Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Состояние ферментной редокс-системы глутатиона лимфоидных органов в норме и при патологии (клинико-экспериментальное исследование)
ВАК РФ 03.00.04, Биохимия
Автореферат диссертации по теме "Состояние ферментной редокс-системы глутатиона лимфоидных органов в норме и при патологии (клинико-экспериментальное исследование)"
РГ6 од
На правах рукописи
Гаврилюк Людмила Александровна
СОСТОЯНИЕ «ЕРИШПЧЮЯ РЕДОКО-СИСТЕШ ГЛУТАТНОНА ЛШНЩНЫХ ОРГАНОВ В ЮРКЕ И ПРИ ПАТОЛОГИИ
(клштко-экспериментальное исследование)
03. 00. 04 - Биохимия
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени доктора медицинских наук
Москва - 1996 г.
Работа вьшолн&на в Кшшшйескоы государственном медицинском университете им. Н. А. Тестемзщану Ш Молдова на кзфедре биологической и Оиоорганической химии (гав. кафедрой,профессор, д. м. н. заслуженный деятель Высшей школы Л. Т. Лысый).
Консультант - Руководитель лаборатории биопапш ЩГГО ЫЗР, д. и. н. профессор, А. М. Герасимов.
Официальны: опповевты:
1. Доктор медицинских наук, профессор А. А. Терентьев.
2. Доктор медицинских наук, профессор И. Н. Марокко.
3. Доктор медицинских наук, профессор Н. А. ©Здоров.
Ведущее учреждение - НИИ Гематологии АЫНР (г.Санкт-Петербург).
Защита состоится "_" _ 1995 года в _часов
на заседании диссертационного Совета (Д. 084.14. 03) Российского Государственного медицинского университета.
Автореферат разослан 1996 года.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке РГЫУ по адресу: 117859, ул. Островитянова 1.)
Ученый секретарь диссертационного Совета,
доктор медицинских наук, профессор И. 5С Днсанашия
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Антнокскдантная Функция глутатиона (ЗЗН) привлекает внимание исследователей. Глутатион способен влиять на активность проопсщантсв. пнгибировать евоболнсрадикальные стадии перекисного окисления, разрушать перекиси нерадикальным путем, взаимодействовать с неперекисными продуктами перекпсно-го окисления. Многочисленные литературные данные доказывают участие глутатиона в процесса:-: клеточного деления. Несомненно, ■лс- Функция глутатиона определяется, е периую очередь, состоянием ферментной системы, регулирующей соотношение его окисленной и восстановленной форм. Широкое признание получило пр-едстаЕленпе, что тиолы, к которым относится и глутатион, играют Е-ажнук> роль б клеточном цикле я/ или контролируют целение д могут давать сигнал для запуска пролиферации (.ОелькоЕ Е. Е. , 1970; Напшап Я Н, . Н. С. , 1985^.
Пролиферация клеток по мнению Шапота В. С.' 197?; является обязательной предпосылкой для реализации действия оккогенных Факторов; покоящиеся клетки не подвержены неопластическому превращению. Восстановленный глутатион в опухолях является доминирующим тиолом. Еыраяенкыы влиянием на концентрацию глута-тиона обладают многие канцерогены. Некоторые шггостатики исто-зают клеточный запас ОЗН и вызывают лизис опухолевых клеток, ингибирование биосинтеза глутатиона резко потенцирует их эффекты. Изменения концентрации тиолов и дисульфидов при пролиферации и злокачественном росте, естественно, должны отражать баланс между ферментами их синтеза и метаболизма: глутатионре-дуктазой, глутатионпероксидазой, глутатиок: дегидроаскорбат оксидоредуктазой, глутатион-Б-трансферазой, тиолтрансферазой, гамма-глутамилтранспептидазой и другими. Лимфоидный аппарат представляет исключительную значимость в поддержании гомеоста-за организма (ЧерткоЕ Л Л. ,5риденштейн А. Я., 1977; Чертков И. Л. 1990,1992; Штров Р. В. и соавт., 1981; 1991), в регуляции процессов регенерации, меточного размножения и клеточной диффе-реншфсгки (Бабаева А. Г. ,1978; Васильев КХМ. , 1989;
Принятые сокращения: ЗЗН-восстановленный глутатион; ЗЗЗб-окисленный глутатион: ГР-глутатион?едуктаза: ГП-глута-тионпероксидаза; ГТ-глутатионтрансфераза; РДАР-глутати-он: дегидроаскорбат оксидоредуктава; тиолтраксфераза; ГГГ - гамма- глутамплг ранспептидаз а; ХРСГ- ферментная ре доке -система глутатиона. ПОЛ-перекисное окисление липидов,
ГБО-гипербарическая оксигенация. Биг пг11 Н. 3. , 1963; Згоззтап Ь. ,1985). По мнению Ляшенко В. А. (1938) дифференцироЕка иммунокомпетентных метек является обязательным условием их участия в защитных реакциях организма. Активатор иммунокомпетентных клеток является сигналом к лифференцировке.
