилированием. Эндокринология. 2002; 143: 3482–9. [PubMed] [Google Scholar] 82. Ито К., Ямамура С., Эссильфи-Куэй С., Косио Б., Ито М., Барнс П.Дж. и др. Опосредованное гистон-деацетилазой 2 деацетилирование глюкокортикоидного рецептора обеспечивает подавление NF-kappaB.J Exp Med. 2006; 203: 7–13. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 83. Чармандари Э., Хрусос Г.П., Ламброу Г.И., Павлаки А., Коиде Х., Нг С.С. и др. Периферийные ЧАСЫ регулируют транскрипционную активность глюкокортикоидных рецепторов ткани-мишени в циркадном режиме у человека. PLoS One. 2011; 6: e25612. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 84. Джуэлл CM, Cidlowski JA. Молекулярные доказательства связи между полиморфизмом глюкокортикоидного рецептора N363S и измененной экспрессией генов. J Clin Endocrinol Metab.2007. 92: 3268–77. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 85. van Rossum EF, Lamberts SW. Полиморфизмы в гене рецептора глюкокортикоидов и их связь с параметрами метаболизма и составом тела. Недавние Prog Horm Res. 2004. 59: 333–57. [PubMed] [Google Scholar] 86. Derijk RH, Schaaf MJ, Turner G, Datson NA, Vreugdenhil E, Cidlowski J, et al. Вариант гена рецептора глюкокортикоидов человека, который увеличивает стабильность мРНК бета-изоформы рецептора глюкокортикоидов, связан с ревматоидным артритом.J Rheumatol. 2001; 28: 2383–8. [PubMed] [Google Scholar] 87. Кларк А.Р., Бельвиси МГ. Карты и легенды: поиск диссоциированных лигандов рецептора глюкокортикоидов. Pharmacol Ther. 2012; 134: 54–67. [PubMed] [Google Scholar] 88. Рамамурти С., Цидловски Дж. Изучение молекулярных механизмов действия рецепторов глюкокортикоидов от чувствительности к сопротивлению. Endocr Dev. 2013; 24: 41–56. DOI: 10,1159 / 000342502. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Кортикостероиды — механизмы действия при здоровье и болезнях
Rheum Dis Clin North Am.Авторская рукопись; доступно в PMC 2017 г. 1 февраля.
Опубликован в окончательной отредактированной форме как:
PMCID: PMC4662771
NIHMSID: NIHMS720567
Лаборатория передачи сигналов, Национальный институт наук об окружающей среде, Национальные институты здравоохранения, Департамент здравоохранения и Социальные службы, RTP, Северная Каролина, США
Автор для корреспонденции: Джон А. Сидловски, доктор философии, Национальный институт наук о гигиене окружающей среды, PO Box 12233, MD F3-07, RTP, NC 27709, vog.hin.shein@1swoldic См. другие статьи в PMC, в которых цитируется опубликованная статья.
ОБЗОР
Глюкокортикоиды — это основные гормоны стресса, которые регулируют множество физиологических процессов и необходимы для жизни. Действие глюкокортикоидов преимущественно опосредуется классическим рецептором глюкокортикоидов (ГР). Рецепторы глюкокортикоидов экспрессируются по всему телу, но существует значительная неоднородность чувствительности к глюкокортикоидам и биологических реакций в тканях.Лиганд-активированный GR индуцирует или подавляет транскрипцию тысяч генов посредством прямого связывания с элементами ответа ДНК, физически связываясь с другими факторами транскрипции, или и тем, и другим. Общепринятое мнение о том, что глюкокортикоиды действуют через один белок GR, резко изменилось с открытием разнообразного набора изоформ рецепторов. Эти варианты GR происходят из одного гена с помощью альтернативных механизмов сплайсинга и альтернативных механизмов инициации трансляции. Более того, посттрансляционные модификации этих изоформ GR еще больше увеличивают гетерогенность передачи сигналов глюкокортикоидов.В этой главе мы даем обзор молекулярных механизмов, которые регулируют действие глюкокортикоидов, подчеркиваем динамическую природу передачи сигналов гормонов и обсуждаем молекулярные свойства изоформ GR.
Ключевые слова: глюкокортикоид , рецептор глюкокортикоидов, передача сигналов глюкокортикоидов, гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая ось, изоформы, фосфорилирование и полиморфизм 1 .Однако термин «кортикостероиды» обычно используется для обозначения глюкокортикоидов. Названные в честь их влияния на метаболизм углеводов, глюкокортикоиды регулируют различные клеточные функции, включая развитие, гомеостаз, метаболизм, познание и воспаление 2 . Благодаря их глубокому иммуномодулирующему действию глюкокортикоиды являются одними из наиболее широко назначаемых лекарств в мире, а мировой рынок глюкокортикоидов оценивается более чем в 10 миллиардов долларов США в год [3].Глюкокортикоиды стали клинической основой для лечения множества воспалительных и аутоиммунных заболеваний, таких как астма, аллергия, септический шок, ревматоидный артрит, воспалительное заболевание кишечника и рассеянный склероз. К сожалению, терапевтическая польза глюкокортикоидов ограничена нежелательными побочными эффектами, которые связаны с высокими дозами (применяемыми при лечении системных васкулитов и СКВ) и длительным применением. Эти побочные эффекты включают остеопороз, атрофию кожи, диабет, абдоминальное ожирение, глаукому, катаракту, аваскулярный некроз и инфекцию, задержку роста и гипертонию 3 .
Кроме того, у пациентов, длительно принимающих глюкокортикоиды, также развивается тканеспецифическая резистентность к глюкокортикоидам. 4 . Понимание молекулярных механизмов, лежащих в основе физиологического и фармакологического действия глюкокортикоидов, имеет большое значение, поскольку оно может помочь в разработке синтетических глюкокортикоидов с повышенной тканевой селективностью, которые могут тем самым минимизировать побочные эффекты путем отделения желаемых противовоспалительных функций от нежелательных побочных эффектов.Здесь мы суммируем последние достижения и молекулярные процессы, вовлеченные в действие и функцию глюкокортикоидов, и подробно обсуждаем потенциальную роль рецептора глюкокортикоидов (GR) в определении клеточной реакции на глюкокортикоиды.
СИНТЕЗ, СЕКРЕЦИЯ И БИОДОСТУПНОСТЬ ГЛЮКОКОРТИКОИДОВ
Глюкокортикоиды (кортизол у человека и кортикостерон у грызунов) — это стероидные гормоны, синтезируемые и высвобождаемые надпочечниками циркадным образом в ответ на физиологические сигналы и стресс 5.Циркадный профиль высвобождения глюкокортикоидов из надпочечников регулируется осью гипоталамус-гипофиз-надпочечники (HPA). Входящие сигналы от супрахиазматического ядра (SCN) стимулируют паравентрикулярное ядро (PVN) гипоталамуса для высвобождения кортикотропин-высвобождающего гормона (CRH) и аргинин-вазопрессина (AVP). Эти гормоны действуют на переднюю долю гипофиза, где они активируют клетки кортикотрофов для выделения гормона адренокортикотропина (АКТГ) в общий кровоток. Впоследствии АКТГ действует на кору надпочечников, стимулируя синтез и высвобождение глюкокортикоидов () 6 .После выхода из надпочечников в кровоток глюкокортикоиды попадают в ткани-мишени для регулирования множества физиологических процессов, включая метаболизм, иммунную функцию, рост скелета, сердечно-сосудистую функцию, репродуктивную функцию и когнитивные функции. Из-за своей липофильной природы глюкокортикоиды не могут быть предварительно синтезированы и сохранены в надпочечниках, но должны быстро синтезироваться (с использованием ряда ферментативных реакций) при стимуляции АКТГ. Этот механизм прямой связи в системе HPA уравновешивается отрицательной обратной связью глюкокортикоидов, действующих как в передней доле гипофиза, так и в гипоталамусе, чтобы ингибировать дальнейшее высвобождение ACTH и CRH, соответственно () 7 .
A. Регулирование секреции глюкокортикоидов по оси гипоталамус-гипофиз-надпочечники (HPA). Стресс вызывает выброс ХПН из гипоталамуса, который транспортируется в переднюю долю гипофиза, где запускает выброс АКТГ в кровоток. АКТГ стимулирует кору надпочечников синтезировать и высвобождать глюкокортикоиды (кортизол у людей или кортикостерон у грызунов). Впоследствии глюкокортикоиды действуют на гипоталамус и гипофиз, подавляя избыточную активацию оси HPA («система отрицательной обратной связи»).CRH, кортикотропин-рилизинг-гормон, АКТГ, адренокортикотропный гормон. B. Доменная структура hGR-α. GR содержит три основных функциональных области, N-концевой домен трансактивации (NTD), центральный DBD и C-концевой LBD. Область, расположенная между DBD и LBD, известна как шарнирная область (H). Указаны области, участвующие в активации транскрипции (AF1 и AF2), димеризации, ядерной локализации и связывании шаперона hsp90.
По материалам Ramamoorthy S, Cidlowski JA (2013) Изучение молекулярных механизмов действия рецепторов глюкокортикоидов от чувствительности к сопротивлению.Endocr Dev 24: 41–56. DOI: 10,1159 / 000342502; с разрешения.
Биологически активные глюкокортикоиды синтезируются из холестерина посредством мультиферментного процесса, называемого стероидогенезом 5, 7 . АКТГ увеличивает активность надпочечников за счет активации протеинкиназы A (PKA), что приводит к негеномной регуляции стероидогенных белков. Это включает фосфорилирование гормоночувствительной липазы (HSL), белка, который увеличивает уровни внутриклеточного холестерина, и фосфорилирование стероидогенного острого регуляторного белка (StAR), который способствует транспорту холестерина в митохондрии, где холестерин превращается в прегненолон посредством ферментное расщепление боковой цепи цитохрома P450 (P450scc).Этот процесс сопровождается рядом ферментативных реакций в митохондриях и эндоплазматическом ретикулуме, которые в конечном итоге приводят к синтезу глюкокортикоидов внутри клеток, который, в свою очередь, попадает в общий кровоток 7 .
Было показано, что ось HPA демонстрирует циркадные колебания, таким образом связывая синтез глюкокортикоидов с суточным режимом. Следовательно, у людей концентрация кортизола в сыворотке достигает максимума по утрам и минимальна ночью. Ось HPA — это центральная система ответа на стресс, отвечающая за адаптационный компонент стрессового ответа, который пытается восстановить гомеостаз 8 .Неправильная регуляция стрессовой реакции связана с широким спектром патологий, включая аутоиммунные заболевания, гипертонию, аффективные расстройства и большую депрессию. Системный уровень глюкокортикоидов в сыворотке поддерживается за счет синтеза глюкокортикоидов надпочечниками, но доступность глюкокортикоидов дополнительно регулируется на тканевом или клеточном уровне. У людей 80-90% циркулирующих глюкокортикоидов связаны с кортикостероидсвязывающим глобулином (CBG), а 5-15% связаны с альбумином, чтобы поддерживать большинство глюкокортикоидов в неактивной форме.Только 5% системных глюкокортикоидов являются свободными и биологически активными 9 . Следовательно, доступность кортизола регулируется концентрацией CBG.
Доступность глюкокортикоидов на клеточном уровне поддерживается тканеспецифическими метаболическими ферментами 11β-гидроксистероиддегидрогеназами (11β-HSD) 10 . 11β-HSD катализируют взаимное превращение активных глюкокортикоидов. 11β-HSD2, действует как мощная дегидрогеназа, которая быстро инактивирует глюкокортикоиды (превращает кортизол в кортизон), тем самым обеспечивая селективный доступ альдостерону к неселективным в других отношениях рецепторам минералокортикоидов в почках и поджелудочной железе 10 .В отличие от эндогенных глюкокортикоидов, большинство синтетических глюкокортикоидов не связывают CBG и не метаболизируются 11β-HSD2. Однако 11β-HSD1 действует как преобладающая 11β-редуктаза во всех тканях-мишенях глюкокортикоидов, таких как печень, жировая ткань, мозг и легкие, и способствует превращению неактивного предшественника кортизона в биоактивный кортизол, тем самым регенерируя активные глюкокортикоиды в тканях за счет использования циркулирующий высокий уровень инертного кортизона 11 . Таким образом, противоположные функции изоферментов 11β-HSD1 и 11β-HSD2 поддерживают доступность и активность глюкокортикоидов на клеточном уровне, а ингибиторы 11β-HSD1 были разработаны для ограничения неблагоприятных метаболических побочных эффектов увеличения эндогенных глюкокортикоидов в таких условиях, как синдром Кушинга. .Фактически, нарушение печеночного 11b-HSD1 встречается у пациентов с синдромом поликистозных яичников и первичным ожирением 11 .
ГЛЮКОКОРТИКОИДНЫЙ РЕЦЕПТОР
Физиологические и фармакологические функции глюкокортикоидов опосредуются внутриклеточным рецептором глюкокортикоидов (GR), членом семейства ядерных рецепторов факторов транскрипции, активируемых лигандом. GR представляет собой модульный белок, состоящий из трех функциональных доменов: N-концевого домена трансактивации (NTD), центрального ДНК-связывающего домена (DBD) и C-концевого лиганд-связывающего домена (LBD) 12 .Два сигнала ядерной локализации расположены внутри LBD и в шарнирной области DBD, соответственно (). NTD, охватывающая аминокислоты 1–420 GR, наименее консервативна и, таким образом, является наиболее вариабельным доменом среди всех ядерных рецепторов. NTD содержит функцию активации транскрипции (AF1), которая активирует гены-мишени лиганд-независимым образом и является основным сайтом для всех посттрансляционных модификаций. Центральный DBD является наиболее консервативным доменом среди всех белков ядерного рецептора и содержит два мотива из цинковых пальцев, которые связывают последовательности ДНК-мишени, называемые элементами ответа глюкокортикоидов (GRE).LBD содержит карман для связывания гидрофобного лиганда, образованный 12 α-спиралями и 4 β-листами. Второй домен функции активации (AF-2) расположен в этой карбоксиконцевой области вместе с последовательностями, необходимыми для лиганд-зависимых корегуляторных взаимодействий 13 .
МЕХАНИЗМЫ ДЕЙСТВИЯ ГЛЮКОКОРТИКОИДОВ
ГЕНОМИЧЕСКИЕ ДЕЙСТВИЯ ГЛЮКОКОРТИКОИДОВ
Глюкокортикоиды передают сигнал геномным и негеномным путями. Классические геномные действия глюкокортикоидов опосредованы GR.В отсутствие гормона GR преимущественно находится в цитоплазме клеток как часть большого мультибелкового комплекса, который включает белки-шапероны (hsp90, hsp70 и p23) и иммунофилины (FKBP51 и FKBP52) 14 . Мультибелковый комплекс поддерживает GR в конформации, которая способствует связыванию лиганда с высоким сродством 15 . При связывании лиганд GR претерпевает конформационное изменение, приводящее к диссоциации мультибелкового комплекса. Это приводит к структурной реорганизации белка GR, обнажая 2 сигнала ядерной локализации, и связанный с лигандом GR быстро перемещается в ядро через ядерные поры ().Попав внутрь ядра, GR связывается непосредственно с GRE и стимулирует экспрессию целевого гена. Консенсусный GRE представляет собой палиндромную последовательность, состоящую из 2 половинных сайтов (GGAACAnnnTGTTCT), разделенных 3-нуклеотидным спейсером 16 . GR связывает GRE как димер, и каждый полусайт занят одним рецептором, и, таким образом, 3-нуклеотидный спейсер между двумя полусайтами строго необходим для взаимодействия GR: ДНК () 17 . Связывание GR с GRE вызывает конформационные изменения в GR, приводящие к скоординированному привлечению корегуляторов и комплексов ремоделирования хроматина, которые влияют на активность РНК-полимеразы II и активируют транскрипцию и репрессию генов.Недавнее исследование идентифицировало отрицательный глюкокортикоид-чувствительный элемент (nGRE), который опосредует глюкокортикоид-зависимую репрессию генов-мишеней путем привлечения корепрессоров (NCoR1 и SMRT) и гистон-деацетляз (HDAC) () 18 . Консенсусный nGRE является палиндромным (CTCC (n) 0-2 GGAGA), но отличается от классического GRE наличием вариабельного спейсера, который варьируется от 0 до 2 нуклеотидов и занят 2 мономерами GR 19 .
Геномное действие GR
При связывании глюкокортикоидов цитоплазматический GR претерпевает изменение конформации (активацию), становится гиперфосфорилированным (P), диссоциирует из мультибелкового комплекса и перемещается в ядро, где регулирует экспрессию генов.GR активирует или подавляет транскрипцию генов-мишеней путем прямого связывания GRE, привязываясь к другим факторам транскрипции, помимо связывания ДНК, или комбинированным образом, как прямым связыванием GRE, так и взаимодействиями с факторами транскрипции, связанными с соседними сайтами. NPC = Ядерный поровый комплекс; BTM = базальный аппарат транскрипции; ТВР = ТАТА-связывающий белок; nGRE = отрицательный GRE; RE = элемент ответа. Adated изменено из 88
Исследования набора GR по всему геному показали, что только небольшая часть GRE занята GR, а специфические сайты связывания GR различаются между тканями из-за различий в ландшафте хроматина, который влияет на доступность GRE 20, 21 .Всесторонний анализ связывания GR показал, что многие идентифицированные сайты связывания GR расположены далеко от проксимальной области промотора генов-мишеней, и показали неожиданное различие между активационной и репрессивной функциями GR [22]. Например, глюкокортикоидная индукция b-аррестина 1 и репрессия b-аррестина 2 происходит через интрон 1 GRE и интрон 11 nGRE, соответственно 23 . Другим примером сайта связывания GR, расположенного на большом расстоянии от сайта начала транскрипции, является внутригенный nGRE, недавно идентифицированный в экзоне 6 гена GR, который опосредует гомологичное подавление экспрессии GR 24 .Значительная часть сайтов связывания GR лишена консенсусного элемента GRE, что указывает на то, что связывание GR с хроматином может во многих случаях происходить путем связывания с другими факторами транскрипции. Что еще предстоит установить, так это функциональность этих отдаленных сайтов связывания GR в отношении транскрипции генов или других неоткрытых функций, кодируемых в белке GR.
