Кіріспе

Homo sapiens-те табылған сүтқоректілердегі белок

Agouti-ге қатысты белок (AgRP), сондай-ақ agouti-ге қатысты пептид деп аталады, бұл мида AgRP/NPY нейронымен өндірілетін нейропептид. Ол гипоталамустағы доға тәрізді ядроның вентромедиалдық бөлігінде орналасқан нейропептид Y (NPY) құрамындағы жасуша денелерінде синтезделеді. AgRP, NPY-мен бірге экспрессияланып, аштықты арттырады және метаболизм мен энергия жұмсалуын азайтады. Бұл – ең қуатты және ұзаққа созылатын аштық стимуляторларының бірі. Адамдарда агутиге қатысты пептид AGRP генімен кодталады.

Құрылымы

AgRP – 112 аминқышқылдан тұратын паракриндік сигнал молекуласы (132 аминқышқылдың гендік өнімі N-терминальды 20 қалдықтан тұратын сигналдық пептид доменін жою арқылы өңделеді). Ол 1997 жылы екі команда өздігінен, оның агути сигналдық пептидімен (ASIP) тізбегінің ұқсастығына негіздеме жасап анықталды, бұл пептид теріде синтезделеді және түк жабынының түсін бақылайды. Ол ингибиторлық цистин түйіні мотивіне жиналады. AGRP адам хромосомасы 16q22-ге, ал Agrp егешқұйрық хромосомасы 8D1 D2-ге орналасқан.

Функция

Агутимен байланысты белок негізінен бүйрек үсті безінде, субталамус ядросында және гипоталамуста өрнектеледі, ал ұрықта, бүйректерде және өкпеде өрнектелу деңгейі төмен. АгRP-ның тәбетті күшейтетін әсерін лептин гормоны тежейді, ал грелин гормоны белсендіреді. Адипоциттер тамақ қабылдаған кезде лептин бөліп шығарады. Бұл гормон доға тәрізді ядрода әрекет етеді және AgRP/NPY нейронының тәбетті күшейтетін пептидтерді бөліп шығаруын тежейді. Грелиннің NPY/AgRP нейрондарының рецепторлары бар, олар NPY және AgRP секрециясын ынталандырып, тәбетті арттырады. AgRP жасуша ішіндегі секреторлық гранулаларда сақталады және реттелген жолмен секрецияланады. AgRP-ның транскрипциялық және секреторлық әрекеті қабыну сигналдарымен реттеледі. Ашту кезінде AgRP деңгейі жоғарылайды. AgRP гипоталамус-гипофиз-бүйрек үсті безі осін ACTH, кортизол және пролактин бөлуге ынталандыратыны анықталды. Сонымен қатар, ол IL-1 бетаға ACTH жауабын күшейтеді, бұл оның қабынуға нейроэндокриндік жауапты модуляциялауда рөл атқаратынын көрсетеді. Керісінше, AgRP секрециялайтын нейрондар паравентрикулярлық ядродан (ПВН) ТРГ бөлінуін тежейді, бұл аштықта энергияны сақтауға көмектеседі. Бұл жол кері байланыс циклының бір бөлігі болып табылады, себебі ПВН-нан ТРГ секрециялайтын нейрондар AgRP нейрондарын ынталандырады.

Механизм

AGRP меланокортин рецепторларының, әсіресе MC3 R және MC4 R, бәсекеге қабілетті антагонисті екені дәлелденді. Бұл рецепторлар пептид гормоны α MSH (меланоциттерді стимуляциялайтын гормон) арқылы белсендіріледі және агутиге ұқсас ақуызбен тежеледі. α MSH MCR отбасының көптеген мүшелеріне кеңінен әсер ететін болса (MC2 R ерекшелік), AGRP тек MC3 R және MC4 R үшін жоғары селективті. Бұл кері агонизм α MSH сияқты меланокортин агонисттерінің әсерін ғана емес, сонымен қатар зардап шеккен жасушалардың өндіретін цАМП деңгейін төмендетеді. AgRP меланокортин рецепторларының сигналдауын тежеу механизмі толыққанды түсініксіз. Агутиге байланысты ақуыз MSH рецепторларына байланысып, лиганд байланысының бәсекелестік антагонисті ретінде әрекет етеді деп болжанады. B16 меланома жасушаларындағы агути ақуызының зерттеулері осы логиканы қолдайды. Бүйрек үсті безіндегі AgRP экспрессиясы глюкокортикоидтармен реттеледі. Ақуыз α MSH шақырылған кортикостерон секрециясын тежейді.

