powrót do spisu treści

powrót do listy numerów archiwalnych

powrót do strony głównej

Ginekologia

Inhibiny i aktywiny w rozmnażaniu

L. Rombauts*, D.L. Heały, Monash IVF, 185187 Hoddł, Monash IVF, 185—187 Hoddłe Street, Tłumaczył Jan Dobrowolski *Address correspondence to L.R.

W ostatnim dziesięcioleciu odkryto serię nowych białek gonadowych. Inhibiny i aktywiny należą do tej ciągle powiększającej się rodziny białek, która obejmuje substancję hamującą Mullera, nabłonkowy czynnik wzrostu (epidermal growth factor - EGF), transformujący czynnik wzrostu (TGF), insulinopodobny czynnik wzrostu (IGF). Stało się oczywiste, że regulacja gametogenezy nie może być dłużej tłumaczona tylko poprzez działanie steroidowych hormonów płciowych i dwóch gonadotropin, FSH i LH.

W artykule tym skoncentrowano się na białkach związanych z inhibiną. Zostanie w nim omówiona struktura tych białek, ich synteza i działanie, jak również znaczenie kliniczne.

HISTORIA

We wczesnych latach 20. zaobserwowano, że wybiórcze zniszczenie przez napromieniowanie nabłonka przewodów nasiennych w jądrach szczura spowodowało pojawienie się przerośniętych „komórek kastracyjnych" w przysadce. Prawie dziesięć lat później związek przyczynowy między wstrzyknięciem wodnego roztworu ekstraktu jąderi zniknięciem „komórek kastracyjnych" został zaproponowany przez McCullagha, który pierwszy nazwał badaną substancję hydrofilną „inhibiną". Ta hipoteza zachwiała długotrwałym przekonaniem, że substancje wydzielane przez przedni płat przysadki są modulowane wyłącznie przez rozpuszczalne w tłuszczach hormony gonadowe zwane steroidami.

Dopiero po identyfikacji dwóch gonadotropin, FSH i LH, a następnie rozwoju czułych metod radioimmunologicznych do oceny stężeń tych białek, pod koniec lat 60. badania nad tymi białkami uzyskały znaczenie. Nowe doświadczenia ujawniły, że rozpuszczalny w wodzie, niesteroidowy składnik męskiego płynu z gonad (plazma nasienia, wyciąg z jąder szczura) jest w stanie selektywnie zahamować uwalnianie z przysadki FSH in vivo.¹ Ostatecznym przełomem było odkrycie inhibiny w płynie pęcherzykowym jajnika krowy i świni i następnie jej oczyszczenie w 1985 r. Pytanie, czy inhibiną jajnikowa była identyczna z hydrofilną substancją z wyciągu z męskich gonad, opisaną przez McCullagha, zostało rozstrzygnięte dzięki oczyszczeniu inhibiny z płynu z jąder baranich w 1987 r. Charakterystyka chemiczna męskiej i żeńskiej inhibiny potwierdziła, że obie cząsteczki są identyczne.

Podczas oczyszczania inhibiny okazało się, że jeszcze dwa inne białka regulują uwalnianie FSH. Pierwsze, odkryte w 1986 r., okazało się biochemicznie podobne do inhibiny. Zgodnie z jego zdolnością do stymulowania uwalniania FSH zostało nazwane aktywiną.² Później została oczyszczona substancja o działaniu hamującym aktywność FSH, strukturalnie nie związana z inhibiną. Ten nowy związek został nazwany „białkiem hamującym FSH" (FSP) lub folistatyną i okazał się białkiem wiążącym aktywiny.³

Struktura aktywin i inhibin

Inhibiną jest heterodimerem glikoproteinowym. Początkowo dwie bioaktywne formy o masie cząsteczkowej (m.cz.) 58000 i 31000 zostały oczyszczone z płynu pęcherzykowego (rycina 1). Obie formy składają się z glikozylowanej alfa - podjednostki połączonej mostkiem dwusiarczkowym z jedną z dwóch różnych beta - podjednostek (betaA lub betaB). Powstałe inhibiny są odpowiednio oznaczane jako inhibina-A (alfa betaA) i inhibina-B (alfa betaB). Różnice w rozmiarach alfa - podjednostek tłumaczą różnice w masach cząsteczkowych bioaktywnych inhibin oczyszczonych z płynu pęcherzykowego.

Ryc. l. Główne formy ludzkiej inhibiny, aktywiny i ich różnych podjednostek. Ludzka alfa - podjednostka zawiera trzy potencjalne miejsca N-glikozylacji (O). W zależności od rozmiaru alfa - podjednostki można wyróżnić dwie inhibiny o różnej masie cząsteczkowej (m.cz.). Dimery inhibiny i aktywiny powstają przez połączenia mostkami dwusiarczkowymi (II)

Aktywiny są dimerami proteinowymi o m.cz. około 24000. Aktywina-A jest homodimerem dwóch dojrzałych betaA-podjednostek, aktywina-B jest homodimerem dwóch dojrzałych betaB-podjednostek, a aktywina-AB jest heterodimerową kombinacją beta A- z betaB-podjednostką.