Кроме того, GR может физически взаимодействовать с членами семейства сигнальных преобразователей и активаторов транскрипции (STAT), либо в сочетании со связыванием GRE, либо отдельно, для усиления транскрипции определенных генов-мишеней () 25 .Большинство противовоспалительных эффектов глюкокортикоидов, по-видимому, является результатом важного негативного регуляторного механизма, называемого трансрепрессией 26 , в котором связанный с лигандом GR рекрутируется на хроматин посредством белок-белковых взаимодействий с ДНК-связанными факторами транскрипции, особенно NF-κB. и протеин-активатор-1 (АР-1). GR напрямую связывает субъединицу Jun AP1 и субъединицу p65 NF-kB и препятствует активации транскрипции этих 2 белков (). Для некоторых генов трансрепрессия достигается за счет связывания GR с этими ДНК-связанными факторами транскрипции без непосредственного взаимодействия с ДНК 27,28 .Однако для некоторых генов GR функционирует сложным образом, связываясь непосредственно с GRE и физически связываясь с AP1 или NF-kB, связанными с соседним сайтом ДНК ().
Вызванная глюкокортикоидами экспрессия генов часто зависит от типа клеток, и лишь небольшая часть генов обычно активируется между различными тканями 29 . Было показано, что активация тканеспецифического гена-мишени глюкокортикоидами зависит от доступности сайта связывания GR, который, в свою очередь, определяется метилированием ДНК и структурами хроматина более высокого порядка, такими как дальнодействующие петли хроматина.Таким образом, тканеспецифическая активация гена-мишени может определяться тканеспецифическим ландшафтом хроматина, который влияет на связывание GR с родственными элементами ДНК 20, 30, . Регуляция транскрипции с помощью GR также модулируется рекрутированием коактиваторов, которые обеспечивают посттрансляционные модификации гистонов (ацетилирование и метилирование) 31, 32 . Это свойство помогает изменять структуру хроматина и привлекать другие кофакторы, тем самым делая хроматин более доступным для сборки общих факторов транскрипции и комплекса РНК-полимеразы на промоторе гена-мишени 33, 34 .Количество ко-регуляторов, которые вносят вклад в трансактивацию GR, за последние годы выросло до сотен. Некоторыми из хорошо изученных ко-регуляторов GR являются белки семейства SRC, медиаторный комплекс и комплексы SWI / SNF, NCoR1 и SMRT 35 .
НЕГЕНОМНОЕ ДЕЙСТВИЕ ГЛЮКОКОРТИКОИДОВ
Быстрое негеномное действие глюкокортикоидов опосредуется физико-химическими взаимодействиями с цитозольным ГР или мембраносвязанным ГР. В отличие от геномных эффектов, негеномные эффекты глюкокортикоидов не требуют синтеза белка и проявляются в течение нескольких секунд или минут после активации GR 36 .Растущее количество доказательств предполагает, что быстрые негеномные функции GR используют активность различных киназ, таких как фосфоинозитид-3-киназа, AKT и митоген-активируемые протеинкиназы (MAPKs) 37 . Связывание глюкокортикоидов с GR не только активирует рецептор, но также высвобождает вспомогательные белки, которые участвуют во вторичных сигнальных каскадах. Например, при высвобождении из неактивного белкового комплекса GR c-Src активирует сигнальные каскады, которые ингибируют активность фосфолипазы A2, фосфорилируют аннексин 1 и ухудшают высвобождение арахидоновой кислоты 38, 39 .В тимоцитах активированный GR перемещается в митохондрии и регулирует апоптоз 40 . GR также локализуется в кавеолах, и глюкокортикоид-опосредованная активация этого мембранно-ассоциированного GR регулирует межклеточную коммуникацию щелевых соединений и пролиферацию нервных клеток-предшественников 41, 42 . Таким образом, быстрая негеномная передача сигналов GR увеличивает сложность и разнообразие зависимых от глюкокортикоидов биологических действий.
ГЕТЕРОГЕННОСТЬ ГЛЮКОКОРТИКОИДНОГО РЕЦЕПТОРА
Варианты сращивания GR
Белок GR кодируется геном Nr3c1 и состоит из 9 экзонов; экзон 1 образует 5’-нетранслируемую область, а экзон 2–9 кодирует белок GR.Экзон 2 образует N-концевой домен GR, экзоны 3–4 составляют центральный DBD, а экзоны 5–9 кодируют шарнирный и лиганд-связывающий домен. Альтернативный сплайсинг в экзоне 9 первичного транскрипта GR генерирует два высокогомологичных транскрипта мРНК, что приводит к продукции двух изоформ GR, названных GRα и GRβ () 43, 44 . Две изоформы идентичны до аминокислоты 727, но различаются за пределами этого положения. GRα, преобладающая форма GR, состоит из дополнительных 50 аминокислот, в то время как GRβ содержит дополнительные 15 негомологичных аминокислот () 44 .Отдельные карбоксиконцевые остатки в GRβ придают уникальные свойства этой изоформе GR. GRβ не связывает лиганд (из-за отсутствия спирали 12), располагается преимущественно в ядре и неактивен по отношению к репортерным генам, чувствительным к глюкокортикоидам 45, 46 . Напротив, в присутствии GRα, GRβ функционирует как доминантно-негативный ингибитор и противодействует активности GRα в отношении многих генов-мишеней, чувствительных к глюкокортикоидам. Недавние исследования, проведенные в нескольких лабораториях, показывают, что GRβ может функционировать как истинный фактор транскрипции, напрямую индуцируя и репрессируя большое количество генов, независимо от его доминирующей негативной активности в отношении GRα.Действительно, было показано, что GRβ рекрутирует гистоновые деацетилазы и репрессирует определенные гены, такие как интерлейкин (IL) -5 и IL-13 47, 48 . Хотя GRβ не связывает глюкокортикоиды, он активно связывает антагонист GR мифепристон (RU486), 49 , а эндогенный лиганд для GRβ в настоящее время неизвестен.
A. Альтернативный сплайсинг и инициация трансляции первичного транскрипта hGR. Первичный транскрипт hGR состоит из 9 экзонов, причем экзон 2 кодирует большую часть N-концевого домена (NTD), экзоны 3 и 4 кодируют DBD, а экзоны 5–9 кодируют шарнирную область (H) и LBD.Изоформа варианта сплайсинга GR: классический белок GRα является результатом сплайсинга экзона 8 с началом экзона 9. GRβ продуцируется из альтернативного акцепторного сайта сплайсинга, который связывает конец экзона 8 с последовательностями, расположенными ниже по течению в экзоне 9, кодируя вариант с уникальная 15 аминокислота на С-конце (положения 728–742). GRγ генерируется из альтернативного донорного сайта сплайсинга в интронной последовательности, разделяющей экзоны 3 и 4, что приводит к белку со вставкой аргинина (Arg-452) между двумя цинковыми пальцами DBD.GR-A продуцируется в результате альтернативного сплайсинга, который соединяет экзон 4 с экзоном 8, удаляя проксимальные 185 аминокислот LBD (Ala-490-Ser-674), кодируемого экзонами 5-7. GR-P образуется из-за неспособности сплайсировать экзон 7 с экзоном 8. Сохраненная интронная последовательность вводит стоп-кодон, в результате чего усеченный мутант рецептора пропускает дистальную половину LBD. Трансляционные изоформы GRα: доменная организация трансляционных изоформ GRα. Инициация трансляции с восьми различных стартовых кодонов AUG в одной GR-мРНК генерирует изоформы рецепторов с прогрессивно более короткими N-концевыми доменами.Это генерирует трансляционные изоформы GRα GRα-A, B, C1, C2, C3, D1, D2 и D3. B. Доменная структура и посттрансляционные модификации hGR-α. Указаны сайты посттрансляционных модификаций, таких как фосфорилирование (P), сумоилирование (S), убиквитинирование (U) и ацетилирование (A). C. Полиморфизм чГР. Стрелки указывают полиморфизм, который приводит к замене аминокислот, и A3669G, который приводит к стабильности GR. Принято и модифицировано из 88
GRβ экспрессируется в различных тканях, но обычно на более низких уровнях, чем GRα.Однако GRβ в изобилии присутствует в некоторых типах клеток, таких как нейтрофилы и эпителиальные клетки 50 . Молекулярные факторы, которые контролируют экспрессию GRβ, плохо изучены, но несколько исследований выявили участие фактора сплайсинга, SRp30c 51, 52 . Кроме того, экспрессия GRβ может увеличиваться провоспалительными цитокинами и другими иммунными активаторами и приводить к снижению соотношения GRα: GRβ и устойчивости к глюкокортикоидам. Пониженное соотношение GRα: GRβ связано с расстройствами настроения, такими как шизофрения, биполярное расстройство и серьезные депрессивные расстройства.Повышенные уровни GRβ связаны с устойчивостью к глюкокортикоидам при нескольких воспалительных заболеваниях, включая астму, ревматоидный артрит, язвенный колит, полипоз носа, системную красную волчанку, сепсис, острый лимфобластный лейкоз и хронический лимфолейкоз 46 . Таким образом, изменение соотношений экспрессии GRα: GRβ может обеспечить средства для модуляции чувствительности к глюкокортикоидам. Другим важным открытием стало открытие GRβ у мышей, крыс и рыб-зебр. Эти изоформы возникают в результате особого механизма сплайсинга, который использует альтернативные донорные сайты сплайсинга в интроне, разделяющем экзоны 8 и 9, что приводит к изоформе GRβ, сходной по структуре и функциям с человеческим GRβ 53, 54, 55 .
Дополнительные варианты сплайсинга GR, GRγ, GR-A и GR-P были обнаружены в устойчивых к глюкокортикоидам раковых клетках, а затем и в здоровых тканях. Первоначально идентифицированный в раковых клетках и мононуклеарных клетках крови, GRγ представляет собой вариант сплайсинга, в котором экзон 4 альтернативно сплайсирован с экзоном 3, таким образом включающий 3 п.н. области интрона, что приводит к дополнительному остатку аргинина между цинковыми пальцами DBD () 56 . GRγ проявляет ~ 50% активности GRα в отношении канонических генов-мишеней глюкокортикоидов, а экспрессия GRγ при остром лимфобластном лейкозе у детей коррелирует с устойчивостью к лечению глюкокортикоидами 57 .Устойчивость к глюкокортикоидам при мелкоклеточной карциноме легких и кортикотрофных аденомах также связана с экспрессией GRγ в этих раковых опухолях 58 . Вариант GR-A генерируется путем сплайсинга экзона 4 с экзоном 8, в результате чего в транскрипте отсутствует экзон 5-7, который кодирует аминоконцевую половину LBD (). Отсутствие сплайсинга на границе экзона 7/8 дает изоформу GR-P, в которой отсутствует карбокси-концевая половина LBD (). Из-за дефекта LBD как GR-A, так и GR-P не связывают глюкокортикоиды. Мало что известно о биологических функциях GR-A, однако GR-P, как было показано, модулирует транскрипционную активность GRα специфическим для клеточного типа образом 59, 60 .Вариант GR-P экспрессируется в нормальной ткани и, как сообщается, активируется при многих гематологических злокачественных новообразованиях, устойчивых к глюкокортикоидам (острый лимфобластный лейкоз, неходжкинская лимфома и множественная миелома) 61 .
GR ISOFORMS
Помимо вариантов сплайсинга GR, альтернативная инициация трансляции с единственной мРНК GRα дает дополнительную когорту разнообразных белков GR, добавляя к гетерогенности рецепторов глюкокортикоидов 62, 63 .Восемь высококонсервативных стартовых кодонов AUG в экзоне 2 транскрипта GR дают восемь вариантов GRα с прогрессивно более коротким N-концом. Эти изоформы рецепторов обозначаются GRα-A, -B, -C1, -C2, -C3, -D1, -D2 и -D3 (). Изоформа GRα-A представляет собой классический полноразмерный рецептор, содержащий аминокислоты 1–777. Рибосомное сканирование с утечкой и механизмы рибосомного шунтирования участвуют в генерации подтипов GRα. Предполагается, что каждый из вариантов сплайсинга GR (GRβ, GRγ, GR-A и GR-P) дает аналогичный набор N-концевых изоформ.Трансляционные изоформы GRα, различающиеся только длиной NTD, обладают сходным сродством к глюкокортикоидам и сходной способностью связывания GRE после лиганд-зависимой активации. Однако субклеточная локализация изоформ отличается, причем изоформы GRα-D постоянно находятся в ядре. Напротив, изоформы GRα-A, GRα-B и GRα-C локализуются в цитоплазме клеток в отсутствие гормона и перемещаются в ядро при связывании глюкокортикоидов 62 .Интересное различие между изоформами GRα состоит в том, что каждый вариант GR обладает отдельным профилем транскрипции. Когда отдельные изоформы экспрессируются в клетках остеосаркомы U2OS или Jurkat T лимфобластной лейкемии, каждая из них регулирует уникальный набор генов, причем менее 10% обычно регулируются всеми изоформами 64, 65 . Специфический для изоформ ген-регуляторный профиль вызывал функциональные различия в индуцированном глюкокортикоидом апоптозе в этих клетках. Клетки, экспрессирующие GRα-C3, проявляли наивысшую чувствительность к апоптозу, индуцированному глюкокортикоидами, в то время как клетки, экспрессирующие GRα-D3, были наиболее устойчивыми 66 .GRα-C3 является наиболее активным, и повышенная активность связана с N-концевым мотивом (остатки 98-115), который стерически затруднен в более крупных изоформах GR. Беспрепятственный домен AF1 GRα-C3 эффективно рекрутирует различные ко-регуляторы и усиливает транскрипционную активность GRα-C3 67 . Однако отсутствие домена AF1 может быть ответственным за снижение транскрипционной активности в GRα-D3. В отличие от других изоформ рецепторов, GRα-D3 не подавляет транскрипцию антиапоптотических генов Bcl-xL, клеточного ингибитора апоптозного белка 1 и сурвивина.Неспособность GRα-D подавлять экспрессию этих генов связана со слабым взаимодействием между GRα-D и NF-κB 66 .
Трансляционные изоформы обнаруживают обширное тканевое распределение, хотя их относительные уровни варьируются как между клетками, так и внутри клеток. У грызунов изоформы GRα-A и GRα-B являются наиболее распространенными белками GR во многих тканях 62 . Наибольшая экспрессия GRα-C обнаруживается в поджелудочной железе, легких и толстой кишке. Варианты GRα-D преобладают в селезенке и мочевом пузыре, но экспрессируются на низких уровнях, тогда как GRα-B более распространен в тимусе и толстой кишке.Недавние исследования также продемонстрировали изменения в клеточном комплементе трансляционных изоформ GRα в ответ на различные клеточные стимулы [68]. Более того, было обнаружено, что относительные уровни подтипов GRα, экспрессируемых в человеческом мозге, изменяются во время развития и процесса старения 69, 70 . Молекулярные механизмы, управляющие экспрессированным набором трансляционных изоформ, плохо изучены. Следовательно, генетические манипуляции с трансляционными изоформами GR в моделях на животных могут пролить новый свет на биологическое значение этих интригующих вариантов GR, и будет важно определить вклад одной изоформы GR в целое животное.Кроме того, очень важно проверить, демонстрируют ли устойчивые к глюкокортикоидам клетки измененный паттерн экспрессии изоформы GR.
ПОСТТРАНСЛЯЦИОННЫЕ МОДИФИКАЦИИ GR
Посттрансляционные модификации GR дополнительно модулируют транскрипционный ландшафт рецептора. Наиболее изученной ковалентной модификацией GR является фосфорилирование и по меньшей мере семь остатков серина (Ser-113, Ser-134, Ser-141, Ser-203, Ser-211, Ser-226 и Ser-404), которые фосфорилируются в hGR. , и все эти сайты также законсервированы у мышей и крыс ().Другие сайты фосфорилирования включают Ser-45 и 267. Рецептор демонстрирует базовый уровень фосфорилирования и становится гиперфосфорилированным при связывании глюкокортикоидов, однако структура лиганда определяет как характер, так и степень фосфорилирования GR. В фосфорилировании GR участвуют различные киназы, в том числе MAPK, циклин-зависимые киназы, казеинкиназа II и киназа гликогенсинтазы 3β. Фосфорилирование GRα изменяет его транскрипционную активность, часто ген-специфическим образом 71, 72 .Лиганд-зависимое фосфорилирование GR по Ser-211 коррелирует с повышенной транскрипционной активностью, тогда как фосфорилирование по Ser-226 снижает транскрипционную активность GR. Нарушение фосфорилирования Ser-211 может приводить к устойчивости к глюкокортикоидам в злокачественных лимфоидных клетках, напротив, гиперфосфорилирование по Ser-226 может объяснять снижение передачи сигналов GR в патологии депрессии 72, 73 . Лиганд-индуцированное фосфорилирование по Ser-404, как было показано, влияет на транскрипционную активность GR за счет нарушения как активации, так и репрессии генов-мишеней 74 .Ser-134 уникален тем, что фосфорилируется независимо от глюкокортикоидов под действием стрессовых стимулов, включая голодание по глюкозе, окислительный стресс, УФ-облучение и осмотический шок 75 .