Тарих

AgRP, ASIP, MCIR және MC4R-дің ортологтары сүтқоректілер, телеост балықтар және құс геномдарында табылды. Бұл агути меланокортин жүйесінің соңғы 500 миллион жыл ішінде жеке лиганд және рецептор гендерінен геннің көбейіп дубликациялануы арқылы қалыптасқанын көрсетеді. Трансгенді тышқандарда AgRP-нің жоғары экспрессиясы (немесе мишаңқаға инъекция жасау) гиперфагия мен семіздікке алып келеді, ал семіз еркек адамдарда AgRP плазмасының деңгейі жоғарылағандығы анықталды. AgRP-нің салмақ алудағы рөлін түсіну семіздікті емдеуге арналған фармацевтикалық модельдерді әзірлеуге көмектеседі. Ауыр стресс жағдайдан кейін AgRP мРНК деңгейінің төмендегені анықталды. Зерттеулер стресске жауап беруді және энергия балансын реттеуге қатысқан жүйелердің тығыз байланысты екенін көрсетеді. AgRP функциясының жоғалтылуы немесе пайда болуы стресс сияқты қоршаған ортаның жағдайларына бейімделуде мінез-құлық реакцияларының жеткіліксіздігіне әкелуі және тамақтану бұзылыстарының дамуына ықпал етуі мүмкін. AgRP геніндегі полиморфизмдер нервтік анорексиямен де, семіздікпен де байланысты екені көрсетілді. Кейбір зерттеулер стресс кезінде AgRP сигналдауының жеткіліксіздігі шектен тыс тамақтануға алып келуі мүмкін екенін ұсынады. Аштықтан туындаған гипоталамустың аутофагиясы бос май қышқылдарын жасайды, олар өз кезегінде нейрондық AgRP деңгейін реттейді.

Аштық схемасындағы рөлі

Марк Л. Андерманн мен Брэдфорд Б. Лоуэллдің айтуынша: "AgRP нейрондары және олардың жұмыс істейтін желілік диаграммасын аралық айнымалы, яғни аштықтың физикалық көрінісі ретінде қарастыруға болады". AgRP экспрессиялайтын нейрондарды стимуляциялау тышқандарда күшті тамақтану мінез-құлқына әкеледі, оған мыналар кіреді: тамақ тұтынудың артуы, тамақ үшін жұмыс істеуге дайындықтың жоғарылауы және тамақ иісін зерттеуге қызығушылықтың күшеюі. Дегенмен, тамақ ұсынылғанда және тамақтану басталғанда AgRP нейрондары тез тежеледі. Бұл қарама-қайшылықты түсіндіруге болатын бір механизм – AgRP нейрондарының нейропептид Y арқылы сигнал беруі, бұл нейрондардың белсенділігінен кейін де ұзаққа созылатын тамақтану мінез-құлқына мүмкіндік береді. AgRP нейрондары тойыну және аштық гормондарына да сезімтал. Олардың бірі – грелин, ол AgRP нейрондарын арнайы грелин рецепторларымен өзара әрекеттесу арқылы қозғырғыш етеді, яғни тамаққа деген құштарлықты арттырады. Екіншісі – лептин, ол ішкі түзету калий арналары арқылы AgRP белсенділігін модуляциялайды, бұл нейрондардың қозғырғыштығын өзгертеді. Лептин сондай-ақ AgRP нейрондарының басқа физиологиялық функцияларды орындау қабілетін төмендетуі мүмкін, мысалы, жақын орналасқан нейрондардың ұзақ мерзімді потенциалдауын (Long Term Potentiation) іске қосу. AgRP нейрондары тамақтану мінез-құлқының көптеген түрлі фазаларын басқара алғанымен, әртүрлі AgRP нейрондары мидың әртүрлі аймақтарына проекция жасайды, бұл параллель ұйымдық құрылымды көрсетеді. Бұл AgRP нейрондарының мидың әртүрлі аймақтарына тамаққа байланысты әртүрлі мінез-құлықтарды қозғау үшін жасаған әртүрлі проекцияларымен дәлелденеді; мысалы, кейбір проекциялар тамақ тұтынуды арттырады, бірақ тамақ иісін зерттеуді арттырмайды.