Pomiędzy sekwencjami aminokwasów dwóch różnych beta - podjednostek inhibiny został stwierdzony wysoki stopień homologiczności (około 70%). Obecność 7 reszt cysteinowych w alfa - podjednostce inhbiny i 9 w beta-podjednostkach inhibiny/aktywiny podkreśla istotną homologię z innymi cząsteczkami z grupy TGF- beta.⁴

Z powodu istnienia prekursorów krążącej wolnej a-podjednostki, które ulegają reakcji krzyżowej w większości testów RIA na obecność inhibiny, przy interpretacji badań nad inhibina należy wykazać pewien stopień ostrożności. Z powodu tej interferencji istotne znaczenie ma dalszy rozwój wysoce specyficznych testów dla dimerycznych inhibin. Pochodzenie gonadowe inhibiny zostało wykazane przez fakt, że jej stężenie jest niewykrywalne ani w surowicy kastratów, ani po menopauzie.

Źródło i regulacja inhibiny i aktywiny

Gonady są ogólnie uznawane za główne źródło krążącej inibiny. Jednakże mRNAdla 3 podjednostek inhibiny są obecne w szerokiej gamie innych tkanek, takich jak nadnercza, przysadka, śledziona, szpik kostny i łożysko.⁵

^{Ryc. 2. Profile hormonalne dla inhibiny, estradiolu, progesteronu, LH i FSH w czasie cyklu miesiączkowego (adaptowane z 32 i 34)}

Jądra

W jądrach inhibina jest produkowana głównie przez komórki Sertoliego (rycina 2), a FSH jest głównym bodźcem do wydzielania inhibiny jądrowej. Jednakże LH i ludzka gonadotropina kosmówkowa (hCG) może również zwiększać stężenia krążącej inhibiny u mężczyzny.⁶ Skutkom działania LH i hCG można zapobiec, niszcząc selektywnie komórki Leydiga.⁷ Wytłumaczeniem mogłoby być to, że indukowany przez hCG wzrost inhibiny jest pośrednim wynikiem kaskady obejmującej komórki Leydiga (androgeny), komórki okotokanalikowe (czynnik P- Mod-S) i komórki Sertoliego (inhibina), jak pokazano na rycinie 3.

Ryc 3. Schemat działania endokrynnego. Parakrynnego i autokrynnego inhibiny i aktywiny u osobnika płci męskiej

Ryc 4. Schemat działania endokrynnego, parakrynnego i autokrynnego inhibiny i aktywiny u osobnika płci żeńskiej

Z drugiej strony, immunoaktywność inhibiny została wykryta w hodowlach oczyszczonych komórek Leydiga.⁸ Jednak nie wiadomo, czy wydzielana substancja odpowiada biologicznie aktywnej dimerowej inhibinie, czy tylko prekursorowi wolnej alfa - podjednostki.

Wiele danych wskazuje, że komórki rozrodcze są zaangażowane w miejscowej regulacji wydzielania inhibiny przez komórki Sertoliego. Na przykład wydzielanie inhibiny przez szczurze komórki Sertoliego jest zwiększone w obecności spermatyd.⁹ Ponadto, znaczny spadek stężenia inhibiny jest obserwowany in vivo, po chemicznym usunięciu późnych spermatyd.¹⁰

U mężczyzn inhibina jest wydzielana w dobowym rytmie z minimum o godzinie 22.00 i szczytem od godziny 7.00 do godziny 9.00.¹¹ Zmiany w fotoperiodzie i podanie melatoniny są w stanie zmienić stężenia krążącej inhibiny u baranów i efekt ten jest raczej wtórny do zmiany wydzielania FSH.¹² To sugeruje, że przynajmniej u zwierząt o rozrodczości sezonowej (bodźce zmysłowe) sensoryczne sygnały aferentne do centralnego układu nerwowego mogą wpływać na wydzielanie inhibiny w sposób bardziej złożony niż wcześniej przypuszczano.

Komórki Sertoliego są również źródłem aktywiny,¹³ ale z powodu braku wiarygodnych testów niewiele wiadomo o regulacji wydzielania aktywiny.

Jajnik

Komórka ziarnista jest podstawowym źródłem inhibiny i aktywiny w jajniku (ryć. 4). W czasie fazy folikularnej produkcja inhibiny jest regulowana przez FSH w sposób zależny od dawki.¹⁴ Podczas gdy pęcherzyk stopniowo dojrzewa, komórki ziarniste ulegają luteinizacji i stają się wrażliwe na LH/hCG. LH może w ten sposób stymulować wydzielanie inhibiny poprzez komórki ziarniste-luteinowe po uprzednim indukowaniu receptorów LH przez FSH.⁶

Obok tych wpływów endokrynnych, produkcja inhibiny w komórkach ziarnistych jest regulowana przez mediatory parakrynne (wydzielane hormony działają tylko na komórki sąsiednie). Wykazano, że EGF, TGF-a, interferon-y, androgeny i folistatyna hamują wydzielanie inhibiny stymulowanej przez FSH, podczas gdy aktywina, insulinopodobny czynnik wzrostu I (IGF-1) i TGF-beta są mediatorami parakrynnymi stymulującymi wydzielanie inhibiny.¹⁵