Фосфорилирование GR также модифицирует другие свойства GR, которые влияют на передачу сигналов GR 76 . Клеточная компартментализация GR изменяется за счет фосфорилирования, фосфорилирование GR по Ser-203, Ser-226 или Ser-404 усиливает задержку в цитоплазме, снижая, таким образом, транскрипционную активность.Распад белка GR усиливается глюкокортикоид-зависимым фосфорилированием по Ser-404, поскольку мутанты с дефицитом фосфорилирования стабилизируются в присутствии глюкокортикоидов 77 .
Белок
GR также подвергается множеству других посттрансляционных модификаций, которые регулируют функцию рецептора. Убиквитин представляет собой белок из 76 аминокислот, который при присоединении к определенным остаткам лизина маркирует белки для протеасомной деградации. GR убиквитинируется по консервативному остатку лизина, расположенному в положении 419 (Lys-419), и эта модификация нацелена на рецептор для деградации протеасомой 26S () 78,79 .Мутация этого консервативного остатка Lys усиливает индуцированную глюкокортикоидами транскрипционную активность GR и блокирует зависимое от лиганда подавление GR 80 . Другой важной посттрансляционной модификацией GR является ковалентное добавление небольшого убиквитин-родственного модификатора-1 (SUMO-1), называемого сумоилированием. GR сумоилирован по остаткам Lys-277, Lys-293 и Lys-703 (). Сумоилирование GRα, как было показано, способствует его деградации и ингибирует транскрипционную активность GR промотор-специфическим образом путем привлечения корепрессоров 81 .Было высказано предположение, что GR может быть ацетилирован по остаткам лизина -494 и -495, а ацетилирование GR изменяет ингибирующее действие глюкокортикоидов на NF-κB (). Недавние исследования показали, что ацетилирование GR с помощью фактора транскрипции часов снижает транскрипционную активность GR 82, 83 . Таким образом, посттрансляционная модификация GR регулирует множество аспектов функции GR и увеличивает гетерогенность рецепторов.
ПОЛИМОРФИЗМЫ ГЛЮКОКОРТИКОИДНЫХ РЕЦЕПТОРОВ
Полиморфизм определяется как наследуемый генетический вариант зародышевой линии одного локуса (чаще всего однонуклеотидный вариант), который присутствует по крайней мере в 1% популяции.Полиморфизмы в гене GR, которые изменяют аминокислотную последовательность, связаны с нарушением функции GR в качестве активатора или репрессора транскрипции. Полиморфизм N363S, расположенный в экзоне 2 (), встречается у ~ 4% популяции, приводит к умеренному увеличению транскрипционной активности GR и связан с общим повышением чувствительности к глюкокортикоидам. Сообщается, что у носителей N363S повышенный индекс массы тела, ишемическая болезнь сердца и пониженная минеральная плотность костей 84 .Полиморфизм ER22 / 23EK, который встречается у ~ 3% людей, приводит к изменению аргинина (R) на лизин (K) в положении 23 (R23K) на N-конце (). ER22 / 23EK связан со снижением транскрипционной активности GR. Было показано, что полиморфизм ER22 / 23EK увеличивает соотношение GRα-A к GRα-B, а носители полиморфизма ER22 / 23EK имеют более низкую тенденцию к развитию нарушенной толерантности к глюкозе, диабету 2 типа и сердечно-сосудистым заболеваниям 85 .
Полиморфизм A3669G в 3 ’нетранслируемой области GRβ приводит к увеличению как мРНК GRβ, так и белка ().Более того, у носителей полиморфизма A3669G выше частота ревматоидного артрита и сердечно-сосудистых заболеваний. Лица, гомозиготные по полиморфизму A3669G, были связаны с провоспалительным фенотипом с повышенным риском инфаркта миокарда и ишемической болезни сердца 86 .
РЕЗЮМЕ И РАЗРАБОТКА НА БУДУЩЕЕ
Глюкокортикоиды — это основные гормоны стресса, которые регулируют широкий спектр физиологических процессов, а синтетические производные этих молекул широко используются в клинике для лечения воспалительных заболеваний, аутоиммунных заболеваний и гематологических онкологических заболеваний.Несмотря на эффективность глюкокортикоидов при лечении воспалительных и иммунных нарушений, их полезность ограничена вредными побочными эффектами хронического лечения и / или лечения высокими дозами. Эти побочные эффекты включают диабет, нарушение заживления ран, атрофию кожи, атрофию мышц, дисфункцию HPA, катаракту, пептические язвы, гипертонию, метаболический синдром, остеопороз и водно-электролитный дисбаланс. За последние несколько десятилетий были предприняты значительные усилия для повышения активности глюкокортикоидов при минимизации побочных эффектов путем изменения химической структуры природных глюкокортикоидов 87 .Открытие того, что множественные изоформы GR с уникальными экспрессионными, ген-регуляторными и функциональными профилями генерируются путем альтернативного сплайсинга, альтернативной инициации трансляции зрелой мРНК и посттрансляционных модификаций, продвинуло наше понимание молекулярной основы разнообразия чувствительности к глюкокортикоидам (гипочувствительность или гиперчувствительность). Полногеномные исследования набора GR показали, что тканеспецифический ландшафт хроматина также обнаруживает глубокие различия в чувствительности к глюкокортикоидам.
Важной проблемой при клиническом применении глюкокортикоидов является неоднородность реакции на глюкокортикоиды среди людей, при этом значительная часть населения (до 30%) проявляет некоторую степень устойчивости к глюкокортикоидам. Прогресс в нашем понимании паттернов экспрессии глюкокортикоидов выявил множество механизмов, которые способствуют снижению чувствительности к глюкокортикоидам, включая повышенную экспрессию изоформ GRβ и GRα-D, изменения фосфорилирования GR и гомологичное подавление GR.Анализ молекулярных механизмов устойчивости позволяет не только прогнозировать чувствительность пациента к глюкокортикоидам, но и разрабатывать новые терапевтические стратегии для борьбы с нечувствительностью к глюкокортикоидам. Таким образом, понимание гетерогенности передачи сигналов GR как для здоровья, так и для болезни поможет в разработке более безопасных и эффективных методов лечения глюкокортикоидами с улучшенным соотношением польза / риск для пациентов.
ОСНОВНЫЕ МОМЕНТЫ
1.Важной проблемой при клиническом применении глюкокортикоидов является неоднородность реакции на глюкокортикоиды среди людей, значительная часть населения которых демонстрирует некоторую степень устойчивости к глюкокортикоидам. 2. На чувствительность и специфичность глюкокортикоидов влияет профиль экспрессии изоформы GR. Воспалительные и патологические процессы модулируют профили изоформ клеток GR. 3. Оценка чувствительности к глюкокортикоидам у отдельных пациентов важна для оптимального плана лечения глюкокортикоидами в клинике.4. Понимание гетерогенности передачи сигналов GR как для здоровья, так и для болезни поможет в разработке более безопасных и эффективных методов лечения глюкокортикоидами с улучшенным соотношением польза / риск для пациентов.
БЛАГОДАРНОСТИ
Поддержка предоставлена Программой внутренних исследований Национальных институтов здравоохранения / Национального института гигиены окружающей среды.
Сноски
Заявление издателя: Это PDF-файл неотредактированной рукописи, принятой к публикации.В качестве услуги для наших клиентов мы предоставляем эту раннюю версию рукописи. Рукопись будет подвергнута копированию, верстке и рассмотрению полученного доказательства, прежде чем она будет опубликована в окончательной форме для цитирования. Обратите внимание, что во время производственного процесса могут быть обнаружены ошибки, которые могут повлиять на содержание, и все юридические оговорки, относящиеся к журналу, имеют отношение.
РАСКРЫТИЕ ИНФОРМАЦИИ: Нет
ЗАЯВЛЕНИЕ О КОНФЛИКТЕ ИНТЕРЕСОВ
Авторы заявляют, что у них нет соответствующего конфликта интересов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Ван Стаа Т.П., Леуфкенс Х.Г., Абенхайм Л. и др. Использование пероральных кортикостероидов в Соединенном Королевстве. QJM: ежемесячный журнал Ассоциации врачей. 2000. 93: 105–111. [PubMed] [Google Scholar] 2. Rhen T, Cidlowski JA. Противовоспалительное действие глюкокортикоидов — новые механизмы для старых препаратов. N Engl J Med. 2005; 353: 1711–1723. [PubMed] [Google Scholar] 3. Schacke H, Docke WD, Asadullah K. Механизмы, участвующие в побочных эффектах глюкокортикоидов. Фармакология и терапия.2002; 96: 23–4. [PubMed] [Google Scholar] 4. Барнс П.Дж. Механизмы и резистентность в глюкокортикоидном контроле воспаления. J Стероид Biochem Mol Biol. 2010. 120: 76–85. [PubMed] [Google Scholar] 5. Миллер WL, Auchus RJ. Молекулярная биология, биохимия и физиология стероидогенеза человека и его нарушений. Эндокринные обзоры. 2011; 32: 81–151. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 6. Вебстер Дж. И., Тонелли Л., Штернберг Э. М.. Нейроэндокринная регуляция иммунитета. Ежегодный обзор иммунологии. 2002. 20: 125–163.[PubMed] [Google Scholar] 7. Джон CD, Букингем JC. Цитокины: регуляция гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси. Современное мнение в фармакологии. 2003. 3: 78–84. [PubMed] [Google Scholar] 8. Уокер Дж. Дж., Спига Ф., Гупта Р., Чжао З., Лайтман С. Л., Терри Дж. Р. Быстрая регуляция синтеза глюкокортикоидов с помощью обратной связи внутри надпочечников. J. R. Soc. Интерфейс. 2015; 12: 20140875. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 9. Breuner CW, Orchinik M. Белки, связывающие плазму как медиаторы действия кортикостероидов у беспозвоночных.Журнал эндокринологии. 2002; 175: 99–11221. [PubMed] [Google Scholar] 10. Seckl JR. 11бета-гидроксистероиддегидрогеназы: изменение глюкокортикоидного действия. Curr Opin Pharmacol. 2004; 4: 597–602. [PubMed] [Google Scholar] 11. Купер М.С., Стюарт П.М. 11-Бета-гидроксистероид дегидрогеназа типа 1 и ее роль в системе гипоталамус-гипофиз-надпочечники, метаболическом синдроме и воспалении. Журнал клинической эндокринологии и метаболизма. 2009. 94: 4645–4654. [PubMed] [Google Scholar] 12. Кумар Р., Томпсон Э.Б.Генная регуляция рецептором глюкокортикоидов: взаимосвязь структура: функция. J Стероид Biochem Mol Biol. 2005; 94: 383–94. [PubMed] [Google Scholar] 13. Bledsoe RK, Montana VG, Stanley TB, Delves CJ, Apolito CJ, McKee DD и др. Кристаллическая структура лиганд-связывающего домена глюкокортикоидного рецептора раскрывает новый способ димеризации рецептора и распознавания коактиватора. Клетка. 2002; 110: 93–105. [PubMed] [Google Scholar] 14. Град I, Пикард Д. Ответы на глюкокортикоиды формируются молекулярными шаперонами.Mol Cell Endocrinol. 2007; 275: 2–12. [PubMed] [Google Scholar] 15. Пратт В.Б., Тофт Д.О. Взаимодействие стероидных рецепторов с белком теплового шока и шаперонами иммунофилина. Endocr Rev.1997; 18: 306–60. [PubMed] [Google Scholar] 17. Freedman LP. Анатомия области цинкового пальца стероидного рецептора. Endocr Rev.1992; 13: 129–45. [PubMed] [Google Scholar] 18. Сурджит М., Ганти К.П., Мукхерджи А., Йе Т, Хуа Г., Мецгер Д. и др. Широко распространенные элементы отрицательного ответа опосредуют прямую репрессию связанными агонистами глюкокортикоидными рецепторами.Клетка. 2011; 145: 224–41. [PubMed] [Google Scholar] 19. Hudson WH, Youn C, Ortlund EA. Структурная основа прямой глюкокортикоид-опосредованной трансрепрессии. Nat Struct Mol Biol. 2013; 20: 53–8. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 20. Джон С., Сабо П.Дж., Турман Р.Э., Сунг М.Х., Бидди С.К., Джонсон Т.А. и др. Доступность хроматина предопределяет характер связывания глюкокортикоидных рецепторов. Нат Жене. 2011; 43: 264–8. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 22. Редди Т.Е., Паули Ф., Спроус Р.О., Нефф Н.Ф., Ньюберри К.М., Гарабедян М.Дж., Майерс Р.М.Геномная детерминация глюкокортикоидного ответа раскрывает неожиданные механизмы регуляции генов. Genome Res. 2009; 19: 2163–2171. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 23. Oakley RH, Revollo J, Cidlowski JA. Глюкокортикоиды регулируют экспрессию гена аррестина и перенаправляют сигнальный профиль рецепторов, связанных с G-белком. Proc Natl Acad Sci U S. A. 2012; 109: 17591–6. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 24. Рамамурти С., Цидловски Дж. Индуцированная лигандом репрессия гена рецептора глюкокортикоидов опосредуется комплексом репрессии NCoR1, образованным дальнодействующими взаимодействиями хроматина с внутригенными элементами ответа глюкокортикоидов.Mol Cell Biol. 2013; 33: 1711–22. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 25. Uhlenhaut NH, Barish GD, Yu RT, Downes M, Karunasiri M, Liddle C, et al. Анализ негативной регуляции рецептора глюкокортикоидов на основе полногеномного профилирования воспалительных цистромов. Mol Cell. 2013; 49: 158–71. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 26. Рогацкий И., Ивашков Л.Б. Глюкокортикоидная модуляция передачи сигналов цитокинов. Тканевые антигены. 2006; 68: 1–12. [PubMed] [Google Scholar] 27. Ниссен Р.М., Ямамото КР.Рецептор глюкокортикоидов ингибирует NFkappaB, препятствуя фосфорилированию серина-2 карбоксиконцевого домена РНК-полимеразы II. Genes Dev. 2000; 14: 2314–29. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 28. Yang-Yen HF, Chambard JC, Sun YL, Smeal T, Schmidt TJ, Drouin J и др. Вмешательство транскрипции между c-Jun и рецептором глюкокортикоидов: взаимное ингибирование связывания ДНК из-за прямого взаимодействия белок-белок. Клетка. 1990; 62: 1205–15. [PubMed] [Google Scholar] 29. Lamberts SW, Huizenga AT, de Lange P, de Jong FH, Koper JW.Клинические аспекты чувствительности к глюкокортикоидам. Стероиды. 1996; 61: 157–60. [PubMed] [Google Scholar] 30. Редди Т.Э., Герц Дж., Кроуфорд Г.Э., Гарабедян М.Дж., Майерс Р.М. Гиперчувствительный ответ на глюкокортикоиды специфически регулирует период 1 и экспрессию циркадных генов. Mol Cell Biol. 2012; 32: 3756–67. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 31. Дженкинс Б.Д., Пуллен С.Б., Даримонт Б.Д. Новые эффекторные механизмы коактиватора глюкокортикоидных рецепторов. Trends Endocrinol Metab. 2001; 12: 122–6. [PubMed] [Google Scholar] 32.Лонард Д.М., О’Мэлли Б.В. Расширение функционального разнообразия соактиваторов. Trends Biochem Sci. 2005; 30: 126–32. [PubMed] [Google Scholar] 33. Розенфельд М.Г., Стекло СК. Корегуляторные коды регуляции транскрипции ядерными рецепторами. J Biol Chem. 2001; 276: 36865–8. [PubMed] [Google Scholar] 34. Meijsing SH, Pufall MA, So AY, Bates DL, Chen L, Yamamoto KR. Последовательность сайта связывания ДНК определяет структуру и активность рецептора глюкокортикоидов. Наука. 2009; 324: 407–10. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 35.Ronacher K, Hadley K, Avenant C, Stubsrud E, Simons SS, Jr, Louw A и др. Лиганд-селективная трансактивация и трансрепрессия через глюкокортикоидный рецептор: роль кофакторного взаимодействия. Mol Cell Endocrinol. 2009. 299: 219–31. [PubMed] [Google Scholar] 36. Groeneweg FL, Karst H, de Kloet ER, Joels M. Минералокортикоидные и глюкокортикоидные рецепторы на нейрональной мембране, регуляторы передачи сигналов негеномных кортикостероидов. Mol Cell Endocrinol. 2012; 350: 299–309. [PubMed] [Google Scholar] 37. Самарасингхе РА, Витчелл С.Ф., ДеФранко ДБ.Кооперативность и комплементарность: синергизм в неклассической и классической передаче сигналов глюкокортикоидов. Клеточный цикл. 2012; 11: 2819–27. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 38. Кроксталл Дж. Д., Чоудхури К., Флауэр Р. Дж. Глюкокортикоиды действуют в течение нескольких минут, подавляя рекрутирование сигнальных факторов на активированные рецепторы EGF через рецепторно-зависимый, независимый от транскрипции механизм. Br J Pharmacol. 2000; 130: 289–98. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 39. Солито Е., Мулла А., Моррис Дж. Ф., Кристиан ХК, Флауэр Р. Дж., Бэкингем Дж. К..Дексаметазон вызывает быстрое фосфорилирование серина и мембранную транслокацию аннексина 1 в линии фолликулостеллатных клеток человека посредством нового негеномного механизма, включающего рецептор глюкокортикоидов, протеинкиназу С, фосфатидилинозитол-3-киназу и митоген-активированную протеинкиназу. Эндокринология. 