Тиреоидная регуляция структурно-функциональной дифференцировки митохондрий и микросом в онтогенезе

Абляева, Нихаль Хамидовна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Тиреоидная регуляция структурно-функциональной дифференцировки митохондрий и микросом в онтогенезе
ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Тиреоидная регуляция структурно-функциональной дифференцировки митохондрий и микросом в онтогенезе"

АКАДЕМИЯ НАУК УЗБЕКСКОЙ ССР

ИНСТИТУТ БИОХИМИИ

На правах рукописи

АБЛЯЕВА Нихаль Хамидовна

УДК 577.171.55.02:577.95.

ТИРЕОИДНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ДИФФЕРЕНЦИРОВКИ МИТОХОНДРИЙ И МИКРОСОМ В ОНТОГЕНЕЗЕ

03.00.04 — биологическая химия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степеии доктора биологических наук

Ташкент —1989

Диссертационная работа выполнена в Институте биохимии Академии наук Узбекской ССР.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

профессор А. А. НЕЙФАХ.

доктор биологических паук, профессор А. И. ГАГЕЛЬГАНС

доктор медицинских наук, профессор А. А. АБИДОВ

Ведущее учреждение: Ленинградский государственный

университет

Защита диссертации состоится ,,_"_1989 г.

в_ часов на заседании специализированного совета

Д 015.16.01 при Институте биохимии АН УзССР по адресу: 700143, г. Ташкент, проспект М. Горького, 56.

Автореферат разослан ,,_"___1989 г.

Ученый секретарь , » *

специализированного совета,

доктор биологических наук / К. Н. Нишанбаев

... ? ...... J

.. . г

' I

Актуальность проблемы. Регуляция дифференцировки была и ссга- •

' ' -Д -1 *

.■¿ЩРЯ ¡одной из самых привлекательных и вместе с тем самых трудных проблем биологии и медицины. Реление атой проблемы является основой для направленного вмешательства в процессы индивидуального развития с целью создания новых генотипов в сельском хозяйстве и животноводства, изучения физиологических отклонений раннего развития в медицине.

Тиреоидные гормоны являются мощными регуляторами процессов роста и развития. Наиболее фундаментальное проявление влияния гормонов щитовидной железы на комплекс биологических процессов, составляющих основу роста и развития - действие на энергети -

"50"" " '*итгт rf"rramTfT* ^ т\аа тттщ гэттл*л тл ттеплп i*tt wf&rvuutt

комплекс ( Sterling et al.,I975, Hashisume , Ichikawa , 1982, Do Nayer ,1987 ). Митохондрии представляют собой специфическую мишень действия тиреоидных гормонов. Присутствие митохондриаль-ных рецепторов только в тканях, чувствительных к тиреоидным гормонам (печень, почка, скелетная мышца, миокард, мозг 10-ти дневных крысят) и отсутствие в нечувствительных к тш тканях (мозг, селезенка, семенники) свидетельствует об автономности этих органелл в отношении гормональной регуляции клеточного метаболизма ( Sterling et al.,1979,1980).

Любая из функций биологического окисления в клетке реализуется путем взаимодействия сопряженного и свободного путей переноса электронов, которые разумно сочетаются при выполнении разнообразных функций митохондрий в клетке. Разобщающее действие тиреоидных гормонов на дыхательную цепь митохондрий ( Га-гельганс и др., 1972), сопутствующее холодовой акклиматизации повышение функции щитовидной железы и дейод/рование тироксина в клетке ( Intocc4a,Middlesworth ,1959,'Balsam ,Sexton ,1975;

'Bernai,Escobar del Hey ,1975;Matsuyama , 1986), неспособность гипотиреоидных низотных выживать на холоду (Hsieh , 1966; Соболев, 1979), повышенная теплопродукция при гипертирзозе (Pitt-Elvers,Tata ,1959) свидетельствую?, что тиреоидине гормоны играют основополагающую роль в механизмах активации свободного окисления. Имеются данные о повышении активности фосфо-липавы Ä£ при гипертиреозе (Иарзоев и др. 1981; Муратова и др. 1982), В литературе высказывались гипотезы об участии тиреоид-ных гормонов в усилении свободного окисления (Северин, Ян Фу-юй I960; Скулаче^, 1969; Гагельганс и др.,1972). Однако, конкретные механизмы такого влияния остаются невыясненными. Решение этих вопросов имеет большое значение для определения принципов регуляции свободного окисления в клетке и механизма действия тиреоидных гормонов на функцию электронтранспортной цепи мито-. хондрий.

Данные литературы о соотношении свободного и фосфорилирую-щаго окисления в митохондриях в период роста противоречивы. В одних экспериментах в интенсивно растущих тканях окисление слабо сопряжено с фосфорилированием и характеризовалось сниженными показателями ДК и Р/0 (Северян и др.,I960; Скулачев, 1969; pol-lak ,1975), в других - при окислении разных субстратов эмбриональные митохондрии имели высокое P/0 ( Hovinski ,Mahfey ,1959 Махинько, Щегольков, 1974). Причины противоречивости результатов не ясны, поэтому возникает необходимость исследования этих процессов в динамике эмбрионального развития. Вышесказанное непосредственно связано с тиреоидной регуляцией дифференцировки митохондрий и развития разнообразных функций органелл. Онтогенетические аспекты этого вопроса мало изучены. Проведенные в этом плане исследования касаются, в основном, динамики содержа-

ния эндогенных тиреоидных гормонов в эмбриональный и постна-тальный периоды (Barletta et al.,1960,Goglia et al.,1984,1986) В других работах имеются лишъ косвенные данные возможности участия тиреоидных гормонов в развитии энергетических процессов развивавшихся тканей (Газдаров,1973). В этой связи особую актуальность приобретают эксперименты с введением экзогенного гормона, которые помогут получить представление о конкретных проявлениях зависимой от тиреоидных гормонов диффзренцировки на уровне митохондрий и их иембран. Изучение последовательности становления тиреоидной регуляции и ее значение в дифференци-ровке митохондрий необходимо для познания роли митохондрий в процессах функциональной дифференцировки органов и механизма действия тиреоидных гормонов на процессы роста и развития.

Цепь свободного окисления, локализованная в эндоплазмати-ческои ретикулуке выполняет в клетке детоксикационную функцию (Владимиров, Арчаков, 1972; Арчаков, 1975; Ляхович.Цырлов, 1985). При введении тиреоидных гормонов заметно стимулируется ферментная система минросом, однако, содержание цитохрома Р-450 снижается (Kato et al.,I970;Humbaugh et al,1978;Smith et al.,1982; Лемсшко, 1980,1982 ). Механизм такого разнонаправленного влияния неизвестен.