Biologiczne działanie inhibiny i aktywiny

Przysadka

Inhibina i aktywina były początkowo zidentyfikowane jako białka gonadowe o działaniu endokrynnym na przedni płat przysadki.^6,16 Zarówno inhibina-A, jak i inhibina-B głównie hamują wydzielanie FSH przez komórki gonadotropowe. Skutki działania różnych form aktywiny są przeciwstawne do efektów działania inhibiny. Ostatnio skutki działania inhibiny i aktywiny na przedni płat przysadki zostały potwierdzone w badaniach in vivo przez podanie inhibiny-A i aktywiny-A.¹⁷

Jest nierozstrzygnięte, czy stężenia aktywiny w surowicy krwi są wystarczająco duże, aby uzasadniać jej klasyfikację jako hormonu endokrynnego.¹⁸ Podjednostki inhibiny alfa- i betaB zostały jednak wykryte w komórkach gonadotropowych przysadki wskazując na to, że zarówno inhibina-B, jak i aktywina-B są produkowane lokalnie.¹⁹ Przekonywującego dowodu na parakrynną rolę aktywiny-B dostarczyła obserwacja, że dodanie neutralizujących przeciwciał monoklonalnych przeciw aktywinie-B do podłoża hodowli rozproszonych komórek gonadotropowych hamuje podstawowe uwalnianie PSH.²⁰

Warto nadmienić, że wydzielanie innych hormonów przysadkowych, takich jak prolaktyna, hormon wzrostu (GH) i adrenokortykotropina (ACTH) ulega zmniejszeniu pod wpływem aktywiny, co najmniej in vitro. Z drugiej strony uwalnianie oksytocyny przez jądro przykomorowe jest stymulowane w obecności aktywiny.⁶

Gonady

Chociaż inhibina i aktywina były początkowo pojmowane jako endokrynne modulatory przysadkowego wydzielania FSH, jest coraz więcej dowodów na to, że białka te mają również działanie wewnątrz gonad.^{2, 15} Razem z folistatyną, inhibina i aktywina są teraz uznawane za ważne regulatory miejscowe zaangażowane w proces dostrajania lokalnej kontroli jądrowej i jajnikowej sterydogenezy, rozwój komórek rozrodczych, przemianę pęcherzyków jajnika z fazy gonadotropino-niewrażliwej do gonadotropino-czułej i gonadotropino-zależnej.

Jądra

Podstawą dla wydzielanego czynnika, aby działał jako parakrynny modulator, jest obecność odpowiedniego receptora na przyległych komórkach. W jądrach miejsca receptorów dla inhibiny i aktywiny zaobserwowano zarówno na komórkach Sertoliego,jak i Leydiga.² Ponadto aktywina wiąże się z komórkami spermatogennymi, w szczególności z późnymi spermatocytami pierwszego rzędu i wczesnymi spermatydami,²¹ podczas gdy inhibina wiąże się z komórkami rozrodczymi na wszystkich etapach rozwoju.

Obecność specyficznych receptorów powierzchniowych na komórkach Leydiga umożliwia inhibinie i aktywinie modulowanie sterydogenezy. Inhibina zwiększa stymulowaną przez LH produkcję testosteronu,²³ podczas gdy aktywina zmniejsza indukowaną przez LH lub hCG produkcję testosteronu.^{23, 24}

Inne dowody sugerują, że inhibina i aktywina wpływają bezpośrednio na rozwój komórek rozrodczych.Częściowo oczyszczona inhibina zmniejsza liczby spermatogonii w jądrach myszy i chomików,²⁵ podczas gdy aktywina pobudza proliferację spermatogonii we wspólnych hodowlach komórek rozrodczych i komórek Sertoliego szczura.²⁶

Jajnik

W jajniku komórki ziarniste mają receptory zarówno dla inhibiny, jak i aktywiny.²⁷ Działanie autokrynne (wydzielony hormon działa na tę samą komórkę, która go wydzieliła) inhibiny było sugerowane, ale nigdy nie zostało potwierdzone.² Rola aktywin jako autokrynnych regulatorów różnicowania się komórek ziarnistych jest dobrze ustalona. Duża różnorodność oddziaływań aktywin sprawia jednak wiele kłopotów w wyjaśnianiu ich dokładnej roli. In vitro aktywina stymuluje indukcję receptorów FSH i torowaną przez FSH indukcję receptorów LH w hodowli komórek ziarnistych. Również in vitro aktywina powoduje wzrost produkcji inhibiny E2 i P4 (progesteron) przez komórki ziarniste. Wpływ działania aktywiny na produkcję progesteronu silnie zależy od fazy rozwoju pęcherzyków. W częściowo zróżnicowanych komórkach ziarnistych szczura aktywina stymuluje podstawową produkcję progesteronu. Z drugiej strony zarówno produkcja podstawowa, jak i stymulowana FSH są hamowane przez aktywinę w całkowicie zróżnicowanych komórkach ziarnistych dojrzałych pęcherzyków przedowulacyjnych. Folistatyną, białko wiążące aktywinę, łagodzi wiele oddziaływań aktywiny na komórki ziarniste, takich jak wzrost indukowanej przez FSH aktywności aromatazy i stymulacja produkcji inhibiny. Ponadto folistatyną może działać autonomicznie, zwiększając stymulowaną przez FSH produkcję P4.^2,15