2003; 144: 1164–74. [PubMed] [Google Scholar] 40. Болдизсар Ф., Талабер Дж., Сабо М. и др. Новые пути передачи сигналов негеномных глюкокортикоидов (ГК) в Т-клетках. Иммунобиология. 2010; 215: 521–526.[PubMed] [Google Scholar] 41. Мэтьюз Л., Берри А., Оганян В., Оганян Дж., Гарсайд Х., Рэй Д. Кавеолин опосредует быстрые эффекты глюкокортикоидов и сочетает действие глюкокортикоидов с антипролиферативной программой. Мол Эндокринол. 2008; 22: 1320–30. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 42. Самарасинге Р.А., Ди Майо Р., Волонте Д., Галбиати Ф., Льюис М., Ромеро Г. и др. Действие негеномных глюкокортикоидных рецепторов регулирует межклеточную коммуникацию щелевых соединений и пролиферацию нервных клеток-предшественников. Proc Natl Acad Sci U S A.2011; 108: 16657–62. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 43. Бамбергер С.М., Бамбергер А.М., де Кастро М., Хрусос Г.П. Бета-рецептор глюкокортикоидов, потенциальный эндогенный ингибитор действия глюкокортикоидов у людей. J Clin Invest. 1995; 95: 2435–41. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 44. Oakley RH, Sar M, Cidlowski JA. Бета-изоформа человеческого глюкокортикоидного рецептора. Выражение, биохимические свойства и предполагаемая функция. J Biol Chem. 1996. 271: 9550–9. [PubMed] [Google Scholar] 45. Кино Т, Су Я., Хрусос Г.П.Изоформа бета-рецептора глюкокортикоидов человека: недавнее понимание ее потенциальных последствий для физиологии и патофизиологии. Cell Mol Life Sci. 2009; 66: 3435–48. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 46. Льюис-Таффин LJ, Cidlowski JA. Физиология человеческого глюкокортикоидного рецептора бета (hGRbeta) и устойчивость к глюкокортикоидам. Ann N Y Acad Sci. 2006; 1069: 1–9. [PubMed] [Google Scholar] 47. Kelly A, Bowen H, Jee YK, Mahfiche N, Soh C, Lee T. и др. Бета-изоформа глюкокортикоидного рецептора может опосредовать репрессию транскрипции за счет рекрутирования гистоновых деацетилаз.J Allergy Clin Immunol. 2008; 121: 203–8. e1. [PubMed] [Google Scholar] 48. Kim SH, Kim DH, Lavender P, Seo JH, Kim YS, Park JS и др. Подавление TNF-альфа-индуцированной экспрессии IL-8 глюкокортикоидным рецептором-бета включает ингибирование ацетилирования гистона h5. Exp Mol Med. 2009. 41: 297–306. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 49. Льюис-Таффин LJ, Jewell CM, Bienstock RJ, Collins JB, Cidlowski JA. Человеческий глюкокортикоидный рецептор b (hGRb) связывает RU-486 и является транскрипционно активным. Mol Cell Biol.2007. 27: 2266–82. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 50. Хаук П.Дж., Хамид К.А., Хрусос Г.П., Леунг Д.Ю. Индукция нечувствительности к кортикостероидам в PBMC человека микробными суперантигенами. J Allergy Clin Immunol. 2000; 105: 782–7. [PubMed] [Google Scholar] 51. Джайн А., Уордингер Р.Дж., Йорио Т., Кларк А.Ф. Сплайсосомный белок (SRp) регуляция изоформ глюкокортикоидных рецепторов и глюкокортикоидный ответ в клетках трабекулярной сети человека. Инвестируйте Ophthalmol Vis Sci. 2012; 53: 857–66. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 52.Zhu J, Gong JY, Goodman OB, Jr, Cartegni L, Nanus DM, Shen R. Бомбезин ослабляет сплайсинг пре-мРНК глюкокортикоидного рецептора, регулируя экспрессию серин-аргининового белка p30c (SRp30c) в клетках рака простаты. Biochim Biophys Acta. 2007; 1773: 1087–94. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 53. Дюбуа, округ Колумбия, Сукумаран С., Юско В.Дж., Алмон Р.Р. Доказательства варианта сплайсинга бета-рецептора глюкокортикоидов у крыс и его физиологической регуляции в печени. Стероиды. 2013; 78: 312–20. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 54.Хайндс Т.Д., мл., Рамакришнан С., Кэш Х.А., Стечшульте Л.А., Генрих Г., Наджар С.М. и др. Открытие глюкокортикоидного рецептора-бета у мышей, играющего роль в метаболизме. Мол Эндокринол. 2010; 24: 1715–27. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 55. Schaaf MJ, Champagne D, van Laanen IH, van Wijk DC, Meijer AH, Meijer OC и др. Открытие функциональной бета-изоформы рецептора глюкокортикоидов у рыбок данио. Эндокринология. 2008; 149: 1591–9. [PubMed] [Google Scholar] 56. Рэй Д.У., Дэвис-младший, Уайт А., Кларк А.Дж.Структура и функция глюкокортикоидных рецепторов в устойчивых к глюкокортикоидам клетках мелкоклеточной карциномы легких. Cancer Res. 1996; 56: 3276–80. [PubMed] [Google Scholar] 57. Бегер С., Гердес К., Лаутен М., Тиссинг В. Дж., Фернандес-Муньос И., Шраппе М. и др. Экспрессия и структурный анализ изоформы гамма-рецептора глюкокортикоидов в клетках лейкемии человека с использованием подхода полимеразной цепной реакции, специфичной для изоформ в реальном времени. Br J Haematol. 2003. 122: 245–52. [PubMed] [Google Scholar] 58. Риверс С., Леви А., Хэнкок Дж., Лайтман С., Норман М.Вставка аминокислоты в ДНК-связывающий домен глюкокортикоидного рецептора в результате альтернативного сплайсинга. J Clin Endocrinol Metab. 1999. 84: 4283–6. [PubMed] [Google Scholar] 59. de Lange P, Segeren CM, Koper JW, Wiemer E, Sonneveld P, Brinkmann AO и др. Экспрессия при гематологических злокачественных новообразованиях варианта сплайсинга глюкокортикоидного рецептора, который усиливает опосредованные глюкокортикоидным рецептором эффекты в трансфицированных клетках. Cancer Res. 2001; 61: 3937–41. [PubMed] [Google Scholar] 60. Гайтан Д., ДеБолд С.Р., Терни М.К., Чжоу П., Орт Д.Н., Ковач В.Дж.Структура и функция глюкокортикоидных рецепторов при адренокортикотропин-секретирующем мелкоклеточном раке легкого. Мол Эндокринол. 1995; 9: 1193–201. [PubMed] [Google Scholar] 61. Кретт Н.Л., Пиллэй С., Моалли ПА, Грейпп ПР, Розен СТ. Вариант матричной РНК глюкокортикоидного рецептора экспрессируется у пациентов с множественной миеломой. Cancer Res. 1995; 55: 2727–9. [PubMed] [Google Scholar] 62. Лу Н.З., Цидловски Я. Механизмы регуляции трансляции генерируют изоформы N-концевых рецепторов глюкокортикоидов с уникальными генами-мишенями транскрипции.Mol Cell. 2005; 18: 331–42. [PubMed] [Google Scholar] 63. Oakley RH, Cidlowski JA. Клеточный процессинг гена и белка рецептора глюкокортикоидов: новые механизмы для генерации тканеспецифичных действий глюкокортикоидов. J Biol Chem. 2011; 286: 3177–84. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 64. Лу Н.З., Коллинз Дж. Б., Гриссом С. Ф., Цидловски Дж. Селективная регуляция апоптоза костных клеток трансляционными изоформами рецептора глюкокортикоидов. Mol Cell Biol. 2007; 27: 7143–60. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 65.Wu I, Shin SC, Cao Y, Bender I.K, Jafari N, Feng G и др. Селективные трансляционные изоформы рецепторов глюкокортикоидов выявляют индуцированные глюкокортикоидами апоптотические транскриптомы. Cell Death Dis. 2013; 4: e453. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 66. Gross KL, Oakley RH, Scoltock AB, Jewell CM, Cidlowski JA. Глюкокортикоидный рецептор — изоформа-селективная регуляция антиапоптотических генов в клетках остеосаркомы: новый механизм устойчивости к глюкокортикоидам. Мол Эндокринол. 2011; 25: 1087–99. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 67.Бендер И.К., Цао Ю., Лу Н.З. Детерминанты повышенной активности трансляционных изоформ глюкокортикоидных рецепторов. Мол Эндокринол. 2013; 27: 1577–87. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 68. Cao Y, Bender IK, Konstantinidis AK, Shin SC, Jewell CM, Cidlowski JA, et al. Трансляционные изоформы глюкокортикоидных рецепторов лежат в основе специфической для стадии созревания глюкокортикоидной чувствительности дендритных клеток у мышей и людей. Кровь. 2013; 121: 1553–62. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 69.Синклер Д., Вебстер М.Дж., Вонг Дж., Вейкерт К.С. Динамические молекулярные и анатомические изменения рецептора глюкокортикоидов в корковом развитии человека. Мол Психиатрия. 2011; 16: 504–15. [PubMed] [Google Scholar] 70. Синклер Д., Вебстер М. Дж., Фуллертон Дж. М., Вейкерт К. С.. Изменения мРНК глюкокортикоидного рецептора и изоформ белка в орбитофронтальной коре при шизофрении и биполярном расстройстве. BMC Psychiatry. 2012; 12: 84. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 71. Beck IM, Vanden Berghe W., Vermeulen L, Yamamoto KR, Haegeman G, De Bosscher K.Перекрестные помехи в воспалении: взаимодействие механизмов, основанных на рецепторах глюкокортикоидов, а также киназ и фосфатаз. Endocr Rev.2009; 30: 830–82. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 72. Ван З., Фредерик Дж., Гарабедян MJ. Расшифровка «кода» фосфорилирования глюкокортикоидного рецептора in vivo. J Biol Chem. 2002; 277: 26573–80. [PubMed] [Google Scholar] 73. Avenant C, Ronacher K, Stubsrud E, Louw A, Hapgood JP. Роль лиганд-зависимого фосфорилирования и периода полужизни GR в определении лиганд-специфической транскрипционной активности.Mol Cell Endocrinol. 2010. 327: 72–88. [PubMed] [Google Scholar] 74. Галлихер-Бекли AJ, Уильямс JG, Коллинз JB, Cidlowski JA. 3beta-опосредованное гликоген-синтазной киназой фосфорилирование серина человеческого глюкокортикоидного рецептора перенаправляет профили экспрессии генов. Mol Cell Biol. 2008. 28: 7309–22. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 75. Галлихер-Бекли AJ, Уильямс JG, Cidlowski JA. Независимое от лиганда фосфорилирование глюкокортикоидного рецептора объединяет пути клеточного стресса с передачей сигналов ядерного рецептора.Mol Cell Biol. 2011; 31: 4663–75. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 76. Webster JC, Jewell CM, Bodwell JE, Munck A, Sar M, Cidlowski JA. Статус фосфорилирования глюкокортикоидного рецептора мыши влияет на множество функций рецепторного белка. J Biol Chem. 1997; 272: 9287–93. [PubMed] [Google Scholar] 77. Чен В., Данг Т., Слепой Р. Д., Ван З., Кавасотто С. Н., Хиттельман А. Б. и др. Фосфорилирование глюкокортикоидного рецептора по-разному влияет на экспрессию целевого гена. Мол Эндокринол. 2008; 22: 1754–66.[Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 78. Деру Б.Дж., Рентч К., Сампат С., Янг Дж., ДеФранко Д. Б., Арчер Т.К. Ингибирование протеасомы усиливает трансактивацию глюкокортикоидного рецептора и изменяет его субъядерный транспорт. Mol Cell Biol. 2002; 22: 4113–23. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 79. Уоллес AD, Cidlowski JA. Опосредованная протеасомами деградация глюкокортикоидных рецепторов ограничивает транскрипционную передачу сигналов глюкокортикоидами. J Biol Chem. 2001; 276: 42714–21. [PubMed] [Google Scholar] 80.Ван Х, ДеФранко ДБ. Альтернативные эффекты убиквитин-протеасомы, опосредованные CHIP, лигазой E3. Мол Эндокринол. 2005; 19: 1474–82. [PubMed] [Google Scholar] 81. Ле Дреан И., Минчено Н., Ле Гофф П., Мишель Д. Усиление транскрипционной активности глюкокортикоидных рецепторов сумоилированием. Эндокринология. 2002; 143: 3482–9. [PubMed] [Google Scholar] 82. Ито К., Ямамура С., Эссильфи-Куэй С., Косио Б., Ито М., Барнс П.Дж. и др. Опосредованное гистон-деацетилазой 2 деацетилирование глюкокортикоидного рецептора обеспечивает подавление NF-kappaB.J Exp Med. 2006; 203: 7–13. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 83. Чармандари Э., Хрусос Г.П., Ламброу Г.И., Павлаки А., Коиде Х., Нг С.С. и др. Периферийные ЧАСЫ регулируют транскрипционную активность глюкокортикоидных рецепторов ткани-мишени в циркадном режиме у человека. PLoS One. 2011; 6: e25612. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 84. Джуэлл CM, Cidlowski JA. Молекулярные доказательства связи между полиморфизмом глюкокортикоидного рецептора N363S и измененной экспрессией генов. J Clin Endocrinol Metab.2007. 92: 3268–77. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 85. van Rossum EF, Lamberts SW. Полиморфизмы в гене рецептора глюкокортикоидов и их связь с параметрами метаболизма и составом тела. Недавние Prog Horm Res. 2004. 59: 333–57. [PubMed] [Google Scholar] 86. Derijk RH, Schaaf MJ, Turner G, Datson NA, Vreugdenhil E, Cidlowski J, et al. Вариант гена рецептора глюкокортикоидов человека, который увеличивает стабильность мРНК бета-изоформы рецептора глюкокортикоидов, связан с ревматоидным артритом.J Rheumatol. 2001; 28: 2383–8. [PubMed] [Google Scholar] 87. Кларк А.Р., Бельвиси МГ. Карты и легенды: поиск диссоциированных лигандов рецептора глюкокортикоидов. Pharmacol Ther. 2012; 134: 54–67. [PubMed] [Google Scholar] 88. Рамамурти С., Цидловски Дж. Изучение молекулярных механизмов действия рецепторов глюкокортикоидов от чувствительности к сопротивлению. Endocr Dev. 2013; 24: 41–56. DOI: 10,1159 / 000342502. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
Проблемы с фармакологией, осложнениями и практикой доставки
Ochsner J.2014 Лето; 14 (2): 203–207.
Уильям Эриксон-Нилсен
1 Отделение анестезиологии, Фонд клиники Окснера, Новый Орлеан, Луизиана
Алан Дэвид Кэй
2 Кафедры анестезиологии и фармакологии, Центр медицинских наук Университета штата Луизиана, Новый Орлеан, Луизиана
1 Отделение анестезиологии, Фонд клиники Окснера, Новый Орлеан, Луизиана
2 Кафедры анестезиологии и фармакологии, Центр медицинских наук Университета штата Луизиана, Новый Орлеан, Луизиана
Адресная корреспонденция Алану Дэвиду Кею, доктору медицины, профессору и заведующему кафедрой анестезиологии, профессору кафедры фармакологии Центра медицинских наук Университета штата Луизиана, 1542 Tulane Ave., Room 656, New Orleans, LA 70112, Tel: (504) 568-2319, Email: ude.cshusl@eyaka Copyright © Academic Division of Ochsner Clinic Foundation Эта статья цитируется в других статьях в PMC.
Abstract
Предпосылки
С момента своего открытия почти 80 лет назад стероиды сыграли важную роль в лечении многих болезненных состояний. Многие клинические роли стероидов связаны с их мощными противовоспалительными и иммуномодулирующими свойствами.
Методы
В этом обзоре резюмируются основные фармакологические аспекты, осложнения и практические вопросы применения стероидов.
Результаты
Клинически значимые побочные эффекты стероидов являются обычными и проблематичными. Побочные эффекты могут возникать в широком диапазоне доз и варьироваться в зависимости от пути введения. Полный спектр побочных эффектов может присутствовать даже у пациентов, принимающих низкие дозы.
Выводы
Практикующие должны знать, что эти препараты могут усугубить ранее существовавшее состояние или вызвать новое заболевание. Знание клинических последствий назначения этих агентов имеет решающее значение.
Ключевые слова: Гормоны коры надпочечников , сахарный диабет , Лекарственные побочные эффекты и побочные реакции , глюкокортикоиды , управление медикаментозной терапией , минералокортикоиды
ВВЕДЕНИЕ 1935 г. стероиды нашли широкое применение. Первоначально считалось, что эти изоляты надпочечников могут быть полезны только для пациентов, страдающих болезнью Аддисона.
1 Сегодня многие клинические роли стероидов связаны с их мощными противовоспалительными и иммуномодулирующими свойствами. Клинически значимые побочные эффекты стероидов распространены и проблематичны, от незначительного акне до синдрома Кушинга, который может привести к сахарному диабету и потенциально опасным для жизни сердечным заболеваниям, если их не лечить. 2 Побочные эффекты могут возникать в широком диапазоне доз и варьироваться в зависимости от пути введения. 1
Термин стероид применяется к широкому кругу молекул с различными физиологическими эффектами.В частности, кортикостероиды — это класс химических веществ, включающий как синтезированные в лаборатории, так и производимые естественным путем гормоны. Глюкокортикоиды в целом регулируют метаболизм и воспаление; минералокортикоиды регулируют уровень натрия и воды. Спектр кортикостероидов варьируется от эффектов исключительно глюкокортикоидов до эффектов исключительно минералокортикоидов, и стероидные соединения выбираются на основе их пригодности для данного лечения. Например, хотя соединение может обладать мощными противовоспалительными свойствами, оно может дополнительно обладать минералокортикоидной активностью, которая отрицательно влияет на кровяное давление.