Окислительный обмен микросом з процессе роста организма претерпевает изменения, огразавдие возрастные особенности ферментативной адаптации к изменяющимся условиям существования. Тиреоичная регуляция уихросочального окисления в раннем онтогенезе не изучена. Выяснение роли тиреоидных гормонов з возрастных изменениях микросомальной системы окисления может быть использовано при разработке эффективных методов стимуляции дето-ксикационной функции организма в период роста от действия вре-

дных факторов окружающей среды.

Цель и задачи исследования. Цель настоящего исследования заключалась в изучении роли тиреоидных гормонов в регуляции рази микросом

вития и дифференцировки структуры к функции штохондрий'в периоды пре- и постнатального роста.-

В этой связи решались следующие задачи:

- Исследовать соотношение свободного и фосфорилирующего дыхания в митохондриях печени и сердца в эмбриогенезе. Дать цито-функциональную характеристику реакции митохондрий эмбрионов на различные количества экзоганно введенного тироксина.

- Выяснить вдияние различных доз Т^ на синтез и активность компонентов дыхательной, цепи митохондрий печени, сердца и мо-

•.зга в пре- и постнатальныо периода развития.

- Определить влияние тироксина на адснилатциклазную систему в ткани печени, сердца и мозга в эмбриональный период.

- Исследовать роль тиреоидных гормонов матери в патогенезе крупного плода.

- Исследовать роль тиреоидных гормонов в активации внешнего пути окисления НАДН в митохондриях взрослых крыс и крыс-сосунков. Выяснить механизм влияния структурных перестроек липидов мембран митохондрий печени при гипертиреозе на активность внешнего пути окисления НАДН.

- Исследовать возрастные особенности реакции никросомальной цепи окисления на различные количества тироксина. Изучить зависимые от тиреоидных гормонов изменения липидного и фэсфоли-пидного состава мембран иикросом и их роль в биосинтез« и активности компонентов электронтранспортной цепи микросом. Научная новизна. Впервые проведено систематическое исследование возрастной регуляции тироксином структуры и функции мито-

хондрий органов: печени, сердца и мозга, которое позволило < охарактеризовать особенности, характер и зависимость от дозы тирэоидного контроля развития функции энерготранспортной цепи митохондрий и микроеом в онтогенезе. Показано, что на ранних стадиях эмбриогенеза наблюдается высокая сопряженность дыхания и фосфорилирования, а на поздних стадиях развития -разобщенность этих процессов. Обнаружено, что реализация специфического гормонального эффекта в первую очередь зависит от функциональной дифференцировки ткани-мишени. Гормонреактнв-ность митохондрий проявляется при использовании низких количеств гормона. В эмбриональный период в механизме действия тироксина на дифферзнцировку митохондрий преобладают индукция роста внутренних мембран и сопряжение окислительного фосфорп-лирования. Стимуляция Т^ свободного окисления в митохондриях возможна в поздний эмбриональный и постнатальнкй периоды. Наряду с непосредственным влиянием тироксина на структуру и функцию митохондрий осуществляется н опосредованное влияние гормона через систему циклических нуклеотидов.

В постнатальнкй период низкие дозы тироксина стимулируют окислительное фосфорихшрование в экспериментах in vivo и in vitro. Это имеет большое значение как для дифференцировки самих митохондрий, так и для стимуляции биоскятетэтесних процессов в клетке. Умеренно высокие дозы гормона стимулируют функциональную активность дыхательной цепи за счет увеличения скорости дыхания и снижения сопряженности дыхания и фосфорилирования, повышения биосинтеза и активности компонентов дыхательной цепи. Показано, что зависимая от тиреоидин* гормонов дпф-ференцировка ипохондрий мозга происходит только з первые дин постнатальной жизни. Впервые показано, что увеличение содер-

аания тиреоидных гормонов в крови беременной матери могут усилить рост плода, путем повышения синтеза соматотропного горио-на. На основании полученных результатов предложен метод ранней диагностики крупноплодия.

Установлены механизмы тиреоидной регуляции свободного окисления на примере активации внешнего пути окисления НАДН в митохондриях и микросомального окисления. Впервые выявлено резкое усиление окисления НАДН по внешнему пути в митохондриях печени гипертиреоидных крыс. Показано, что в механизме этого эффекта лежат изменения фосфолипидного состава мембран мито -хондрий, индуцированные тиреоидными гормонами. При исследовании онтогенетического аспекта влияния тироксина на скорость окисления НАДН по внешнему пути выявлено, что такой механизм регуляции проявляется в ранний постнатальный период, но значительно слабее, чем у зрелых животных. Предлагается схема, демонстрирующая взаимосвязь изменений липидного состава мембран с активацией внешнего пути окисления НАДН.

Установлено разнонаправленное влияние тиреоидных гормонов на отдельные компоненты микросомальной дыхательной цепи. Показано, что регуляция содериания цитохроыа Р-450 у постна-талькых крыс зависит от дозы гормона. Впервые показано, что в механизме тиреоидной регуляции компонентов дыхательной цепи микросом могут принимать участие лизофосфолипиды и снижение вязкости липидов мембран микросом. Представлена гипотетическая схема регуляции содержания цитохрома Р-450 в микросомах печени.

Научно-практическое значение работы. Разработанные в работе теоретические положения о роли тиреоидных гормонов в развитии и дифференцировке структуры и функции митохондрий в раннем .онтогенезе, а так яе рекомендации по использованию различных

доз тироксина могут служить основой при разработке методов направленного вмешательства в процессы индивидуального развития с целью создания новых генотипов в сельском хозяйстве, диагностике и лечении эндокринных отклонений в период внутриутробного и постнатального развития у человека. Они доланы учитываться в лабораторных условиях при создании экспериментальных моделей различного тиреоидного статуса у развивающихся животных.

Предложенный механизм тиреоидной регуляции внешнего пути окисления НАДН в митохондриях может быть использован при разработке методов ускоренного термогенеза при адаптации к холоду и для стимуляции обменных процессов в условиях жаркого климата .

Изучение влияния тиреоидных гормонов на функцию иикросо-мального окисления может быть использовано для усиления дего-ксикационной функции печени при воздействии вредных веществ в производстве и при загрязнении окружающей среды у взрослых и у детей.

На основании результатов исследования тиреоидного статуса у беременных аенщин при крупноплодии разработан и внедрен в практику родильных домов № б и 10 г.Танкента иетод ранней диагностики рождения крупного плода и терапии осложнений. Выпущены две методические рекомендации: "Прогнозирование риска развития крупного плода и терапия осложнений в условиях женской консультации". 1986 г. и " Профилактика ослокнений при крупноплодии". Информационное сообщение fe 451, 1988 г.