Inhibina i aktywina, wydzielane przez komórki ziarniste, mają dodatkowe działanie jako modulatory parakrynne sterydogenezy tekalnej. Inhibina powoduje wzrost produkcji androgenów tekalnych, szczególnie w obecności IGF-1. Z drugiej strony aktywina zmniejsza stymulowaną przez LH i IGF-1 syntezę androgenów.²⁸

Aktywina i inhibina wchodzą w interakcje nie tylko w zakresie wydzielania endokrynnego, ale również z komórkami linii rozrodczej. Aktywina promuje dojrzewanie oocytów, jak wykazano przy rozwoju pęcherzyka jajnikowego. Inhibina z kolei antagonizuje efekt działania aktywiny, hamując rozpoczęcie pierwszego podziału mejotycznego.

Zaproponowano schematy, które próbują podsumować opublikowane rezultaty.¹⁵ Opierając się na badaniach immunocytochemicznych można powiedzieć, że aktywina jest obecna od wczesnych stadiów rozwoju pęcherzyków antralnych, podczas gdy inhibina wydaje się być produkowana tylko w dużych pęcherzykach antralnych. Przyjmuje się, że autokrynne pobudzenie receptorów FSH przez aktywinę oznacza początek rekrutacji pęcherzyków. W czasie wzrostu pęcherzyków stymulowanego przez FSH, aktywina wydaje się dalej regulować różnicowanie komórek ziarnistych i zapobiegać ich przedwczesnej luteinizacji. Inhibina, z drugiej strony, może być potrzebna, aby dostarczyć zróżnicowanym komórkom ziarnistym androgeny jako substraty do aromatyzacji. Zatem w późniejszych stadiach rozwoju pęcherzyków aktywina i inhibina mogą działać zgodnie, aby wspomagać wybór pęcherzyka dominującego. Folistatyna łagodzi większość działań aktywiny i może prowadzić do atrezji pęcherzyków niedominujących, a luteinizacji pęcherzyków dominujących.

Bardzo potrzebne są dalsze badania, aby potwierdzić nowe koncepcje na temat wewnątrzgonadowej regulacji folikulogenezy. Dalszych badań wymaga też rola inhibiny lutealnej.

Jednostka płodowo-łożyskowa

W ostatnich 5 latach spektrum działań parakrynnych i autokrynnych przysadki w tkankach ekstragonadowych ogromnie się powiększyło.¹⁸ Jak wspomniano wcześniej, mRNA kodujące różne podjednostki inhibiny znajdują się w szerokiej gamie tkanek obejmującej również płód i łożysko.⁵ Ta i inne dane wskazują na istotną rolę inhibiny i związanych z nią białek w czasie ciąży i rozwoju płodu.

Po pierwsze aktywina jest silnym czynnikiem indukującym mezodermę w czasie etapów wczesnego rozwoju zarodkowego.²⁹ Ponadto folistatyna, białko wiążące aktywinę w sposób wysoce specyficzny, odgrywa kluczową rolę we wczesnym rozwoju centralnego układu nerwowego.³⁰ Po drugie w wielu badaniach donosi się o inhibinie w późniejszych stadiach rozwoju płodu. Stężenia krążącej inhibiny są duże u noworodka urodzonego przedwcześnie i o czasie.³¹Gonady i nadnercza są ogólnie uznawane za główne źródła inhibiny u płodu. Poza tym łożysko jest kolejnym ważnym źródłem inhibiny wpływającym istotnie na stężenie inhibiny w surowicy matki. Podjednostki inhibiny są umiejscowione głównie w cytotrofoblaście, podczas gdy aktywina jest wykrywana szerzej w syncytiotrofoblaście, cytotrofoblaście, komórkach naskórka i w błonach płodowych.³²

Zarówno inhibina, jak i aktywina są modulatorami produkcji łożyskowego GnRH, progesteronu i hCG.

Dane kliniczne

Do chwili obecnej pomiary niewiele wniosły do diagnostycznej oceny niepłodnego mężczyzny, natomiast wiele interesujących ustaleń zostało ostatnio opublikowanych w dziedzinie ginekologii.

Cykl miesiączkowy

U normalnie miesiączkujących kobiet stężenie inhibiny zaczyna wzrastać pod koniec fazy pęcherzykowej (rycina 2), raptownie spada po owulacji i zaczyna wzrastać równolegle z estradiolem (E2) i progesteronem (P4) podczas wczesnej fazy lutealnej. Szczyt wydzielania inhibiny przypada na środek fazy lutealnej, ale szybko spada w następstwie zaniku ciałka żółtego w późnej fazie lutealnej. Kiedy ciałko żółte jest zachowane dzięki zapłodnieniu lub poprzez egzogenne podanie hCG, można zapobiec lub odwrócić spadek stężenia inhibiny.^6,33,34

Ekspotencjalny wzrost inhibiny pod koniec fazy folikularnej dobrze koreluje ze stężeniem estradiolu³⁵, podczas gdy lepsza korelacja z progesteronem występuje podczas fazy lutealnej.

