XVII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2025

Введение. Кальцитонины представляют собой группу пептидных гормонов, которые играют важную роль в регуляции кальциевого обмена в организме человека.

Изучение гормонов семейства кальцитонина имеет важное значение для клинической практики, поскольку нарушение их баланса может привести к различным заболеваниям, включая остеопороз и гиперкальциемию. В данной статье мы рассмотрим основные функции гормонов семейства кальцитонина, их потенциальное применение в медицине, а также различия между этими гормонами.

Цель исследования: изучить роль гормонов семейства кальцитонина в жизнедеятельности организма.

Материал и методы исследования: по данной теме проанализированы современные научные литературные источники, в том числе из баз данных Scopus, Web of Science, PubMed.

Результаты и их обсуждение:

В семейство кальцитонинов входят: прокальцитонин, кальцитонин, кокальцигенин (cgrp), катакальцин, амилин, адреномедуллин. Прокальцитонин (ПКТ) является прогормоном кальцитонина. ПКТ – это полипептид, состоящий из 116 аминокислот. Прокальцитонин образуется вследствие разделения препрогормона после проникновения в эндоплазматический ретикуллум. Далее в клетках прокальцитонин расщепляется под влиянием конвертазы на три молекулы: N-концевой фрагмент (N-концевой ПКТ), КТ и катакальцин. В свою очередь КТ представляет собой небольшой пептид (32 аминокислоты).

Синтез прокальцитонина (ПКТ) возрастает в ходе воспалительных процессов, спровоцированных бактериальными и грибковыми инфекциями, а также простейшими. При инфекциях ПКТ начинает производиться вне щитовидной железы (в нейтрофилах, моноцитах и лимфоцитах), а также увеличивается его синтез в печени, почках, адипоцитах и мышцах. При развитии инфекции молекула ПКТ выделяется в кровоток, при этом уровень и активность кальцитонина не повышается. Поэтому в данном случае ПКТ не следует рассматривать как предшественник кальцитонина. Внеклеточный, циркулирующий в крови ПКТ, в отличие от внутриклеточного, укорочен на 2 аминокислотных остатка. Важно отметить, что при вирусных инфекциях уровни ПКТ либо остаются неизменными, либо увеличиваются лишь незначительно. Повышение уровня ПКТ происходит вскоре после пикового увеличения уровня цитокинов. В норме концентрация ПКТ в плазме составляет менее 0,1 нг/мл. Уровни ПКТ при синдроме системного воспалительного ответа без инфекции как правило, менее 1 нг/мл. При локальных бактериальных инфекциях без системных проявлений уровень ПКТ возрастает незначительно (0,3–1,5 нг/мл). При септицемии уровень ПКТ повышен, обычно выше 2 нг/мл. Уровни ПКТ свыше 10 нг/мл наблюдаются почти исключительно у пациентов с тяжёлым сепсисом или септическим шоком, где они могут достигать 1000 нг/мл.

Рецепторы гормонов семейства кальцитонина представляют собой два трансмембранных рецептора, соединенных с G-белком: рецептор кальцитонина (CTR) и рецептор, подобный рецептору кальцитонина (CLR), которые могут димеризоваться с тремя разными одиночными трансмембранными белками, относящимися к семейству RAMP (белок, модифицирующий активность рецептора). Данные рецепторы обнаруживаются в остеокластах, остеобластах, моноцитах, почках, центральной нервной системе, нейроэндокринных клетках легких, плаценте, половых железах и печени. Существуют сплайс-варианты рецептора CTR (в зависимости от RAMP); они, в свою очередь, приводят к появлению вариантов рецептора амилина 1, 2, 3 типа (AM1R, AM2R, AM3R). В свою очередь существует два рецептора ADM – рецептор адреномедуллина-1 (ADM1R) и рецептор адреномедуллина-2 (ADM2R). Дисрегуляция работы ADM1R и ADM2R приводит к каскаду реакций между раковыми и стромальными клетками, что может привести к стимуляции микросреды, которая модулирует развитие опухоли.

