Кальцій і біосинтез колагену: систематичний аналіз молекулярних механізмів впливу

1. Матеріали і методи дослідження
2. Результати дослідження
3. Висновок

Достатній рівень біосинтезу колагену є одним з найважливіших показників нормофізіологіческого метаболізму сполучної тканини. Фундаментальні та клінічні дослідження показали, що рівні кальцію в позаклітинному середовищі стимулюють синтез / секрецію колагену клітинами позаклітинного матриксу сполучної тканини.

В експерименті недостатнє споживання кальцію негативно позначається на стані біосинтезу колагену в кістковій тканині [1]. Відомо, зокрема, що так звані «блокатори кальцієвих каналів» інгібують синтез колагену I типу та його секрецію фібробластами, а аскорбат-аніон протидіє ефектам блокаторів кальцію [2] (рис. 1). Дослідження з використанням ізотопних міток показали, що блокатори кальцієвих каналів знижують переважно біосинтез колагену, а не біосинтез неколлагенових білків сполучної тканини [3].

Показано також, що використання препаратів кальцію стимулює синтез колагену, прискорюючи загоєння ран і переломів. Наприклад, альгінат кальцію покращує загоєння ран в експерименті, підвищуючи синтез колагену I типу та співвідношення кількостей фибриллярного колагену I типу та ретикулярного колагену III типу. Швидкість закриття рани при використанні альгінату збільшувалася в порівнянні з контрольною групою [4].

У проведеному нами експериментальному дослідженні були вивчені ефекти синергічний комбінації кальцію з цинком, міддю, марганцем, бором, магнієм і вітаміном D (препарат Кальцемін Адванс) на моделі різаної рани. Введення препарату у вигляді водної суспензії протягом 21 діб призводило до зниження середнього часу до повного загоєння рани на 6 діб в порівнянні з контролем (вода, p <0,05). При цьому середня площа рани достовірно відрізнялася між групами вже починаючи з 9-го дня експерименту (значення р в інтервалі 0,00013-0,047) [5].

Підвищена швидкість загоєння рани при прийомі сінергідного комбінації кальцію супроводжувалася підвищенням вмісту волокон колагену I типу в області рани (рис. 2А). У контрольній групі відсоток фарбування колагену склав 62 ± 11%, а при прийомі Кальцемин Адванс - 82 ± 8% (т. Е. На 20% вище в порівнянні з контролем, р = 0,00056) [5]. Гистоморфологические аналіз підтвердив прискорення процесу дозрівання рубцевої тканини і вказав на зниження запальної реакції в созревающей сполучної тканини і поліпшення епітелізації рани. У контрольній групі шкірний дефект заміщений пухко-волокнистої сполучної тканиною. У дослідній групі (Кальцемін Адванс) практично у всіх спостереженнях в зоні шкірної рани сформувалася зріла сполучна (рубцева) тканину з мономорфних орієнтованих колагенових волокон і лише в одному спостереженні шкірний дефект був заміщений пухко-волокнистої сполучної тканиною (рис. 2Б, У) [5 ].

Описуваний ефект впливу кальцію на рівні колагену був також підтверджений в клінічних дослідженнях. Наприклад, дотації препаратів кальцію (1200 мг / сут, 2 міс) жінкам в постменопаузі з низьким споживанням кальцію знижували колагенові маркери деградації - гидроксипролин, піридинолін, Дезоксипіридинолін [6].

Таким чином, експериментальні і клінічні дослідження показують, що препарати кальцію стимулюють синтез / секрецію колагену. У даній роботі представлені результати системно-біологічного аналізу білків протеома людини, проведеного з метою встановлення найбільш ймовірних молекулярних механізмів здійснення даного ефекту впливу кальцію на метаболізм колагену.

Матеріали і методи дослідження

У даній роботі використаний метод аналізу функціональних взаємозв'язків [7] - одна з інформаційних технологій сучасної біоінформатики. Поєднуючи дані різних рівнів (дані про моногенні захворюваннях, біохімічні дані про кофакторами білків, дані про клітинних ролях білків, симптоматику і критерії діагностики захворювань і т. Д.), Даний метод дозволяє систематично розглянути всі можливі області застосування препаратів кальцію. В цілому при використанні методу аналізу функціональних взаємозв'язків для кожного білка протеома людини складається послідовний ланцюг описів:

• амінокислотна послідовність білка;
• список біохімічно необхідних есенціальних кофакторов білка (в т. ч. із зазначенням потреби іонів кальцію для активності розглянутого білка);
• список моногенних захворювань, пов'язаних з повною або частковою втратою активності цього білка;
• список клітинних функцій білка (по БД Gene Ontology, GO і ін.);
• список окремих симптомів захворювань, список діагнозів по МКБ-10 і інша інформація з баз даних.

