A decrease of sensitivity of adenylyl cyclase and heterotrimeric g-proteins to chorionic gonadotropin and peptide hormones action in the tissues of reproductive system of the rats in the condition of experimental type 2 diabetes

Abstract

Учреждение Российской академии наук Институт эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова, 194223 Санкт-Петербург, пр. Тореза, 44; факс: +7 (812) 552 30 12; эл. почта: alex_shpakov@list.ru У людей, страдающих различными формами диабета, в том числе инсулин-независимым диабетом 2-го типа, наблюдается широкий спектр нарушений функций репродуктивной системы. Предполагается, что первопричиной таких нарушений является изменение чувствительности тканей репродуктивной системы к регуляторному действию гормонов. Цель работы состояла в идентификации таких изменений в функционировании чувствительной к хорионическому гонадотропину человека (ХГЧ) и пептидным гормонам аденилатциклазной сигнальной системы (АЦС) в яичниках, тесткулах и тканях матки крыс с неонатальным стрептозотоциновым (СТЗ) диабетом, имеющим черты сходства с диабетом 2-го типа человека. Исследовали влияние ХГЧ, PACAP-38 и релаксина, реализующих свои эффекты через G-белки стимулирующего типа (G s ), и соматостатина, действующего через G-белки ингибирующего типа (G i ), на активность аденилатциклазы (АЦ) и GTP-связывание G-белков. У крыс со СТЗ диабетом 2-го типа регуляторные эффекты ХГЧ и PACAP-38 были снижены в яичниках и тестикулах, соматостатина -во всех исследованных тканях (в наибольшей степени в матке). Это выражалось в ослаблении эффектов гормонов на активность АЦ, стимулирующих в случае ХГЧ и PACAP-38 и ингибирующих в случае соматостатина, и в снижении стимуляции ими GTP-связывания. В то же время не было выявлено существенного снижения чувствительности АЦС в тканях диабетических животных к релаксину. Совокупность полученных данных указывает на то, что одной из ключевых причин нарушений репродуктивных функций при экспериментальном диабете 2-го типа является снижение чувствительности АЦС к действию гормонов -ХГЧ, PACAP-38 и соматостатина, играющих важную роль в функционировании репродуктивной системы.Ключевые слова: аденилатциклаза, диабет, репродуктивная система, соматостатин, хорионический гонадотропин, G-белок. 700 * -адресат для перепискиПринятые сокращения: АЦ -аденилатциклаза; АЦС -аденилатциклазная сигнальная система; ЛГ -лютеинизирующий гормон; СТЗ -стрептозотоцин; ХГЧ -хорионический гонадотропин человека; G s и G i -гетеротримерный G-белок стимулирующего или ингибирующего типа, соответственно; PACAP -Pituitary Adenylyl Cyclase-Activating Polypeptide.

Hormonal Sensitivity of Adenylyl Cyclase in the Myocardium, Brain and Testes of 18-month-old Non-Diabetic and Diabetic Rats

“…So far, there have been no reports on the influence of very long T2DM on the functioning of the testicular AC system. As for the shortterm type 1 DM and neonatal DM up to six months, there is a decrease of the expression and activity of G s -and G i -proteins, and attenuation of the regulatory effects of gonadotropins and PACAP-38 [12,[59][60][61]. In our view the changes of the testicular AC system we identified in very long neonatal DM, which increase significantly with the disease duration, are one of the factors that cause the dysfunctions of the male reproductive system in T2DM.…”

The effect of metformin treatment on the basal and gonadotropin‐stimulated steroidogenesis in male rats with type 2 diabetes mellitus

“…All this leads to a weakening in gonadotropin stimulation of adenylyl cyclase and cAMP signalling in the testes, which have a key role in controlling the steroidogenesis in Leydig cells and regulating the expression and activity of steroidogenic proteins (Manna, Dyson, & Stocco, 2009;Shimizu-Albergine et al, 2016;Sokanovic et al, 2014). We earlier showed a decrease in both basal and hCG-stimulated adenylyl cyclase activity in the testicular membranes isolated from DM2 rats (Derkach et al, 2013;Shpakov, Derkach, & Bondareva, 2010). In DM2, hyperinsulinaemia also has an adverse effect on steroidogenesis (Zhao, Li, The difference between the groups DS and DMfS is significant at the p < .05.…”