Кальцитонин – это пептидный гормон, который состоит из 32 аминокислот, и продуцируется, в основном, C-клетками щитовидной железы. КТ человека содержит дисульфидный мостик (между первым и седьмым аминокислотными остатками), N-концевым цистеином и С- концевым пролинамидом.

К физиологическим эффектам кальцитонина и катакальцина относится: снижение секреции трипсина и амилазы; снижение секреции гастрина и соляной кислоты; снижение всасывания кальция; ингибирование резорбции костного вещества остеокластами; участие в процессах минерализации костной ткани; выраженное анальгетическое действие; подавление реабсорбции кальция и фосфатов. Кальцитонин может быть использован в качестве опухолевого маркера при медуллярном раке щитовидной железы, при котором может присутствовать высокий уровень кальцитонина, а повышенный уровень после операции может указывать на рецидив. Его можно применять к биопсийным образцам от подозреваемых поражений (например, лимфоаденопатии), чтобы выявить, являются ли они метастазами первичного рака.

Кокальцигенин – это убиквитарный пептид, обладающий вазодилатирующей и ноцицептивной активностью. Вазодилатирующее действие CGRP сопоставимо с уровнем действия брадикинина, а эффект подобен NO. Часто снижение синтеза CGRP в организме ассоциировано с развитием артериальной гипертензии. Имеет 2 изоформы. α-CGRP преобладает в центральной и периферической нервной системе, а β-CGRP — в энтеральной сенсорной системе. В бронхах, в зависимости от концентрации и состояния эпителия, он участвует в спазме гладких мышц. В ЦНС считается активатором симпатических центров гипоталамуса, подавляет пищевое поведение. В системе тройничного нерва CGRP высвобождается из нервных волокон, которые идут вдоль менингеальных, мозговых артерий и других кровеносных сосудов, а также в тройничном ганглии, поскольку почти половина нейронов в нем обладает иммунореактивностью к CGRP.

CGRP является одним из наиболее явных факторов, вызывающих мигрень, и приводит к появлению множества симптомов, схожих с мигренью. Хотя точная причина возникновения мигрени пока не установлена, исследования, проведенные за последние два десятилетия, подтвердили роль CGRP в патофизиологии этого заболевания. Современные гипотезы предполагают, что определенные факторы, способствующие развитию мигрени, ведут к первичной дисфункции сосудов головного мозга, проявляющейся их расширением. Эти сосуды иннервируются чувствительными волокнами тройничного нерва, и их расширение механически активирует периваскулярные чувствительные волокна, что приводит к болевому ответу, который передается в ствол головного мозга и далее в высшие центры. В результате происходит высвобождение вазоактивных пептидов, таких как субстанция P и CGRP из волокон тройничного нерва, что приводит к нейрогенному воспалению. Это воспаление, в свою очередь, усиливает активацию чувствительных окончаний тройничного нерва и выделение CGRP, что усиливает передачу болевых импульсов в мозг. Таким образом, избыточный синтез CGRP в сосудах головного мозга вызывает ощущение головной боли, характерное для мигрени.

Амилин – это полипептидный гормон, который вырабатывается преимущественно ß-клетками поджелудочной железы, в меньшей степени в легких, трахее, задних корешковых ганглиях, центральной нервной системе. Этот гормон является основным компонентом амилоидных отложений и, скорее всего, связан с развитием амилоидоза стромы при медуллярном раке щитовидной железы. Амилин оказывает действие в двух локализациях.

К внутрипанкреатическим влияниям амилина относятся: угнетение секреции инсулина и глюкагона, стимуляция высвобождения соматостатина, а также образование фибрилл амилоида. Эти фибриллы, накапливаясь внутри клеток, способствуют уменьшению числа ß-клеток, увеличивая процессы апоптоза или некроза, что, в свою очередь, ведёт к ускоренному развитию абсолютной инсулиновой недостаточности у пациентов с диабетом II типа.

Внепанкреатическое действие амилина проявляется значительным подавлением инсулинстимулированного синтеза гликогена и повышенного образования лактата в скелетных мышцах; умеренной анорексией и замедлением опорожнения желудка; ингибированием желудочной секреции; стимуляцией ренин-ангиотензин-альдостероновой системы; вазодилатацией и подавлением резорбции костной ткани.

