Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Функциональная роль сульфатидов и цереброзидов в регуляции инсулином транспорта и утилизации глюкозы

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Функциональная роль сульфатидов и цереброзидов в регуляции инсулином транспорта и утилизации глюкозы"

рг О

, ') I»'*!!!

| 3 п?-|<<

АКАДЕМИЯ НАУК РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН ИНСТИТУТ БИОХИМИИ

На правах рукописи УДК: 577.125.8 : /577.722.085

АКРАМОВА Гузальхон Сабитовна

ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ РОЛЬ СУЛЬФАТИДОВ И ЦЕРЕБРОЗИДОВ В РЕГУЛЯЦИИ ИНСУЛИНОМ ТРАНСПОРТА И УТИЛИЗАЦИИ

ГЛЮКОЗЫ

03.00.04 — Биохимия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Ташкент — 1995

Работа выполнена в лаборатории регуляции метаболизма Института биохимии АН РУз

Научный руководитель — доктор биологических наук

Э. И. Исаев

Научный консультант — член-корреспондент АН РУз,

профессор Т. С. Саатов

Официальные оппоненты — доктор медицинских наук,

профессор Р. Г. Султанов,

доктор биологических наук Хожиахмедов Г.

Ведущая организация —кафедра биохимии 2-го Ташкентского Государственного медицинского Института

Защита диссертации состоится « » 1года

в _час. на заседании Специализированного Совета

Д 015.16.21 при Институте биохимии АН РУз по адресу: 700143, г. Ташкент, проспект X. Абдуллаева, 56

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института биохимии АН РУз.

Автореферат разослан « Ь » _1995 г.

Ученый секретарь Специализированного Совета доктор биологических наук

С. А. БУРХАНОВ

ОЭДАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность пробломц Вопрос о механизмах рацопцяи и трансформации гормональных сигналов в современной биохимии относил к числу наиболее актуальных и интенсивно исследуемых. 5[стэновлоиа ванная роль инсулина в регуляции и интеграции ма-Мбслизиа и разнообразных функций в организма.В слозном механизме реализации эффектов инсулина водукаи роль принадлежит состоянию структурных компонентов плазматических мембран клеток;

Цереброзиды и их суль.;оэфиаы - сульфатнди, являясь универсальными минорными углеводсодержацкии компонентами плазматических мембран наряду с ганглиозпдами н глнкопротеинаии образуют на их наружной поверхности гликокалу.кс,который формирует барьер на подступах к лнпидному бислою.Это обусловливает их участие в явлениях поверхностного узнавания ( ,1989; ¿у*'*'"* 1989),дифференциации и трансформации клоток ,19Э0{ 1987),рецепции 'бактерий и вирусов {^гелплп ,1991), транспорто ионов ( ^ , 199*0,иимунохниических процессах ( ^сгЧ ,19ьЭ).Установлено изменение содержания и обмана су-льфатидов и цереброзидов при ряде сердечно-сосудистых заболеваний (Соцкий,1934; Маги. ,1991),паруизанях мозгового и регионарного кровообращения (Саркпсова,1964),злоначестванном росте (Левитина, 1990; .На.сут^/х. ,1990; Л1*'»«'*''5',г«,"1989).0днако до ■ сих пор в литературе практически отсутствуют данные относительно изменения содержания и метаболизма сульфатидов и цереброзидов. .. при эндокринных заболеваниях,в том числе и при сахарном диабета. Качественные и количественные изменения глпколипидаого состава иенбраны,в частности,сульфатидов и цереброзидов при..различных функциональных состояниях и гормональных воздействиях оказцвзют заветное-влияние как. на но »формацию ыембракосвязанных белков -(рецепторов,ферментов,переносчиков),тан и на внутриклеточные процесса^ следовательно,к возникновению патологических изменений. Очевидно,что понимание молекулярных основ действия инсулина па транспорт и утилизацию глюкозы не может-бить достигнуто баз .. представлений о гормониндуцпрованннх физико-химических,структур-, пых перестройках в липидной фазе мембран,в осуществлении которых сульбат4даи-.и..цвроброэидаы-отводится немаловажное-значение.

.. Цель и задачи исследования Целью настоящей работы явилось изучение содержания сульфатидов .и цереброзидов' в плазматических мембранах мозга и скелетных ыиац крыс в но^мо а при эиспаринои-

тальпои сахарной диабете,а такаа нокоторих аспектов участия суль^атидов и цереброэидов в реализации эффекта инсулина на транспорт и утилизацию глюкозы.В соответствии с поставленной целью били сформированы сладуицкв задачи : . - изучить гликолнпндный состав плазматических мембран мозга и скелетных шгаи крис в норма и при экспериментальном диабете}

- изучать активность галантсцереброзид-З-О-сульфатазц тканой крыс в норме 1! при инсулииовоП недостаточности и активность

. $ормоита в эритроцитах большее сахарный диабетом;

- осуществить поиск ингибиторов галактоцвроброэид-З-О-ольфатазщ

- изучить участие сульфидов и нереброзндов в регуляции транспорта и утилизации глюкозы в тканях в норме и при дефицита инсулина в организме. -

. Научная иову.зча работа Впарзие провидено изучение влияния иисулиновоЯ недостаточности -на содержание сульфатидов и царебро-эидовв плазматических мембранах мозга и скелетных мышц.Установлено,что инсулипооап недостаточность приводит к разнонаправленным изменениям содержания суль^атидов и цереброэндов в плазиаткчао-» них мембранах мозга и скелетных мииц,а также мембранах эритро-ц: ;оа больных сахарным диабетом.Выявлено ,повы;аанив содерязния цереброэндов и снижение уровня сульфидов в плазматических мембранах скелетных мышц крыс с зкепаримантальиым диабетом и момо'ран эритроцитов больных сахарным диабетом.Что является результатом, повышения активности галактоцереброзид-З-О-суль^атаза при сахарном диабете.Показано,что инсулин,сврусодержащие соединения и пропарьцинка оказывает ингибирующий эффект на активность фермента в скелетных мышцах крыс с инсулиновой недостаточность».и Эритроцитах больных сахарный диабетом.

