Oxytocin

Что такое окситоцин?

Окситоцин (Oxytocin) — это короткий пептид, длиной всего девять аминокислот, который вырабатывается в гипоталамусе и выделяется задней долей гипофиза. Он также вырабатывается плацентой, яичниками и яичками. Как и многие пептидные гормоны, окситоцин начинает свою жизнь как гораздо более крупная молекула-предшественник, которая впоследствии расщепляется для создания активного гормона. Интересно, что окситоцин также вырабатывается в сетчатке, надпочечниках, тимусе и поджелудочной железе. Хотя окситоцин обычно считается нейрогипофизарным гормоном, это мнение все чаще считается устаревшим, поскольку потенциальные эффекты пептида увеличиваются и включают ряд различных тканей.

Обзор окситоцина

Окситоцин лучше всего рассматривать как один белок с двумя отдельными естественными функциями. Во-первых, это нейропептид, вырабатываемый гипоталамусом для выполнения важных функций в образовании связей, половом размножении и родах. Однако окситоцин также является стандартным гормоном, переносимым кровью, который вырабатывается плацентой беременных женщин и влияет на роды, выработку молока и установление связей с новорожденными. У мужчин небольшое количество окситоцина вырабатывается в яичках для выполнения роли в поведении при спаривании и образовании пар. Исследования окситоцина показали, что он выполняет функции в:

• выделение молока/лактация,
• сокращение матки во время родов,
• снижение артериального давления,
• изменение функции нейрона,
• социальные связи,
• страх и беспокойство,
• настроение и
• заживление ран.

Структура окситоцина

Последовательность: Cys(1)-Tyr-Ile-Gln-Asn-Cys(1)-Pro-Leu-Gly
Молекулярная формула: C₄₃H₆₆N₁₂O₁₂S₂
Молекулярный вес: 1007.193 g/mol
PubChem CID: 439302
CAS номер: 50-56-6
Синонимы: Питоцин, Эндопитуитрина, Оцитоцин

Исследование окситоцина

Окситоцин в заживлении ран

Окситоцин на самом деле может модулировать воспаление посредством воздействия на определенные воспалительные цитокины. Интересный эксперимент, изучающий скорость заживления ран у 37 пар, показал, что социальное взаимодействие, которое привело к более высоким уровням окситоцина, на самом деле увеличило скорость заживления ран. Чем выше уровень окситоцина, тем выше скорость заживления ран [1]. Аналогичное исследование показало, что враждебность в межличностных отношениях, особенно среди пар, может снизить скорость заживления ран на целых 40%. У этих пар также наблюдаются более низкие уровни ИЛ-6, фактора некроза опухоли альфа и ИЛ-1бета в месте раны [2].

Сравнение времени выхода из лабиринта у самцов (A) и самок (B) мышей в состоянии стресса. Окситоцин возвращает латентность выхода почти к тем же уровням, что и у контрольных животных, по-видимому, компенсируя некоторые из дефицитов обучения, вызванных стрессом.

Изучение окситоцина при сердечно-сосудистом риске

Основываясь на его способности улучшать показатели заживления ран и модулировать воспалительные цитокины, исследователи предположили, что окситоцин также может играть роль в защите сердца и сосудистой системы. Было обнаружено, что пептид помогает снизить жировую массу, улучшить толерантность к глюкозе, снизить артериальное давление и снять беспокойство [3]. Все это важные факторы сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ), и поэтому вполне разумно полагать, что окситоцин может быть полезным вспомогательным средством к существующему лечению ССЗ.

Также имеются веские доказательства того, что атеросклероз развивается в определенных условиях в результате подавления экспрессии рецептора окситоцина. Повышение уровня окситоцина у людей с пониженной плотностью рецепторов может поддерживать целостность сердечно-сосудистой системы и, в некоторых случаях, может обратить вспять атеросклероз [4].

Исследования на крысах показывают, что инфузия окситоцина непосредственно в сердце во время ишемии (например, сердечного приступа) может защитить кардиомиоциты (клетки сердечной мышцы) от смерти. Согласно Jankoski et. al., хроническое лечение окситоцином может предотвратить позднее развитие дилатационной кардиомиопатии и может быть полезным для предварительной подготовки сердечных стволовых клеток, чтобы помочь в «регенерации тканей посредством прямой дифференциации, секреции защитных и кардиомиогенных факторов и/или их слияния с поврежденными кардиомиоцитами [5].”

Дополнительные исследования на мышах показали, что лечение окситоцином может уменьшить повреждение сердца, связанное с диабетом. У этих мышей окситоцин помог снизить накопление жира в организме на 19% и снизить уровень глюкозы натощак на 23%. Похоже, что он оказывает эти эффекты за счет снижения резистентности к инсулину. У мышей, получавших лечение окситоцином в этом исследовании, наблюдалось меньше систолической и диастолической дисфункции, чем у контрольной группы, что привело к снижению гипертрофии кардиомиоцитов, фиброза и апоптоза [6].