МЕТАБОЛИЗМ КОРТИКОСТЕРОИДОВ И КЛИНИЧЕСКАЯ РОЛЬ
Хотя метаболизм кортикостероидов осложняется индукцией ферментов, связыванием белков, молекулярным взаимопревращением и взаимодействием с эндогенным кортизолом, кортикостероиды обычно метаболизируются печеночной системой P450. 3 Прямое нанесение (например, местное, внутрисуставное, ингаляционное или эпидуральное) этих агентов на участки воспаления обходит печень и ее эффект первого прохождения.
Хроническое пероральное применение глюкокортикоидов часто встречается у пациентов с ревматоидным артритом, хронической обструктивной болезнью легких, системной красной волчанкой, воспалительными заболеваниями кишечника и астмой. 4 Побочные эффекты хронического употребления включают синяки, мышечную слабость, увеличение веса, изменения кожи, нарушения сна, катаракту и патологические переломы. 4 Введение глюкокортикоидов может также иметь побочные психиатрические эффекты: расстройства настроения, беспокойство, делирий и паническое расстройство. Для лечения этих симптомов могут потребоваться психотропные препараты, но прогноз благоприятный после снижения или прекращения приема глюкокортикоидов. 5-7 Побочные эффекты наблюдаются у 90% пациентов, принимающих глюкокортикоиды более 60 дней. 4 Эти побочные эффекты, включая более серьезные переломы и катаракту, возникают даже у пациентов, принимающих низкие (≤7,5 мг / сут) дозы. 4,8
Глюкокортикоиды влияют на минерализацию костей, ингибируя абсорбцию кальция в желудочно-кишечном тракте и изменяя производство сигнальных молекул, способствующих резорбции кости. 8 Рекомендации по профилактике остеопении, вызванной глюкокортикоидами, и ее последующих осложнений и сопутствующих заболеваний включают добавление кальция с витамином D в дозах глюкокортикоидов ≥5 мг / сут и начало приема бисфосфонатов при показаниях денсиометрической оценки. 8
Из-за своего воздействия на инсулинорезистентность глюкокортикоиды являются наиболее частой причиной медикаментозного сахарного диабета. 9 Рекомендации по скринингу с использованием глюкозы натощак ≥126 мг / дл или HbA1c ≥6,5% подходят для диагностики стероид-индуцированного диабета; однако, согласно рекомендациям Американской диабетической ассоциации, результаты следует подтверждать повторным тестированием. 9 Управление аналогично сахарному диабету 2 типа; Варианты лечения прогрессируют от одного агента к двойному агенту, а затем к инсулину ± другому агенту, в зависимости от измерения уровня глюкозы натощак и контроля уровня глюкозы. 9 У пациентов с ранее существовавшим диабетом уровень сахара в крови следует измерять чаще, чем у пациентов без ранее существовавшего диабета, и следует корректировать прием лекарств для поддержания адекватного контроля. 9
Синдром Кушинга и подавление надпочечников наблюдались у пациентов, принимающих пероральные, внутрисуставные, эпидуральные, ингаляционные, назальные, глазные и местные глюкокортикоидные препараты. 8,9 Эти побочные эффекты становятся более вероятными при более продолжительном лечении и более высоких дозировках. 8,9
Активность минералокортикоидов вызывает задержку натрия и свободной воды и выведение калия. 2 Нарушения в производстве минералокортикоидов могут проявляться аномалиями в любой из этих областей. Гипонатриемия, гиперкалиемия и гипотензия в различной степени присутствуют при состояниях дефицита минералокортикоидов (например, различных врожденных гиперплазиях надпочечников и дефиците альдостерон-синтазы), тогда как обратное присутствует при состояниях избытка минералокортикоидов (например, при синдроме Конна).Поскольку эндогенные глюкокортикоиды также обладают активностью в отношении рецепторов минералокортикоидов, признаки и симптомы избытка минералокортикоидов можно увидеть в случаях избыточной продукции глюкокортикоидов (например, синдром Кушинга). 2
КОРТИКОСТЕРОИДНЫЕ ПРЕПАРАТЫ
Инъекции стероидов связаны с побочными эффектами, связанными с дозировкой, продолжительностью приема, добавленными ингредиентами или загрязнителями и размером частиц. Твердые стероиды представляют теоретический риск закупорки сосудов в зависимости от размера агрегатов твердых частиц. 10 Общие добавки к стероидным препаратам, такие как бензиловый спирт и этиленгликоль, упоминались в отчетах о случаях и исследованиях осложнений после эпидурального введения стероидов. 10,11 Дексаметазон и бетаметазон натрия фосфат представляют собой чистые жидкости, тогда как метилпреднизолон, триамцинолон и бетаметазон представляют собой растворы, и размер их частиц зависит от типа препарата и дозировки. Исследования показали, что трансфораминал дексаметазон столь же эффективен в дозе 4 мг, как и в дозах 8 мг и 12 мг, и что нечастичные стероидные препараты столь же эффективны, как и препараты в виде твердых частиц при лечении шейной корешковой боли. 12,13 Метилпреднизолон и триамцинолон — препараты, наиболее часто используемые для эпидуральных инъекций стероидов. Распространенными побочными эффектами эпидуральных инъекций стероидов являются парестезия, боль при инъекции, внутрисосудистая инъекция, кровотечение и дизестезия. 12 Наиболее серьезные осложнения эпидуральных инъекций стероидов связаны с внутрисосудистыми инъекциями. Внутриартериальные инъекции могут происходить даже при отрицательном аспирате и потенциально могут вызывать параплегию. 14 Хотя использование компьютерной томографии вместо традиционной рентгеноскопии обеспечивает лучшее изображение соответствующей анатомии, оно не гарантирует избежания этих побочных эффектов. 14
Кортикостероиды для местного применения (2,5% мазь, 0,1% мазь с триамцинолоном и 0,05% пена клобетазола пропионата) достигают более эффективных концентраций в коже, чем преднизон для перорального применения. 15 Побочные эффекты, включая истончение кожи, изменение цвета и системные эффекты, могут ожидаться при местном применении кортикостероидов и увеличиваться в зависимости от дозы. 16 Ингаляционные кортикостероиды превратились в основу терапии умеренной и тяжелой астмы.Эффективность и системная биодоступность варьируются в зависимости от молекулы кортикостероида и дозировки, но в целом системные эффекты сводятся к минимуму при правильном применении. 17 Общие побочные эффекты ингаляционных кортикостероидов включают раздражение десен и кандидоз полости рта, а также многие системные эффекты, связанные с использованием кортикостероидов. 17,18
Флудрокортизон — синтетический кортикостероид, обладающий мощным минералокортикоидным действием. 2 Он использовался клинически для достижения минералокортикоидных эффектов задержки натрия и воды в случаях церебрального солевого истощения, ортостатической гипотензии и недостаточности коры надпочечников при болезни Аддисона. 19-21 Потеря калия является частым побочным эффектом при введении флудрокортизона, поэтому следует контролировать уровень электролитов, пока пациенту вводят флудрокортизон. 21
Эффективность кортикостероидов широко варьируется, при этом синтетические соединения обычно сохраняют большую противовоспалительную активность и более слабые солеудерживающие свойства; эти потенции кратко описаны в.
Табл.
Базовая эффективность, продолжительность действия и эквивалентная доза типичных стероидных препаратов
МЕХАНИСТИЧЕСКАЯ ФАРМАКОЛОГИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ СТЕРОИДОВ
Противовоспалительные свойства стероидов объясняются их ингибирующим действием на действие фосфолипазы А2, критического фермента производство воспалительных соединений. 22 Исследования показали, что стероиды влияют на экспрессию, трансляцию и ферментативную активность генов. 23 Короче говоря, они вызывают свои физиологические эффекты через множество биохимических путей. 23 Один из таких путей — индукция выработки белков, называемых липокортинами. Глюкокортикоиды препятствуют выработке медиаторов воспаления, таких как лейкотриены и простагландины, и эффективно останавливают каскад воспалительных процессов. 22,24 Как показывают их разнообразные побочные эффекты, глюкокортикоиды могут влиять на многие системы организма.Через регуляцию отрицательной обратной связи оси гипоталамус-гипофиз-надпочечники (HPA) экзогенные глюкокортикоиды могут напрямую вызывать гипопитуитаризм (болезнь Аддисона). 2,25 Их действие на метаболизм глюкозы может повышать инсулинорезистентность тканей и повышать уровень глюкозы натощак. 2,25 Глюкокортикоиды могут действовать непосредственно на остеокласты, влиять на резорбцию костей и уменьшать всасывание кальция в желудочно-кишечном тракте, что приводит к остеопении и остеопорозу. 2,25
Из-за широкомасштабного воздействия глюкокортикоидов на организм пациента и, в частности, на ось HPA, практикующий врач должен соблюдать осторожность при прекращении их приема.Если стероиды применялись менее 1 недели, их можно прекратить без снижения дозы. Для дозировки продолжительностью 1-3 недели постепенное снижение дозы должно основываться на клинических условиях и заболевании, от которого было прописано лекарство. 9 Когда пациент принимал глюкокортикоиды более 3 недель, цель практикующего врача — быстрое снижение дозы до физиологических, а затем медленное снижение дозировки при оценке функции надпочечников. 4 Для пациентов, которые принимают эквивалентные дозы 30 мг гидрокортизона ежедневно или у которых установлена дисфункция оси HPA и находится в состоянии стресса (например, серьезная операция, критическое заболевание, травма), рекомендуется повышенная доза стероидов (внутривенно или внутримышечно гидрокортизон). рекомендуется каждые 6 часов в течение 24 часов с последующим снижением дозы до предыдущей поддерживающей дозы на 50% в день. 25
Минералокортикоиды, эндогенно представленные альдостероном и дезоксикортикостероном, вызывают физиологические изменения, изменяя уровни электролитов (натрия и калия), вызывая изменения объема. 2 Вместо того, чтобы регулироваться осью HPA, как производство глюкокортикоидов, выработка минералокортикоидов в основном регулируется системой ренин-ангиотензин-альдостерон, хотя адренокортикотропный гормон, продукт оси HPA, действительно имеет минимальную активность в стимуляции высвобождения альдостерона. 2
СПОРЫ ПО СТЕРОИДНЫМ ПРЕПАРАТАМ
Недавние события, касающиеся как заболеваемости (всего 751 инфекция в 20 штатах по состоянию на октябрь 2013 г.), так и смертности (64 случая смерти за тот же период времени), связанных со стероидными соединениями, производимыми в Центре компаундирования Новой Англии (NECC) показывают, что побочные эффекты от инъекций стероидов выходят за рамки тех, которые можно объяснить физиологическими и фармакологическими свойствами глюкокортикоидов. 26 Глюкокортикоидные препараты, причастные к вспышке грибкового менингита по всей стране, были произведены в аптеке, производящей рецептуры, учреждении, которое не было ни лицензировано, ни проверено Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) для крупномасштабного фармацевтического производства, но находилось под контролем Государственный аптечный совет в Массачусетсе. 27 Традиционно врачи обращаются в местные аптеки для приготовления основных фармацевтических препаратов, которые либо не предлагаются в концентрации, необходимой для введения пациенту, либо несовместимы с конкретным путем введения. Исторически сложилось так, что аптеки-компаунды имели лицензию на производство этих лекарств для отдельных пациентов в количествах, подходящих для рецепта. 27 Врачи также обращаются к аптекам-рецепторам для производства лекарств для индивидуального введения пациентам, когда лекарства, одобренные FDA, недоступны через традиционные каналы распространения. 27 Такие фармацевтические препараты могут содержать те же активные ингредиенты, что и лекарства, одобренные FDA, но эффективность и концентрации активных ингредиентов сильно различаются (от 68,5% до 265,4%). 27 Хотя FDA рассматривает фармацевтические препараты как неутвержденные новые лекарственные средства из-за их непроверенного характера, недавние проверки аптек, производящих рецептуры, и соблюдение регулирующих их законов были сосредоточены на аптеках, эффективно действующих как компании-производители лекарств, которые распространяют свои составные фармацевтические препараты по всей стране. а не те, которые обслуживают отдельных пациентов на местном уровне, такие как NECC. 27
Многочисленные сообщения о грибковом менингите, возникшем после эпидуральной инъекции стероидов, вызвали инспекцию FDA аптек NECC и выявили ряд проблем с производственным процессом и оборудованием, от застойных луж воды в автоклавах до видимого обесцвечивания и роста грибков. вокруг объектов. 26,28 Исследование 321 отозванного флакона с метилпреднизолона ацетатом показало, что 100 из этих флаконов содержали видимые инородные тела. 28 Это открытие показывает, что, хотя врачи могут не играть непосредственной роли в производстве соединений, вводимых пациентам, они могут играть решающую роль в процессе контроля качества, просто глядя на соединения, которые они дают своим пациентам.
Законы, регулирующие состав аптек и их регулирование, были недавно пересмотрены с принятием Закона о качестве и безопасности лекарств, подписанного 27 ноября 2013 года. С этим новым законом и изменениями, внесенными в Федеральный закон о пищевых продуктах, лекарствах и косметических средствах (раздел 503A при условии освобождения аптек, готовящих рецептуры, от соблюдения действующих норм надлежащей производственной практики [CGMP], утверждения FDA перед выпуском на рынок и маркировки с соответствующими указаниями по применению), аптеки, производящие рецептуру, могут стать «объектами аутсорсинга» и подпадать под регулирование FDA. 29 Новые законы обязывают аптеки-компаунды соблюдать требования CGMP, проверять их FDA по графику, основанному на оценке рисков, если они являются «аутсорсинговыми учреждениями», и сообщать FDA о побочных эффектах. 29
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
С момента своего открытия стероиды проникли почти во все отрасли медицины и могут применяться практически любым доступным путем. Эффекты от использования стероидов могут широко варьироваться, и полный спектр побочных эффектов может присутствовать даже у пациентов, принимающих низкие дозы.Практикующие должны знать, что препарат может усугубить ранее существовавшее состояние или вызвать новое заболевание. Знание клинических последствий назначения этих агентов имеет решающее значение.
Сноски
Авторы не имеют финансовой или имущественной заинтересованности в предмете данной статьи .