Впервые показано,что сульфатиды участвуют в реализации эф- . |эата инсулина н& транспорт глюкозы в скелетных мыацах,возмо2-ко.участвуя в поддержании функциональной активности глюнозотрано-портной"системы,

,. .. Иа.учно-практичоская ценность работы Впервые проведено ис-Следованио содоржанияи интенсивн ости обмена оульфатидов и цэ-раброзидовв тиаиих нрис при дефиците инсулина в организме. Установлена взаимосвязь иевду инсулиновой недостаточность» и йнтивностиогалакюцореброэид-з-о-оульфатазы в .скелетных иывда нрыс и эритроцитах большое сахарным диабетом.Полученные данны;

г

свидетельствуют о регулирующей влиянии инсулина,серусодержа-дих соединении и препаратов циана на содержание суль^ятидов в тканях нрис и эритроцитах больных сахарный диабетом,Аналогичный характер изменений сульфатазной активности при диабета для эрит-роцитарных и мьшечных мембран,а та>;яе однотипноств структурного переустройства этих мембран при диаботе,может иметь важное практическое значение .использование в качестве объекта исследования-более доступных для анализа эритроцитарных мембран позволит предварительно оцепить.особенности влияния ряда биологически активных веществ и лекарственных препаратов на липндныЛ состав плазматических нокбран и осуществлении ими транспорта глюкозы.

Совокупность полученных результатов дополняют теоритическив знания о мембранном механизме действия инсулина на клетки,представляют новые сведения о функционировании мембранных липидов в яивых системах и представляют интерес.для специалистов,занимающихся проблемами липидологии и мембранологии и способствуют разработка научно-обоснованных мотодов коррекции метаболических нарушений при сахарном.диаботе.

Апробацид работы Основные результаты диссертационной работи были доложены на Всесоюзном.симпозиуме по микроэлементам (Москва, 1ЭаЭ); X Объединенном симпозиуме биохимических обществ СССР-ГДР "¡¿аханизцы регуляции клеточной активности" (Ташкент, 1969){Бсзсо~ юзноН нош;.еронции "Биологическая роль микроэлементов и ,их применение в сельской хозяйстве и медицина" (Самарканд,1930); У Конференции биохимиков республик Средней Азии и Казахстана (Ташкент,19Э1); I научной конференции биохимического обиоства Рос-г . публики Тадкмкнстан "Проблемы биохимии" (Душанбе,I993);II Конференции биохимиков Ззо'окистана (Ташкент, 1993);У съезда эндокринологов Украины (К',¡ев, 199*0,Юбилейной Конференции "Структура и функции биологических мембран? (Ташкент, 19.?5).

. Публикации По тема диссертации опубликовано 15 печатных работ и.получено 4 предварительных патента на изобретение. -Объем и структура роботы диссертационная работа состоит из введения,обзора литературы,описания методов и объектов исслэдо-вания,изложения полученных результатов ¿1 их обсуждения,заключения и выводов. Работа изложена на страницах машинописи, иллюстрирована (€ таблицами и 3 .рисунками.Описок литературы включает наименований,в тон число работ зарубежных авторов

ИА13Е1АЛЫ Л ЩГОЛЫ íiCCJIEJiBAJiílíl ' В экспериментах были использованы взрослые крцсы-саицц кассой 150-200 г.Экспериментальны! caxupimíl диабет вызывали внутрибрвиинньш введениаи аллоксангчдрата в доза 15 иг/100 г касеи юла кивотного на фоне суточного голодания.Забой производили через 30 дно ft при уровне сахара в крови 30Ü£2<* ur;s.

Экстракцию лппидов производили иодиу.цированаыи иатодои Фолча.'.1э этого экстракта производил» выделение сульфаинов к це-' реброзидов по методу Игпмп •

Дли фракционирования сульфатицов и цераброзидоз ншшаняли одноиариую восходящую хроиатограф1ш ва силиках'ала ¿ и ¿ ¿ в сис-таио растворителей хлоро{оры:ыетаноя:конц..а1.шиак (tí0:20¡U,k). Количественный анализ цараброапдоа г.осле хроматографичвского •роэдалонни производили по углеводному рьдикалу о помощып антро-jioaoroí метода.Суль^атпды опродаляли по сульфатной группа с поно-ад» еау{/> А.

Эндогенную активность галактоцвроброаид-З-О-сульфатазы определяли по иетоду 6atic¿¿a (Ш1).

Очищенные препараты плазматических кеибраи иозга получали по методу MitsAnan (1976),плазматических шибран окалопшх шиш по иатоду Лойо'уш (1:>79).0 чистоте полученных препаратов пдаэыатичаских ызибран судили по увеличению активности маркерного фзрионта 5*- нуклоотидаэы в процессе очистки ( f/frpt-'i? ,1351). Содержание белка, в ПМ определяли модифицированным иетодои ¿ctJty,

Транспорт глюкозы был изучен в каиболовидной ышшэ задних нонечностий крыс по иетодаи Виноградовой и 1937),

. .. Утилизацию ^С-глюиозы среэаия тканей изучали по интенсивности окисления А*С-глаи08ы до А"с02>Подочзт рад.юакгпвмости прои- . вводили на «идкостио-сцинтилляииониом счетчика " fiactUeta. " .Вое получанньш результаты балл статистичесни обработаны с вычислением степени достоверности по Стыодонту.