Активаторами могут бьггь медиаторы-полипептиды, нейропептиды (эндорфины), иктерлейкины (Ляшенко В. А. и соавт., 1988,1993; Петров Р. В. и соавт. 1989, 1992), внутриклеточные трансмиттеры. кейротрансмиттеры (ацетилхолин, катехоламины.) (Еузников Г. А. ,1939,1992). Каким бы по химической природе не был активатор, ранние признаки активации характеризуются "окислительным" взрывом, образованием и выделением в среду перегаки водорода, ОН, 02, из которых могут возникать ещё более реакционно-способные 02 и ОН. Происходит интенсификация процессов ГОЛ клеточных мембран (Козлов А. Е , 1975, 1991; Владимиров Ю. А. 1975,1993). Перекиснье и свободнорадикальные процессы являются нормальными компонентами физиологии клетки и их выраженность регулируется различными механизмами (Владимиров Ю. А., Арчаков А. И., 1972; Герасимов А. М., 1981. 1990; Еурлакова Е. Б. и соавт. , 1980, 1992; Ланкин Е. 3. ,1939,1993). Е физиологических условиях между системами антиоксидантов и свободных радикалов существует биологическое равновесие. С другой стороны, регуляция многих жизненно важных процессов в организме основана на свободнорадикальном и перекисном механизмах С Барабой А. В. и соавт., 1992; 0Ьег1еу V. , 1986). По мнению Герасимова А. М. (.1981, 1990.) онтогенез предусматривает возникновение зеолюци-онно выбранной сбалансированности организменных, тканевых и внутриклеточных факторов защиты от кислорода, по-видимому, с сохранением принципа "избыточности" внутриклеточной антиокислительной системы. Биоантиоксидант-глутатион и его ферментная редокс-система, несомненно, должны играть важную роль как в процессах ПОЛ, гак и в механизма:-: пролиферации иммунокомпе-тентных клеток.
Сведения о состоянии ФРСТ иммунокомпетентных клеток при опухолевом росте в литературе крайне немногочисленны. КеЕыяснена также ее роль при лимфопролиферативных процессах, как в нормальных тканях, так и при лиыфопролиферативной патологии. Рост гемобластозов, в том числе лимфопролиферативных заболеваний, требует поиска новых или дополнительных специфических подходов к терапии. Комбинирование методов химической терапии с анти-оксидантами, сочетание химиотерапии с гипербарической оксиге-
нацией являются перспективными подходами к лечению лимфопролиферативных и других онкозаболеваний.
Цель и задачи исследования. Главной целью настоящей работы было изучение состояния ФРСГ в иммунокомпетентных тканях при различной активности пролиферативного процесса, а татке осуществление поиска взаимосвязи антиоксидантной системы глутати-она с процессами пролиферации лимфоидных клеток.
Для достижения этой цели было необходимо решить следующие задачи:
1. изучить состояние системы глутатионзависимых ферментов при физиологической пролиферации пренатального, антенатального периодов и физиологической беременности;
2. исследовать состояние ФРСГ при стимуляции процессов пролиферации после частичной спленэктомии;
3. выяснить влияние некоторых веществ различного механизма действия: иммуномодуляторов, цитостатиков, индукторов, про-оксидантов, антиоксидантов, микотоксинов , пестицидов и ГБО на состояние ФРСГ лимфопролиферативных органов;
4. изучить состояние системы глутатиона в иммунокомпетентных органах при иммуносупрессивном влиянии перевивных опухолей ( саркомы 37 и лимфосаркомы ЛИО-1);
5. осуществить поиск корреляционных взаимоотношений между активностью глутатионзависимых ферментов и морфологическим вариантом, либо активностью (стадией) болезни при лимфопролифе. ративной патологии.