Эта статья соответствует требованиям Совета по аккредитации для последипломного медицинского образования и Американского совета по медицинским специальностям, поддерживающим сертификацию компетенций по уходу за пациентами и медицинским знаниям.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
2. Стюарт П.М., Крон Н.П. Кора надпочечников. В: Мелмед С., Полонский К., Ларсен П.Р., Кроненберг Х., редакторы. Учебник эндокринологии Вильямса . 12 -е изд. Филадельфия, Пенсильвания: Сондерс ;; 2011. В. ред. [Google Scholar] 3. Сюй Дж., Винклер Дж., Дерендорф Х. Фармакокинетический / фармакодинамический подход для прогнозирования общих концентраций преднизолона в плазме человека. J Pharmacokinet Pharmacodyn . 2007 июнь; 34 (3): 355–372. Epub 2007 23 февраля [PubMed] [Google Scholar] 4.Кертис Дж. Р., Вестфол А. О., Эллисон Дж. И др. Популяционная оценка побочных эффектов, связанных с длительным применением глюкокортикоидов. Rheum артрита . 15 июня 2006 г.; 55 (3): 420–426. [PubMed] [Google Scholar] 5. Kenna HA, Poon AW, de los Angeles CP, Koran LM. Психиатрические осложнения лечения кортикостероидами: обзор с описанием случая. Психиатрическая клиника Neurosci . 2011 Октябрь; 65 (6): 549–560. [PubMed] [Google Scholar] 6. Уоррингтон Т.П., Боствик Дж. М.. Психиатрические побочные эффекты кортикостероидов. Mayo Clin Proc . 2006 Октябрь; 81 (10): 1361–1367. [PubMed] [Google Scholar] 7. Паттен С.Б., Neutel CI. Побочные психиатрические эффекты, вызванные кортикостероидами: частота, диагностика и лечение. Лекарственная безопасность . 2000 Февраль; 22 (2): 111–122. [PubMed] [Google Scholar] 8. Перейра Р.М., Карвалью Дж. Ф., Каналис Э. Глюкокортикоид-индуцированный остеопороз при ревматических заболеваниях. Clinics (Сан-Паулу) 2010; 65 (11): 1197–1205. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 9. Lansang MC, Hustak LK. Глюкокортикоидный диабет и подавление надпочечников: как их обнаружить и лечить. Клив Клин Дж. Мед . 2011 ноя; 78 (11): 748–756. [PubMed] [Google Scholar] 10. Бензон Х.Т., Гиссен А.Дж., Стрихарц Г.Р., Аврам М.Дж., Ковино Б.Г. Влияние полиэтиленгликоля на нервные импульсы млекопитающих. Анест Аналг . 1987 июн; 66 (6): 553–559. [PubMed] [Google Scholar] 11. Craig DB, Habib GG. Вялый парапарез после акушерской эпидуральной анестезии: возможная роль бензилового спирта. Анест Аналг . Март-апрель 1977 г., 56 (2): 219–221. [PubMed] [Google Scholar] 12. Ахадиан Ф.М., МакГриви К., Шультейс Г.Поясничный трансфораминальный эпидуральный дексаметазон: проспективное рандомизированное двойное слепое исследование зависимости реакции от дозы. Reg Anesth Pain Med . 2011 ноябрь-декабрь; 36 (6): 572–578. [PubMed] [Google Scholar] 13. Дрейфус П., Бейкер Р., Богдук Н. Сравнительная эффективность цервикальных трансфораминальных инъекций с кортикостероидными препаратами в виде частиц и без частиц при шейной корешковой боли. Болеутоляющее . 2006 Май-июнь; 7 (3): 237–242. [PubMed] [Google Scholar] 14. Сомаяджи Х.С., Сайфуддин А., Кейси А.Т., Бриггс Т.В.Инфаркт спинного мозга после инъекции левого нервного корешка L2 под контролем терапевтической компьютерной томографии. Spine (Phila Pa 1976) 2005 15 февраля; 30 (4): E106 – E108. [PubMed] [Google Scholar] 15. McClain RW, Yentzer BA, Feldman SR. Сравнение концентраций в коже после местного и перорального лечения кортикостероидами: пересмотр лечения распространенных воспалительных дерматозов. J Препараты Дерматол . 2009 декабрь; 8 (12): 1076–1079. [PubMed] [Google Scholar] 16. Морли К. В., Динулос Дж. Г.. Обновленная информация о местном применении глюкокортикоидов у детей. Curr Opin Pediatr . 2012 февраль; 24 (1): 121–128. [PubMed] [Google Scholar] 17. Busse WW, Bleecker ER, Bateman ED, et al. Флутиказона фуроат продемонстрировал эффективность у пациентов с симптоматической астмой при лечении средними дозами ингаляционных кортикостероидов: 8-недельное рандомизированное плацебо-контролируемое исследование. Грудь . 2012 Янв; 67 (1): 35–41. Epub, 2011 г. 9 августа. [PubMed] [Google Scholar] 18. Доэрти Д.Е., Ташкин Д.П., Кервин Э. и др. Эффекты комбинированного препарата мометазона фуроата / формотерола фумарата с фиксированной дозой на хроническую обструктивную болезнь легких (ХОБЛ): результаты 52-недельного исследования фазы III с участием субъектов с ХОБЛ от умеренной до очень тяжелой степени. Int J Chron Obstruct Pulmon Dis . 2012; 7: 57–71. Epub 2012 3 февраля. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 19. Taplin CE, Cowell CT, Silink M, Ambler GR. Терапия флудрокортизоном при церебральной солевой недостаточности. Педиатрия . 2006 декабрь; 118 (6): e1904 – e1908. [PubMed] [Google Scholar] 20. Фрейтас Дж., Сантос Р., Азеведо Е., Коста О, Карвалью М., де Фрейтас А.Ф. Клиническое улучшение у пациентов с непереносимостью ортостатической ткани после лечения бисопрололом и флудрокортизоном. Clin Auton Res .2000 Октябрь; 10 (5): 293–299. [PubMed] [Google Scholar] 22. Валлнер Б.П., Матталиано Р.Дж., Хессион С. и др. Клонирование и экспрессия липокортина человека, ингибитора фосфолипазы А2 с потенциальной противовоспалительной активностью. Природа . 6–12 марта 1986 г., 320 (6057): 77–81. [PubMed] [Google Scholar] 23. Rhen T, Cidlowski JA. Противовоспалительное действие глюкокортикоидов — новые механизмы для старых лекарств. N Engl J Med . 2005 20 октября; 353 (16): 1711–1723. [PubMed] [Google Scholar] 24. Блэквелл Г.Дж., Карнуччио Р., Ди Роса М., Флауэр Р.Дж., Паренте Л., Персико П.Макрокортин: полипептид, вызывающий антифосфолипазный эффект глюкокортикоидов. Природа . 1980, 11 сентября; 287 (5778): 147–149. [PubMed] [Google Scholar] 25. Купер М.С., Стюарт П.М. Кортикостероидная недостаточность у больных в острой форме. N Engl J Med . 2003 20 февраля; 348 (8): 727–734. [PubMed] [Google Scholar]
Вопросы по фармакологии, осложнениям и практике
Охснер Дж. Лето 2014 г .; 14 (2): 203–207.
Уильям Эриксон-Нилсен
1 Отделение анестезиологии, Фонд клиники Окснера, Новый Орлеан, Луизиана
Алан Дэвид Кэй
2 Кафедры анестезиологии и фармакологии, Центр медицинских наук Университета штата Луизиана, Новый Орлеан, Луизиана
1 Отделение анестезиологии, Фонд клиники Окснера, Новый Орлеан, Луизиана
2 Кафедры анестезиологии и фармакологии, Центр медицинских наук Университета штата Луизиана, Новый Орлеан, Луизиана
Адресная корреспонденция Алану Дэвиду Кею, доктору медицины, профессору и заведующему кафедрой анестезиологии, профессору кафедры фармакологии Центра медицинских наук Университета штата Луизиана, 1542 Tulane Ave., Room 656, New Orleans, LA 70112, Tel: (504) 568-2319, Email: ude.cshusl@eyaka Copyright © Academic Division of Ochsner Clinic Foundation Эта статья цитируется в других статьях в PMC.
Abstract
Предпосылки
С момента своего открытия почти 80 лет назад стероиды сыграли важную роль в лечении многих болезненных состояний. Многие клинические роли стероидов связаны с их мощными противовоспалительными и иммуномодулирующими свойствами.
Методы
В этом обзоре резюмируются основные фармакологические аспекты, осложнения и практические вопросы применения стероидов.
Результаты
Клинически значимые побочные эффекты стероидов являются обычными и проблематичными. Побочные эффекты могут возникать в широком диапазоне доз и варьироваться в зависимости от пути введения. Полный спектр побочных эффектов может присутствовать даже у пациентов, принимающих низкие дозы.
Выводы
Практикующие должны знать, что эти препараты могут усугубить ранее существовавшее состояние или вызвать новое заболевание. Знание клинических последствий назначения этих агентов имеет решающее значение.
Ключевые слова: Гормоны коры надпочечников , сахарный диабет , Лекарственные побочные эффекты и побочные реакции , глюкокортикоиды , управление медикаментозной терапией , минералокортикоиды
ВВЕДЕНИЕ 1935 г. стероиды нашли широкое применение. Первоначально считалось, что эти изоляты надпочечников могут быть полезны только для пациентов, страдающих болезнью Аддисона.
1 Сегодня многие клинические роли стероидов связаны с их мощными противовоспалительными и иммуномодулирующими свойствами. Клинически значимые побочные эффекты стероидов распространены и проблематичны, от незначительного акне до синдрома Кушинга, который может привести к сахарному диабету и потенциально опасным для жизни сердечным заболеваниям, если их не лечить. 2 Побочные эффекты могут возникать в широком диапазоне доз и варьироваться в зависимости от пути введения. 1
Термин стероид применяется к широкому кругу молекул с различными физиологическими эффектами.В частности, кортикостероиды — это класс химических веществ, включающий как синтезированные в лаборатории, так и производимые естественным путем гормоны. Глюкокортикоиды в целом регулируют метаболизм и воспаление; минералокортикоиды регулируют уровень натрия и воды. Спектр кортикостероидов варьируется от эффектов исключительно глюкокортикоидов до эффектов исключительно минералокортикоидов, и стероидные соединения выбираются на основе их пригодности для данного лечения. Например, хотя соединение может обладать мощными противовоспалительными свойствами, оно может дополнительно обладать минералокортикоидной активностью, которая отрицательно влияет на кровяное давление.
МЕТАБОЛИЗМ КОРТИКОСТЕРОИДОВ И КЛИНИЧЕСКАЯ РОЛЬ
Хотя метаболизм кортикостероидов осложняется индукцией ферментов, связыванием белков, молекулярным взаимопревращением и взаимодействием с эндогенным кортизолом, кортикостероиды обычно метаболизируются печеночной системой P450. 3 Прямое нанесение (например, местное, внутрисуставное, ингаляционное или эпидуральное) этих агентов на участки воспаления обходит печень и ее эффект первого прохождения.
Хроническое пероральное применение глюкокортикоидов часто встречается у пациентов с ревматоидным артритом, хронической обструктивной болезнью легких, системной красной волчанкой, воспалительными заболеваниями кишечника и астмой. 4 Побочные эффекты хронического употребления включают синяки, мышечную слабость, увеличение веса, изменения кожи, нарушения сна, катаракту и патологические переломы. 4 Введение глюкокортикоидов может также иметь побочные психиатрические эффекты: расстройства настроения, беспокойство, делирий и паническое расстройство. Для лечения этих симптомов могут потребоваться психотропные препараты, но прогноз благоприятный после снижения или прекращения приема глюкокортикоидов. 5-7 Побочные эффекты наблюдаются у 90% пациентов, принимающих глюкокортикоиды более 60 дней. 4 Эти побочные эффекты, включая более серьезные переломы и катаракту, возникают даже у пациентов, принимающих низкие (≤7,5 мг / сут) дозы. 4,8
Глюкокортикоиды влияют на минерализацию костей, ингибируя абсорбцию кальция в желудочно-кишечном тракте и изменяя производство сигнальных молекул, способствующих резорбции кости. 8 Рекомендации по профилактике остеопении, вызванной глюкокортикоидами, и ее последующих осложнений и сопутствующих заболеваний включают добавление кальция с витамином D в дозах глюкокортикоидов ≥5 мг / сут и начало приема бисфосфонатов при показаниях денсиометрической оценки. 8
Из-за своего воздействия на инсулинорезистентность глюкокортикоиды являются наиболее частой причиной медикаментозного сахарного диабета. 9 Рекомендации по скринингу с использованием глюкозы натощак ≥126 мг / дл или HbA1c ≥6,5% подходят для диагностики стероид-индуцированного диабета; однако, согласно рекомендациям Американской диабетической ассоциации, результаты следует подтверждать повторным тестированием. 9 Управление аналогично сахарному диабету 2 типа; Варианты лечения прогрессируют от одного агента к двойному агенту, а затем к инсулину ± другому агенту, в зависимости от измерения уровня глюкозы натощак и контроля уровня глюкозы. 9 У пациентов с ранее существовавшим диабетом уровень сахара в крови следует измерять чаще, чем у пациентов без ранее существовавшего диабета, и следует корректировать прием лекарств для поддержания адекватного контроля. 9
Синдром Кушинга и подавление надпочечников наблюдались у пациентов, принимающих пероральные, внутрисуставные, эпидуральные, ингаляционные, назальные, глазные и местные глюкокортикоидные препараты. 8,9 Эти побочные эффекты становятся более вероятными при более продолжительном лечении и более высоких дозировках. 8,9
Активность минералокортикоидов вызывает задержку натрия и свободной воды и выведение калия. 2 Нарушения в производстве минералокортикоидов могут проявляться аномалиями в любой из этих областей. Гипонатриемия, гиперкалиемия и гипотензия в различной степени присутствуют при состояниях дефицита минералокортикоидов (например, различных врожденных гиперплазиях надпочечников и дефиците альдостерон-синтазы), тогда как обратное присутствует при состояниях избытка минералокортикоидов (например, при синдроме Конна).Поскольку эндогенные глюкокортикоиды также обладают активностью в отношении рецепторов минералокортикоидов, признаки и симптомы избытка минералокортикоидов можно увидеть в случаях избыточной продукции глюкокортикоидов (например, синдром Кушинга). 2
КОРТИКОСТЕРОИДНЫЕ ПРЕПАРАТЫ
Инъекции стероидов связаны с побочными эффектами, связанными с дозировкой, продолжительностью приема, добавленными ингредиентами или загрязнителями и размером частиц. Твердые стероиды представляют теоретический риск закупорки сосудов в зависимости от размера агрегатов твердых частиц. 10 Общие добавки к стероидным препаратам, такие как бензиловый спирт и этиленгликоль, упоминались в отчетах о случаях и исследованиях осложнений после эпидурального введения стероидов. 10,11 Дексаметазон и бетаметазон натрия фосфат представляют собой чистые жидкости, тогда как метилпреднизолон, триамцинолон и бетаметазон представляют собой растворы, и размер их частиц зависит от типа препарата и дозировки. Исследования показали, что трансфораминал дексаметазон столь же эффективен в дозе 4 мг, как и в дозах 8 мг и 12 мг, и что нечастичные стероидные препараты столь же эффективны, как и препараты в виде твердых частиц при лечении шейной корешковой боли. 12,13 Метилпреднизолон и триамцинолон — препараты, наиболее часто используемые для эпидуральных инъекций стероидов. Распространенными побочными эффектами эпидуральных инъекций стероидов являются парестезия, боль при инъекции, внутрисосудистая инъекция, кровотечение и дизестезия. 12 Наиболее серьезные осложнения эпидуральных инъекций стероидов связаны с внутрисосудистыми инъекциями. Внутриартериальные инъекции могут происходить даже при отрицательном аспирате и потенциально могут вызывать параплегию. 14 Хотя использование компьютерной томографии вместо традиционной рентгеноскопии обеспечивает лучшее изображение соответствующей анатомии, оно не гарантирует избежания этих побочных эффектов. 14
Кортикостероиды для местного применения (2,5% мазь, 0,1% мазь с триамцинолоном и 0,05% пена клобетазола пропионата) достигают более эффективных концентраций в коже, чем преднизон для перорального применения. 15 Побочные эффекты, включая истончение кожи, изменение цвета и системные эффекты, могут ожидаться при местном применении кортикостероидов и увеличиваться в зависимости от дозы. 16 Ингаляционные кортикостероиды превратились в основу терапии умеренной и тяжелой астмы.Эффективность и системная биодоступность варьируются в зависимости от молекулы кортикостероида и дозировки, но в целом системные эффекты сводятся к минимуму при правильном применении. 17 Общие побочные эффекты ингаляционных кортикостероидов включают раздражение десен и кандидоз полости рта, а также многие системные эффекты, связанные с использованием кортикостероидов. 17,18
Флудрокортизон — синтетический кортикостероид, обладающий мощным минералокортикоидным действием. 2 Он использовался клинически для достижения минералокортикоидных эффектов задержки натрия и воды в случаях церебрального солевого истощения, ортостатической гипотензии и недостаточности коры надпочечников при болезни Аддисона. 19-21 Потеря калия является частым побочным эффектом при введении флудрокортизона, поэтому следует контролировать уровень электролитов, пока пациенту вводят флудрокортизон. 21
Эффективность кортикостероидов широко варьируется, при этом синтетические соединения обычно сохраняют большую противовоспалительную активность и более слабые солеудерживающие свойства; эти потенции кратко описаны в.
Табл.
Базовая эффективность, продолжительность действия и эквивалентная доза типичных стероидных препаратов
МЕХАНИСТИЧЕСКАЯ ФАРМАКОЛОГИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ СТЕРОИДОВ
Противовоспалительные свойства стероидов объясняются их ингибирующим действием на действие фосфолипазы А2, критического фермента производство воспалительных соединений. 22 Исследования показали, что стероиды влияют на экспрессию, трансляцию и ферментативную активность генов. 23 Короче говоря, они вызывают свои физиологические эффекты через множество биохимических путей. 23 Один из таких путей — индукция выработки белков, называемых липокортинами. Глюкокортикоиды препятствуют выработке медиаторов воспаления, таких как лейкотриены и простагландины, и эффективно останавливают каскад воспалительных процессов. 22,24 Как показывают их разнообразные побочные эффекты, глюкокортикоиды могут влиять на многие системы организма.Через регуляцию отрицательной обратной связи оси гипоталамус-гипофиз-надпочечники (HPA) экзогенные глюкокортикоиды могут напрямую вызывать гипопитуитаризм (болезнь Аддисона). 2,25 Их действие на метаболизм глюкозы может повышать инсулинорезистентность тканей и повышать уровень глюкозы натощак. 2,25 Глюкокортикоиды могут действовать непосредственно на остеокласты, влиять на резорбцию костей и уменьшать всасывание кальция в желудочно-кишечном тракте, что приводит к остеопении и остеопорозу. 2,25
Из-за широкомасштабного воздействия глюкокортикоидов на организм пациента и, в частности, на ось HPA, практикующий врач должен соблюдать осторожность при прекращении их приема.Если стероиды применялись менее 1 недели, их можно прекратить без снижения дозы. Для дозировки продолжительностью 1-3 недели постепенное снижение дозы должно основываться на клинических условиях и заболевании, от которого было прописано лекарство. 9 Когда пациент принимал глюкокортикоиды более 3 недель, цель практикующего врача — быстрое снижение дозы до физиологических, а затем медленное снижение дозировки при оценке функции надпочечников. 4 Для пациентов, которые принимают эквивалентные дозы 30 мг гидрокортизона ежедневно или у которых установлена дисфункция оси HPA и находится в состоянии стресса (например, серьезная операция, критическое заболевание, травма), рекомендуется повышенная доза стероидов (внутривенно или внутримышечно гидрокортизон). рекомендуется каждые 6 часов в течение 24 часов с последующим снижением дозы до предыдущей поддерживающей дозы на 50% в день. 25
Минералокортикоиды, эндогенно представленные альдостероном и дезоксикортикостероном, вызывают физиологические изменения, изменяя уровни электролитов (натрия и калия), вызывая изменения объема. 2 Вместо того, чтобы регулироваться осью HPA, как производство глюкокортикоидов, выработка минералокортикоидов в основном регулируется системой ренин-ангиотензин-альдостерон, хотя адренокортикотропный гормон, продукт оси HPA, действительно имеет минимальную активность в стимуляции высвобождения альдостерона. 2
СПОРЫ ПО СТЕРОИДНЫМ ПРЕПАРАТАМ
Недавние события, касающиеся как заболеваемости (всего 751 инфекция в 20 штатах по состоянию на октябрь 2013 г.), так и смертности (64 случая смерти за тот же период времени), связанных со стероидными соединениями, производимыми в Центре компаундирования Новой Англии (NECC) показывают, что побочные эффекты от инъекций стероидов выходят за рамки тех, которые можно объяснить физиологическими и фармакологическими свойствами глюкокортикоидов. 26 Глюкокортикоидные препараты, причастные к вспышке грибкового менингита по всей стране, были произведены в аптеке, производящей рецептуры, учреждении, которое не было ни лицензировано, ни проверено Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) для крупномасштабного фармацевтического производства, но находилось под контролем Государственный аптечный совет в Массачусетсе. 27 Традиционно врачи обращаются в местные аптеки для приготовления основных фармацевтических препаратов, которые либо не предлагаются в концентрации, необходимой для введения пациенту, либо несовместимы с конкретным путем введения. Исторически сложилось так, что аптеки-компаунды имели лицензию на производство этих лекарств для отдельных пациентов в количествах, подходящих для рецепта. 27 Врачи также обращаются к аптекам-рецепторам для производства лекарств для индивидуального введения пациентам, когда лекарства, одобренные FDA, недоступны через традиционные каналы распространения. 27 Такие фармацевтические препараты могут содержать те же активные ингредиенты, что и лекарства, одобренные FDA, но эффективность и концентрации активных ингредиентов сильно различаются (от 68,5% до 265,4%). 27 Хотя FDA рассматривает фармацевтические препараты как неутвержденные новые лекарственные средства из-за их непроверенного характера, недавние проверки аптек, производящих рецептуры, и соблюдение регулирующих их законов были сосредоточены на аптеках, эффективно действующих как компании-производители лекарств, которые распространяют свои составные фармацевтические препараты по всей стране. а не те, которые обслуживают отдельных пациентов на местном уровне, такие как NECC. 27
Многочисленные сообщения о грибковом менингите, возникшем после эпидуральной инъекции стероидов, вызвали инспекцию FDA аптек NECC и выявили ряд проблем с производственным процессом и оборудованием, от застойных луж воды в автоклавах до видимого обесцвечивания и роста грибков. вокруг объектов. 26,28 Исследование 321 отозванного флакона с метилпреднизолона ацетатом показало, что 100 из этих флаконов содержали видимые инородные тела. 28 Это открытие показывает, что, хотя врачи могут не играть непосредственной роли в производстве соединений, вводимых пациентам, они могут играть решающую роль в процессе контроля качества, просто глядя на соединения, которые они дают своим пациентам.