....... ...РЕЗУЛЬТАТЫ И НХ:0БСУЗЯЗН11Е

ДяиколипядакЙ состав'пяпзцатичаских iisufpan иозга и с;?ал8т~ ньпг мызд при иноулиновой ив достаточности. В. .сравнительно« аепенм было изучено содержание сульфатидив и цереброзидо? плазцатиччс-ких ыенбран клогои с разной отзывчивостью к ииоулхну.Пссладсваиин проводились на очищанных препаратах плазматических ие»Я)ран'к?зга

и скелетных мншц,о чаи судплп по ьозрасташш в процессе очистки активности наркарного ферманта плазматических ыаыбран - 5 -ну~ нлэотидазы (таблица I),

таблица I

Активность 5,- аунлоотидазы плазматических иацбран шзга и сколвтних мышц (икноль Ь'ц/уг балка/ыкн, /1=8)

материал ! активность ! У;з; !:-).чта ! данные ! л.:тднатуры

лм мозга Ткань I 0, Л+0,02 ! 0,06+0,03

гомогекат. I 0,0Ц+0,01 ! 0,07+0,02

неочищенные мембраны ! ! 0,17+0,03 1 1 С,15тр,01

! 0,31+0,01 I О.З'нО.ОЗ

1И скелетных миоц . ткань ! 0,03+0,01 1 _

гомогонат ! 0,11+0,02 !• 0,0.1+0,01

неочищенные мембраны 1 0,1 НО, 02 1 0,07+0,02 !

х-мембр.^ран.! 0,72+0,03 2-ме:юр.иран.| 0,36+0,01

! 0,16х0,й1 | 0,2-1+0,03

. . Сопоставлений активности 5'- нуилаотидаэы полученных препаратов плазматических иамбран мозга и скелетных нниц позволяет сделать заключение об удовлетворении полученных препаратов Ш,-требованиям,предъявляемым для високоочнвднных препаратов ПМ.Прове дч иное на полученных прзпаратах ГЫ изучение гликолнпидного состава мембран показало,что в плазматических мембранах мозга .ии-оулиновая недостаточность сопровождается сниманием содержания цереброзкдов л повышением содержания с}ль].атпдоз (таблица 2). Тогда иаь в плазматических мембранах, скелетных мыец дефицит инсулина в организме вызывал повнзшшо уровня цероброзидов,л снияенне

уровня суль^атидог. ...............

Причину повышения-содаряания цероброзидов и снижения уровня сульфатидов в некоторых органах многие автора видят.а повышении активности.галактоцароброзид-З-О-суль^атази,? результата чзго от молонулн сульфатида отцепляется сульфатная.группа,что . ведет к. превращению- ноле кули сульфатида з церсброзпд.ч'орконта-тивное превращение сдеьуатида в цераброзид .я накопление ого з' . соответствующих тканях сказывается на функционировании .чомбрэн, в которых происходит прсвышоико. физиологического уровня церебро-

'3

таблица 2

Содержание суль^атидов и цереброзидов. а плазматических мембранах мозга и скелетных мышц крыс в норме и при экспериментальном диабете (ш<г галактозы/иг белка, ««),

материал ! фракции 1 контроль ! д;;абет

ШЛ мозга 1 сульфат иды !. 571,<нХЬ,2 1

i ! цоребрознди ! 87o, 1+17,0 ! 732,'JU3,CX

ПЫ скелотных мышц 1 сульфатиды 1 И'(,2+3,4 1 95,i6+2,I

1 цораброз>:ди ! 60,7+2,В 1 IIü,iMv,2

Примечание. о,ОЛ <ijXi(01II¡ оль-д;:гбот < и»иХ видов.Это отражается на таких париийтрах мембраны как ташюрату-ра фазового перехода липпдов и повышенно мпкровязкости.Причину этого можно объяснить исходя из структурных ocoúauHOCTOkl цареб-розидов,тан как их церамидная часть,внедренная в липпдныЯ бислоИ, придает ему по сравнению с глицеридани большую структурную ригидность ва счот образования стабильных водородных связей мекду амидным карбонилои церамида,являющегося акцептором водорода и ги-роксилом царамида,играющего роль донора водорода {P¿>ss/7 ,137.9). Кроме того,обладая длинный ацильныи хвостом (до атомов углерода ),цорамидлая часть цереброзидов проникает и во внутренний слой мембраны,гдо. она образует водороднш связи и с мембраносвязаннимп белками .благодаря чему прочно закрепляется в мембрана В результате этого повышается и.:кроиязность ыеибраньцуменьиаатся подпик;«ос1Ь и изгиб акилышх попои липидов.что является одной из причин искажения или затухания гормонального сигнала от иноулин-рацепторвного комплекса к переносчику глюкозы.

..... Результаты исследований лкпидного состава плазматических

мембран экспериментальных животных были сопоставлены с результатами изучения липидного, состава мембран эритроцитов больных сахарным диабетом (таблица 3) ' ¡,. •,. Приведенные в-таблица. данные показывают,что инсулинзави-оиыыЯ сахарный диабет с сопутствующей .гипергликеииой .ведет к .выраженному изменению рлинолипидного состава.мембраны эритроцитов.Что..выражается в повышении оодераания цереброзидов в М раза и^снияении содержания сульфатидов на ЛЦ.Показана аналогия изые-

таблица 3

Гли.чолипидний состав мембран эритроцитов человека и плазматических мембран сиелотнах мышц крас при кнсулпиозой недостаточное!!! (акг галактозы/иг "балка,ынг суль^-ат.гдов/иг балка)

1 сульфатнды 1 цероброэид И

I контроль ! диабет ! контроль ! диабет

эритроциты ! человека ! 26,7+2,1 ! ! ! 16,3+1,4 I ! 19,4+1,5 ! 27,3+1,3

л-хь, 0,001 < Р< 0,01

ПЦ скслаПих-; иим крас ! П3,2±3,5 ! ^2,2+2,1 I 92,3+2,6 1 121,8*2,4

П= 5, 0,0и! <Р<0,01

меняя гликодипидного состава ГШ скелетных иыдц аллоксандиаботи- , ческих Крыс и эритроцитов большое пнсулинзависимин сахарный диа-бетом.что в обоих случаях вцраяается в позааании уровня цароб-оозклов и снижений уровня суль^аг.'.дов.Поскольку лппидный состав мембраны сам лс себе является результатом равновесия процессов с.штеза и деградации мембранная липидов,то наруыенке.этого равновесия лежит в основа многих патологических процессов в клетке, в том числа и сахарного.диабета.