Основные положения этой работы включены в курс лекций спецкурса кафедры акушерства и гинекологии ТИУВ МЗ УзССР. Апробация работы. Результаты диссертационной работы были доложены на III Всесоюзном биохииическои съезде (Рига, 1973),

Всесоюзном симпозиуме по биохимии митохондрий (Одесса, 1976), I Всесоюзном симпозиуме " Циклические нуклеотиды" ( Красноярск,1976), II Всесоюзной конференции по патфизиологии (Ташкент,1976), Симпозиуме " Механизм действия гормонов" ( Ташкент,1976), II, III, 1У Конференциях биохимиков Средней Азии и Казахстана (Фрунзе, 1976, Душанбе, 1981, Ашхабад, 1986), II

Радиобиологической конференции социалистических стран (Варна,

•

1978), II Всесоюзной конференции по электронной микроскопии (Таллин,1979), Всесоюзной конференции "Рзгуляторные системы обмена веществ в раннем эмбриогенезе" (Львов,1979), У1, УН Всесоюзных совещаниях эмбриологов (Москва,1981, Ленинград, 1986), И Всесоюзной съезде анатомов, гистологов и эмбриологов (Минск, 1981). III Советско-Швейцарском симпозиуме ( Ташкент,1983), У Всесоюзной конференции по биохимии мышц (Телави, 1985^ Научно-практической конференции 11 Интенсификации сельскохозяйственного производства" (Ташкент,1986), I Конференции биохимиков Узбекистана (Ташкент,1986), Европейском конгрессе по биология развития (Хельсинки,1987).

Диссертация апробирована на Ученом Совете Института биохимии АН УаССР.

Публикации. Содержание работы отражено в 4-5 печатных трудах, в том числе I монография, получено I удостоверение на рационализаторское предложение.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов, результатов и их обсуждения, заключения, выводод и списка литературы. Работа изложена на 378 страницах машинописного текста, иллюстрирована 36 рисунками и 35 таблицами.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В экспериментах использовались куриные эмбрионы, цыплята, 7-8 месячные петухи, новорожденные крысята, и крысы-самцы. Ку-р'иным эмбрионам разных сроков развития однократно за 3 дня до 'забоя вводили внутрижелточно ъ~ тироксин (iteanal ) в количестве 0,008; 0,025; 0,25 мкг/г веса тела, разведенный в 0,002 н NaOH или б-метилтиоурацил-5 глг (МГУ) на яйцо (Мицкевич,1947) Однодневным цыплятам тироксин вводили подконно 0,7 мкг/г веса в течении 10 дней и 6-МТУ давали с кормом из расчета 20 мг на цыпленка. Петухам вводили 50 гаг/100 г веса тела в течении 14 дней. 1"ипертиреоз у крыс вызывали путам кормления тиреоидина с хлебом из расчета 300 мг/ЮОг. веса в течении 10 дней ( Мир-ахмздов,1966). Гипотиреоз создавали тиреодиэктоиией за месяц до эксперимента. Новорожденным крысятам тироксин вводили под- • кожно 0,1 мкг/г. веса в течении 10 дней; 0,7 мкг/г веса в течении 4 и 10 дней. О влиянии гормона судили по снижению веса тела и органов. Контрольной группе животных вводили растворитель по схеме опытной группы. Хладоадаптацию крыс проводили в условиях, описанных в работах Агуреева и Моховой (1979), влияние тепла-содержанием животных в термостате при температуре 36-38°С. Радиометрию щитовидной железы куриных эмбрионов проводили после введения индикаторных количеств (2-3 мккюри) йода - 131 на ß -счетчике. Для фракционирования йодистых соединений ткани щитовидной железы использовали метод восходящей хроматографии на бумаге (Туракулов,1962). Митохондрии выделяли ПО методу ShneicLer ,Hogeboom (1950) и Parson (Simpson (1967). Полярографические измерения дыхания гомогенатов и митохондрий проводили согласно рекомендациям Кондрашовой (1973). Скорость окисления НАДН по внешнему пути определяли

полярографически ( Жигачева и др., 1977). Активность с^-гли-церофосфатдегидрогеназы измеряли по Lee .Lardy (1965). Активность цитохрооксидазы измеряли после однократного замораживания и оттаивания митохондрий в среде инкубации с аскорбатом -28 мМ. Использовали следующие добавки: ТМФД-150 мкМ и свеке-приготовленкый раствор цитохрома с - I мг/мл среды инкубации. Содерхашб цитохромов в митохондриях и гомогенагах определяли по методу Евтодиенко и Моховой (1967) с модификациями (Мохова и др.,1968). Определение содержания цитохрома Р-450 и в5 в микросомах проводили по методу Omura ,Sato (1964). Активность фермента ыикросои НАДФН цитохром-с-редуктазы определяли по методу Phillips ,langdon (1962). Экстракцию липидов из фракции митохондрий и макросом проводили по Folch et al(I957). Хроматографическое разделение липидов и фосфолипидов проводили методом тонкослойной хроматографии в модификации Каргапо-^ова (1981). Электронноиикроскопичзскис исследования проводили по общепринятой методике. Для определения содержания цАМФ в тканях вибрионов использовали специальные наборы "Cyclic AMP assay kit« ( Алагаham ), Обработку ткани с экстракцией цАЫФ осуществляли по методу Tsang et al.,(1972) с модификациями. Активность аденилатциклазы определяли по методу Sutherland ,Single (1974), Активность фосфодиэстеразы по методу Еивотовой и др. (1975). Концентрацию тиреоидных гормонов в сыворотке крови беременных жекпдан определяли радиоиммуноло-гйческим методом при помощи набора реактивов "Amerlex Ria kit" ( Amershan ). Спектры ЗПР регистрировали на радиоспектрометре varian Е-4 ♦ Зонды, использованные в работе были синтезированы в Институте хиыфизики АН СССР:

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Влияние тироксина на структуру и функцию митохондрий эмбриональных тканей

Для анализа включения гормонов в регуляцию обмена веществ развивающегося организма необходимо выявление специфических мишеней их действия. Другим условием выяснения гормонального влияния в онтогенезе является чувствительность ткани или метаболического процесса к гормону. Повышение скорости дыхания ткани наиболее яркое проявление действия тиреоидных гормонов, которое обусловлено а основном, усилением поглощения кислорода митохондриями клетки. ( bardy , Malay 1954-, Higuti , Rottenberg, 1986). Гормональный контроль метаболической активности осуществляется путем изменения тонкой структуры митохондрий ( Tata , 1964, GutafsBon et п.цэв5). Поэтому эти два параметра были взяты нами как критерий гормонреактивнос-ти эмбриональных тканей. Изучение возрастных особенностей реакции тканей на действие различных количеств тироксина, а так же на отсутствие тиреоидных гормонов в организме проводились на ткани печени, сердца и мозга. Объектом наших исследований в эмбриогенезе были развивающиеся автономно куриные эмбрионы, в постнатальный период - цыплята и новорожденные крысы. Основанием для выбора эмбрионов кур в качестве-объекта исследования било отсутствие плацентарного барьера и возможность выявления непосредственных эффектов гормона.