Далі в отриманому списку описів білків виділяються Са-залежні білки і проводяться подальші аналізи їх функцій на підставі статистичних критеріїв. Для статистичної обробки результатів дослідження використовувалися методи математичної статистики, що включають розрахунок числових характеристик випадкових величин, перевірки статистичних гіпотез з використанням параметричних і непараметричних критеріїв, кореляційного і дисперсійного аналізу. Порівняння прогнозованих і спостережуваних частот зустрічальності досліджуваних ознак проводилося за допомогою критерію χ-квадрат, T-критерію Вілкоксона-Манна-Уїтні і тесту Стьюдента. Для статистичної обробки матеріалу використовувалися прикладна програма Statistica 6.0 і електронні таблиці Microsoft Excel.

Результати дослідження

В ході дослідження була проаналізована інформація по 23 500 білків протеома людини, для яких встановлені біологічні ролі. Із 23 500 білків функції 2145 білків в тій чи іншій мірі залежать від рівнів кальцію (наприклад, змінюються рівні експресії білка), а 625 з 2145 білків безпосередньо пов'язують іон кальцію як кофактор [8]. В цілому іони кальцію необхідні для функціонування численних мембранних білків (як правило, білків-рецепторів) і внутрішньоядерних білків (білки транскрипції і метаболізму ДНК). Також іони кальцію беруть значну участь в процесах міжклітинної адгезії і формування структури сполучної тканини, регуляції клітинного апоптозу і запалення, синаптичної трансмісії і зростання аксонів (рис. 3).

Результати проведеного системно-біологічного аналізу кальцій-залежних білків [8] вказали на діагнози по МКБ-10, специфічно асоційовані з генетичними дефектами в кальцій-залежних білках. Результати показали, що найбільш кальцій-специфічними групами патологій є порушення гемостазу і складу крові, пороки розвитку різних органів, порушення функції щитовидної і паращитовидної залози і патології сполучної тканини. Для цілей цього дослідження цікаво відзначити, що багато хто з цих діагнозів були асоційовані з порушеннями структури сполучної тканини, в т. Ч. Колагенових мереж сполучної тканини (табл. 1).

В цілому перераховані в табл. 1 діагнози, асоційовані з порушеннями структури сполучної тканини і колагену, залежать від порушень активності понад 58 Са-залежних білків. Для уточнення молекулярних механізмів впливу кальцію на метаболізм колагену розглянемо молекулярні механізми біосинтезу колагену і потім оцінимо відповідності між результатами системно-біологічного аналізу Са-залежних білків і цими механізмами.

Молекулярні механізми біосинтезу колагену

Колагенові фібрили є механічною основою сполучної тканини всіх органів і зокрема кістки. Колаген I типу утворює найважливіший компонент коллагеновой мережі - протяжні фібрили. У кістках фібрили колагену минерализуются гидроксиапатитом кальцію і пов'язують іон кальцію амінокислотними залишками № 1277 ... 1285 [9]. У кісткової тканини фібрили колагену взаємодіють з іонами кальцію на поверхні кристалів гідроксиапатиту [10] (рис. 4).

Однак взаємодії між кальцієм і колагеном зовсім не обмежені безпосередніми взаємодіями між гидроксиапатитом і колагеновими фибриллами в кістковій тканині. Наприклад, взаємодії між клітинами, яка синтезує колаген, і самими колагеновими молекулами залежать від активності магній-залежного і інозитол-залежного ферменту фосфатидилинозитол-3-кінази (PI3K), який бере участь в регуляції рівнів внутрішньоклітинного Ca2 + [11]. Розглянемо і інші потенційні можливості участі препаратів кальцію в процесі біосинтезу колагену, основні стадії якого представлені на рис. 5.