Изменение сульфатззМоЗ.активности тканей при сахарной диабете и поиск путей коррегиговаьчш ое активное?;: Результаты исследования эндогенной активности галактоцореброзидсульфатазц в скелетних анещах крыс в норна и при ивсулшюъой недостаточности и под влияние« инсулина представлена в таблица 4.

таблица 4

Активность галактоцереброзид-3-0-с^льфатазы в скелетных ыазшах крыс в норма и при инсулинозой недостаточности и под влиянием инсулина 1мкг оуль$ат::дов/мг белка, Л=5)

_._! ! Д'-'86" ! ' Унорна-лзаб.

1.контроль ! Ш,ц+4,0 ! 63,о+о,й ! Р<0,СЬ

¿.+ынсулпн ! 1Г>8,4+1,4 ! 110,4+2,3 I Р<0,05

. Р1,г<0,Щ I РхГ^О.ОХ"_

Показано позшааиив активности изученного форманта при инсули-пох'оП недостаточности^ такаа ингибируюада влияние инсулина на сульфатазную активность.Причины идманения функциональной активности мембраносвязанних белков,переносчиков и ферментов при сахарной ¿иабето В1дят с одной стороны в гипарпродукции контринсу-лпрних горионов,которая моаот привести к активации ферментов катаболизма мембранных липидов.в том чирле и сульфатидов, а с другой стороны - в -сдвиге кислотно-целочного равновесия в организме в сторону ацидоза за счот нарушения о«сигенации крови в легких, транскапиллярноИ диффузии кислорода,а такяа гиперлипидемии и наноплония кетоновых тел ( ЛдШ.1 ,19аб).Перечисленные факторы, в совокупности,ведут к активации ряда гидролитических ферментов, в том число и галактоцереброзидсульфатазы.рН оптимум которой находится в кислой области.

Результаты по изучению активности галактоцареброзидсульфа-тазы в скелетных мышцах крыс были сопоставлены с результатами исследования активности данного фермента 'в эритроцитах больных сахарным диаботом в стадии декомпенсации ь компенсации (табл.5).

таблица 5

Влияние инсулина на активность галактоцереброзидсульфатазц в эритроцитах больных сахарным диаботои в стадиях декомпенсации и компенсации (мкгсульфатидов/мг балка/час, 1=12).

! эритроцит ! плазма

I. контроль I 2э,с+3,1 1 следы

2. декомпенсация I 15,4*2,2 I с, 7+1,6

3. компенсация ! 22,1±2,3 ! 3,6+1,9

Примечание. Р^_2<0,5

Полученные результаты показывают снгаанио антивности ферминте. в условиях инсулинотараппн и повышение его активности при декомпенсации.И хотя коккрэтные ми^анизмы модулирующего влияний инсулина на активность феруонта аца предстоит изучить погод ис-. следошшшми стоит проблема корроглрованип иагаболичеаккх нарушений нутам поиска эффективных средств,оказывающих сравнимое с инсулином влияние на точение разнообразных процессов- в клетке Одним ио направлении подобных исследований нвлязтсн поиск путрй

корригирования активности .фермой то в катаболизма-сульфасиотв

8

галактоцореброзидсульфатазы.

С наша!! точки зрения рощаииа данной пробломц иокно осуществить воздействием сульфат-иоиоа на активность данной счлЦатази. Имеются сродонйя.что сульфат-ионы являются сильными конкуронтнц-ми ингибиторами сульфатазы из различных источников (.Ишие 1091), Кроме того,учитывая,что предварительное введение крнсам сульфат-ионов и соединений,содиржацид 5Н-групяы непосредственно перед иньонцие.1 аллонсана предупреждает 'развитие у них алло и само во го диабета,а такет наличие антпоиспдантных свойств у со русо держащих соединений еце раз указывает на возможность' принонанпп сару-содеркащпх соединений в ксчостга ингибиторов изучаемого форманта. В результате скрининга таа;:х соединений из числа многих Сила выбраны тиосульфат натрия и улитиол, а таклэ препараты цишга.

Ваязлано,что тиосульфат натрия,унлтиол и препараты цинка оказывают сравнимое с чпсулином ингибируацве влияние на суяьфа-тазную активность как з скалитшгх ииацах аллоксандиаба^ичоских нрыс,так и в эритроцитах больных сахарным диабетом (табл.6).

таблица б

Влияние тиосульфата натрия,унитиола и препаратов цинка па активность галиктоцераброзид-З-О-сульфотазы в снелатных мыацах аллоксавдиабетпчесних нрыс и эритроцитов больно сахарным диабетом (мкг сульфатндов/иг белка/час, М-7).