Научная новизна. Признание кислородной токсичности, как постоянно действующего фактора эволюции, позволяет в новом свете оценить эмбриональное и онтогенетическое формирование иммунокомпетентных органов.
Исследование состояния ФРСГ лимфопролиферативных органов в пренатальном, антенатальном и половозрелом возрасте крыс и мышей, проведённое нами впервые показало, что уровень активности иследованных глутатионовых ферментов отражает состояние антиокислительной системы в тканях при переходе от пренатального, гипоксического состояния плода, к антенатальному, аэробному. Необходимость аащиты лимфопролиферативных тканей от агрессии кислорода, всплеска цепных радикальных реакций, усиления процессов ПОЛ, вызывает индукцию активности антиокислительных ферментов, характеризуется "избыточностью" активности фермен- Ч тор, ло отношению к уровню оксигенации ткани, сбалансированностью компонентов ферментов антиокислительной- системы.
При беременности, на фоне физиологической стимуляции про-
лиферативных процессов в тканях плода, наблюдается одновременная супрессия пролиферации, в первую очередь, в иммунокомпе-тентных органах матери, характеризующаяся низким уровнем активности глутатионзависимых ферментов.
Состояние ферментной редоке-системы глутатиона, регулирующей интенсивность свободнорадикальных процессов в селезёнке при стимуляции митозов частичной спленэктомией, отражает метаболические потребности органа, характеризуясь циклическими изменениями. Циркадность активности ферментов антиокислительной системы наблюдается также в иммунокомпетентных органах.
.Показано, что ФРСГ лимфопролиферативньк органов отражает иммуномодулирующее влияние препаратов. Иммуномодулирующий эффект (стимуляция или депрессия) препарата определяется его химической природой, концентрацией и.уровнем пролиферативной активности клеток органа. Введение антигена стимулирует лимфоп-ролиферативные процессы, что отражается на состоянии ФРСГ, вызывая её дисбаланс. "Разбалансировка" между отдельными её звеньями с преобладанием активности ГР может быть в дальнейшем стимулом к лимфопролиферации, на смену которой приходит лимфодепрессия. Комбинированное применение индукторов и анти-оксидантов с цитостатическими препаратами может модифицировать биологическое действие лекарственных веществ, являясь отражением сложных процессов биотрансформации, определяемых химической природой препарата.
При опухолевом росте наблюдается полиморфизм обеспеченности клеток ферментами антиокислительной зашиты. Иммуносуп-рессирующее влияние растуш/зй опухоли сопровождается дисбалансом ФРСГ, комбинированное применение цитостатиков с анти-оксидантами, либо ГБО уменьшает дисбаланс между звеньями системы глутатиона в лимфопролиферативньк органах. Впервые найдена корреляционная зависимость между активностью ФРСГ и морфологическим вариантом, либо активностью (стадией) патологического процесса при лимфопролиферативной патологии (острый и хронический лейкозы, лимфогранулематоз, лимфосаркома). Комплексный подход при изучении состояния ФРСГ позволил предложить метод дифференциальной диагностики острого лимфобластного лейкоза и лимфобластной лимфосаркомы в стадии лейкемизации.
Практическая ценность. Известно, что выбор терапии при злокачественных неходжкинских лимфомах, остром и хроническом лейкозе, лимфогранулематозе (болезнь Ходжкина) определяется морфологическим вариантом и стадией заболевания, т.е. активу костью процесса. Осуществлённый нами поиск взаимосвязи между-.^
различным»! цитоморфологическими вариантами и активностью процесса (стадией) позволил получить дополнительный биохимический тест для диагностики и контроля за течением болезни. Комплексный подход при выяснении состояния ФРСГ при лимфобластном варианте лймфосаркомы в стадии лейкемизации и лимфсбластнс-м остром лейкозе дал дополнительный чузствителькьгй биохимический тест для их дифференциальной диагностики, снимая существующую условность цитологического контроля. Сочетание химиотерапии с антисксидантной, либо рациональной оксигенотерапией уменьшает токсический эффект применяемых цитостатиков при лечении лимфо-пролиферативных и других онкозаболеваний, что может быть рекомендовано для более широкого применения этих комбинаций. Возникновение блеомициновых пульмонитов, как осложнений химиотерапии, такае может быть предупреждено комбинированным применением блео-мицина и дозированной оксигенотерапией. Предложи биохимический тест для оценки токсичности пестицидов. Разработано 5 рационализаторских предложений отраслевого значения.
