Внутриклеточная концентрация цАМФ

Внутриклеточная концентрация цАМФ зависит от взаимодействия нескольких факторов: активности аденилатциклазы, локализованной на поверхности клеточной мембраны и регулируемой гормонами; скоростью деградации под воздействием фосфодиэстеразы (цАМФ может активировать синтез этого фермента) и выходом цАМФ в межклеточное пространство.

В неопластически трансформированных клетках внутриклеточная концентрация цАМФ обычно в 2 — 10 раз меньше, чем в соответствующих нормальных прототипах.

Показано, что в предлейкозном периоде у мышей активность аденилатциклазы и уровень цАМФ даже несколько повышаются (Menahan, Kemp, 1976). Однако на более поздних этапах лейкозогенеза содержание цАМФ снижается вследствие резкого увеличения (в 2 — 4 раза) активности фосфодиэстеразы.

Вероятно, снижение внутриклеточного уровня цАМФ в клетках злокачественных новообразований скорее обусловлено ускоренным размножением клеток, чем переключением их на путь автоматизации.

Аналогичная картина, как известно, наблюдается при стимуляции пролиферации культур клеток путем добавления свежей сыворотки, тогда как с увеличением насыщенности культур в стационарной фазе роста концентрация цАМФ возрастает.

При этом необходимо учитывать, что в некоторых случаях были получены разноречивые результаты, если авторы этих экспериментов не учитывали специфику используемой сыворотки (Gionti, Lawrence, 1977).

Содержание цАМФ наиболее низкое в период митоза, причем в нормальных клетках этот показатель снижался в большей степени, чем в трансформированных клетках. Непосредственное действие цАМФ в качестве сигнала к делению в момент снижения уровня этого нуклеотида доказывается снятием стимулирующего митоз эффекта при действии протеаз или сыворотки в результате добавления дибутирил-цАМФ, но только в течение 3 мин после обработки протеазами.

Вместе с тем пока неясно, действительно ли во всех случаях изменение поверхности плазматических мембран приводит к изменению концентрации цАМФ. Не уточнено также, ассоциировано ли снижение внутриклеточного уровня цАМФ с аденилциклазой или фосфодиэстеразой или является следствием более интенсивной утилизации цАМФ в процессе митоза.

Наконец, не выяснен принципиальный вопрос, является ли изменение концентрации единственным или основным связывающим фактором между поверхностной мембраной и ядром клетки.

Предполагают, что значительное снижение содержания внутриклеточного цАМФ в период S- и М-фаз клеточного цикла является следствием возрастающей активности фосфодиэстеразы в эти периоды по сравнению с G₂-фазой.

С помощью дибутирил-цАМФ доказывается пусковая роль критической внутриклеточной концентрации цАМФ в переходе клеток из G₂-фазы в митоз.

После добавления дибутирил-цАМФ наблюдалась задержка пика митозов без изменения синтеза ДНК, в то время как удаление дибутирил-цАМФ из среды в конце S-фазы, наоборот, ускоряло пик митозов. На этом основании предполагают, что цАМФ регулирует клеточный цикл воздействием на процесс митоза.

Возможно, что и неопластическая трансформация клеток онковирусом также связана с изменением в системе аденилциклаза — фосфодиэстераза цАМФ, регулирующей уровень внутриклеточного цАМФ.

Поскольку цАМФ, очевидно, инициирует деление клеток, можно предполагать, что в трансформированных клетках из-за нарушения функционального контакта между ними это действие цАМФ «выпадает» вследствие неспособности клеток либо войти в соответствующий физико-химический контакт, либо образовать достаточную концентрацию цАМФ, или нарушения связи между инициированием S-фазы и цАМФ, или, наконец, наступлением этой фазы при концентрации цАМФ более высокой, чем в нормальных клетках.

Следует подчеркнуть, что в быстро растущих нормальных клетках уровень цАМФ значительно меньше, чем в медленно растущих.

Остановка роста клеток в культуре сопровождается резким увеличением концентрации цАМФ. Этого свойства полностью лишены злокачественно трансформированные клетки, в чем, по-видимому, заключается основной дефект регуляции их роста.

Правда, пока неясно, какой механизм обеспечивает постоянно низкий внутриклеточный уровень цАМФ и делает его независимым от воздействия окружающей среды.

«Механизмы вирусного онкогенеза»,
А.И.Агеенко