! сколатниа мишны 1 эритроциты

I нориа ! дпабог ! норма 1 диабет

I.контроль ! II0*7. ! 63,7+8,2 I 21,8+1,4 ! 13,7+2,7

2.+;гасуллн ! 168,4+1,4 ! 110,4+2,3 ! 25,1+3,2 1 21,6+2,3

З.+тпосульфат! 157,4+2,3 ! 33,7+2,3 I 25,6+1,2 1 I9,3+1,8

4»'+унитпол ! 153,6+3,6 1 93,6+4,1 ! 22,511,5 ! 17,7+1,6

5. БО., ! 148,2+4,4 1 '¿->,¿±2,6 . 1 19,5+2,5 ! 16,с+0,4

б.+Яя-иг 1 155,2+4,1 ! Л,3+3,3 ! 20,4+1,2 ! 13,3+0,9

7.+&-НЗ 1 150,1+3,9 ! 91,5+2,5 1 22,1+1,3 I 1с!,2+1,2

Возможность применения этих соединений в качества ингибиторов .. еульфатазной активности при сахарном диабото обусловлена дефицитом естественных,физиологических ингибиторов,которые выполняют'' ваанойшуа для организма функцию.- ограничение влияния эндогенных

формантов.Поскольку избыток контринсулпрных гормонов,адреналина и кортизона но только тормозит сиктаэ сульфатированных гликоконъ-югатов мембран,но и стимулируот их десульфатирование,а такха уменьшает способность различных тканей фиксировать экзогенно введенный .сульфат.Тиосульфат натрия,унитиол и препараты цинка в условиях инсулкновой недостаточности,когда потребность в них организма увеличивавтся,способствуют увеличению содержания сульфатидоъ, которыо,как,известно,являются субстратом для флрмента.что позволяет рассматривать тиосульфат,унитиол и препараты цинка как конкурентные ингибиторы данно'.1. сульфатази,посноль:1у степень конкурентного торможения является обратко.1 зависимостью отношения концентрации субстрата и ингибитора.

Функциональная роль гликос.Тииголпт'.дов.сарусодаразс.их соединений и.препаратов цинка в осудоствлонин транспорта и утилизации гг.экози. Необходимым условием гля реализации э^фонта инсулина являются генерализованные структурные пероходи.затрагивавши» белковые .лппидные и углеводные компоненты плазматических мембран. Упомянутые переходы,по-видимому.приводят в диЬствио соотвотствую-щпе аф}ектор1ша звенья внутри клетки и таким образом способствуют реализации эффекта инсулина на транспорт и утилизацию глюкозы. Нормальное функционирование глюкозо5?ранспортного белка с одной стороны находится под контролем инсулина,а с другой г зависит от его липидного микроокрукания и не исключена возмояность.что в процессе передачи гормонального сигнала от инсулин-роцепторного комплекса к переносчику глюкози определенную роль играют гдико-сфинголнпиды.э частности,сульфатидл и цереброзиды.

Результаты исследований о влиянии сульфатидов и цоребрози-доз на базальный транспорт глюкозы в скелетных иишцах нрш з норма и-при аллоксановом диабета (табл.7) поназявают.что добав- . ланиа сульфатидов и.цераброяидов к срезам мышц с физиологическим уровнем инсулина в организме не оказывало стимулирующего влияния., на транспорт.гл»коза.Воз1101ско,что экзогенно добавленные сульфамды на встраиваются в мембрану,содаркш^ю весь набор липпдав,позволяющий поддерживать конформацию и транспортную активность белка-, переиосчина. Возможно, поэтому добавление цереброзидов.спэсобству- ; цих Чрезмерной упорядоченности и сниканию текучести линютого шщшнеа снижает число оборотов пераносчика глюкозы,что ведет к

сннаоппю активности транспортного белка.

таблица 7

"Влияши сулхфатпдов и цореброзидоа на базалышМ транспорт глюкозы в скелетных мышцах ирис в норме и при аллоксановом диабете \ит% внутриклеточной глюкозы, п=5)

условия опита 1 норма (I) ! 1 дпаЗет (2)

контроль 1 79,3+0 ,3 ! 1 36,3+1,1

+ сульфатидц. I 82,0+1 ,3 1 1 . 93,3+1,1

+ цероброзиды ! 62,6+1 Л 1 1 67,3+1,3

Примечание.,, Р^ ^ О,ОС. Содержание глюкоза в инкуб.среде- 100м№

При изучении эффекта эизогэнно добавленных суль^атидов и цераброзидов к срезам скелетных мышц аллоксандиаботичиских крыс вьшвлоно.что сульфатиды усиливают транспорт глюкозы почти в 2 рээа.Механизм участил сульфетидов в стимуляции транспорта гля-кози,по~впдииои'у,ос^цаствлявтся двумя способами: во-первых,за сче^ реконструирования энзоганно добавленными гликолпппдами патологически измененной мамбраны;во-вторых,за счат модуляции активности ^еьментоз,обеспечивающих оптимальное соотношение мембранных липи;;ов (сульфатази,|{йс.[0лнпазы А2 и др.).При добавлении цероброзидов подобного эЗДонта стимуляции транспорта глюнозы получить но удалось.

При изучении вклада сульфаткдов и цереброзидов в инсулин-стимулированный транспорт глюкозы в скелетных мыаиах. крыс в. норма и при экспериментальном диабете (таблица Н) выявлено,что в снолатвых мышцах.иивотных контрольной группы дотшшталлно.й стимуляции .транспорта х'люкозыпри добавлении пульфатидов и царе-, брогидов не происходит.Однако,в мышцах крыс с инсулиновой нодоо-ааючностью.где транспорт глюкозы значительно, снижен добавление сульфакдов способствует усилению эффекта инсулина на транспорт .глюкогы.тогда как цераброзиды заметво ослабляют стичулирукидий д.эдвкт инсулине «а транспорт глякоаы в скелетных мышцах.Являясь отрицательно, эарикеянымн глииолипидами >-сульфати.чы,возможно,всзу«, раиваютоя. а мембрану з области,г,эпосредственно .лрймш'ащай н переносчику .?люнозы к способствуют приобретению, транспортным белком присущей ему.конформации и дополняя тон самым симулирующий эффект инсулина.Хромо того,при изучении чувствительности