Внедрение в практику. Теоретические положения и методы исследования внедрены в педагогический и научный" процесс кафедр биологической химии, гематологии и челюстко-лицевой хирургии Кишинёвского государственного медицинского университета им. Н. А. Тестемицану. Предложенные биохимические методы в качестве дополнительных методов диагностики активности лимфопро-лиферативных заболеваний, дифференциальной диагностики лимфоб-ластного лейкоза и лимфобластной лймфосаркомы в стадии лейкемизации, комбинированное применение цитостатической терапии в сочетании с регламентированной ГБО и антиоксидантами с целью уменьшения токсичности химиопрепаратов и стимуляции дифферен-^ цировки клеток могут быть рекомендованы для внедрения в онкологическую практику. Для разработки конкретных вариантов лечения в зависимости от стадии, способа предшествующей терапии, с целью индивидуального подхода к лечению больного. Еызоды и результаты работы доложены на многочисленных конференциях, симпозиумах и изложены в публикациях.
Апробация работы. Материалы диссертации доложены в качестве секционных и стендовых докладов на 1 Республиканской научно-практической конференции-гастроэнтерологов "Актуальные вопросы гастроэнтерологии" (Кишинёв,1988), 4-ом Всесоюзном съезде ' патофизиологов "Нарушение механизмов регуляции и их коррекция" (Кишинёв,1989), 3-й Всесоюзной конференции "Биоантиоксидант" (Москва,1989), Всесоюзной научной конференции "Актуальные проб-
лемы лекарственной токсикологии" (Москва, 1990), Межгосударственном симпозиуме "Современные методы диагностики и лечения злокачественных лимфом"(Санкт-Петербург,1992), Всесоюзном симпозиуме "Каротиноиды в онкологии" (Москва,1992), Съезде медико-биологических обществ Молдовы (Кишинев,1993), 1 Международной медико-биологической конференции (КишинёЕ, 1995), Совещании по ГБО "Применение кислорода в медицине" (Гродно,1989), ежегодных научных конференциях ГЫУ им. R А.Тестемицану (Кишинёв, 1938-1995).
Публикации. Материалы диссертации представлены в 17 научных публикациях.
Объём и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы (3 главы), материалов и методов исследования (2 главы), собственных исследований (3 главы), общего обсуждения и выводов. Работа представлена на 246 страницах машинописи, иллюстрирована 37 таблицами и 114 рисунками. Список цитированной литературы включает 476 наименований, из них 206 на русском языке и 270 на иностранных.
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Биологические методы. Основная часть экспериментов выполнена на белых беспородных мышах (весом 30-40 г) и крысах (150-200 г), содержавшихся на стандартной диете вивария. Кровь здоровых людей-доноров получали на Республиканской станции переливания крови. Кровь людей с лимфопролиферативной патологией ( лейкоз, с лимфосаркома, лимфогранулематоз) получали из отделения гематологии Молдавского онкологического центра (зав.кафедрой гематологии ГМУ им. Н. А. Тестемицану проф. , д. м: н. Корчмару К. Ф. ).
Перевивка штаммов опухолей осуществлялась беспородным мышам.
Асцитная саркома 37 и солидная лимфосаркома ЛДО-1 были получены из лаборатории экспериментальных моделей Онкологического научного центра АМН СССР (ВОНЦ) г. Москва. Асцитная саркома 37 прививалась с питательной средой Игла или 199 внутрибрюшинно. Солидная лимфосаркома ЛИО-1 прививалась мышам на питательной среде Игла в мышцу бедра. Частичная спленэктомия (50%) мышей-самцов проводилась по методике Хардовой Г. В. (1975) под лёгкой эфирной анестезией. Консервация селезёнки осуществлялась в условиях гипотермии. В опытах использовали препараты: фенобарбитал натрия в дозе 80 мг на кг веса; циклофосфан - 100
мг/кг и 6 мг/кг; винкристин - 0,15 мг/кг и 2 мг/кг; рубомицин -0,2 мг/кг; блеомицин -2 мг/кг и 10,5 мг/кг; гидрокортизон -100 мг/кг; лезамизол (декарис) - 5 мг/кг; интерферон (альфа-2.) -ампула/5 мл 0,9% раствора NaCl, веодили по 0,1-0,2 мл/мышь; Na2Se02 - 5 мг/кг; тималин - 4,0 мг/кг; альфа-токоферол - 90 мг/кг; аскорбат натрия - 0,3 мг/кг; ретинол - 5 мг/кг. Сеансы ГБ0 проводили в течение 1 часа в режиме 2 ата в Проблемной лаборатории кафедры общей и клинической фармакологии (зав. кафедрой, проф. , д. м. н. Гикавый В. И.). Проведение исследований in > vitro выполнялось с использованием плазмы, лейко-, лимфо- и гемолизатов, полученных из периферической крови здороЕых людей. В экспозиции использовали Na2Se02, цинеб (зтиленбисдитио-карбамат), ТШД (тетраметилтиурамдисульфид) в концентрации 1 шМ. Иммунизацию мышей проводили путём введения экстракта тимуса, полученного от инбредных мышей (Шмаков A. R и соавт. ,1986).