W cyklach IVF inhibina koreluje ze stężeniem estradiolu i liczbą uzyskanych oocytów.³⁶ Jednak inhibina fazy folikularnej nie daje podstaw do prognozy o wyniku ciąży w cyklach IVF.³⁷

Pod koniec fazy lutealnej stężenie inhibiny w surowicy gwałtownie spada. W tym czasie FSH zaczyna rosnąć prowadząc do szczytu w środku cyklu, co - sądzi się - ma podstawowe znaczenie w rekrutacji nowej kohorty preantralnych pęcherzyków. Ujemna korelacja między stężeniem FSH i inhibiny pozostaje w zgodzie z hamującym wpływem inhibiny na funkcjonowanie przysadki. Czy jest to dowód na istnienie ujemnego sprzężenia zwrotnego między inhibina i FSH (lub jego brak), pozostaje przedmiotem kontrowersji.

Wiele badań wykazało, że wydzielanie estradiolu w fazie lutealnej może wpływać na krótkoterminową regulację wydzielania FSH w tym okresie. Jednak istnieje wiele dowodów wskazujących na to, że sprzężenie zwrotne krążącej inhibiny istnieje, prawdopodobnie pod postacią tonicznej modulacji podstawowych stężeń FSH.

Kuszące jest włączenie inhibiny do procesu patogenezy zespołu policystycznych jajników, ale jak dotąd jej rola w tej patologii nie została ustalona. Stężenie inhibiny w torbielowatych pęcherzykach tych pacjentek nie różni się od tego, które występuje w małych pęcherzykach antralnych u zdrowych kobiet,³⁸ co jest zgodne z zatrzymanym rozwojem pęcherzyków w zespole PCO. Ponadto stężenie inhibiny u pacjentek z zespołem PCO jest porównywalne ze spotykanym u zdrowych kobiet we wczesnej fazie folikularnej, co przemawiałoby przeciw roli inhibiny we wzroście indeksu LH/FSH obserwowanym u pacjentek z zespołem PCO.³⁹

Ciąża

Łożysko jest kolejnym ważnym źródłem inhibiny.Stężenia inhibiny w surowicy matki rosną do pierwszego maksimum współistniejąc ze szczytem hCG, następnie maleją w połowie ciąży, aby ponownie zacząć rosnąć pod koniec ciąży.⁴⁰ Ciąże mnogie charakteryzują się dużymi stężeniami inhibiny w surowicy. Z drugiej strony ciąże bez zarodka - puste jaja płodowe, ciąże ektopowe, zagrażające poronienia skojarzone są z małymi stężeniami inhibiny,⁴¹ co wskazuje, że inhibina może być przydatna w monitorowaniu ciąż wysokiego ryzyka w pierwszym trymestrze. Interesujące jest to, że poziomy inhibiny są istotnie podwyższone w ciążach z zaśniadem groniastym.⁴² W przeciwieństwie do hCG klirens inhibiny jest wysoki. Może się to okazać pożyteczne w obserwacji po chirurgicznym leczeniu zaśniadu groniastego - seryjne oznaczenia inhibiny szybciej wykryją przetrwałą chorobę trofoblastyczną.

W ciążach z zespołem Downa stężenie immunore aktywnej inhibiny w surowicy matki jest istotnie wyższe niż w ciążach chromosomalnie prawidłowych. Jednakże jej stężenia obserwowane w pierwszym trymestrze nie pozwalają na wykrycie (przewidywanie) anomalii chromosomowych, co ogranicza jej przydatność jako potencjalnego biochemicznego wskaźnika przesiewowego.⁴³

Guzy jajnika

Ostatnio pojawiło się kliniczne zastosowanie dla oznaczeń inhibiny w onkologii ginekologicznej. Obok ciąż zaśniadowych zwiększone stężenia inhibiny w surowicy były obserwowane w pewnych nowotworach jajnika. Granulosa celi tumors, na przykład, produkują duże ilości inhibiny.⁴⁴ Całkowite wycięcie chirurgiczne tych guzów prowadzi do normalizacji poziomów inhibiny.U jednej pacjentki stężenie inhibiny zaczęło się zwiększać ponownie na kilka miesięcy przed wykryciem w tomografii komputerowej przerzutów w wątrobie. Stężenia krążącej inhibiny są również podwyższone w innych typach nowotworów jajnika. Bardziej interesujący jest fakt, że inhibina wydaje się być szczególnie przydatnym markerem dla torbieli śluzowych o granicznej złośliwości.⁴⁵ Ma to istotne znaczenie kliniczne, ponieważ CA-125, szeroko stosowany marker surowiczego brodawczakowatego gruczolakoraka, jest mniej czuły dla guza tego typu.