Законы, регулирующие состав аптек и их регулирование, были недавно пересмотрены с принятием Закона о качестве и безопасности лекарств, подписанного 27 ноября 2013 года. С этим новым законом и изменениями, внесенными в Федеральный закон о пищевых продуктах, лекарствах и косметических средствах (раздел 503A при условии освобождения аптек, готовящих рецептуры, от соблюдения действующих норм надлежащей производственной практики [CGMP], утверждения FDA перед выпуском на рынок и маркировки с соответствующими указаниями по применению), аптеки, производящие рецептуру, могут стать «объектами аутсорсинга» и подпадать под регулирование FDA. 29 Новые законы обязывают аптеки-компаунды соблюдать требования CGMP, проверять их FDA по графику, основанному на оценке рисков, если они являются «аутсорсинговыми учреждениями», и сообщать FDA о побочных эффектах. 29
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
С момента своего открытия стероиды проникли почти во все отрасли медицины и могут применяться практически любым доступным путем. Эффекты от использования стероидов могут широко варьироваться, и полный спектр побочных эффектов может присутствовать даже у пациентов, принимающих низкие дозы.Практикующие должны знать, что препарат может усугубить ранее существовавшее состояние или вызвать новое заболевание. Знание клинических последствий назначения этих агентов имеет решающее значение.
Сноски
Авторы не имеют финансовой или имущественной заинтересованности в предмете данной статьи .
Эта статья соответствует требованиям Совета по аккредитации для последипломного медицинского образования и Американского совета по медицинским специальностям, поддерживающим сертификацию компетенций по уходу за пациентами и медицинским знаниям.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
2. Стюарт П.М., Крон Н.П. Кора надпочечников. В: Мелмед С., Полонский К., Ларсен П.Р., Кроненберг Х., редакторы. Учебник эндокринологии Вильямса . 12 -е изд. Филадельфия, Пенсильвания: Сондерс ;; 2011. В. ред. [Google Scholar] 3. Сюй Дж., Винклер Дж., Дерендорф Х. Фармакокинетический / фармакодинамический подход для прогнозирования общих концентраций преднизолона в плазме человека. J Pharmacokinet Pharmacodyn . 2007 июнь; 34 (3): 355–372. Epub 2007 23 февраля [PubMed] [Google Scholar] 4.Кертис Дж. Р., Вестфол А. О., Эллисон Дж. И др. Популяционная оценка побочных эффектов, связанных с длительным применением глюкокортикоидов. Rheum артрита . 15 июня 2006 г.; 55 (3): 420–426. [PubMed] [Google Scholar] 5. Kenna HA, Poon AW, de los Angeles CP, Koran LM. Психиатрические осложнения лечения кортикостероидами: обзор с описанием случая. Психиатрическая клиника Neurosci . 2011 Октябрь; 65 (6): 549–560. [PubMed] [Google Scholar] 6. Уоррингтон Т.П., Боствик Дж. М.. Психиатрические побочные эффекты кортикостероидов. Mayo Clin Proc . 2006 Октябрь; 81 (10): 1361–1367. [PubMed] [Google Scholar] 7. Паттен С.Б., Neutel CI. Побочные психиатрические эффекты, вызванные кортикостероидами: частота, диагностика и лечение. Лекарственная безопасность . 2000 Февраль; 22 (2): 111–122. [PubMed] [Google Scholar] 8. Перейра Р.М., Карвалью Дж. Ф., Каналис Э. Глюкокортикоид-индуцированный остеопороз при ревматических заболеваниях. Clinics (Сан-Паулу) 2010; 65 (11): 1197–1205. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 9. Lansang MC, Hustak LK. Глюкокортикоидный диабет и подавление надпочечников: как их обнаружить и лечить. Клив Клин Дж. Мед . 2011 ноя; 78 (11): 748–756. [PubMed] [Google Scholar] 10. Бензон Х.Т., Гиссен А.Дж., Стрихарц Г.Р., Аврам М.Дж., Ковино Б.Г. Влияние полиэтиленгликоля на нервные импульсы млекопитающих. Анест Аналг . 1987 июн; 66 (6): 553–559. [PubMed] [Google Scholar] 11. Craig DB, Habib GG. Вялый парапарез после акушерской эпидуральной анестезии: возможная роль бензилового спирта. Анест Аналг . Март-апрель 1977 г., 56 (2): 219–221. [PubMed] [Google Scholar] 12. Ахадиан Ф.М., МакГриви К., Шультейс Г.Поясничный трансфораминальный эпидуральный дексаметазон: проспективное рандомизированное двойное слепое исследование зависимости реакции от дозы. Reg Anesth Pain Med . 2011 ноябрь-декабрь; 36 (6): 572–578. [PubMed] [Google Scholar] 13. Дрейфус П., Бейкер Р., Богдук Н. Сравнительная эффективность цервикальных трансфораминальных инъекций с кортикостероидными препаратами в виде частиц и без частиц при шейной корешковой боли. Болеутоляющее . 2006 Май-июнь; 7 (3): 237–242. [PubMed] [Google Scholar] 14. Сомаяджи Х.С., Сайфуддин А., Кейси А.Т., Бриггс Т.В.Инфаркт спинного мозга после инъекции левого нервного корешка L2 под контролем терапевтической компьютерной томографии. Spine (Phila Pa 1976) 2005 15 февраля; 30 (4): E106 – E108. [PubMed] [Google Scholar] 15. McClain RW, Yentzer BA, Feldman SR. Сравнение концентраций в коже после местного и перорального лечения кортикостероидами: пересмотр лечения распространенных воспалительных дерматозов. J Препараты Дерматол . 2009 декабрь; 8 (12): 1076–1079. [PubMed] [Google Scholar] 16. Морли К. В., Динулос Дж. Г.. Обновленная информация о местном применении глюкокортикоидов у детей. Curr Opin Pediatr . 2012 февраль; 24 (1): 121–128. [PubMed] [Google Scholar] 17. Busse WW, Bleecker ER, Bateman ED, et al. Флутиказона фуроат продемонстрировал эффективность у пациентов с симптоматической астмой при лечении средними дозами ингаляционных кортикостероидов: 8-недельное рандомизированное плацебо-контролируемое исследование. Грудь . 2012 Янв; 67 (1): 35–41. Epub, 2011 г. 9 августа. [PubMed] [Google Scholar] 18. Доэрти Д.Е., Ташкин Д.П., Кервин Э. и др. Эффекты комбинированного препарата мометазона фуроата / формотерола фумарата с фиксированной дозой на хроническую обструктивную болезнь легких (ХОБЛ): результаты 52-недельного исследования фазы III с участием субъектов с ХОБЛ от умеренной до очень тяжелой степени. Int J Chron Obstruct Pulmon Dis . 2012; 7: 57–71. Epub 2012 3 февраля. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 19. Taplin CE, Cowell CT, Silink M, Ambler GR. Терапия флудрокортизоном при церебральной солевой недостаточности. Педиатрия . 2006 декабрь; 118 (6): e1904 – e1908. [PubMed] [Google Scholar] 20. Фрейтас Дж., Сантос Р., Азеведо Е., Коста О, Карвалью М., де Фрейтас А.Ф. Клиническое улучшение у пациентов с непереносимостью ортостатической ткани после лечения бисопрололом и флудрокортизоном. Clin Auton Res .2000 Октябрь; 10 (5): 293–299. [PubMed] [Google Scholar] 22. Валлнер Б.П., Матталиано Р.Дж., Хессион С. и др. Клонирование и экспрессия липокортина человека, ингибитора фосфолипазы А2 с потенциальной противовоспалительной активностью. Природа . 6–12 марта 1986 г., 320 (6057): 77–81. [PubMed] [Google Scholar] 23. Rhen T, Cidlowski JA. Противовоспалительное действие глюкокортикоидов — новые механизмы для старых лекарств. N Engl J Med . 2005 20 октября; 353 (16): 1711–1723. [PubMed] [Google Scholar] 24. Блэквелл Г.Дж., Карнуччио Р., Ди Роса М., Флауэр Р.Дж., Паренте Л., Персико П.Макрокортин: полипептид, вызывающий антифосфолипазный эффект глюкокортикоидов. Природа . 1980, 11 сентября; 287 (5778): 147–149. [PubMed] [Google Scholar] 25. Купер М.С., Стюарт П.М. Кортикостероидная недостаточность у больных в острой форме. N Engl J Med . 2003 20 февраля; 348 (8): 727–734. [PubMed] [Google Scholar]
Вопросы по фармакологии, осложнениям и практике
Охснер Дж. Лето 2014 г .; 14 (2): 203–207.
Уильям Эриксон-Нилсен
1 Отделение анестезиологии, Фонд клиники Окснера, Новый Орлеан, Луизиана
Алан Дэвид Кэй
2 Кафедры анестезиологии и фармакологии, Центр медицинских наук Университета штата Луизиана, Новый Орлеан, Луизиана
1 Отделение анестезиологии, Фонд клиники Окснера, Новый Орлеан, Луизиана
2 Кафедры анестезиологии и фармакологии, Центр медицинских наук Университета штата Луизиана, Новый Орлеан, Луизиана
Адресная корреспонденция Алану Дэвиду Кею, доктору медицины, профессору и заведующему кафедрой анестезиологии, профессору кафедры фармакологии Центра медицинских наук Университета штата Луизиана, 1542 Tulane Ave., Room 656, New Orleans, LA 70112, Tel: (504) 568-2319, Email: ude.cshusl@eyaka Copyright © Academic Division of Ochsner Clinic Foundation Эта статья цитируется в других статьях в PMC.
Abstract
Предпосылки
С момента своего открытия почти 80 лет назад стероиды сыграли важную роль в лечении многих болезненных состояний. Многие клинические роли стероидов связаны с их мощными противовоспалительными и иммуномодулирующими свойствами.
Методы
В этом обзоре резюмируются основные фармакологические аспекты, осложнения и практические вопросы применения стероидов.
Результаты
Клинически значимые побочные эффекты стероидов являются обычными и проблематичными. Побочные эффекты могут возникать в широком диапазоне доз и варьироваться в зависимости от пути введения. Полный спектр побочных эффектов может присутствовать даже у пациентов, принимающих низкие дозы.
Выводы
Практикующие должны знать, что эти препараты могут усугубить ранее существовавшее состояние или вызвать новое заболевание. Знание клинических последствий назначения этих агентов имеет решающее значение.
Ключевые слова: Гормоны коры надпочечников , сахарный диабет , Лекарственные побочные эффекты и побочные реакции , глюкокортикоиды , управление медикаментозной терапией , минералокортикоиды
ВВЕДЕНИЕ 1935 г. стероиды нашли широкое применение. Первоначально считалось, что эти изоляты надпочечников могут быть полезны только для пациентов, страдающих болезнью Аддисона.
1 Сегодня многие клинические роли стероидов связаны с их мощными противовоспалительными и иммуномодулирующими свойствами. Клинически значимые побочные эффекты стероидов распространены и проблематичны, от незначительного акне до синдрома Кушинга, который может привести к сахарному диабету и потенциально опасным для жизни сердечным заболеваниям, если их не лечить. 2 Побочные эффекты могут возникать в широком диапазоне доз и варьироваться в зависимости от пути введения. 1
Термин стероид применяется к широкому кругу молекул с различными физиологическими эффектами.В частности, кортикостероиды — это класс химических веществ, включающий как синтезированные в лаборатории, так и производимые естественным путем гормоны. Глюкокортикоиды в целом регулируют метаболизм и воспаление; минералокортикоиды регулируют уровень натрия и воды. Спектр кортикостероидов варьируется от эффектов исключительно глюкокортикоидов до эффектов исключительно минералокортикоидов, и стероидные соединения выбираются на основе их пригодности для данного лечения. Например, хотя соединение может обладать мощными противовоспалительными свойствами, оно может дополнительно обладать минералокортикоидной активностью, которая отрицательно влияет на кровяное давление.
МЕТАБОЛИЗМ КОРТИКОСТЕРОИДОВ И КЛИНИЧЕСКАЯ РОЛЬ
Хотя метаболизм кортикостероидов осложняется индукцией ферментов, связыванием белков, молекулярным взаимопревращением и взаимодействием с эндогенным кортизолом, кортикостероиды обычно метаболизируются печеночной системой P450. 3 Прямое нанесение (например, местное, внутрисуставное, ингаляционное или эпидуральное) этих агентов на участки воспаления обходит печень и ее эффект первого прохождения.