Биохимические методы. Дифференциальное получение полиморф-ноядерных лейкоцитов и лимфоцитов проводилось по методу Еейум A.M. (1980) с использованием двухступенчатого градиента плотности смеси фиколл-урографина и силиконированной посуды. Все процедуры проводили с охлаждением. Микроскопический контроль на чистоту полученных клеточных фракций проводили после фиксации 'метиловым спиртом с последующим окрашиванием по Нохту (Козловская JL В. ,Мартынова М. А. ,1975). Частично очищенный ли-пофильный токсин выделяли из мицелия Aspergillus flavus (Ников Я С. ,1977). ^
Определение активности ГР проводили по методу Conn Е. Е. , Vennesland А. (1951) с модификациями Герасимова А. ¡¿(1981) сг.ектрофотометрически. Активность ГП определяли по Paglia D. Е. .Valentine V.N. (1957) в модификации Flohe L. »Brand 1.(1970). Определение активности ГДАР проводили по разработанному нами ранее методу (Герасимов А. М. и соазт., 1976,1979). Активность ГТ определяли по методу Habig W. Н. .Jacoby W.B. (1981). Активность TT определяли в сопряженной системе с глутатконре-дуктазой по Tietze F. (1970). Активность ГГТ определяли по методу Miister А. et al. ,(1981). Использовали также наборы фирмы "Lachema" (4P). Активность каталазы исследовали модифицированным методом Aebi Н. при 240 км. Активность ГбФДГ определяли по методу Сейц И. Ф., Лугановой И. С. (1967). Определение содержания несвязанных с белком низкомолекулярных тиолов проводили по модифицированному Герасимовым А. М. (1981) методу Sedlak I., Lindsay R. Н. (1963). Содержание белка определяли по методу
Lowry A. H. et al. (1951). Содержание ДНК определяли по методу Burton К. (1956). Содержание -гемоглобина крови определяли ге-миглобикцианидным методом," используя наборы фирмы "Реа-нал"(ВНР) спектрофотометрически. Определение содержания альфа-токоферола и ретинола в сыворотке крови проводили флуори-метрическими методами Ogihara Т. et al. , 1988; Ulang Ch. et al. ,1978; на СФ фирмы "Hitachi MPF-4". Получение и очистку дрожжевой ГР проводили по модифицированному нами методу Mavis R.D. .Stellwagen Е.(1968). Статистическую.обработку полученных результатов проводили по методу Стьюдента (Венчиков А.И.,Еек-чиков Е А. ,1974) с использованием пакета прикладных программ . "Microstat" (Microsoft,США) ка персональном компьютере IBM1386. Коэффициенты корреляции по методам Спирмена и Пирсона рассчитывали по Гублеру Е. Е , Генкину А. А. (1973).
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Исследование глутатионзависю&ос ферментов при физиологических состояниях и патологии в эксперименте.
Эмбриональное и онтогенетическое формирование органов должно предусматривать создание оптимального соотношения систем необходимой и.одновременно безопасной доставки кислорода к клеткам.
Нами было проведено исследование состояния ФРСГ в лимфоп-ролиферативных органах в пренатальном, антенатальном и половозрелом возрасте крыс и мыией, включающей ГР, ГП, ГТ, ГГТ, ТТ и небелковые тиолы. Как показали результаты исследования, е лимфопролиферативных органах плодов и новорожденных крыс в ранний антенатальный период (3,7 и 14 сутки), уровень активности энзимов, в основном, ниже, чем у взрослых животных. Динамика активности глутатионовых ферментов отражает состояние антиокислительной системы в тканях при переходе из пренаталь-ного, гипоксического состояния, к антенатальному, аэробному состоянию. Агрессия кислорода, всплеск цепных радикальных реакций, усиление процессов ПОЛ, индуцирует ФРСГ.