Wyniki doświadczeń na myszach mutantach

Większa część naszej wiedzy na temat biologicznej roli białek regulujących, takich jak inhibiny i aktywiny, jest oparta na wynikach badań in vitro, gdzie domniemany efekt może być łatwo badany i wychwytywany. Chociaż taka informacja jest ważna, jej odniesienie do złożonego żywego organizmu nie zawsze jest jasne. Zwierzęta transgeniczne są pod tym względem przydatnym narzędziem badawczym.

Pierwsza linia myszy transgenicznych została wyprodukowana w 1992 r.⁴⁶ poprzez wprowadzenie zmutowanego genu a-inhibiny. Homozygotyczny potomek takiej myszy jest pozbawiony inhibiny z powodu braku biologicznie aktywnej a-podjednostki. Nie zaobserwowano malformacji płodu, co wskazuje na to, że inhibina nie jest niezbędna do normalnego rozwoju zarodka u wszystkich myszy bez wyjątku rozwinął się mieszany lub nie całkowicie zróżnicowany guz zrębu gonady (jądra lub jajnika). Inhibina została zaproponowana jako pierwsze wydzielone białko o zidentyfikowanej aktywności supresyjnej wobec nowotworu (tumor-suppressoractiyity). Jednak inne wyjaśnienie może być właściwsze. Brak bioaktywnej inhibiny u tych myszy może naruszać delikatną równowagę między inhibina a aktywiną na korzyść tej ostatniej. Niezrównoważone działanie aktywiny może prowadzić do niekontrolowanego rozrostu komórek w pewnych tkankach. Interesujące jest to, że kiedy życie myszy zostaje przedłużone przez chirurgiczne wycięcie guzów jajnika, rozwijają się guzy nadnerczy.

Druga rozwinięta linia myszy to mutanty dla inhibiny/aktywiny betaB-podjednostki⁴⁷. U homozygotycznego potomstwa tych myszy inhibina-B, aktywina B i aktywina-AB są biologicznie nieaktywne. Wczesny rozwój zarodkowy przebiega normalnie sugerując, że betaB-podjednostka nie wpływa na powstawanie mezodermy u myszy. Jednak w późniejszym rozwoju zarodkowym mutacja prowadzi do uniemożliwienia zamykania powiek oka. Ponadto, gdy homozygotyczne osobniki płci męskiej rozmnażają się prawidłowo, zdolność rozrodcza homozygotycznych samic jest wyraźnie zmniejszona. Oogeneza, folikulogeneza i zapłodnienie pozostają normalne, obserwuje się raczej wzrost śmiertelności okołoporodowej. Interesujące jest to, że przeżycie potomstwa nie jest determinowane jego genotypem, co sugeruje, że śmiertelność okołoporodowa odzwierciedla defekt matczyny. Obserwowane są anomalie dwojakiego rodzaju. Po pierwsze homozygotyczne mutanty płci żeńskiej mają przedłużony czas trwania ciąży. Po drugie zmienione jest wydzielanie mleka.W konsekwencji potomstwo homozygotycznej zmutowanej myszy może być uratowane przez przystawienie do zdrowej myszy. Wart odnotowania jest fakt, że początek porodu i laktacji związany jest z wydzielaniem oksytocyny. Podjednostki aktywiny są zlokalizowane w neuronach jądra szlaku samotnego (tracfus solitarius) i w ich wypustkach do jądra przykomorowego (nucleus paraventhcularis), podwzgórzowe miejsce produkcji oksytocyny. Ponadto podwzgórzowa infuzja aktywiny zwiększa stężenie krążącej oksytocyny, a neutralizujące aktywinę przeciwciała mogą zahamować wydzielanie mleka.

W odpowiedzi na ułomną syntezę inhibiny/aktywiny betaB-podjednostki obserwowana jest wzmożona regulacja betaA-podjednostki u homozygotycznych zmutowanych myszy. Zatem inhibina-A i aktywina-A mogą kompensować brak inhibiny-B, aktywiny-B i -AB. Interesująca może się okazać ocena, do jakiego stopnia te mechanizmy maskują inne braki. Na przykład może to wyjaśnić brak jakichkolwiek defektów w gametogenezie u tych zmutowanych myszy. Z pewnością rozwój zmutowanych linii alfa/pA-, alfa/pB-, i betaA/betaB pomoże w wyjaśnieniu istniejących pytań.

Wnioski

W chwili obecnej najbardziej obiecującym klinicznym zastosowaniem inhibiny jest jej rola jako markera guzów jajnika. Bez wątpienia inhibina i aktywina są ważnymi miejscowymi regulatorami funkcji gonad.