Здійснюваний фибробластами або іншими типами клітин сполучної тканини біосинтез колагену включає в себе наступні стадії [12]:

• синтез мРНК (транскрипція генів, що кодують колаген, 34 гена) - беруть участь десятки магній- і кальцій-залежних білків;
• синтез амінокислотної ланцюга препроколлагена на рибосомі з мРНК (трансляція) підтримується магній- і кальцій-залежними білками, магній-залежними тРНК і рРНК;
• транспорт ланцюга препроколлагена в ендоплазматичнийретикулум за допомогою «адреси» (сигнального пептиду) на N-кінцевій ділянці амінокислотної ланцюга;
• видалення сигнального пептиду в послідовності препроколлагена за допомогою ферменту пептідази сигнальних пептидів SPP (немає кофакторов);
• гидроксилирование амінокислотних залишків проліну і лізину в препроколлагене за участю ферментів пролив-3-гідроксилази, пролив-4-гідроксилази і лізил-гідроксилази 1, 2, 3. Всі перераховані ферменти вимагають Fe2 + і аскорбат аніон як кофакторів, O2 як субстрат. Гіповітаміноз С і особливо авітаміноз С (цинга) асоційовані з різким падінням активності саме цих ферментів;
• гликозилирование моносахаридами амінокислотних залишків лізину в препроколлагене допомогою проколаген галактозілтрансфераз, гідроксілізіл галактози трансферази (УДФ-галактози-5-гідроксилізин-колаген галактозілтрансферази) і галактозу гідроксілізіл глюкозілтрансферази (УДФ-глюкоза-5-гідроксилізин-колаген глюкозілтрансферази). Дані ферменти містять іони марганцю (і, можливо, іони Са2 +) в якості кофакторів;
• збірка потрійної спіралі проколлагена з 3 амінокислотних ланцюгів препроколлагена;
• внесення необхідних конформаційних змін в проколаген допомогою ізомеризації залишків цистеїну і проліну ферментами протеіндісульфід ізомерази і пролив-цис-транс-ізомерази. Дані ферменти не містять кофакторов;
• упаковка проколагену в транспортний везикул, перенесення в позаклітинний матрикс;
• поза клітиною проколаген протеїнази модифікують молекулу проколлагена з утворенням тропоколагену. Дефекти генів проколаген протеїнази асоційовані з відомим синдромом Елерса-Данло. Проколаген-N-протеиназа і проколаген-С-протеиназа потребують іонах Zn2 + в якості кофактора;
• формування колагенових фібрил з тропоколагену допомогою лізілоксідази, що утворює ковалентні зв'язки між окремими сегментами тропоколагену. Кофакторами лізілоксідази є іони Cu + і тирозил-хинон.

Таким чином, процес біосинтезу колагену потребує певних кофакторів: іони Са2 +, Mg2 +, Fe2 +, Mn2 +, Zn2 +, Cu +, тирозил-хінони та аскорбат аніоні. Слід зазначити, що вплив іона кальцію власне на біохімічний процес синтезу колагену досить нізкоспеціфічно - адже іони Са2 + впливають в основному на фундаментальні клітинні процеси транскрипції генів і трансляції всіх видів білків. Для встановлення більш специфічних механізмів впливу іонів Са2 + на синтез колагену розглянемо результати системно-біологічного аналізу Са-залежних білків.

Системно-біологічний аналіз Са-залежних білків, які можуть впливати на біосинтез колагену

Для встановлення Са-залежних білків протеома, які можуть впливати на синтез колагену, був проведений пошук з використанням перерахованих в табл. 2 біологічних ролей. В результаті було отримано список з 15 білків (табл. 3).

Для оцінки вкладу кожного з аналізованих 15 білків у взаємозв'язок між рівнями кальцію та колагену була розроблена бальна шкала оцінки релевантності біологічних функцій білків, що містить наступні пункти:

• білок впливає, прямо або побічно, на біосинтез колагену - 1 бал;
• білок впливає на біодеградацію колагену - 1 бал;
• є експериментальні дані про те, що на активність білка впливають рівні кальцію, - 1 бал;
• білок містить хоча б один Са-зв'язуючий сайт - 1 бал;
• ефект кальцію на даний білок складається в підвищенні активності колаген-синтезують ферментів або в зниженні активності колаген-деградуючих ферментів - 1 бал;
• біологічні ролі білка здійснюються за допомогою зміни внутрішньоклітинних концентрацій іонів Са2 + - 1 бал;
• є експериментальні дані, що підтверджують вплив іонів кальцію на біосинтез колагену за участю даного білка, - 1 бал.