Выявлены неодинаковые пролиферативные возможности иммуноком-петентных тканей: синхронность митотической активности состоянию актиоксидантной ГР-ГП системы в селезёнке и кишечнике и асищсронность в тимусе, лимфоузлах, костном мозге. Одним из подходов к оценке состояния ФРСГ было рассмотрение соотношений активности энзимое (Приложение, табл.1.).
Анализ взаимоотношений глутатионзависимых ферментов в ан-
тенатальный период крыс свидетельствует о динамичности антио-кислителькой системы, отражающей метаболические потребности клеток.
С целью выяснения состояния ферментной системы глутатиона в клетках периферической крови новорожденных крыс было проведено определение активности энзимов, а также рассмотрены их соотношения.
Активность ГР в лейкоцитах и лимфоцитах имела тенденцию к увеличению с 3 по 14 дни неонатального периода активность ГП имела циклический характер, с особенно резкими изменениями в лимфоцитах.
Лейкоцитарная ГТ,соизмеримая на 3 сутки с уровнем активности у взрослых крыс, в дальнейшем уменьшалась к 14 дню. ГТ лимфоцитов, наоборот, имея низкий уровень активности после рождения, приближалась к значениям у взрослых животных з последующее • сроки. Активность ГДАР в лейкоцитах возрастала"-« 3 по 14 дни, так и не достигнув уровня половозрелых животных. Лимфони-тарная ГДАР во все сроки исследования была выше значений взрослых крыс, но динамика её активности имела тенденцию к снижению. Активность ГГТ в лейкоцитах и лимфоцитах характеризовалась сходной динамикой, уменьшаясь к 14 дню.
Активность ТТ лейкоцитов и лимфоцитов также имела похожую направленность изменений, но противоположную активности ГГТ. Исследование активности глутатионзазисимых ферментов в гемоли-затах еыявило их возрастную зависимость с тенденцией к уменьшению с 3 по 14 дни. Характерным для этих знзимое является их "избыточность" в антенатальном периоде, превышающая уровни активности у' взрослых животных, что может свидетельствовать о лучшей антиоксидантной защите эритроцитов.
Таким образом, иследование состояния антиоксидантной зашиты в клетках периферической крови отражает дисбаланс этой системы в антенатальный период.
Исследование состояния глутатионредуктазно-глутатионпе-роксидазной системы также было проведено в некоторых органах плодов, новорожденных и половозрелых мышей (Приложение, табл.2.}. Уровень активности ГР во Есех исследованных органах довольно высок уже в первые дни после рождения. В тимусе и стенке кишечника он превышает даже показатели у взрослых мышей. К 14 дню наблюдалось падение активности ГР во всех органах. Удельная активность ГП в лимфог.ролифератизкых органах з первые дни после рождения значительно превышает показатели у взрослых мышей.
При рассмотрении отношений активностей ГР/ГП обращает внимание превалирование Г? над ГП в печени плодов и новорожденных, что может отражать метаболическую потребность органа в ОЕН. В селезёнке, тимусе и кишечнике у новорожденных была.более активной ГП, индукция которой, по-видимому, вызвана "кислородным стрессом" у новорожденных и является защитной реакцией от агрессивности атмосферного кислорода.
Рассматривая уровень активности ферментов с точки зрения "■избыточности" их в тканях плодов или в ранний период новорож-денности, необходимо подчеркнуть, что -лимфопролиферативные ткани могут обладать такой возможностью в большей мере, чем другие органы. В данном случае система антиоксидантной глута-тнонредуктазно-глутатионпероксидазной зашиты в селезёнке, тимусе и кишечнике функционирует лучше, чем, например, в печени.
Физиологическая беременность является сложным биологическим процессом, который сопровождается изменением всех видов обмена в организме матери, по своей сущности направленных на создание оптимальных условий для развития плода. Возникает сис тема мать-плод, характеризующаяся сложными обменными взаимоотн ¡пениями. Организм матери подвергается воздействию не только го монов, продуцируемых в зтот период плацентой, но и продуктов мена плода и биологически активных соединений, которые выраба вает плод в процессе своего развития.
Результаты исследований антиоксидантньвс ферментов в органах беременных мышей выявили уменьшение активности ГР в печени, почках, селезёнке, тимусе, лимфоузлах, костном мозге, головном мозге, желудке .-и кишечнике. Повышение активности энзима отмечалось только в мышцах.