Jednakże potrzebne są nowe, wysoce specyficzne testy do oznaczania inhibiny, aktywiny i folistatyny, aby było możliwe zrozumienie ich roli w regulacji gametogenezy. Z pewnością wzmocniłoby to wartość diagnostyczną tych testów w klinice niepłodności.

powrót do spisu treści

powrót do listy numerów archiwalnych

powrót do strony głównej

Piśmiennictwo

1. de Jong FH. Inhibin. Physiol Rev 1988; 68: 555—607

2. Mather JP, Woodruff TK, Krummen LA. Paracrine regulation of reproductive function hy inhibin and activin. Proc Soc Exp Biol Med 1992; 201: 1—15

3. Michel U, Famworth P, Findlay JK. Follistatins: more than folliclestimulating hormone suppressing proteins. Mol Celi Endocrinol 1993; 91: 1—11

4. Kingsley DM. The TGF-beta superfamiły: new members, new receptors, and new genetic tests of function in different organisms. Genes Dev 1994; 8: 133—46

5. Meunier H, Rivier C, Evans RM, Yale W. Gonaal and extragonadal expression of inhibin a, BA BB subunits in various tissues predicts diverse functions. Proc Natl Acad Sci USA 1983; 85: 247—51

6. Dye RB, Rabinovici J, Jaffe RB. Inhibin and activin in reproductive biology. Obstet Gynecol Surv 1992; 47: 173—85

7. Drummond AE, Risbridger GP, de Kretser DM. The involvement of Lcydig cells in the regulation of inhibin secretion by the testis. Endocrinology 1989; 125: 510—5

8. Risbridger GP, Clements J, Robertson DM et al. Immuno- and bioactive inhibin and inhibin alpha-subunit expression in rat Leydig cell cultures. Mol Celi Endocrinol 1989; 66: 129—22

9. Pineau C, Velcz de la Calle JF, Pinon-Lataillade G, Jegou B. Assessment oftesticular function after acute and chronic irradiation: further evidence for an influence of late spermatids on Sertoli cell function in the adult rat. Endocrinology 1989; 124: 2720—8

10. Allenby G, Foster PM, Sharpe RM. Evidence that secretion of immunoactive inhibin by seminiferous tubules from the adult rate testis is regulated by specific germ celi types: correlation between in vivo and in vitro studes. Endocrinology 1991; 128: 467—76

11.Yamaguchi M-A, Mizunuma H, Miyamoto K, Hasegawa Y, Ibuki Y, łgarashi M. Immunoreactive inhibin concentrations in adult men: prcsence of a circadian rhythm. J Clin Endocrin Metab 1991; 72: 554—9

12. Lincoln GA, McNeilly AS. Inhibin concentralions in the peripheral blood of rams during a cycle in lesticular activity induced by changes in photopcriod or trcatment with melatonin. J. Endocrinol 1989; 120: R9—R 13

13. Grootenhuis AJ, Steenbergen J, Timmerman MA et al. Inhibin and activin-like activity in fluids from małe and female gonads: different molecular weight forms and bioactivity/immunoactivity ratios. J. Endocrinol 1989; 122: 293—301

14. Hee JP, MacNaughton, J. Bangah M et al. Follicle stimulaling hormone induces dosedependant stimulation of immunoreactive inhibin secretion during the follicular phase of the human menstural cycle. J Clin Endocrinol Metab 1993; 76: 1340—3

15. Findley JK. Ań update on the role of inhibin, activin, and follistatin as locałregulators of folliculogenesis. Biol Reprod 1993; 48: 15—23

16. Ying SY. Inhibins, activins and follistatins: gonadal proteins modulating the secretion of follicle-stimulating hormone. Endocr Rev 1988; 9: 267—93

17.Woodruff TK, Krummen LA, Lyon RJ, Stocks DL, Mather JP. Recombinant human inhibin A and recombinant human activin A regulate pituitary and ovarian function in the adult female rat. Endocrinology 1993; 132: 2332—41

18. DePaolo LV, BicsakTA, Erickson GF, Shimasaki S, Long N. Follistatin and activin: a potential intrinsic regulatory system within diverse tissues. Proc Soc Exp Biol Med 1991; 198: 500

19. Roberts V, Meunier H, Sawchenko PE, Yale W. Differential production and regulation of inhibin subunits in rat testicular celi types. Endocrinology 1989; 125: 2350—9

20. Corrigan AZ, Bilezikjian LM, Carroll RS et al. Evidence for an autocrine role of activin B within rat anterior pituitary cultures. Endocrinology 1991; 128: 1682-4

21. Kaiapia A, Penttila TL, Shimasaki S, Long N, Panvinen M, Toppari J. Expression of inhibin beta A and beta B, follistatin and activin-A receptor messenger ribonucleic acids in the rat seminiferous epithelium. Endocrinology 1992; 131: 2703 10

22. WoodruffTK, BorreeJ, Attie KM, Cox ET, Rice GC, Mather JP. Stage-specific binding of inhibin and activin to subpopulations ofrat germ cells. Endocrinology 1992; 130: 871—81

23. Hsueh AWJ, Dahl KD, Vaughan et al. Heterodimers and homodimers of inhibin subunits have different paracrine action in the modulation ofluteinization hormone-stimulated androgen biosynthesis. Proc Natl Acad Sci USA 1987; 84: 5082— 6

24. Lin T, Calkins JK, Morris PL, Yale W, Bardin CW. Regulation of Leydig celi function in primary culture by inhibin and activin. Endocrinolgy 19S9; 125: 2134— 40