Хроническое пероральное применение глюкокортикоидов часто встречается у пациентов с ревматоидным артритом, хронической обструктивной болезнью легких, системной красной волчанкой, воспалительными заболеваниями кишечника и астмой. 4 Побочные эффекты хронического употребления включают синяки, мышечную слабость, увеличение веса, изменения кожи, нарушения сна, катаракту и патологические переломы. 4 Введение глюкокортикоидов может также иметь побочные психиатрические эффекты: расстройства настроения, беспокойство, делирий и паническое расстройство. Для лечения этих симптомов могут потребоваться психотропные препараты, но прогноз благоприятный после снижения или прекращения приема глюкокортикоидов. 5-7 Побочные эффекты наблюдаются у 90% пациентов, принимающих глюкокортикоиды более 60 дней. 4 Эти побочные эффекты, включая более серьезные переломы и катаракту, возникают даже у пациентов, принимающих низкие (≤7,5 мг / сут) дозы. 4,8
Глюкокортикоиды влияют на минерализацию костей, ингибируя абсорбцию кальция в желудочно-кишечном тракте и изменяя производство сигнальных молекул, способствующих резорбции кости. 8 Рекомендации по профилактике остеопении, вызванной глюкокортикоидами, и ее последующих осложнений и сопутствующих заболеваний включают добавление кальция с витамином D в дозах глюкокортикоидов ≥5 мг / сут и начало приема бисфосфонатов при показаниях денсиометрической оценки. 8
Из-за своего воздействия на инсулинорезистентность глюкокортикоиды являются наиболее частой причиной медикаментозного сахарного диабета. 9 Рекомендации по скринингу с использованием глюкозы натощак ≥126 мг / дл или HbA1c ≥6,5% подходят для диагностики стероид-индуцированного диабета; однако, согласно рекомендациям Американской диабетической ассоциации, результаты следует подтверждать повторным тестированием. 9 Управление аналогично сахарному диабету 2 типа; Варианты лечения прогрессируют от одного агента к двойному агенту, а затем к инсулину ± другому агенту, в зависимости от измерения уровня глюкозы натощак и контроля уровня глюкозы. 9 У пациентов с ранее существовавшим диабетом уровень сахара в крови следует измерять чаще, чем у пациентов без ранее существовавшего диабета, и следует корректировать прием лекарств для поддержания адекватного контроля. 9
Синдром Кушинга и подавление надпочечников наблюдались у пациентов, принимающих пероральные, внутрисуставные, эпидуральные, ингаляционные, назальные, глазные и местные глюкокортикоидные препараты. 8,9 Эти побочные эффекты становятся более вероятными при более продолжительном лечении и более высоких дозировках. 8,9
Активность минералокортикоидов вызывает задержку натрия и свободной воды и выведение калия. 2 Нарушения в производстве минералокортикоидов могут проявляться аномалиями в любой из этих областей. Гипонатриемия, гиперкалиемия и гипотензия в различной степени присутствуют при состояниях дефицита минералокортикоидов (например, различных врожденных гиперплазиях надпочечников и дефиците альдостерон-синтазы), тогда как обратное присутствует при состояниях избытка минералокортикоидов (например, при синдроме Конна).Поскольку эндогенные глюкокортикоиды также обладают активностью в отношении рецепторов минералокортикоидов, признаки и симптомы избытка минералокортикоидов можно увидеть в случаях избыточной продукции глюкокортикоидов (например, синдром Кушинга). 2
КОРТИКОСТЕРОИДНЫЕ ПРЕПАРАТЫ
Инъекции стероидов связаны с побочными эффектами, связанными с дозировкой, продолжительностью приема, добавленными ингредиентами или загрязнителями и размером частиц. Твердые стероиды представляют теоретический риск закупорки сосудов в зависимости от размера агрегатов твердых частиц. 10 Общие добавки к стероидным препаратам, такие как бензиловый спирт и этиленгликоль, упоминались в отчетах о случаях и исследованиях осложнений после эпидурального введения стероидов. 10,11 Дексаметазон и бетаметазон натрия фосфат представляют собой чистые жидкости, тогда как метилпреднизолон, триамцинолон и бетаметазон представляют собой растворы, и размер их частиц зависит от типа препарата и дозировки. Исследования показали, что трансфораминал дексаметазон столь же эффективен в дозе 4 мг, как и в дозах 8 мг и 12 мг, и что нечастичные стероидные препараты столь же эффективны, как и препараты в виде твердых частиц при лечении шейной корешковой боли. 12,13 Метилпреднизолон и триамцинолон — препараты, наиболее часто используемые для эпидуральных инъекций стероидов. Распространенными побочными эффектами эпидуральных инъекций стероидов являются парестезия, боль при инъекции, внутрисосудистая инъекция, кровотечение и дизестезия. 12 Наиболее серьезные осложнения эпидуральных инъекций стероидов связаны с внутрисосудистыми инъекциями. Внутриартериальные инъекции могут происходить даже при отрицательном аспирате и потенциально могут вызывать параплегию. 14 Хотя использование компьютерной томографии вместо традиционной рентгеноскопии обеспечивает лучшее изображение соответствующей анатомии, оно не гарантирует избежания этих побочных эффектов. 14
Кортикостероиды для местного применения (2,5% мазь, 0,1% мазь с триамцинолоном и 0,05% пена клобетазола пропионата) достигают более эффективных концентраций в коже, чем преднизон для перорального применения. 15 Побочные эффекты, включая истончение кожи, изменение цвета и системные эффекты, могут ожидаться при местном применении кортикостероидов и увеличиваться в зависимости от дозы. 16 Ингаляционные кортикостероиды превратились в основу терапии умеренной и тяжелой астмы.Эффективность и системная биодоступность варьируются в зависимости от молекулы кортикостероида и дозировки, но в целом системные эффекты сводятся к минимуму при правильном применении. 17 Общие побочные эффекты ингаляционных кортикостероидов включают раздражение десен и кандидоз полости рта, а также многие системные эффекты, связанные с использованием кортикостероидов. 17,18
Флудрокортизон — синтетический кортикостероид, обладающий мощным минералокортикоидным действием. 2 Он использовался клинически для достижения минералокортикоидных эффектов задержки натрия и воды в случаях церебрального солевого истощения, ортостатической гипотензии и недостаточности коры надпочечников при болезни Аддисона. 19-21 Потеря калия является частым побочным эффектом при введении флудрокортизона, поэтому следует контролировать уровень электролитов, пока пациенту вводят флудрокортизон. 21
Эффективность кортикостероидов широко варьируется, при этом синтетические соединения обычно сохраняют большую противовоспалительную активность и более слабые солеудерживающие свойства; эти потенции кратко описаны в.
Табл.
Базовая эффективность, продолжительность действия и эквивалентная доза типичных стероидных препаратов
МЕХАНИСТИЧЕСКАЯ ФАРМАКОЛОГИЯ И ФИЗИОЛОГИЯ СТЕРОИДОВ
Противовоспалительные свойства стероидов объясняются их ингибирующим действием на действие фосфолипазы А2, критического фермента производство воспалительных соединений. 22 Исследования показали, что стероиды влияют на экспрессию, трансляцию и ферментативную активность генов. 23 Короче говоря, они вызывают свои физиологические эффекты через множество биохимических путей. 23 Один из таких путей — индукция выработки белков, называемых липокортинами. Глюкокортикоиды препятствуют выработке медиаторов воспаления, таких как лейкотриены и простагландины, и эффективно останавливают каскад воспалительных процессов. 22,24 Как показывают их разнообразные побочные эффекты, глюкокортикоиды могут влиять на многие системы организма.Через регуляцию отрицательной обратной связи оси гипоталамус-гипофиз-надпочечники (HPA) экзогенные глюкокортикоиды могут напрямую вызывать гипопитуитаризм (болезнь Аддисона). 2,25 Их действие на метаболизм глюкозы может повышать инсулинорезистентность тканей и повышать уровень глюкозы натощак. 2,25 Глюкокортикоиды могут действовать непосредственно на остеокласты, влиять на резорбцию костей и уменьшать всасывание кальция в желудочно-кишечном тракте, что приводит к остеопении и остеопорозу. 2,25
Из-за широкомасштабного воздействия глюкокортикоидов на организм пациента и, в частности, на ось HPA, практикующий врач должен соблюдать осторожность при прекращении их приема.Если стероиды применялись менее 1 недели, их можно прекратить без снижения дозы. Для дозировки продолжительностью 1-3 недели постепенное снижение дозы должно основываться на клинических условиях и заболевании, от которого было прописано лекарство. 9 Когда пациент принимал глюкокортикоиды более 3 недель, цель практикующего врача — быстрое снижение дозы до физиологических, а затем медленное снижение дозировки при оценке функции надпочечников. 4 Для пациентов, которые принимают эквивалентные дозы 30 мг гидрокортизона ежедневно или у которых установлена дисфункция оси HPA и находится в состоянии стресса (например, серьезная операция, критическое заболевание, травма), рекомендуется повышенная доза стероидов (внутривенно или внутримышечно гидрокортизон). рекомендуется каждые 6 часов в течение 24 часов с последующим снижением дозы до предыдущей поддерживающей дозы на 50% в день. 25
Минералокортикоиды, эндогенно представленные альдостероном и дезоксикортикостероном, вызывают физиологические изменения, изменяя уровни электролитов (натрия и калия), вызывая изменения объема. 2 Вместо того, чтобы регулироваться осью HPA, как производство глюкокортикоидов, выработка минералокортикоидов в основном регулируется системой ренин-ангиотензин-альдостерон, хотя адренокортикотропный гормон, продукт оси HPA, действительно имеет минимальную активность в стимуляции высвобождения альдостерона. 2
СПОРЫ ПО СТЕРОИДНЫМ ПРЕПАРАТАМ
Недавние события, касающиеся как заболеваемости (всего 751 инфекция в 20 штатах по состоянию на октябрь 2013 г.), так и смертности (64 случая смерти за тот же период времени), связанных со стероидными соединениями, производимыми в Центре компаундирования Новой Англии (NECC) показывают, что побочные эффекты от инъекций стероидов выходят за рамки тех, которые можно объяснить физиологическими и фармакологическими свойствами глюкокортикоидов. 26 Глюкокортикоидные препараты, причастные к вспышке грибкового менингита по всей стране, были произведены в аптеке, производящей рецептуры, учреждении, которое не было ни лицензировано, ни проверено Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) для крупномасштабного фармацевтического производства, но находилось под контролем Государственный аптечный совет в Массачусетсе. 27 Традиционно врачи обращаются в местные аптеки для приготовления основных фармацевтических препаратов, которые либо не предлагаются в концентрации, необходимой для введения пациенту, либо несовместимы с конкретным путем введения. Исторически сложилось так, что аптеки-компаунды имели лицензию на производство этих лекарств для отдельных пациентов в количествах, подходящих для рецепта. 27 Врачи также обращаются к аптекам-рецепторам для производства лекарств для индивидуального введения пациентам, когда лекарства, одобренные FDA, недоступны через традиционные каналы распространения. 27 Такие фармацевтические препараты могут содержать те же активные ингредиенты, что и лекарства, одобренные FDA, но эффективность и концентрации активных ингредиентов сильно различаются (от 68,5% до 265,4%). 27 Хотя FDA рассматривает фармацевтические препараты как неутвержденные новые лекарственные средства из-за их непроверенного характера, недавние проверки аптек, производящих рецептуры, и соблюдение регулирующих их законов были сосредоточены на аптеках, эффективно действующих как компании-производители лекарств, которые распространяют свои составные фармацевтические препараты по всей стране. а не те, которые обслуживают отдельных пациентов на местном уровне, такие как NECC. 27
Многочисленные сообщения о грибковом менингите, возникшем после эпидуральной инъекции стероидов, вызвали инспекцию FDA аптек NECC и выявили ряд проблем с производственным процессом и оборудованием, от застойных луж воды в автоклавах до видимого обесцвечивания и роста грибков. вокруг объектов. 26,28 Исследование 321 отозванного флакона с метилпреднизолона ацетатом показало, что 100 из этих флаконов содержали видимые инородные тела. 28 Это открытие показывает, что, хотя врачи могут не играть непосредственной роли в производстве соединений, вводимых пациентам, они могут играть решающую роль в процессе контроля качества, просто глядя на соединения, которые они дают своим пациентам.
Законы, регулирующие состав аптек и их регулирование, были недавно пересмотрены с принятием Закона о качестве и безопасности лекарств, подписанного 27 ноября 2013 года. С этим новым законом и изменениями, внесенными в Федеральный закон о пищевых продуктах, лекарствах и косметических средствах (раздел 503A при условии освобождения аптек, готовящих рецептуры, от соблюдения действующих норм надлежащей производственной практики [CGMP], утверждения FDA перед выпуском на рынок и маркировки с соответствующими указаниями по применению), аптеки, производящие рецептуру, могут стать «объектами аутсорсинга» и подпадать под регулирование FDA. 29 Новые законы обязывают аптеки-компаунды соблюдать требования CGMP, проверять их FDA по графику, основанному на оценке рисков, если они являются «аутсорсинговыми учреждениями», и сообщать FDA о побочных эффектах. 29
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
С момента своего открытия стероиды проникли почти во все отрасли медицины и могут применяться практически любым доступным путем. Эффекты от использования стероидов могут широко варьироваться, и полный спектр побочных эффектов может присутствовать даже у пациентов, принимающих низкие дозы.Практикующие должны знать, что препарат может усугубить ранее существовавшее состояние или вызвать новое заболевание. Знание клинических последствий назначения этих агентов имеет решающее значение.
Сноски
Авторы не имеют финансовой или имущественной заинтересованности в предмете данной статьи .
Эта статья соответствует требованиям Совета по аккредитации для последипломного медицинского образования и Американского совета по медицинским специальностям, поддерживающим сертификацию компетенций по уходу за пациентами и медицинским знаниям.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
2. Стюарт П.М., Крон Н.П. Кора надпочечников. В: Мелмед С., Полонский К., Ларсен П.Р., Кроненберг Х., редакторы. Учебник эндокринологии Вильямса . 12 -е изд. Филадельфия, Пенсильвания: Сондерс ;; 2011. В. ред. [Google Scholar] 3. Сюй Дж., Винклер Дж., Дерендорф Х. Фармакокинетический / фармакодинамический подход для прогнозирования общих концентраций преднизолона в плазме человека. J Pharmacokinet Pharmacodyn . 2007 июнь; 34 (3): 355–372. Epub 2007 23 февраля [PubMed] [Google Scholar] 4.Кертис Дж. Р., Вестфол А. О., Эллисон Дж. И др. Популяционная оценка побочных эффектов, связанных с длительным применением глюкокортикоидов. Rheum артрита . 15 июня 2006 г.; 55 (3): 420–426. [PubMed] [Google Scholar] 5. Kenna HA, Poon AW, de los Angeles CP, Koran LM. Психиатрические осложнения лечения кортикостероидами: обзор с описанием случая. Психиатрическая клиника Neurosci . 2011 Октябрь; 65 (6): 549–560. [PubMed] [Google Scholar] 6. Уоррингтон Т.П., Боствик Дж. М.. Психиатрические побочные эффекты кортикостероидов. Mayo Clin Proc . 2006 Октябрь; 81 (10): 1361–1367. [PubMed] [Google Scholar] 7. Паттен С.Б., Neutel CI. Побочные психиатрические эффекты, вызванные кортикостероидами: частота, диагностика и лечение. Лекарственная безопасность . 2000 Февраль; 22 (2): 111–122. [PubMed] [Google Scholar] 8. Перейра Р.М., Карвалью Дж. Ф., Каналис Э. Глюкокортикоид-индуцированный остеопороз при ревматических заболеваниях. Clinics (Сан-Паулу) 2010; 65 (11): 1197–1205. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 9. Lansang MC, Hustak LK. Глюкокортикоидный диабет и подавление надпочечников: как их обнаружить и лечить. Клив Клин Дж. Мед . 2011 ноя; 78 (11): 748–756. [PubMed] [Google Scholar] 10. Бензон Х.Т., Гиссен А.Дж., Стрихарц Г.Р., Аврам М.Дж., Ковино Б.Г. Влияние полиэтиленгликоля на нервные импульсы млекопитающих. Анест Аналг . 1987 июн; 66 (6): 553–559. [PubMed] [Google Scholar] 11. Craig DB, Habib GG. Вялый парапарез после акушерской эпидуральной анестезии: возможная роль бензилового спирта. Анест Аналг . Март-апрель 1977 г., 56 (2): 219–221. [PubMed] [Google Scholar] 12. Ахадиан Ф.М., МакГриви К., Шультейс Г.Поясничный трансфораминальный эпидуральный дексаметазон: проспективное рандомизированное двойное слепое исследование зависимости реакции от дозы. Reg Anesth Pain Med . 2011 ноябрь-декабрь; 36 (6): 572–578. [PubMed] [Google Scholar] 13. Дрейфус П., Бейкер Р., Богдук Н. Сравнительная эффективность цервикальных трансфораминальных инъекций с кортикостероидными препаратами в виде частиц и без частиц при шейной корешковой боли. Болеутоляющее . 2006 Май-июнь; 7 (3): 237–242. [PubMed] [Google Scholar] 14. Сомаяджи Х.С., Сайфуддин А., Кейси А.Т., Бриггс Т.В.Инфаркт спинного мозга после инъекции левого нервного корешка L2 под контролем терапевтической компьютерной томографии. Spine (Phila Pa 1976) 2005 15 февраля; 30 (4): E106 – E108. [PubMed] [Google Scholar] 15. McClain RW, Yentzer BA, Feldman SR. Сравнение концентраций в коже после местного и перорального лечения кортикостероидами: пересмотр лечения распространенных воспалительных дерматозов. J Препараты Дерматол . 2009 декабрь; 8 (12): 1076–1079. [PubMed] [Google Scholar] 16. Морли К. В., Динулос Дж. Г.. Обновленная информация о местном применении глюкокортикоидов у детей. Curr Opin Pediatr . 2012 февраль; 24 (1): 121–128. [PubMed] [Google Scholar] 17. Busse WW, Bleecker ER, Bateman ED, et al. Флутиказона фуроат продемонстрировал эффективность у пациентов с симптоматической астмой при лечении средними дозами ингаляционных кортикостероидов: 8-недельное рандомизированное плацебо-контролируемое исследование. Грудь . 2012 Янв; 67 (1): 35–41. Epub, 2011 г. 9 августа. [PubMed] [Google Scholar] 18. Доэрти Д.Е., Ташкин Д.П., Кервин Э. и др. Эффекты комбинированного препарата мометазона фуроата / формотерола фумарата с фиксированной дозой на хроническую обструктивную болезнь легких (ХОБЛ): результаты 52-недельного исследования фазы III с участием субъектов с ХОБЛ от умеренной до очень тяжелой степени. Int J Chron Obstruct Pulmon Dis . 2012; 7: 57–71. Epub 2012 3 февраля. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 19. Taplin CE, Cowell CT, Silink M, Ambler GR. Терапия флудрокортизоном при церебральной солевой недостаточности. Педиатрия . 2006 декабрь; 118 (6): e1904 – e1908. [PubMed] [Google Scholar] 20. Фрейтас Дж., Сантос Р., Азеведо Е., Коста О, Карвалью М., де Фрейтас А.Ф. Клиническое улучшение у пациентов с непереносимостью ортостатической ткани после лечения бисопрололом и флудрокортизоном. Clin Auton Res .2000 Октябрь; 10 (5): 293–299. [PubMed] [Google Scholar] 22. Валлнер Б.П., Матталиано Р.Дж., Хессион С. и др. Клонирование и экспрессия липокортина человека, ингибитора фосфолипазы А2 с потенциальной противовоспалительной активностью. Природа . 6–12 марта 1986 г., 320 (6057): 77–81. [PubMed] [Google Scholar] 23. Rhen T, Cidlowski JA. Противовоспалительное действие глюкокортикоидов — новые механизмы для старых лекарств. N Engl J Med .