Когда женщина беременеет, ее уровень эстриола, одного из трех распространенных эстрогенов, которые почти не обнаруживаются до зачатия, резко возрастает. Однако ученые никогда не знали, что делает этот гормон или почему его уровни растут именно так.
Многие исследователи ранее считали, что этот так называемый «слабый эстроген » был всего лишь отходами или нефункциональным гормоном. Исследователи из Йельского университета обнаружили, что эстриол играет чрезвычайно важную роль в формировании будущего потомства. Команда, включающая старшего автора Хью С. Тейлора, доктора медицинских наук, председателя и Аниту О’Киф, молодого профессора акушерства, гинекологии и репродуктивных наук и профессора молекулярной, клеточной биологии и биологии развития ; и научный сотрудник и первый автор Юпин Чжоу опубликовали свои выводы в BMC Biology 2 мая.
«Мы впервые определили функцию одного из самых распространенных гормонов во время беременности», — говорит Тейлор.
Три основных эстрогена у млекопитающих — это эстрон, эстрадиол и эстриол. Эстрон, или Е1, представляет собой слабый эстроген, уровень которого повышается после менопаузы. Эстрадиол, Е2, долгое время считался учеными «рабочей лошадкой» из трех и наиболее биологически активным. Эстриол, Е3, «самый слабый» из трех, имеет самую высокую концентрацию любого эстрогена во время беременности и используется клиницистами как способ оценки состояния плода, но ученые уже давно отвергают его как незначительный.
«У людей и некоторых других приматов развился сложный путь производства эстриола, которого нет у большинства животных», — говорит Тейлор. «Это было сделано специально во время беременности для особой функции, о которой до сих пор никто не знал».
Эстриол вызывает эпигенетические изменения у мышей
В своем новом исследовании команда использовала эстриол для лечения беременных мышей , которые естественным образом не вырабатывают этот гормон, чтобы лучше понять его роль в репродукции. Затем они посмотрели, как его введение повлияло на мозг и матку потомства — два органа у мышей, которые значительно эволюционировали у приматов. Они обнаружили, что эстриол привел к улучшению таких факторов, как частота наступления беременности, размер помета, успех беременности и структура матки. Потомство также демонстрировало меньше беспокойства и больше исследовательского поведения.
Затем команда искала изменения в экспрессии генов, когда мышата достигли зрелого возраста, что может объяснить эти улучшения. Потомство этого поколения выявило множество генов, которые по-разному экспрессировались в результате процедуры. «Эти мыши были выставлены напоказ как плод, когда их мать была беременна», — говорит Тейлор. «Мы увидели необратимые изменения в экспрессии генов, которые сохранялись еще долгое время после воздействия».
Исследование также раскрыло механизм, с помощью которого эстриол запускает эпигенетические изменения. В отличие от эстрадиола, связывание эстриола с рецепторами эстрогена на белках придает ему форму, которая позволяет ему связываться с эпигенетическими модификаторами, что, в свою очередь, влияет на его связывание с генами-мишенями. Как это ни парадоксально, это очень сильный эстроген, если посмотреть на это новое действие эстрогена.
«Эстриол программирует репродуктивный потенциал и функцию мозга посредством эпигенетической модификации», — говорит Тейлор. «Он делает это, позволяя рецептору эстрогена связываться с новыми партнерами по связыванию, которые являются эпигенетическими модификаторами». Открытие открывает захватывающую возможность того, что, если это окажется безопасным, добавление эстриола в какой-то момент во время беременности человека может стать способом сделать эти беременности более безопасными и менее подверженными осложнениям.
Эффекты «слабых эстрогенов» в пластике
В 2012 году Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) запретило использование бисфенола А (BPA) в детских бутылочках и поильниках. BPA, который до сих пор содержится во многих твердых пластмассах, является своего рода «экологическим эстрогеном» или эндокринным разрушителем, синтетическим соединением, обладающим слабой эстрогеноподобной активностью. «Люди будут спорить в пользу BPA, говоря: «Это слабый эстроген. Он далеко не так силен, как эстрадиол, поэтому он не может иметь никакого эффекта», — говорит Тейлор. «На самом деле бисфенол А действует по тому же механизму, что и эстриол, и может мешать нормальным функциям эстриола».
Это исследование показывает, как эстрогены окружающей среды, такие как BPA, могут вызывать изменения эпигенетического программирования у людей с помощью механизма, аналогичного эстриолу. Таким образом, хотя BPA, как и эстриол, часто называют «слабым», он все же может оказывать глубокое биологическое воздействие.
В будущих исследованиях команда стремится лучше понять, как другие эстрогены вызывают эпигенетическое программирование и как предотвратить опасные воздействия, особенно у беременных женщин. Они также заинтересованы в том, чтобы узнать больше о генах, которые регулируются эстриолом, чтобы лучше понять этот путь. «Теперь, когда мы понимаем эту функцию и механизм, мы пытаемся определить, какие агенты в окружающей среде мешают развитию человека и приводят к проблемам в более позднем возрасте», — говорит Тейлор.