Активность ГП была высокой в костном мозге, мышце и стенке желудка. Рассмотрение отношений активностей ГР/ГП еыя-еило преобладание ГР в печени, что может отражать её метаболические потребности в БЗН, а также в лимфоузлах й кишечнике беременных мышей.
Более высокий уровень ГТ в печени, тимусе, лимфоузлах, головном мозге, мышце и кишечнике у беременных мышей отражает, по-видимому, степень зашиты этих тканей в процессе детоксика-ши.
Активность ГГТ у беременных мышей превышала контрольные значения в почках, селезёнке, тимусе, костном мозге, головном мозге, мышце и кишечнике. Такую необходимость в повышении активности ГГТ почти во всех исследованных органах можно объ-
яснить усилением белкового обмена з тканях беременных животных и участием энзима в трансмембранном транспорте аминокислот, необходимых для биосинтетических процессов в тканях.
В печени плода мышей актизность ГГТ составляла 146,726 ммоль/кг белка, что превышает активность в печени контрольных животных почти в 3 раза, а беременных - 4,2 раза. Таким образом, полученные результаты, свидетельствуют о сложных перестройках ферментной системы глутатиона антиоксидантной защиты лимфопролиферативных тканей, во время физиологической беременности.
Частичная спленэктоыня является удобной моделью для изучения системы с кратковременной вспышкой мктотической активности.
Принимая во внимание важность глутатиона в процессах клеточного деления, представляло интерес изучить состояние СРСГ, участвующей в регуляции интенсивности свободнорадикальных процессов в селезёнке при стимуляции митозов частичной спленэкто-мней. Влияние травмы на активность ферментов изучали у "ложно-оперированных" мышей, которым проводили лаяаротомию без частичной резекции селезёнки. Исследование активности ГР и ГП в селезёнке при расчёте на мг белка и мкг ДНК выявило их отличие от показателей-у интактных животных. Самым чувствительны;,! к лапарогомки энзимом оказалась ГДАР, активность которой через 12 часов после ложной операции увеличивалась при обоих способах расчёта более чем в 5 раз. Активность Г62ДГ уменьшалась почти в 2 раза по сравнению с интактными мьппами. Единственным ферментом, активность которого не подверглась существенным изменениям была каталаза
Учитывая чувствительность некоторых ферментов к ложной операции, было решено использовать ещё один дополнительный контроль, "индивидуальный" контроль. "Индивидуальным" контролем служили кусочки селезёнки, которые были изъяты у мышей во время спленэктомии.
Результаты исследования показали, что после частичной резекции селезёнки имело место изменение активностей всех акт но-кислктельных ферментов в оставшейся части органа На протяжении 7 суток после парциальной спленэктомии актизность ГР подверглась существенным изменениям: при расчёте на мг белка максимальное повышение активности энзима отмечалась на 5 сутки после операции, ~лри расчёте на мкг ДНК было выявлено два пика её повышения на 2 и 5 сутки исследования. Активность Гц при обоих способах расчёта претерпевала циклические изменения с
максимумами на 2,4 и 7 дни после операции. Наибольшим изменениям активность ГДАР подверглась на 2 сутки.
Ключевой фермент пентозо-фосфатного пути, функционально связанный с ГР, ГбФДГ, также подверглась изменениям в процессе регенерации селезёнки. Активность энзима в расчёте на белок достигала максимума на 4 день, а в расчете на ДНК - на 2 и 5 дни после операции.
Индукция каталазы с наибольшим повышением .активности наб- , людалась на 2 сутки при обоих способах расчёта.
Основными ферментами, катализирующими редокс-переход 2G5H/GSSG, являются ГР и ГП. Однако, имеется ряд работ, в которых высказывается предположение об участии глутатиона, у в основном, ассоциированного с восстановлением дегидроаскорбино-вой кислоты в клеточном делении (Szent-Giorgyi А., 1969; fjiffar I.A. , 1970). Также имеются данные о повышении концентрации"GSH . и аскорбата и уменьшение дегидроаскорбиноБой кислоты при кле- . точном росте. Показано, что дегидроаскорбиновая кислота может действовать как ингибитор важных SH-функций, действуя на гистоны, превращая их в окисленную форму /-S-S-/, тем самым регулируя активность генома.
При исследовании активности ГДАР после частичной резекции селезёнки было показано повышение активности фермента на 2 сутки исследования в расчёте на белок в 3,7 раза и на ДНК - 6 раз.