25. Van Dissel Emiliani FMF, Groolenhuis AJ, et Jong FH, de Rooij DG. Inhibin suppresses spermatogenesis intestes of adult mice and chinese hamsters. Endocrinology 1989; 125: 1899—1903

26. Mather JP, Attie KM, Woodruff TK, Rice GC, Phillips DM. Activin stimulates spermatogonial proliferation in germ-Sertoli cell cocultures from immature rat testis. .Endocrinology 1990; 127: 3206—14

27. Woodruf TTK, Lyon RJ, Hansen SE, Rice GC, Mather JP. Inhibin and activin locally regulate rat ovarian folliculogenesis. Endocrinolgy 1990; 127: 3196—205

28. Hillier SG. Regulatory functions for inhibin and activin in human ovaries. J Endocrinol 1991; 131: 171—5

29. Smith JC. Mesoderm-inducing factors in earły vertebrate development. EMBO J 1993; 12: 4463—70

30. Hemmati-Brivanlou A, Kelly OG, Melton DA. Follistatin, an antagonist of activin, is expressed in the Spemann organizer and displays direct neuralizing activity. Celi 1994; 77: 283—95

31. Massa G, de Zegher F, Vanderschueren-Lodeweyckx M. Serum levels ofimmunoreactive inhibin, FSH and LH in human infants at preterm and term birth. Biol Neonate 1992; 61: 150—5

32. Minami S, Yamoto M, Nakano R. Immunohistochemical localization of inhibin/activin subunits in human placenia. Obstet Gynecol 1992; 80: 410—4

33. McLachlan RI, Robertson DM, Heały DM, Burger H, de Kretser DM. Circulating immunoreactive inhibin levels during the normal menstruał cycle. J Clin. Endocrinol Metab 1987; 65: 954—61

34. Illingworth PJ, Reddi K, SmithK, Baird DT. Pharmacological «rescue» of the corpus luteum results in increased inhibin production. Clin Endocrinol (Oxf) 1990; 33: 323—32

35. Muttukrishna S, Fowler PA, Groome NP, Mitchell GG, Robertson WR, Knight PG. Serum concentrations of dimeric inhibin during the spontaneous human menstrual cycle and after treatment with exogenous gonadotrophin. Hum Reprod 1994; 9: 1634—42

36. Hughes EG, Robertson DM, Handeisman DJ, Hayward S, Heały DL, de Kretser DM. Inhibin and estradiol responses to ovarian hyperstimulation: effects ofage and predictive value for in vitro fertilization outcome. J Clin Endocrinol Metab 1990; 70: 358—64

37. Tsuchiya K, Seki M, Itoh M, Hasegawa Y, Miyamoto K, łgarashi M. Correlation of serum inhibin concentrations with results in an ovarian hyperstimulation program. Fertil Steril 1989; 52: 88—94

38. Tanabe K, Saijo A, Park JY et al. Therole of inhibin in women with polycystic ovary syndrome (PCOS). Horm Res 1990; 33

(Suppl 2): 10—17

39.Falcone T, Billiar R, Morris D. Serum inhibin levels in polycystic ovary syndrome: effect of insulinresistance and insulin secretion. Obstet Gynecol 1991; 78: 171—6

40. Abe Y, Hasegawa Y, Miyamoto K et al. High concentrations of plasma immunoreactive inhibin during normal pregnancy in women. J Clin Endocrinol Metab 1990; 112:46—9

41. Yohkaichiya T, Polson DW, Hughes EG et al. Serum immunoactive inhibin levels in earły pregnancy after in vitro fertilization and embryo transfer. Fertil Steril 1993; 59: 1081—9

42. Yohkaichiya T, Fukaya T, Hoshiai H, Yajima A, De Kretser DM. Inhibin: a new circulating marker ofhydatidiform mole? BMJ 1989; 1989: 1684-6

43. Van Lith JM, Mantingh A, Pratt JJ. First-trimester maternal serum immunoreactive inhibin in chromosomally normal and abnormal pregnancies. Dutch Working Party on Prenatal Diagnosis Obstet Gynecol 1994; 83: 661—4

44. Lappohn RE, Burger HG, Bouma J, Banagah M, Krans M, de Bruijn HW. Inhibin as a marker for granulsoa-cell tumors. N Engi J Med 1989; 321: 790—3

45. Healy DL, Burger HG, Mamers P et al. Eleyated serum inhibin concentration in postmenopausal women with ovarian tumors. N Engi J Med 1993; 329: 1539—42

46. Matzuk MM, Finegold MJ, Su JG, Hsueh AJ, Bradley A. Alpha-inhibin is a tumour-suppressor gene with gonadal specificity in mice. Nature 1992; 360:313—9

47. Vassalli A, Matzuk MM, Gardner HA, Lee KF, Jenisch R. Activinohibin beta B subunit genedisruption leads to defects in evelid development and female reproduction 1994 8: 414—27

powrót do spisu treści

powrót do listy numerów archiwalnych

powrót do strony głównej