Полученные результаты (рис.1) свидетельствуют, что ткань печени отвечает на тироксин повышением поглощения кислорода в конце эмбриогенеза и у цыплят, а ткань сердца реагирует на введение гормона у эмбрионов ранних сроков развития. Реактив-

12345 12345 12345 12345 135 I ТЕ Ш 1У 7

Р/с Л.Скорость дыхания гомогенатов тканей куриных эмбрионов при различном тиреоидном статусе.

Сроки развития: 1-10 день,11-13 день, 111-16 день,1У-19 день, У-ХО дневные'цыплята.Вводили Г4:1-контроль,2-0,008; 3-0,025; 4-0,2 5 мкг/г.веса;5-МТУ.Субстраты:а-глутамат,б-сукцинат. Достоверность отклонений от контроля,Р:* < 0,05,** <0,001.

ность ткани сердца у 10 дневного эмбриона проявляется на очень низкие количества гормона (0,008 ¡/.кг/v. веса ), в то время как эмбрионы более поздних сроков развития отвечают при введении Т^ в количестве 0,025 мкг/г. веса . Максимальные дозы Т^ -- 0,25 мкг/г. веса в печени подавляют, в сердце не изменяют скорости дыхания, т.е. наблюдаются неспецифические эффекты тироксина. При гипотиреозе ( введение МТУ) -дыхание снижается в обеих органах. Следовательно, специфические стимулирующие эф-факты тироксина на электронтранспоргну» цепь переноса электронов проявляются при низких и умеренно высоких количествах гормона, которые использовались нами в последующих экспериментах. Обращает на себя внимание и то, что диапазон доз от "физиологических" до "токсических" небольшой по сравнению со взрослыми животными (Гольбер, Кандрор, 1973).

Параллельные электронномикроскопические исследования структуры митохондрий при введении гормона показали, что Т^ значительно изменяет структуру митохондрий сердечных митохондрий. Если у контрольных животных митохондрии овальной формы с вакуо-лизировааным матриксом и малым количеством крист, то после введения гормона ультраструктура митохондрий изменяется: они приобретают удлиненную форму, матрико становится электронноплотным, кристы увеличиваются. Такое состояние митохондрий соответствует функциональному состоянию прочного сопряжения дыхания и фосфори-лирования в дыхательной цепи. А на митохондриях печени заметных изменений от контроля не отмечено. Однако, после введения гормона заметно увеличивается количество рибосом, образующих полисом-ные комплексы, в то время как у контрольных образцов в цитоплазме гепатоцита много свободных рибосом. Эти изменения могут показывать усиление биосинтетических процессов в клетке. При введе-

нии больших доз гормона изменения структуры митохондрий не обнаружены. Митохондрии мозга развиты плохо. В процессе эмбрионального развития и при введении тиреоидного гормона не отмечено каких-либо структурных изменений.

Вышеперечисленные результаты свидетельствуют, что уже в эмбриональный период структура и функция эмбриональных митохондрий зависит от тиреоидного статуса. В наших предварительных исследованиях структуры и функции щитовидной железы у эмбрионов кур было показано, что начало активного биосинтеза тироксина и трийодтиронина происходит после 11-12 дня инкубации. Поэтому можно сказать, что компетентность митохондрий ткани-мишени i к осуществлению специфической реакции на тироксин приобретается до начала биосинтеза и секреции гормонов эмбриональной щитовидной железой.

Увеличение поглощения кислорода в ткани сердца и структурные изменения митохондрий наступают при введении очень низких доз тироксина, которые меньше доз гормона, вводимые взрослым тиреоидэктомированным животным ( 0,15-0,25 мкг/г в течении 3-7 дней) при исследовании физиологических эффектов тиреоидных гормонов ( Tata ,1964; Uelson et al.,1984). Следовательно! эмбриональные ткани высоко чувствительны к тиреаидным гормонам. В то se время эмбриональные митохондрии, резистентны к действию высоких доз Т^. Но, несмотря на отсутствие изменений, мы можем говорить о токсическом эффекте высоких доз Т^, так как наблюдается большая гибель эмбрионов ( на 16, 19 день - 70 При введении МТУ такие наблюдается гибель 80-90 % эмбрионов почти во все сроки развития.

Другой аспект гормонреактивности эмбриональных митохондрий - их связь с функциональной дифференцировкой органов-мише-

ней. Из литературы известно, что дифференцировка сердца происходит рано в эмбриогенезе, первые сокращения сердца у куриных эмбрионов отмечаются через 40 часов инкубации ( Вогпег ег а1, 1978; Румянцев,1982) и реакция сердца на низкие и средние дозы гормона проявляется в первой половине эмбриогенеза (на 10 день) На печени же эффекты гормона отмечаются во второй половине эмбриогенеза, когда происходит становление гликогенсинтетической и урогенетической функции печени ( Огеепвагс! ,1971, 1973).

Таким образом, дифференцировка органов и специфическая реакция на тиреоидный гормон взаимосвязаны. Можно думать, что на фоне постепенно возрастающей активности щитовидной келезы в онтогенезе обеспечивается контроль функции энергообеспечения клеток, подобно тому, который мы наблюдали при введении экзогенного гормона.

Реакция дыхательной цепи и ее компонентов на тироксин в эмбриогенезе

Эксперименты проводились на выделенных фракциях митохондрий печени и сердца. Полученные данные параметров функционального состояния изолированных митохондрий печени и сердца показали (табл.1), что у контрольных эмбрионов ( введение Иаон мало изменяет функциональные характеристики митохондрий),• ранние стадии эмбриогенеза характеризуются прочной сопряженностью дыхания и фосфорилирования. Введение тироксина повышает ДК в обеих органах, т.е. оказывает сопрягающий эффект а стимулирует скорость дыхания на митохондриях сердца. Во второй половине эмбриогенеза тироксин повышает скорость поглощения кислорода в митохондриях сердца и печени во всех состояниях и частично разобщает окислительное фосфорилирование. Эти результаты не согласуются с нашими данными влияния тироксина на гомогенате печени в

этот период. Симонян и др. (1969) выделили из печени 16 дневных куриных эмбрионов липопротеидную фракцию, которая подавляла дыхание митохондрий печени. Возможно, влиянием этой фракции объясняется отсутствие повышения дыхания на гомогенатах печени под влиянием Т^ в этот период. У 10-дневных цыплят и взрослых птиц при введении тироксина интенсивность дыхания печени увеличивается, а ДК - снижается.