II

прошиштназы С (ПКС),иктивность которой увеличивается вслед со связыванием инсулина о его роцептосом на плазматической мембране,» роаличиьпа яипид8и,поиааывавт,что активаторами протеинки-нпзи С параду с дпацилглпцерином (ДЛГ^осфатидалеериноы (ФС) и ганглиозидпми являются и сульфатиди ( ТелСоуис. ,1935,198а). Тогда как цареброзиди на только ингибируют протеинниназу С,но. и способствуют потеря ее чувствительности к липидаи,вызывающим ее активацию."Ганг.« образом,продполагазммИ локус икгнбируювдго дайст-еия цареброиидов на кнсуаш'ст.тулпровакный транспорт глюкозы в скелетных мышцах может находится на стад;:к,следующей за стадией связивинин гормона с рацоптором,но предшествует самой стадии захвата и переноса глюкозы.

таблица 6

Длипнио сульфатндов и цароброзидов на кнсулинстимулирован-ный транспорт глюкозы в скелетных мышцах крыс в норна и при экспериментальном диабете-(мг^ внутриклеточной глюкозы, л. »5)

условия опита ! норма I дкабет

1. контроль I 53,3+4,2 ! 36,6*1,1

2. + инсулин I ?2,0+2,0 I Ъ6,8^0,75 За -юульфатндыншсулпн I 95,7+1,7 I 92,5+3,5 А. + ц и р о б ро э и и а с у л и в I 7^,08+2,0 1 Зь,''>+0,9

Примечание. Р_£_2 1_з < 1>,001.Содирнанно глюкозы з ишг.срада-1Шм$

Исследования инсулинрецапторного взаимодействия и взаимосвязи ого с транспортом глюкозы направлены в первую очзредь да выпс-поь"в молекулярных механизмов потребления глюкозы - одного «а главных энергетических источников живых клеток.Поэтому контролю утилизации экзогенной глюкозы-различными агентами в том числе гормонами,« соединенираи.способствуюэдми реализации их аффекта придается немаловажной значение.Несмотря на многочисленные глу- . бойце исследования до сих пор остается невыясненной взаимосвязь нозду а -фактом инсулина на потребление глюкозы клетками и липид-нами компонентами мембран. . ." . :.. . ....... .....

При изучениивдияиия сульфаткдов и цероброаидов на утилизацию глюкозы срезами мозга, и скалатпих мышц (таблица )) показано,что. в норме добавление сульфатидов на усиливало окисления ■^-глюкозы как'в мозге,так и в скелетных кшицах.Нрв Добавлении' цераброзидов наблюдали подавление этого процесса в скелетных

таблица 5

Влияние суль^атидов и цереброзидов на утилизации ^С-гли-кози сразами изяга и скелетных миед о норме и в условиях экспериментального диабета (имп/ыин ^С02/г ткани, п =5)

условия опыта ! мозг ! скелетные иишци

I норна ! диабет I норма I диабет

контроль 14012 5+[',45173151+2264 1475+119 973

+ цереброзиды !34369+Н95150426+1%13 ЬбО+Т'ГО 6Ы)7с0 + сульфатиды {4167-^:631! 134^+120 13оОШ5

Примечание ■..' 0,0э { Р <.6,02

мышцах.Возмокно,что такое свойство цереброзидов обусловлено не только их иеиЗраивыа эффектом,но и влиянием их на внутриклеточные процосоц путем ингибкроваиия дыхания ифосфорилировиния в митохондриях и активирования фосфолипази Д.12 тканях крыс с экспериментальным диабетом выявлено,что при добавлении цереброзидов окислониа^С-глюкозы приближается к норна,что еще. раз свидетельствует о ваиноН роли цареброзидов в поддержании функциональной активности мозга.стилизация глюкозы клетками скелетных мышц увеличивается при добавлении сульфатидов.Механизмы иолучониых явлений не нашли своего страмония'л литературе и требуют дополнительных ксслчдоБанк.ЧЛо не исключено,что ';акой разнонаправленный эф1зкт гликодппидов иа утилизацию глюкозы объясняется разной потребностью этих тканчй в определенных липидах.воз^ечапнах в регуляцию инсулином грансиомбранпого переноса глюкозы.

в иволг

I,Выявлено,что ¡просгатоиягогг штулина в оргпниеиа приводит к нарушению соотношения структурных лппидов неабран.Что ьира-кается ь рглнпипправдепнг'Сш лг.ианепиП гликолппидного состава, Сниаокиа .цэреброандои в ПИ мозга еопгалсндалос* пса*-,

шзниам их уроаня в ГШ скелетных мышц,тогда .как изменение уровня судьфатндоз ывмО'раз при.експарлизвтальноц диабета носило обратим» характер .Результатом чего является измнаниа ф;шко-. химических параметров «ембрееи и снижение глвкозотрапепортной аиишосгл, ■ ■■ ■' ■ - ■

2. Показано,чю .ашааяпо солЗрскипя сульфамидов с одноврзконным пптаьин.чом уровня цероброзидов в плазматических кембра-аах сналетчнч иит к сяк и квабранах зрпгроч 1*0* больных

13

прр иисулиновой недостаточности сопровождается поваиенквм йк-тивности галактоцореброзид -З-О-сульфатазы. 3.Выявлено,что наряду с инсулином,серусодержация соединения и прапарати цинка оказываю1! икп'бир/ювде влияние на активность данного форманта как в скелетных мышцах крыс с экспериментальным диабетом,тан и в эритроцитах больных сахарны« диабетом.Это открывает возможность изучения и применения этих препаратов в целях метаболической корренщш мембранных нарушений при сахар-иом диабото.