У табл. 3 наведені результати оцінки релевантності різних Са-залежних білків по відношенню до впливу іонів Са2 + на біосинтез колагену. Очевидно, що найбільш цікавими «таргетними білками» є Са-чутливий рецептор (CASR) і кістковий морфогенетичний білок 4 (BMP4). Далі представлений більш детальний аналіз перерахованих в табл. 3 білків.

Са-чутливий рецептор CASR

Са-чутливий рецептор (CASR), або «сенсор кальцію» [13], - рецептор, що взаємодіє з різними G-білками (Gα (q), Gα (i), G (q / 11), G (i / o) , G (12/13) і G (s)) [14]. Рецептор CASR (рис. 6) присутній, зокрема, в клітинах паращитовидной залози, які секретують паратиреоїдного гормон (ПТГ) і в клітинах ендотелію ниркових канальців. Вроджені пошкодження гена CASR призводять до Гіперкальціємічний або гіпокальцеміческім розладів: сімейної гіпокальціуріческой гіперкальціємії, неонатальному гострого первинного гіперпаратиреозу, аутосомно-домінантною гіпокальцеміческой гиперкальциурии [15]. Зауважимо, що здійсненню біологічних ефектів рецептора CASR сприяє активність калієвих каналів [16].

У паращитовидній залозі CASR «вимірює» концентрації іонів Са2 + в плазмі крові і активує внутрішньоклітинні сигнальні шляхи, які регулюють секрецію ПТГ або фільтрацію катіонів в нирках. У остеоцитах CASR детектирует рівні позаклітинного кальцію і активує остеогенез. Високі позаклітинні рівні іонів Ca2 + (близько 10 мМ) стимулюють експресію остеогенних маркерів, включаючи лужну фосфатазу, кістковий сіалопротеін, колаген, остеокальцин IA1, і збільшують мінералізацію кістки. Крім того, блокада рецептора CASR пригнічує клітинний відповідь остеоцитів на зміни позаклітинної концентрації Ca2 + [17].

Однак рецептор CASR грає і інші важливі ролі, далеко простягаються далеко за межі регулювання рівнів позаклітинного Са2 +. Наприклад, головна роль CASR в нирках полягає в регуляції реабсорбції кальцію в висхідному відділі петлі Генле, причому незалежно від секреції ПТГ (CASR модулює рівні білка Клаудина-14, який контролює парацеллюлярний транспорт іонів) [18].

Також CASR є фізіологічним регулятором росту, диференціювання і виживання остеобластів і остеокластів [19]. Експресія рецептора CASR в хрящової і кісткової тканини безпосередньо регулює скелетний гомеостаз і метаболізм сполучної тканини. Рецептор CASR вносить важливий внесок в зростання хрящової пластинки, в т. Ч. В процеси росту і диференціювання остеобластів і остеокластів [20] (рис. 7).

На рис. 7 можна бачити, що остеобластогенез протікає за допомогою диференціації мезенхімальних клітин-попередників остеобластів, які діляться і диференціюються в преостеобласти, які, в свою чергу, дозрівають в остеобласти. Зрілі остеобласти секретують немінералізованний кістковий матрикс (остеоід), який минерализуется з утворенням кістки, в якій зрілі остеобласти стають остеоцитами. Під час стимуляції остеобластів експресія активної R-форми рецептора CASR збільшується в остеобластів, а експресія неактивній O-форми рецептора знижується, що підвищує співвідношення R: O і сприяє остеокластогенезу. У молодих тварин стимульований іонами кальцію Са2 + рецептор CASR індукує апоптоз зрілих остеокластів і запобігає резорбцію кістки, що веде до інтенсивного росту кісткової тканини.

В експерименті було показано, що активується іонами Ca2 + рецептор стимулює поділ фібробластів і секрецію матриксних металопротеїназ ММР-3, ММР-9 [21]. Підвищення рівнів позаклітинного кальцію in vitro дозозависимо стимулює поділ фібробластів (рис. 8, контроль - 105 клітин, кальцій - 2,2 × 105 клітин, p <0,05) і їх активність (хемотаксис, рис. 9). Позаклітинний кальцій, діючи через рецептор CASR, підсилює мінералізацію кістки остеобластами (рис. 10) [17].