Электронномикроскопические данные показали, что тироксин увеличивает количество крист. Для количественной оценки этих изменений мы исследовали содержание кардиолипина-фосфолипида, присутствующего исключительно в сопрягающих мембранах (таб.2). Полученные результаты показали, что Т^ значительно повышает содержание кардиолипина в митохондриях сердца 10 дневных эмбрионов ( в 2,2 раза), что соответствует данным ультраструк-турнбго анализа об увеличении крист митохондрий. Много меньше (на 7055) увеличивается уровень кардиолипина в печени на 16 день. Хотя электронноыикроскопически это не было заметно, можно считать, что биогенез внутренних мембран митохондрий пече- „ ни усиливается в этот период. Более чем двухкратное увеличение содержания кардиолипина на сердце свидетельствует о стимуляции биосинтеза фосфолипидов. Почти 95 % белков р!гохондрий кодируется ядерным геномом. Рецепторы тиреоидных гормонов в ядрах печени обнаружены уже в эмбриональный период (Perez -Castillo et al. ,1985). Наши электронномикроскопические наблюдения показали, что тироксин активирует рибосомальный аппарат клеток печени. Об индукции гормоном синтеза новых белков свидетельствуют результаты Адыловой (1978), которая показала, что введение Т^ 17 дневным эмбрионам кур увеличивает биосинтез новых популяций РНК в ядрах печени. Как следует из .изложенного

Таблица I

Дыхание и фосфорилирование митохондрий печени и сердца кур в онтогенезе при введении тироксина

1 пЯПМО П rTfJfPfltJ . Скорость дыхания нмоль 02/мг/мин

J-) аул an lu vjliUiUo »— ! ДК ! ЛДФ/0

j уя !

Печень

10 дневные Г К(Ю) . 20+1 4+1 5,0 2,7+0,1

эмбрионы 0(8) ib+i 3+1 6,0 2,9+0,1

С К(Ю 22+1 6+1 3,6 1,9+0,1

0(8) 21+2 5+1 1,8+0,1

16 дневные Г К (10 24+1 II+I 2,2 2,0+0,1

эмбрионы 0(11) 27+2х 14+1х 1,9 1,8+0,1

С К (10) 45+3 I5+I 3,0 1,7+0,1

0(11) 52+2 28+2хх 2,5 1,8+0,1

10 дневные Г К(12) 44+3 I5+I 2,9 2,5+0,1

цыплята 0(12) 60+Зхх 24+1хх 2,5 2,4+0,1

С К(12) 73+2 23+1 3,2 1,7+0,1

0(12) Ю7+4КХ 37+2ХХ 2,9 1,5+0,1

7-8 месяч Г ВД I4+I 8+1 1,7 1,4+0,1

ные петухи 0(6) 29+2хх-Сердце X9i2xx М 1,5+0,1

10 дневные Г К(5) I3+I 5+1 2,6 1,9+0,1

эмбрионы 0(5) 16+1х 5+1 3,1 1,9+0,1

С К(6) I7+I 6+1. 2,7 ' 1,4+0,1

0(5) 22+1х 7+1 3,1 1,4+0,1

16 дневные Г К(7) 40+2 I2+I 3,2 1,5+0,1

эмбрионы 0(6) 50+2х I8+Ix 2,7 1,5+0,1

С К(5) 46+2 13+1 3,5 1,4+0,1

0(6) 52+3 16+2 3,2 1,5+0,1

7-8 месяч- Г ВД 68+5 32+3 2,1 2,5+0,2

ные петухи 0(4) 79+4 41+3 1,9 2,4+0,2

К -контроль, 0 -опыт, Т^ вводили 0,025мкг/г. веса. Субстраты: Г-глутамат, с-сукцинат. Достоверность различий с контролем (Р): х < 0,05,хх < 0,001. В скобках количество экспериментов.

. Таблица 2.

Влияние тироксина на концентрацию кардиолипина в печени и сердце куриных эмбрионов

Варианты опытов

! Содержание кардиолипина(мг/г. сырой 1_ _ _ткани_

печень

сердце

10 дневные эмбрионы

16 дневные эмбрионы

К О

0,8 + 0,03 1,05 + 0,04х

1,55 + 0,10 2,49 - 0,05х

0,87 + 0,07 1,95 7 0,09хх

0,90 + 0,03

1,62 - 0,05хх

тироксин усиливает синтез белка в печени и эта регуляция осуществляется 'через гормон-рецепторный комплекс ядра. Учитывая наши и литературные данные, можно сказать, что рост внутренних мембран происходит вследсгвии стимуляции синтеза фосйолипидов и белков. • —

Стехиометрия и концентрация цитохромов в митохондриях достаточно постоянная величина. Тиреоидине гормоны повышают содержание почти всех цитохромов у взрослых животных в одинаковой степени, особенно это наглядно проявляется в митохондриях сердца и скелетной мускулатуры ( Kadenbach ,1966; Hishiki et el. ,1979; Winder , Holloszy ,1977).

В первой половине эмбриогенеза Т^ не изменяет содержание цитохромов в сердце и снижает в печени, во второй половине эмбрионального развития Т^ незначительно повышает синтез цитохромов и среди них наиболее заметно цитохрома .а . У цыплят наблюдается характерное для взрослых тканей сильное увеличение всех цитохромов. ( рис.2)

Динамика изменения активности двух ферментов митохондрий-ЦО иоС-РФД показала, что при введении тироксина в эмбрио-

генезе активность ферментов почти не изменяется, исключение Ю-дневное сердце (табл.3). Так как повышение активности ферментов - постоянный эффект тиреолдных гормонов, то кажется необычным отсутствие влияния тироксина в эмбриональный период, тем более что в это время биосинтетические процессы активны. Мы предположили, что в эмбриогенезе слабо развиты кинетические процессы активации ферментов. Б работе Н.Д.Ещенко (1976) было показано, что увеличение активности ферментов в период роста под влиянием тироксина происходит в основном за счет усиления биосинтеза энзииатических белков, а во взрослых тканях ведущая роль в гормональной регуляции активности ферментов отводится действию кинетических механизмов активации ферлвитов. Oppenheimer et al.,(1978), исследуя механизмы индукции тирео-идными гормонами активности - ИД предположил^, что первоначально повышается активность ферментов, а затем рефлекторно повышается количество фермента. В нашем случае при слабом развитии кинетических механизмов активация ферментов не происходит и отсутствует гормональная индукция биосинтеза белка. Чем не обусловлено отсутствие эффекта активации ферментов? Возмояно, в процессе развития изменяются физико-химические характеристики белков-ферментов, их иммунологические свойства, информация, необходимые для более полного соответствия структуры фермента структуре субстрата и выявления полной биологической активности при гормональной индукции. Другой причиной является недоразвитие структуры внутренних мембран, где локализованы ферментные комплексы: слабые осмотические свойства ( Pollak ,1975), высокая степень насыщенности жирных кислот фосфолипидов и др. ( luit et al. ,1975). Известно, что эффективность регуляции доступности субстрата доя мембра-

Рис.2.Изменение содержания цитохроыов в тканях у 10(а),16(б) дневных эмбрионов и 10 дневных цыплят при введении тироксина. 1-цлтохром £,2-цитохром ,3-цитохром £,4-цитохром ¿»Светлые столбики-контролъ,темные-опыт. * Р-^0,05.