Учитывая, что максимум митотической активности у мышей наступает в конце вторых - начале третьих суток, через 48-50 часов после операции (Харлова Г. В., 1975), 'особый интерес представляет наблюдавшаяся нами индукция активности ГР, ГП. ГДАР, Г6ФДГ и каталазы через 48 часов после частичкой спле-нэктомии. У мышей вес селезёнки восстанавливается до исходного за 1-2 недели, восстановление формы не происходит, т. е. селезёнка регенерирует по типу регекерационной гипертрофии (Лиоз-нер JL Д. , Харлова Г. В. , 1960). При регенерации селезёнки наб людается появление новых клеточных форм, типа лимфобласта (Ли-ознер Л. Д. ,1982). Липиды и продукты ПОЛ играют важную роль в биосинтезе и функциональной активности ДНК (Алесенко A.B., 1981). Есть сьедения, что хроматин из ядер лимфоцитов тимуса в активном и репрессированном состоянии содержит разное количество липидов. В активной форме хроматина содержится в 1,4 раза больше фосфолипидов, чем в репрессированном, состоянии. Активирующее действие липидов на функциональную активность хроматина, согласно мнению Алесенко А. В. (1981), можно объ-
яснить в свете их способности легко вступать в реакции пере-кисного окисления.
Возможен двойственный эффект перекисей липидов на структуру ДНК в зависимости от концентрации, как обнаружил Манцоли Ф. А. (МапгоП ?. А. $1 а1. , 1974) в опытах с различными фракциями липидов. Начало синтеза .ДНК сопровождается резкой интенсификацией процессов ПОЛ и уменьп.'ением уровня антиокислительной активности липидов. По мере продвижения клеток по З-фазе происходит постепенное повышение антиокислительной активности ли-пидое (Алесенко А. В. , 1981). При увеличении содержания анти-оксидантов должно происходить обогащение липидов мембран лег-коокисляющихся фракций. Продукты ПОЛ оказывают модифицирующее влияние на структуру ДНК Дестабилизируя её, липиды и продукты их окисления способны облегчать работу ферментов репликации.
Подтверждением этого являются полученные нами результаты циклического изменения активности ГП при обоих способах расчёта в регенерирующей селезёнке с максимумами её активности на 2, 4 и 7 дни после частичкой спленэктомии.
Хорошо известно, что сдвиги в системе иммуногенеза сохраняются дольше в организме, чем длятся явления стресса и чем это требуется для резорбции погибших в результате травмы тканей (Харлова Г. К , 1975; Панин Л. Е. , 1983; Барабой В. А. и соавт. ,1992; 2о11ег М. еЬ а1. , 1989).
Как отражается усиление пролиферации селезёнки после парциального удаления на состоянии ферментов системы глутаткона других лимфопролиферативных органов?
Результаты исследования активности ГР и ГП в органах частично спленэктомированных мышей свидетельствовали об изменениях их активности в печени, почках и сердце. Более существенные сдвиги активности глутатионзависимых ферментов происходили в лимфопролиферативных органах мышей: тимусе, костном мозге, лимфатических узлах. Активность ГР в тимусе з расчете на мг белка на 2 день исследования уменьшалась, возрастая к 7 дню е 2,2 раза.
Хорошо известно, что патогенное воздействие вызывает лим-фопению и резкое опустошение клеточного состава различных лим-фоидных органов (Горизонтов П. Д. , 1972). Одним из источников миграции лимфоидных клеток является тимус. Возможно, этот процесс связан с наблюдавшимся нами уменьшением активности ти-мусной ГР в первые сутки после операции. Миграция лимфоидных клеток из тимуса в костный мозг (Горизонтов П. Д. , 1972; Тайа Т. ,1992) может быть стимулом к пролиферации оставшихся клеток
- Гаврилюк, Людмила Александровна
- доктора медицинских наук
- Москва, 1996
- ВАК 03.00.04
- Состояние ферментной системы детоксикации в тонкой кишке и печени крыс при воздействии холерного энтеротоксина
- Система глутатиона крови при вирусных гепатитах и хронических заболеваниях желчного пузыря
- Редокс-система глутатиона вакуолей корнеплодов столовой свеклы
- Липолиз, система глутатиона и окислительная модификация белков в адипоцитах крыс при аллоксановом диабете
- Изменения системы глутатиона при токсическом действии ксенобиотиков и возможные методы их коррекции