Адреномедуллин – это гормон пептидной природы, обнаруживается преимущественно в сердечно-сосудистой системе (непосредственно в эндотелиальных и гладкомышечных клетках сосудистой стенки), мозговом веществе надпочечников, а также в легких, почках, печени и в ЦНС.

Основные свойства АДМ включают вазодилатацию, диуретические и натрийуретические эффекты, ингибирование апоптоза эндотелиальных клеток и индукцию ангиогенеза. Его синтез активируется при увеличении артериального давления. Вазодилатация и поддержание целостности сосудов являются ключевыми функциями АДМ. Его действие зависит от места расположения: АДМ находится как внутри сосудов, так и в интерстиции. Считается, что АДМ в сосудах улучшает сосудистую целостность и снижает их проницаемость, воздействуя на эндотелиальные клетки, тогда как интерстициальный АДМ вызывает вазодилатацию, влияя на гладкомышечные клетки сосудов независимо от эндотелия.

Кроме того, АДМ ингибирует РААС. Он действует как функциональный антагонист ангиотензина II, подавляя синтез альдостерона и защищая сердце от гипертрофии. Также АДМ уменьшает высвобождение АКТГ и участвует в регуляции проницаемости гематоэнцефалического барьера.

Выводы. Таким образом, к семейству кальцитонинов относятся прокальцитонин, кальцитонин, катакальцин, кокальцигенин, адреномедуллин, амилин. Роль гормонов семейства кальцитонинов многогранна и не ограничивается регуляцией уровня кальция в крови. Гормоны семейства кальцитонинов используются в диагностике таких заболеваний, как медуллярный рак щитовидной железы, сепсис, остеопороз, артериальная гипертензия, сахарный диабет, а также для лечения постменопаузального остеопороза, гиперкальциемии, метастазов в костях, болезни Пейджета и фантомной боли в конечности. Дальнейшие исследования представляют большой интерес, т.к. механизмы и эффекты семейства кальцитонинов изучены не полностью.

Список литературы:

1. Лычкова, А. Э. (2013). Нервная регуляция функции щитовидной железы. Вестник Российской академии медицинских наук, 68 (6), 49-55.

2. Шилина Наталия Михайловна, Сорокина Елена Юрьевна, Иванушкина Татьяна Александровна, Гмошинская Мария Владимировна, Сафронова Адиля Ильгизовна, & Конь Игорь Яковлевич (2017). Изучение полиморфизма rs11801197 гена рецептора кальцитонина (CALCR) у женщин и детей Москвы с различным уровнем костной прочности. Вопросы питания, 86 (1), 28-34. doi: 10.24411/0042-8833-2017-00017

3. Шевэ Анастасия, Бондаренко Екатерина Владимировна, Слащук Константин Юрьевич, Эбзеева Аминат Канаматовна, Вихирева Ксения Денисовна, & Бельцевич Дмитрий Германович (2024). СЕМЕЙСТВО КАЛЬЦИТОНИНА И ЭТИОЛОГИЧЕСКОЕ ПРОИСХОЖДЕНИЕ С-КЛЕТОК. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. Клиническая и экспериментальная тиреоидология, 20 (3), 4-13. doi: 10.14341/ket12805

4. Вельков В.В. Комплексная лабораторная диагностика системных инфекций и сепсиса: С-реактивный белок, прокальцитонин, пресепсин. 2015. 117 c.

5. Волков, В. П. (2014). Новые панкреатические гормоны: амилин (обзор литературы). Universum: медицина и фармакология, (11 (12)), 1.

6. Voors, A.A., Kremer, D., Geven, C., ter Maaten, J.M., Struck, J., Bergmann, A., Pickkers, P., Metra, M., Mebazaa, A., Düngen, H.-D. and Butler, J. (2019), Adrenomedullin in heart failure: pathophysiology and therapeutic application. Eur J Heart Fail, 21: 163-171.