Окситоцин на самом деле, по-видимому, защищает от ишемических повреждений в ряде тканей и может быть не строго активен в сердечной ткани. Исследования на крысах с приапизмом (стойкой эрекцией) показывают, что введение окситоцина защищает от ишемически-реперфузионного повреждения за счет снижения уровня оксида азота [7].

Лечение диабета

Окситоцин, вероятно, увеличивает усвоение глюкозы скелетом, повышая чувствительность к инсулину, что делает его потенциально полезным при лечении диабета. Исследования на мышах также показали, что окситоцин играет важную роль в утилизации липидов, снижая общую массу жира в организме и показатели дислипидемии. Было показано, что дефицит окситоцина вызывает ожирение даже в условиях нормального потребления пищи и физической активности, что предполагает, что пептид играет важную роль в энергетическом гомеостазе [8].

Исследования на худых и тучных мышах, что интересно, показали, что лечение окситоцином не влияет на глюкозу, инсулин и состав тела у худых мышей. Похоже, что он влияет на эти параметры только у тучных мышей, что говорит о том, что, хотя пептид полезен при лечении определенных аспектов диабета, он может не подходить для всех случаев [9]. Похоже, что окситоцин оказывает разное действие при диабете, чем при отсутствии заболевания. В исследовании пациентов с диабетом интраназальный окситоцин снижал уровень глюкозы и инсулина и вызывал потерю веса на 9 кг за восемь недель исследования. По словам Баренгольца, «циркулирующий окситоцин ниже у больных диабетом 2 типа по сравнению с нормогликемическими субъектами и отрицательно коррелирует с гликозилированным гемоглобином A1C и резистентностью к инсулину [10].”

Когнитивная производительность

Давно известно, что лишение материнства в раннем возрасте может вызвать постоянные изменения в когнитивных и поведенческих функциях, которые могут сохраняться всю жизнь. Исследования на мышах показывают, что это, вероятно, является результатом изменений окситоцина, вызванных снижением родительской связи. В одном исследовании мыши, лишенные материнства, которых лечили окситоцином, обнаружили улучшение уровней гормонов, связанных с развитием нейронов в префронтальной коре. Общей разницы в поведении не наблюдалось, но наблюдалась тенденция к улучшению когнитивных показателей в группе, получавшей окситоцин [11]. Другие исследования на мышах показали схожие результаты: интраназальное введение окситоцина улучшило обучение статистически незначимым образом в условиях стресса [12].

Сравнение времени выхода из лабиринта у самцов (A) и самок (B) мышей в состоянии стресса. Окситоцин возвращает латентность выхода почти к тем же уровням, что и у контрольных животных, по-видимому, компенсируя некоторые из дефицитов обучения, вызванных стрессом.

Исследования окситоцина и тревожность

Существует большое количество доказательств, указывающих на то, что окситоцин может быть связан с тревогой и депрессией. Исследования показали, например, что генетические полиморфизмы в гене рецептора окситоцина могут привести к социальному тревожному расстройству и проблемам с привязанностью в детстве [13]. В одном исследовании нелеченных пациентов с социальной тревожностью также наблюдались эпигенетические изменения в рецепторе окситоцина, что предполагает возможный компенсаторный механизм патологически сниженных уровней окситоцина [14] Это, в свою очередь, предполагает, что социальная тревожность может быть отчасти результатом снижения уровня окситоцина.

Крайний случай социального тревожного расстройства, называемый пограничным расстройством личности (ПРЛ), недавно также был связан с нарушением регуляции окситоцина. ПРЛ связано с повышенной бдительностью по отношению к угрозам, крайним недоверием и измененным невербальным социальным поведением. Введение интраназального окситоцина лицам с ПРЛ показало изменение этих форм поведения [15]. Пограничное расстройство личности, как известно, трудно поддается лечению и оказывает существенное краткосрочное и долгосрочное влияние на качество жизни, поэтому возможность получить хотя бы проблеск понимания патологии, приводящей к этому состоянию, может помочь исследователям встать на путь улучшения жизни миллионов людей.

Исследования окситоцина и голода

Исследования состояния (синдром Прадера-Вилли), характеризующегося неконтролируемым аппетитом, показали, что по крайней мере часть патологии является результатом повышенного подавления, выше нормы, сигнализации окситоцина. Теперь есть основания полагать, что окситоцин играет роль в регуляции состояния голода и может даже играть прямую роль в поведении, связанном с приемом пищи [16].