Як відомо, фібробласти є клітинами, що виробляють все компоненти сполучної тканини: колагенові волокна, еластинових волокна і протеінглікана гелеобразной середовища. Стимулювання CASR поділу фібробластів неминуче пов'язане з підвищенням загального рівня активності фібробластів, в т. Ч. Активнішим біосинтезу колагену. Таким чином, активація рецептора CASR іонами Ca2 + є найбільш переконливим механізмом колаген-продукує дії кальцієвих препаратів.

Кістковий морфогенетичний білок 4

Кістковий морфогенетичний білок 4 індукує утворення хряща і кістки, бере участь у розвитку зубів, формуванні кінцівок і загоєнні переломів. Цікаво, що механічне навантаження на кістку сприяє синтезу позаклітинного матриксу остеобластами на тлі збільшення рівнів білків BMP-2/4 [22].

Підвищення рівня позаклітинного кальцію стимулює збільшення числа остеобластів і пригнічує утворення остеокластів, зокрема, за допомогою впливу на рівні експресії кісткових морфогенетичних білків. Наприклад, додавання 0,1-0,4 мМ CaCl2 до клітин в культурі достовірно збільшувало рівні мРНК BMP-2 і BMP-4, кількість синтезованого колагену I типу, оціненого за рівнями карбокси-кінцевого пептиду проколагену I [23]. Підвищені рівні Ca2 + збільшують експресію генів білків морфогенезу кісток (зокрема, BMP-2) [24].

Взаємозв'язку між активністю рецептора CASR і експресією морфогенетических білків залишаються недостатньо вивченими. З одного боку, вважається, що регульована секреція BMP-2 відбувається у відповідь на активацію рецептора CASR [25].

З іншого боку, використання кальціміметіка NPS-R568, специфічного агоніста для рецептора CASR, що не збільшувало експресію BMP-2. Крім того, відомо, що CASR реагує не тільки на рівні Са2 +, а й на іони Mg2 +, Sr2 +, Gd3 +. Однак тільки іони Са2 +, Sr2 +, але не Mg2 + або Gd3 + викликали дозозалежне збільшення рівнів мРНК BMP-2. Тому можливо, що за збільшення експресії кісткових морфогенетичних білків при високих рівнях кальцію може відповідати і інший білок-рецептор кальцію, відмінний від рецептора CASR [24].

Про інші Са-залежних білках і їх вплив на метаболізм колагену

До іншим Са-залежним білків, так або інакше впливає на метаболізм колагену, відносяться матриксних металлопротеінази (ММП) і деякі ростові фактори (табл. 3). Матриксних металлопротеінази здійснюють протеоліз потрійних спіралей коллагенов різних типів і грають роль в процесі загоєння ран, ремоделировании сполучної тканини, деградації хряща, розвитку і мінералізації кістки і загоєнні переломів кісток [26]. У структурах ММП містяться Са-зв'язуючі сайти, так що достатні рівні кальцію необхідні для деградації колагену за допомогою ММП. Таким чином, ММП не можуть безпосередньо посилювати процеси біосинтезу колагену.

Більш ймовірно, що рівні позаклітинного кальцію можуть сприяти підвищенню біологічної активності ростових факторів, активність яких пов'язана зі збільшенням біосинтезу колагену. Загальновідомо, що ефекти ростових факторів TGFB1, PDGFRB і CTGF (табл. 3) здійснюються за рахунок «сплеску» внутрішньоклітинних концентрацій іонів Са2 + в момент активації рецептора. Підвищення позаклітинних концентрацій Са2 + (що відбувається при прийомі кальцієвих препаратів) може сприяти підвищенню внутрішньоклітинних концентрацій Са2 +, наприклад, за рахунок неспецифічної дифузії через аквапоріни або інші транспортні канали. Інакше кажучи, підвищення внутрішньоклітинного кальцію внаслідок прийому кальцієвих препаратів як би «імітує» активацію факторів росту TGFB1, PDGFRB і CTGF, активність яких пов'язана з підвищенням біосинтезу колагену.