несвязанных ферментов зависит от состояния мембраны, где они локализованы (Скулачев, 1969).

Таким образом, если проанализировать влияние тироксина на эмбриональные митохондрии, то можно отметить, что в ранний эмбриональный период проявляется сопрягающий эффект Т^ на дыхательную цепь. В контрольных образцах так не отмечается прочная сопряженность дыхания и фосфорилирования. Увеличение внутренних мембран митохондрий представляет собой наиболее характерный признак дифференцировки митохондрий в ходе эмбрионального ( Вогпег а1. ,1978) развития. Тироксин также индуцирует преимущественный рост внутренних мембран. Следовательно, мы можем сказать, что тироксин стимулирует нормальную дифференци-

Таблица 3

Изменение активности ферментов митохондрий печени и сердца у кур в онтогенезе под влиянием тироксина

Варианты опытов

! Активность ферментов нмоль 02/мин/мг бел-I ка

печень i сердце

ДО

! ос -ГДО ! ДО I -т

10 - дневные К(10) эмбрионы

16 дневные эмбрионы'

10 дневные цыплята

7-8 месячные К(б)

петухи 0(6)

0(8)

К(Ю) 483+22

0(8) . 496+24

К(8) 360+12

Л/ТЛ\

325+17 4,5+0,1 320+17 4,5+0,1

4,6+0,4 4,8+0,3

5,3+0,2

17 а. п оХ ' 1 » -

201+10 3,7+0,1 340+2О** 5,2+0,г23

Т/.Х о о.П эХ •гиутл-т • -

207+11 242+10*

232+10 243+11

278+7

т;тсГдХ

5,1+0,7 5,5+0,6

4,6+0,8 5,(НО,6

5,5+0,8

7 <;7о 7х

456+17 6,4+0,3 560730** 7,6+0,4х

Обозначения такие как в таб.1, ровку митохондрий. Этот эффект гормона наиболее ярко проявляется в период функциональной дифференцировки органов.

Эффекты тироксина на аденилатциклазную систему в эмбриогенезе

Циклические нуклеотидаонофосфаты - не только посредники действия ряда полипептидных гормонов, но и регуляторы широкого спектра клеточных процессов. Внутри клетки цАМФ активизирует целую систему протеинкиназ, локализованных не только в цитоплазме, но и в органеллах ( Туракулов и др.,1983). Непосредственно активируя определенные наборы ферментов система цАМФ может влиять на характер развития и дифференцировки клеток в онтогенезе. У взрослых крыс при введении тиреоидных гормонов в тканях-мишенях уровень цАМФ увеличивается ( Levey ,1971, Туракулов и др.,1976,1983) Однако, неизвестно происходит ли подоб-

'ное в эмбриональный период и его связь с дифференцировкой тканей.

Исследования^влияния тироксина на содержание цАМФ показали, что достоверно» увеличение содержания цАМФ наблюдается «в печени на 15 день развития, в сердце - на 12 день, в мозге отклонений не обнаружено (рис.3.1). Изменения активности аде-нилатциклазы (рис.3.2) и фосфодиэстеразы (в печени на 15 сутки снижается на 9 %ч в сердце на 12 день - на 10 %) при действии тироксина совпадают с изменениями содержания цАМФ. Приведенные результаты свидетельствуют, что аденилатциклазная система в эмбриональный период реагирует на тироксин. Необходимо отметить тан же сходство во времени реакции на тироксин аденилатциклазной системы, митохондрий и функциональной дкф-ференцировки органов. Наши данные об одновременном влиянии Т^

§ 400 3

• Й 300

г 200 ^ «

1 100-

^ 20 Зн 15

О I

; м I н

10. 5

печень

сердце

мозг

лЬ1

л ^

12 15 18

Рис.3..Содержание цАМФЦ) и активность аденилатцяклазы(П) в тканях куриных эмбрионов при введении тироксина.12,15,18-дни инкубации.Светлые столбики-контроль.заштрихованные-ольш.

на усиление биогенеза внутренних мембран митохондрий и увеличение содержания цШ> в сердце и печени и отсутствие таких эффектов в мозге, как органе не рагирующем в эмбриогенезе, свидетельствуют, что тироксин может влиять на дифференцировку митохондрий через цЛМФ. Это подтверадается другими исследованиями увеличения цАМФ, появления его реактивности к гормонам и начала активного биогенеза митохондрий в период метаморфоза у головастиков (Chase , Dawid 1972,Lefkowitz et al. ,1976). И, наконец, в пользу нашего предположения свидетельствуют эксперименты Sutton , Pollak (1980), которые показали, что введение in utero дибутирил - цАМФ усиливает дифференцировку митохондрий у эмбрионов крыс.

Регуляция тироксином функциональной активности

митохондрий печени крыс в постнатальный период

После родов у крыс и после вылупления у птиц содержание тирэоидных гормонов в крови резко повышается ( Dussalt,Labree, 1975,Barletta et al., 1980).особенно свободного гормона (Barletta et al,,1980,Nowak,1983)0дновременно быстро повышается дыхательная и фосфорилирующая активность митохондрий. Такая параллельность изменений может свидетельствовать об участии гормонов щитовидной железы в регуляции энергетических процессов развивающихся тканей. Однако,прямых исследований влияния тире-оидных гормонов на функцию дыхательной цепи митохондрий не было проведено и многие вопросы зависимости эффективности действия гормонов от дозы остаются неясными.

В процессе роста при окислении сукцината АДО-зависимое дыхание ( v^) у 20-ти дневных крысят возрастает в 3,5 раза, а АДФ - независимое дыхание ( v^) в 2,5 раза по сравнению с 7-дневными крысятами. ( Таб.4). Показатель сопряженности окис-

лктельного ^сформирования - ДК также повышается, а АДФ/О уве-

личивается незначительно.

Таблица 4.