4.0бнаруион аналогичный характер иамеиоиий активности гвлактоце? раброзид-З-О-оульфатаэы для эритроцптэрных к мошзчных мембран, а также однотипность структурного переустройства этих мембран при диабете,что может иметь важное практическое значение.Использование в качестве объекта исследования более доступных для анализа эритроцитарных мембран позволяет получить носвэнииз данные о структурно-функциональном состоянии мпыбреи скелетных мши при сахарном диабете,а такие предварительно оценить особаштз • ти влияния ряда биологически активных вэществ и лекарственных препаратов.

5.Показана ролл оульфатидов и цереброзчдоэ г стимуляции мнеулк-ном транспорте глюкозы в скелетных мышцах крас,что вноегт определенный вклад е изучение михакизмов участия гликолипидов в реализации афронта инсулина иа транспорт глюкозы.

СПИСОК ОПУБШОБШШ РАБОТ 1.0рганоспоцлфпчзский ьффенг'ионов цинкь на показатели обмана липидов при сахарном дипЗеп/0.!,1.;!сао1;,Н.1.аргаиова,й.П.Ан.г,,С. Лкрацова//Мш(р^эйвцс1!103ы:Иатар.Ваасоюзк.сиаи. ^Москва.вппб^ь 1989.-Ы.,1989.-0 Л 51-153 Н.Ролъ гтп'лиозвдог.фосфолип'ЛДОБ в механизмах регуляции иисулиноч клеточной активнее™ в.норма, и при сахарном диабете/Б.11.Исаев, ' М.Е.Эр1 П0ЮБа,Т.Л.Саы1ов,С.Сады!гов,А.П.Дн.Г.С.Лкрацова,Т.С.Сиатов// Механизмы регуляции клеточной активносм^Тез.докд.Х обьзд.сшяюэ, .бшшш.обы-з ССС1''-ГЛГ,Ташкент,септ.1989.-М. ,1Э8^.-с„35 З.Роль попов цинка в реализаций эффекта пнсул1ша/г.п.»!саов,Ц,д. иргашсва,Л.П.Л?|,Г.С„Акрпмов»//?'1атор.Х1 Всзсоюзн. контор. "Биплсгнч. роль микроэлементов и их применение в оальскои хоз-ве и малиц»", .Самарканд,сайт.ЬЯОг.-1:Ш,-с Д8 , .. '■

.Субстратная и гормональная рефляция окисления глюкозы в клетках

14

и роль липидов мембран в этой процесса/3.II.Исаев,М.Ж..Чргашава, Т.С.Саахов.Г.С «Акрамова,А,П• Аи//'Гоэ• докл.У ко нф. биохимиков рЗсп.Сраднай Азии и Казахстана,нояб.ХЭ'Лг..Ташкент.-1991.-о.Цй

5.Роль сульфатидов и цер.еброзидов мацбран иозга и скелетных мышц в регуляции утилизации глюкозы/М.Ж.Эргашова,Г.С.Акраштд,А.11. Ан.Э.й.ЛсаовДам ка.-с.124

6. Глюкононъпгаты клеточной поверхности как сигнальные молокулц в процессах узнавания,оплодотворения и регуляции иатаболизиа/ Т.С.Саатоп.Э.Л.Исаев/^.д.Эргашова.Т.Л.Саипов.С.Садиков, А.П.Ан, Г.С.Анра!;ова//0нтогенез.-1?Л.-т.2211-;4.-с.42у

7. Адаптивная роль липидов иаибран-при различные функциональных состояниях клеточных систам/!.!.д*Эргашова,Г.С.Акра1!ова,АЛ1.Ан,

. Э.;1.Иса^,Т.С.Саатов//Цитологин.-1ЭЛ.-т.ЗЗ.-К.-с.144

8. Ганглиозиди в узнавании и трансмембранном перолосо глюкозы/ . . М.д.Эргашоаа,Г.с;.Акрамова,АЛ1.Ан,Э.1г;.Исаов//Труды I научи.конф. биохим.обц-за Iоспуб.Таджикистан"Проблеми биохимии",сайт.1993г., Душанбе.-1993.-с. Э)

9.Предварительный патент на изобратониа Способ определения инсу-линочувстпительности больных сахарный диабзтои/М.л.Эргашова,. 3..1..'|саьв,А.П.Ан,Г.С.Акраиова,С.Ю.Бабаджанова,Ф.;1^^адова,Т.С. Саатов,Я.Х.Туроиулов-?.апвл.13 . 05.93.-;-/Н ЛР 9JÛJ 1491 0597 МНИ 5

.. A6I В 10/00

10.Предварительный патент на изобретение Способ лечения инсулин-зависимого сахарного диабета/Э.К.1!саев,М.£.аргашова,Л.П.Ан, Б.С.Тоииров,Ф.Д.Ахмедова,С.Й.Бабадианова,Т.С.Саатов,Л.Х.Тура-кулов,Г.С.Акимова.-Заявл.10.Об.93 В УН ДР 9300 189.1 0737 ШШ-5 A6I К 35/00

11.Вопросы стабилизации липосомальных препаратов.с антидиабетическим действиаы/Г.С.Акрамова,B.C.Темиров,В.И.Исаев,С.Н.Аминов, О.Ю.Кукина//К:ш9 ва фармация.-1993.г«6.-с.45-47

12.Изменение уровня сульфатидов и цереброаидоз плазматических мембран мозга и скелетных мышц при повышении содаркания глю-. коаы в. ироБи/М^.Эргашова,Г.О.Акрамово,А.П,Аи,Э.И.Исаов//Узб.

• > биол. sy рн. -19ЭЗ ,-1й2. -с » 5-8

13. Влияние сульфатидов и цереброзидов. на-утилизацию, гдшози в ..