Перетворює фактор росту бета 1 (TGF-бета 1) контролює розподіл і диференціювання багатьох типів клітин, в т. Ч. Фібробластів і остеобластів. TGF-бета 1 стимулює приплив іонів Са2 + в цитоплазму клітини [27] і безпосередньо стимулює синтез колагену в остеобластів (р = 0,001), що має важливе значення для утворення кісткової тканини. На остеобластів в культурі одночасне додавання до середовища Ca (OH) 2 і TGF-бета1 значно збільшило синтез білка взагалі і синтез колагену зокрема (р = 0,048) [28].

Рецептор тромбоцитарних факторів росту PDGF-B і PDGF-D (PDGFRB) грає істотну роль в регуляції клітинного ділення, виживання, диференціювання і міграції клітин. Мутації в структурі молекули рецептора погіршують загоєння ран і зменшують відкладення колагену в сполучній тканині [29]. Рецептор PDGFRB активує фосфоліпазу Сγ1 (PLCG1), що ініціює процеси внутрішньоклітинної передачі сигналу за участю сигнальних молекул діацілгліцерола, інозитол-1,4,5-трифосфату, мобілізації внутрішньоклітинного Ca2 + і активацію протеїнкінази C. Активація рецептора викликає зростання внутрішньоклітинної концентрації Ca2 +, що підвищує експресію генів колагену і фібронектину в фібробластах [30].

Фактор росту сполучної тканини (CTGF) сприяє поділу і диференціювання хондроцитів, забезпечує клітинну адгезію фібробластів, здійснює позитивний регулювання процесу біосинтезу колагену [31] за допомогою сигнальних шляхів Rac1 / MLK3 / JNK / AP-1 [32]. Зокрема, CTGF зв'язується з рецептором-2 факторів росту фібробластів (FGFR2) і стимулює Са-залежну внутрішньоклітинну передачу сигналу [33].

Висновок

Поліпшення біосинтезу колагену - необхідна умова для відновлення структури кістки при зрощенні переломів, регенерації кістки при постменопаузальному, лікарському остеопорозі, а також при інших порушеннях цілісності кістки. Нормалізація біосинтезу колагену сприяє кращому утриманню кальцію в кістковій тканині і, отже, підвищення мінеральної щільності кістки. Мільйонам жінок старше сорока років загрожує перелом через крихкість кісток внаслідок вимивання кальцію. Кожні 5 хвилин в Україні відбувається перелом кістки. В особливій групі ризику 34 мільйони жінок Росії старше 40 років, і 24 мільйони не знають про це. Основна причина крихкості кісток - вимивання кальцію і втрата колагену. На відміну від інших препаратів, Кальцемін Адванс містить кальцій і мінерали, що формують колагенову сітку, що утримує кальцій в кістках. Вона перешкоджає вимиванню кальцію і зберігає міцність кісткової тканини.

Системно-біологічний аналіз кальцій-залежних білків протеома людини показав, що іони кальцію стимулюють біосинтез колагену за допомогою дії іонів кальцію на Са-чутливий рецептор CASR і кістковий морфогенетичний білок BMP4.

Кістковий метаболізм взагалі і біосинтез колагену зокрема потребують підтримки певними «остеотропними» мікронутрієнтів. Зокрема, процес біосинтезу колагену потребує іони Са2 +, Mg2 +, Fe2 +, Mn2 +, Zn2 +, Cu + як кофактор відповідних ферментів. Тому препарати кальцію, що сприяють підвищенню забезпеченості організму магнієм, цинком, міддю, марганцем (наприклад, препарат Кальцемін Адванс), підвищують потенціал коллагенообразования в сполучної тканини.