Влияние тироксина на дыхание и фосфорилирование митохондрий печени крыс в постнатальный период

! Скорость дыхания нмоль 02/мин/мг. белка Варианта опыта !_' _2—_

! т ! V 1 5 ! УДНф ! да ! т/о

7, г + м К 9+1 4+1 10+1 2,3 2,0+0,1

0 1571х* 8+1х 17+1 1,9 2,2+0,1

С К И+1 6+1 8+1 1,8 1,5+0,1

0 п+х** ХОИь!^ .1,7 1,5+0,1

Ю, г + м К 12+1 5+1 10+2 2,4 2,2+0,1

0 16+1х 5£1 12+1 3,2х 2,3+0,1

19+1х 5+1 £5+1 3,8х

С К 24+1 9+1 22+1 2,6 1,5+0,1

0 29+2* П+1х 27+1х 2,6 1,^0,1

20, г + м к 20+1 7+1 17+2 2,8 2,3+0,2

0 32+3ХХ иТг™ 33+3ХХ 2,6 2,6+0,2

С к 38+1 14+2 35+2 2,7 1,4+0,1

0 49+4хх 1Э"£гхх 48+5хх 2,6 1,5+0,1

О - опыт, 7 и 20 дневным крысятам вводили Т^, 0,7 мкг/г веса тела в течении 4 дней, 10- дневным крысятам - 0,1 мкг/г веса тела в течении 10 дней»1-п уигоТ^- Ю7М вводили в среду инкубации опыта.К-контроль.Субстраты: г + м - глутамат 4мМ + ма-лат I ыМ, С - сукцинат 5 мм. Критерий достоверности Р : х <0,05,хх <0,001.

Введение тироксина в дозе 0,7 мкг/г. веса тела повышаем скорость дыхания митохондрий и разобщает окислительное фосфорилирование в дыхательной цепи. Высокая скорость V ддф , однако, свидетельствует о достаточно прочной сопряженности

дыхания и фосфорилирования.

Тироксин 0,1 мкг/г веса у 10-дневных крыс усиливает поглощение кислорода в состоянии Vg и не изменяет состояния ■fy в результате чего увеличивается ДК, однако, ЛД5/0 не из-мрняется ( таб.4). В отличие от вышеописанных доз, которые вызывали гипертиреоз у крысят, низкие дозы оказывают физиологический эффект: усиление фосфорилирующего дыхания и повышение сопряжения дыхательной цепи. Нак видно из результатов, в процессе нормального роста дыхание сопряженное с фосфорилирова-нием и ДК повышаются. Следовательно, и в процессе нормального роста увеличивающиеся количества тиреоидных гормонов могут усилить дыхание и прочность сопряжения дыхательной цепи.

Добавление Т^ 10 'М in vitro к митохондриям повышают дыхание в состоянии 7 3 и увеличивает ДК только у крыс, обработанных тироксином (табл.4). Это не согласуется с результатами других авторов ( Palacios-Ronero , Mowbrey ,1978, Corrigan et alyI984), когда влияние in vitro T на эффективность

фосфорилирования осуществляется после предварительной инкубации гомогената ткани с гормоном. Возможно, после введения гормонов образуется новая популяция митохондрий с новыми метаболическими свойствами (Rabinowita , Swift ,1971; Gross ,1971). Необходимо также отметить сходство влияния in vivo низких

доз Т^ у 10-дневных крыс и in vitro Т^ 10 'М. Следовательно, физиологические эффекты Т^ являются результатом прямого влияния гормона на митохондрии.

Многие исследователи считают, что низкое дыхание в эмбриональный период и резкое повышение, после рождения объясняется низкой активностьи адениннуклеотидтранслоказы и резким повышением его активности после рождения (Nakasawa et aif,

1973; Арг111е , Ав1пак1в ,1980). Однако, насыщающие количества

ва карбоксиатрактилата, взаимодействующие с переносчиком адениновых нуклеотидов в митохондриях печени зародышей, новорожденных и взрослых одинаковые ( Ро11ак ,1978). Следовательно, содержание переносчика не. изменяется в процессе развития. За счет чего же увеличивается активность адениннуклеотидтрансло-казы после рождения? Одни исследователи считают, что в митохондриях печени после родов функционирует специфическая система транспорта адениновых нуклеотидов, отсутствующая у взрослых крыс ( АргШе ,1981), другие, что существует дополнительная транспортная система ( РоИвк et а1. ,1978). В многих исследованиях было показано, что адениннуклсотидтранслоказная ак-*

ад 0,5

й О)

& 0,4 ¡0.3 I

с 0.2

® ОД

и <1

в 0.3

о §

0,2 .

печень . б

Ли

0.1

Рис.4.Изменение содержания цитохромов в митохондриях крыс в постнатальный период после введения тироксина. 1-цитохром &,2-цитохром в,3-цитохром §,.а-7 дневные,б-Ю дневные в-20 дневные крысы.Светлые столбики-контроль,темные-опыт. *Р*0,05.

Таблица 5

Влияние тироксина на активность ферментов митохондрий печени и мозга у крнс в постнатальный период.

}

Дни развития, ! Активность ферментов (нмоль 02/мин/мг белка опытные группы ; ц0 ; сс

[ печень ! мозг ! печень ! мозг

7 К 79+4 91+3 6+1 7+1

0 144+7** 152+4Хх 1271** 14+1**

•ю К 110+6 105+3 10+1 9+1

0 кой** 125+2 12+1 11+1

20 к 148+4 82+1 14+2 7+1

0 186+5х* 73+1 22+2* 7+1

тивность контролируется тирвоидными гормонами С БаЬ1ог ,1973;

Мак et а1. ,1983). Исследование кинетики транспорта АТФ-АДФ при гипотиреозе и введении Т3 показало, что тиреоидине гормоны усиливают скорость транслокации, а не количество связывающих мест е переносчике. Поэтому мы предположили, что у новорожденных быстро увеличивающиеся тиреоидине гормоны могут усилить функцию переносчика и этим самым регулировать скорость дыхания в состоянии V" д.

Наиболее заметный эффект тироксина в эмбриональный период-стимуляция роста внутренних мембран и образование крист. Однако, слабо индуцируются функционально-активные белки: цитохромы^ЦО, и«£-ГФД.' Б постнатальный период Т^ активно стимулирует биосинтез цитохромов (рис.4) и активность ДО и ос -ГФД.(таб.5). В данном случае возможно следующее объяснение. У эмбрионов в анаэробных условиях активный гликолиз, но гагохо функционирует дыхательная цепь митохондрий, поэтому нет функциональной необходимости активно стимулировать синтез дыхательных ферментов. В то не время ядерный Т^ рецептор стимулирует белковый синтез, вследствии чего синтезируются в основном структурные белки, как бы созда-

ется "каркас", в который при необходимости могут встраиваться компоненты дыхательной цепи. Б постнатальный период условия меняются - увеличивается давление кислорода, резко активизируется работа дыхательной цепи, поэтому тироксин резко стимулирует биосинтез дыхательных ферментов. По-видимому, рост мембран и биосинтез ее компонентов стимулируется тироксином одинаково активно.