Окситоцин и старые мышцы

Новое открытие предполагает, что окситоцин является критически важным компонентом поддержания и восстановления здоровых мышц и что снижение сигнала окситоцина с возрастом, по крайней мере, частично ответственно за возрастную атрофию мышц (саркопению). Исследование, проведенное в Беркли, предполагает, что по мере снижения уровня окситоцина в крови с возрастом снижается и количество рецепторов окситоцина на мышечных стволовых клетках. Однако введение окситоцина обращает этот эффект вспять всего за несколько дней, позволяя мышцам восстановить большую часть своего потенциала к заживлению. Это важно, поскольку разрушение и восстановление являются естественным процессом, посредством которого мышцы поддерживаются и наращиваются. По словам Элабда, одного из авторов исследования, «восстановление мышц у старых мышей составляло около 80 процентов» от того, что наблюдалось у молодых мышей после введения окситоцина. Есть надежда, что окситоцин может предложить значимый способ вмешательства в возрастную дегенерацию органов и, таким образом, замедлить дисфункцию [17].

Список источников

1. J.-P. Gouin et al., “Marital behavior, oxytocin, vasopressin, and wound healing,” Psychoneuroendocrinology, vol. 35, no. 7, pp. 1082–1090, Aug. 2010. [PubMed]
2. J. K. Kiecolt-Glaser et al., “Hostile marital interactions, proinflammatory cytokine production, and wound healing,” Arch. Gen. Psychiatry, vol. 62, no. 12, pp. 1377–1384, Dec. 2005. [PubMed]
3. A. B. Reiss, D. S. Glass, E. Lam, A. D. Glass, J. De Leon, and L. J. Kasselman, “Oxytocin: Potential to mitigate cardiovascular risk,” Peptides, vol. 117, p. 170089, Jul. 2019. [PubMed]
4. P. Wang et al., “Therapeutic Potential of Oxytocin in Atherosclerotic Cardiovascular Disease: Mechanisms and Signaling Pathways,” Front. Neurosci., vol. 13, p. 454, 2019. [FIN]
5. M. Jankowski, T. L. Broderick, and J. Gutkowska, “Oxytocin and cardioprotection in diabetes and obesity,” BMC Endocr. Disord., vol. 16, no. 1, p. 34, Jun. 2016. [PubMed]
6. E. Plante et al., “Oxytocin treatment prevents the cardiomyopathy observed in obese diabetic male db/db mice,” Endocrinology, vol. 156, no. 4, pp. 1416–1428, Apr. 2015.
7. E. Kolukcu et al., “The effects of oxytocin on penile tissues in experimental priapism model in rats,” Int. Urol. Nephrol., vol. 51, no. 2, pp. 231–238, Feb. 2019. [PubMed]
8. C. Ding, M. K.-S. Leow, and F. Magkos, “Oxytocin in metabolic homeostasis: implications for obesity and diabetes management,” Obes. Rev. Off. J. Int. Assoc. Study Obes., vol. 20, no. 1, pp. 22–40, 2019.[PubMed]
9.  J. Altirriba et al., “Divergent effects of oxytocin treatment of obese diabetic mice on adiposity and diabetes,” Endocrinology, vol. 155, no. 11, pp. 4189–4201, Nov. 2014. [PubMed]
10. E. Barengolts, “OXYTOCIN – AN EMERGING TREATMENT FOR OBESITY AND DYSGLYCEMIA: REVIEW OF RANDOMIZED CONTROLLED TRIALS AND COHORT STUDIES,” Endocr. Pract. Off. J. Am. Coll. Endocrinol. Am. Assoc. Clin. Endocrinol., vol. 22, no. 7, pp. 885–894, Jul. 2019 [PubMed]
11. A. Dayi et al., “Dose dependent effects of oxytocin on cognitive defects and anxiety disorders in adult rats following acute infantile maternal deprivation stress,” Biotech. Histochem. Off. Publ. Biol. Stain Comm., pp. 1–12, May 2019. [PubMed]
12. A. Dayi et al., “The effects of oxytocin on cognitive defect caused by chronic restraint stress applied to adolescent rats and on hippocampal VEGF and BDNF levels,” Med. Sci. Monit. Int. Med. J. Exp. Clin. Res., vol. 21, pp. 69–75, Jan. 2015. [PMC]
13.  M. G. Gottschalk and K. Domschke, “Oxytocin and Anxiety Disorders,” Curr. Top. Behav. Neurosci., vol. 35, pp. 467–498, 2018. [Europe PMC]
14. C. Ziegler et al., “Oxytocin receptor gene methylation: converging multilevel evidence for a role in social anxiety,” Neuropsychopharmacol. Off. Publ. Am. Coll. Neuropsychopharmacol., vol. 40, no. 6, pp. 1528–1538, May 2015. [PubMed]
15. M. Brüne, “On the role of oxytocin in borderline personality disorder,” Br. J. Clin. Psychol., vol. 55, no. 3, pp. 287–304, Sep. 2016. [PubMed]
16. D. Atasoy, J. N. Betley, H. H. Su, and S. M. Sternson, “Deconstruction of a neural circuit for hunger,” Nature, vol. 488, no. 7410, pp. 172–177, Aug. 2012. [Nature.com]
17. S. Yang, M. R. June 10, 2014July 9, and 2015, “‘Trust hormone’ oxytocin helps old muscle work like new, study finds,” Berkeley News, 30-Nov-2001. [Berkeley]