література

1. Shoshan S., Pisanti S. The metabolic effect of low calcium intake on collagen of bones and dental structures in the rat // Arch Oral Biol. 1971; 16 (7): 791-800.
2. Ivanov V., Ivanova S., Kalinovsky T., Niedzwiecki A., Rath M. Inhibition of collagen synthesis by select calcium and sodium channel blockers can be mitigated by ascorbic acid and ascorbyl palmitate // Am J Cardiovasc Dis. 2016 року; 6 (2): 26-35 eCollection 2.
3. Dietrich JW, Duffield R. Effects of the calcium antagonist verapamil on in vitro synthesis of skeletal collagen and noncollagen protein // Endocrinology. 1979; 105 (5): 1168-1172.
4. Wang T., Gu Q., Zhao J., Mei J., Shao M., Pan Y., Zhang J., Wu H., Zhang Z., Liu F. Calcium alginate enhances wound healing by up -regulating the ratio of collagen types I / III in diabetic rats // Int J Clin Exp Pathol. 2015; 8 (6): 6636-6645 eCollection.
5. Демидов В. І., Жідоморов Н. Ю., Торшин І. Ю., Волков А. Ю., Громова О. А. Ефективність загоєння шкіри при використанні синергічний композиції кальцію на моделі різаної рани // Акушерство і гінекологія, 2015. № 4. С. 56-61.
6. Kamel S., Fardellone P., Meddah B., Lorget-Gondelmann F., Sebert JL, Brazier M. Response of several markers of bone collagen degradation to calcium supplementation in postmenopausal women with low calcium intake // Clin Chem. 1998; 44 (7): 1437-1442.
7. Torshin I. Yu. Sensing the change from molecular genetics to personalized medicine. Nova Biomedical Books, NY, USA, 2009. In: Bioinformatics in the Post-Genomic Era series, ISBN 1-60692-217-0.
8. Громова О. А., Торшин І. Ю., Гришина Т. Р., Лисиця А. В. Перспективи використання препаратів на основі органічних солей кальцію. Молекулярні механізми кальцію // Лікуючий Лікар. 2013. № 4. С. 42-44.
9. Cui FZ, Wang Y., Caia Q., Zhang W. Conformation change of collagen during the initial stage of biomineralization of calcium phosphate // J. Mater. Chem. 2008, 18, 3835-3840. DOI: 10.1039 / B805467 C. pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2008/jm/ b805467c #! divAbstract.
10. Landis WJ, Jacquet R. Association of calcium and phosphate ions with collagen in the mineralization of vertebrate tissues // Calcif Tissue Int. 2013; 93 (4): 329-337.
11. Ahlen K., Berg A., Stiger F., Tengholm A., Siegbahn A., Gylfe E., Reed RK, Rubin K. Cell interactions with collagen matrices in vivo and in vitro depend on phosphatidylinositol 3-kinase and free cytoplasmic calcium // Cell Adhes Commun. 1998; 5 (6): 461-473.
12. Alberts B., Johnson A., Lewis J., Raff M., Roberts K., Walter P. Molecular Biology of the Cell, 4 th edition. NY, Garland Science, 2002 ISBN-10 0-8153-3218-1, 0-8153-4072-9.
13. Zhang C., Zhang T., Zou J., Miller CL, Gorkhali R., Yang JY, Schilmiller A., Wang S., Huang K., Brown EM, Moremen KW, Hu J., Yang JJ Structural basis for regulation of human calcium-sensing receptor by magnesium ions and an unexpected tryptophan derivative co-agonist // Sci Adv. 2016 року; 2 (5): e1600241.
14. Ray K. Calcium-Sensing Receptor: Trafficking, Endocytosis, Recycling, and Importance of Interacting Proteins // Prog Mol Biol Transl Sci. 2015; 132: 127-150.
15. Zhang C., Miller CL, Brown EM, Yang JJ The calcium sensing receptor: from calcium sensing to signaling // Sci China Life Sci. 2015; 58 (1): 14-27.
16. Huang C., Miller RT The calcium-sensing receptor and its interacting proteins // J Cell Mol Med. 2007; 11 (5): 923-934.
17. Gonzalez-Vazquez A., Planell JA, Engel E. Extracellular calcium and CaSR drive osteoinduction in mesenchymal stromal cells // Acta Biomater. 2014; 10 (6): 2824-2833.
18. Toka HR New functional aspects of the extracellular calcium -sensing receptor // Curr Opin Nephrol Hypertens. 2014; 23 (4): 352-360.
19. Caudarella R., Vescini F., Buffa A., Rizzoli E., Ceccoli L., Francucci CM Role of calcium-sensing receptor in bone biology // J Endocrinol Invest. 2011 року; 34 (7 Suppl): 13-17.