Г мозга и скелатних мышцах/Л.л.Вргаавва,Г.С.Аира1!0ва,А,П,Ан,Э,И*

■ Исаез//Узб.биол.журн..^1993.-1^3,-0.3-5 ; .

' 14,Функциональнапрроль сульфатидов. и Цзраброзидов мембран в рагу*, ляциа транспорта глюкозы/Г.С,Днрамова,МЛ.Эргашова,А.П.Ан,Э.Й,

. Исаев Э.И.//Матер.2 конф. биохиц./аб-на.-Ташкент,нояб.1393.-

Т.-1993,-с.II

15.Влитию ионов шит на липидный спектр мембран при сахарном ЛиаОето/ЛаП.Ан,Н.2.ЭргаЕова,Г.С.Л!!ра«оБо,Э.11.Лси8в//5ам ае.-1993.-с .17

16.Влияние гипосульфита натрчя на содэркзш-.е липыдов в нзаоторыо функциональные параметры кешЗран/Б.С.То«"розЗргасова,Г.С. Акромова,С.Н.Амннов//Там же .-1993.-с.77

17.Патогенетическая коррекция мембранных «-.рушений при экспериментальном' диобвте/МД.аргп!ЛЕа,Э.П.Г,саа1!,Г.С.Лнр1мово,Л.ПлАн//

,'Гез.У съезда эндокринологов У;!раины.-Кпав,сонггбр1.1199'4,-с.''42 . 13.Предварительный патент на изобретение Способ получения лиаосои/ Г.С.Лкрайово,М.1'.Ээгашва,Э.И.'«,.свов1К.с'.Том.1ров,С.Н.Дмк1Юв,Т.С. 'Оаатов.-Заявд .16.05.94 К? .1Ш5 $">00 3991 МКП 5 /.61 К 9/Ю;61К .35/12 '..'•.. 19,.Акранова Г.С,/Влияние мисушювой недостаточности на содержание сульфатидов и царвброзидов плагматичвсипс мембран.аозгц . и скелетных мышц к иути ее норревпкк //Теи.ваучн.иотрорениш' -"Структура и функции биологических мембран".-Ташкент,иирт 1995.-Т.-С.48 • .

■'б -

Г.Ш'ОЗА ТРАНСПОРТ;-] 8А С АРФ ШИКИ 1АРЛЕНДАРИНИ ИНСУЛИН ГИЛ АН НЩАРИ1Ш1Д СУШАТЦШР БА ЦЕРЕЕГОЗВД-ЛАГНЙНГ ФУНКЦИОНАЛ ?СШ

Кискача казмуни

Организм copjioM в« инсулин етишмовчилиги цолатларида глокозани тронспорти ва cepí булиши кзраенларики инсулин билаи бои^ерилиши кехакизмида плазматик мембраналарнйнг карбонпувсацловчи ксмпоненглари /сульфатидлар ва перебро-зидларнинг/ ишгироки тадци^от отилган.

!{ендли диабет билап каевялаиган беиорларнинг эритро-цитдари моййракасида ^акдя экопериментал хайвонларнинг бош икя на скелет муиэкларининг плазматик иембраналарида инсулин етишмовчилиги шароитида суль^атидлар вп цереброзидлар ии^дори уэгарганлиги ани^лакган.Цандли диабет касаллигида сульфатидлар во цереброзидлар 5'заро нисбати «згариши.суль-фаткдлпрни парчаловчи $ермпнт - галактоцереброзид-3-0-суль$атазаниьг <}воллиги узгариии натижасида экаилкги курса-тилгаи.Хнсулин.олтин гугур? сацловчи бирикмалар ва рух прппаратлари каламумарнс.нг скелет иушакларида т чандли диабет билак б^морланганлар зритроцитларида ушбу фермент фаоллигини пвсайтириш >;уоусиятк аницланган.

Зкспери^онтал диабетда каламушларнинг скелет нушкла-рида инсулин таъсирида глгкозана транспорти сульфатидлар ва цереброзидлар иг.тирокида аиалга ошиши курсатилган.

Олкнган н*ти;«.;'ар ссссида гиазиатик менб^йне/.зрнинг глвкоза транспорт тизими фаолиятида сулы}атидлар ва цорэ-Срсзидлар л^а^ияти борлиги тугриоида хулоса цилии мункин.

Functional role of eulphatides and cerebroBides In the regulation of glueouo transport end its utilization by inoulln.

Abatroot.

The participation of carbohydrate-containing plasma merab -rano components (sulphatidos and cerobrosides) in the xegula -tion mechanisms of gluooee transport and its utilization by insulin in the normal conditions and upon insulin deficiency In organism hao been studied.

It has been established that insulin deficiency is accompanied by alteration in the level of eulphatidea and cerebro' -sides in plasma membranes of brain and skeletal muscles of experimental- animals as well as in membranes of erythrocytes of patients with diabetes mellitun. Change in the eulphatide -cerebroside ratio in diabetes mellitua results in alteration of d»gradation enzyme activity of oulphatides - golactocerebroaide--3-0-sulphatase. Effect of insulin, sulphocontaining compounds and ainc preparations on activity of the enzyino in question in rat skeletal musclos and erythrocytes of patients with diabetes mellitus has been observed. Participation of oulphatides and cerebrocides in the insulin-stimulated glucose transport in skeletal muscles of rats with experimental diabetes has been ehown.

The data obtainod allow to conclude about the role tit. sul-phntides and oerebropidee in the functioning of glucose transport ByEtem of plasma membrane.

- -To

Р. - Подписано к печати

8ак.— Ш- Тираж РО imSi.CS. /л-./У

Отпечатано в АН. ТПК

Ташкент, Папой, 30.