20. Goltzman D., Hendy GN The calcium-sensing receptor in bone - mechanistic and therapeutic insights // Nat Rev Endocrinol. 2015; 11 (5): 298-307.
21. Zhang X., Zhang T., Wu J., Yu X., Zheng D., Yang F., Li T., Wang L., Zhao Y., Dong S., Zhong X., Fu S., Xu CQ , Lu F., Zhang WH Calcium sensing receptor promotes cardiac fibroblast proliferation and extracellular matrix secretion // Cell Physiol Biochem. 2014; 33 (3): 557-568.
22. Guo Y., Zhang CQ, Zeng QC, Li RX, Liu L., Hao QX, Shi CH, Zhang XZ, Yan YX Mechanical strain promotes osteoblast ECM formation and improves its osteoinductive potential // Biomed Eng Online. 2012; 11: 80.
23. Nakade O., Takahashi K., Takuma T., Aoki T., Kaku T. Effect of extracellular calcium on the gene expression of bone morphogenetic protein -2 and -4 of normal human bone cells // J Bone Miner Metab. 2001; 19 (1): 13-19.
24. Tada H., Nemoto E., Kanaya S., Hamaji N., Sato H., Shimauchi H. Elevated extracellular calcium increases expression of bone morphogenetic protein -2 gene via a calcium channel and ERK pathway in human dental pulp cells // Biochem Biophys Res Commun. 2010 року; 394 (4): 1093-1097.
25. Peiris D., Pacheco I., Spencer C., MacLeod RJ The extracellular calcium-sensing receptor reciprocally regulates the secretion of BMP-2 and the BMP antagonist Noggin in colonic myofibroblasts // Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2007; 292 (3): G753-766. Epub 2006.
26. Lausch E., Keppler R., Hilbert K., Cormier-Daire V., Nikkel S., Nishimura G., Unger S., Spranger J., Superti-Furga A., Zabel B. Mutations in MMP9 and MMP13 determine the mode of inheritance and the clinical spectrum of metaphyseal anadysplasia // Am J Hum Genet. 2009 року; 85 (2): 168-178.
27. Alevizopoulos A., Dusserre Y., Ruegg U., Mermod N. Regulation of the transforming growth factor beta -responsive transcription factor CTF-1 by calcineurin and calcium / calmodulin-dependent protein kinase IV // J Biol Chem. 1997; 272 (38): 23597-23605.
28. Jaunberzins A., Gutmann JL, Witherspoon DE, Harper RP Effects of calcium hydroxide and transforming [correction of tumor] growth factor-beta on collagen synthesis in subcultures I and V of osteoblasts // J Endod. 2000; 26 (9): 494-499.
29. Vanlandewijck M., Lebouvier T., Andaloussi Mae M., Nahar K., Hornemann S., Kenkel D., Cunha SI, Lennartsson J., Boss A., Heldin CH, Keller A., Betsholtz C. Functional Characterization of Germline Mutations in PDGFB and PDGFRB in Primary Familial Brain Calcification // PLoS One. 2015; 10 (11): e0143407.
30. Mukherjee S., Duan F., Kolb MR, Janssen LJ Platelet derived growth factor-evoked Ca2 + wave and matrix gene expression through phospholipase C in human pulmonary fibroblast // Int J Biochem Cell Biol. 2013; 45 (7): 1516-1524.
31. Oliver N., Sternlicht M., Gerritsen K., Goldschmeding R. Could aging human skin use a connective tissue growth factor boost to increase collagen content ? // J Invest Dermatol. 2010 року; 130 (2): 338-341.
32. Lin CH, Yu MC, Tung WH, Chen TT, Yu CC, Weng CM, Tsai YJ, Bai KJ, Hong CY, Chien MH, Chen BC Connective tissue growth factor induces collagen I expression in human lung fibroblasts through the Rac1 / MLK3 / JNK / AP-1 pathway // Biochim Biophys Acta. 2013; 1 833 (12): 2823-2833.
33. Aoyama E., Kubota S., Takigawa M. CCN2 / CTGF binds to fibroblast growth factor receptor 2 and modulates its signaling // FEBS Lett. 2012; 586 (24): 4270-4275.

О. А. Громова *, 1, доктор медичний наук, професор
І. Ю. Торшин **, кандидат хімічних наук
І. К. Томілова *, доктор медичних наук
А. В. Гілельс ***

* ГБОУ ВПО ІвГМА МОЗ РФ, Іваново
** РСЦ Інституту мікроелементів ЮНЕСКО при РНІМУ ім. Н. І. Пирогова, Москва
*** Клініка RHANA, Москва

1 Контактна інформація: [email protected]

Купити номер з цією статтей в pdf