Таким образом, тиреоидные гормоны принимают активное участие б регуляции дыхательной цепи митохондрий в постнатальный период, направленной на совершенствование функций и эффективность ее работы.

Влияние тиреоидных гормонов на дифференцировку митохондрий мозга

Мозг занимает особое место в механизме действия тиреоидных гормонов. Ткань мозга не отвечает повышением поглощения кислорода и увеличением активности оС-К>д на введение Т^ и Tg В то же время ядерные Tg рецепторы мозга по характеристике емкости и связывающей способности соответствуют таковым печени, ( Oppenheimer et al. ,1974, Valoana , Timiras ,1978). В онтогенезе, однако, имеется "критический период", когда мозг реагирует на тиреоидные гормоны: поздний эмбриональный и неоната-льный периоды жизни у людей ( Andersen ,1971, Wolter et®ü,I980) и первые 2-3 недели после рождения у крыс, кошек и кроликов ( Gomez ,1971). При отсутствии тиреоидных гормонов в этот период нарушается структурное и функциональное развитие мозга, приводящее к серьезным нарушениям психической и умственной деятельности у детей ( Рачев, Ещенко,1975; Хамидов и др,1976; Мицкевич, 1978; Legrand ,1983). Вопрос, чем вызвана различная возрастная чувствительность мозга к тиреоидныы гормонам, остается открытым.

Таблица б

Влияние тироксина на дыхание й фосфорилирование митохондрий мозга крыс в постнатальный период < п = 10 )

Варианты опытов

! Скорость дыхания нмоль О^/мин/мг. белка

V ' У ДНФ , ДК ! , АДЬ/0

12+2 2,5 2,4+0,1

14+1 2,3 2,4+0,2

14+2 2Д 1,3+0,1

18+2х 2,1 1,4+0,1

19+1 2,8 2,5+0,2

22+2 3.6х 2.5+0.1

17+1 2,1 1,4+0,1

20+1 2,5 1,4+0,1

12+2 2,7 2,4+0,1

13+1 3,0 2,5+0,1

15+1 2,4 1,6+0,1

14+1 2,5 1,5*0,1

7 г+ы К 10+1 4+1

0 14+1хх

С К 13+2 6+1

0 19+1хх 9±1хх

10 г+м к 14+1 5+1

0 18+Iх 5+1

С к 13+2 6+1

0 15+1 6+1

20 г+м к Д1+1 4+1

0 9+1 3+1

С к 12+1 5+1

0 4+1

Обозначения такие же как в таб.4. Параллельно с печенью мн исследовали влияние тироксина на митохондрии мозга. Полученные данные (табл.6) показали неоднозначность возрастной реакции митохондрий мозга на тироксин-. У 7-дневных крыс митохондрии мозга повышают дыхание в состоянии

V з и \ и слегка снижают ДК в ответ на тироксин. Введение 0,1 ыкг/г \ оказывает такой же эффект, как на печени. У 20 -дневных подобной реакции нет, как и во взрослом мозге, а при окислении глутамата+малата незначительно снижается дыхание и повышается ДК, в отличие от печени 7-дневных крыс. Другие эффекты гормона, как увеличение биосинтеза цитохромов, активности

ферментов митохондрий, такте как и дыхание проявляются только

у 7-дневных крысят (рис.4, таб.5). В отличие от печени почти в

3 раза увеличивается содержание цитохрома в . Как видно из результатов, тироксин активно участвует в дифференцировке внутренних мембран митохондрий мозга и в совершенствовании функции дыхательной цепи до уровня взрослого мозга. Эффекты гормона выявляются в отличие от печени за короткий период - первые 10 дней жизни после рождения. Наличие рецепторов тиреоидных гормонов в митохондриях только Ю-дневных крыс ( sterling et al.,1978) показывает, что эти эффекты гормона опосредованы через гормон-ре-цепторный комплекс митохондрий. Возможно, что присутствие мито-хондриальных рецепторов больше характеризует чувствительность мозга к тиреоидным гормонам, чем наличие ядерных рецепторов. Если сопоставить факты, что лечение гормоном врожденного гипо-яиреоидизма эффективно только в ранний постнатальный период, а более позднее лечение не устраняет дефектов развития мозга, то можно сказать, что зависимая от тиреоидных гормонов дифференци-ровка энергетических процессов в митохондриях мозга представляет собой .одно из главных звеньев в цепи событий, характеризующих дифференцировку мозга.

Влияние тиреоидных гормонов на функцию аденогипофиза

С этой целью мы исследовали патологию развития у людей -крупноплодие, которая в последнее время стала одной из актуальных проблем, так как при этой патологии наблюдается большой процент родового травматизма, заболеваемости и смертности у родившихся детей'( Ямпольская,19?2; Шевченко,1979; Ревенько,1983;

Naeye ,1981; Quel , Yunge ,1982; Азбукина, 1983; Ковтуненко, 1984). Динамика изменения тиреоидных гормонов в крови беременных женщин, впоследствии родивших крупный плод-(4 кг и более), показала (рис.5 ),значительное повышение содержания общего и.Т^ во П триместре по сравнению с беременными женщинами с нор-

иальным весом плода. Известно, что тиреоидине гормоны прямо через ядерно-генетический аппарат клеток аденогипофиза увеличивают биосинтез соматотропного гормона (Schadlow ,1972; Shapiro .Samuels ,1976). Ядерный Tg и Т^ рецепторы обнаружены в мозге у 16-неделышх зародышей человека ( Bernai , Pekonen , 1984). Мы предположили, что повышекше количества гормонов щитовидной железы матери могут проникать в организм плода и усилить соматотропную функцию аденогипофиза. Клинические исследования, показавшие повышенное содержание гормона роста в крови детей, родившихся массой 4 кг и более ( Грищенко и др*,1983), подтверждают наше предположение.

200

ч 150 § 100

6-1

^ я

3 3

ÈL 2

СО

Ен

12 3 12 3

Рис.5.Динамика содержания общего Т4 и Тд в сыворотке крови контрольной^) и опыгной(д) группы женщин на протяжении беременности Л ,2,3-тршестры беременности.

Таким образом, повышение уровня тиреоидных гормонов в крови может быть одной из причин крупноплодия, что, однако, не исключает наличие других факторов в патогенезе этой патологии: алиментарного, генетического, гормонального и др. Изменения содержания тиреоидных гормонов наступает во II триместре беременности и это дает возможность рано диагносцировать развитие крупноплодия у беременных женщин. Учитывая вышесказанное,мы рекомендовали в практику акушерских учреждений определение уровня тиреоидных гормонов во П триместре, как тест ранней диагностики крупноплодия. Это обеспечит своевременное проведение комплекса ле-

чебно-профилактических мероприятий,направленных на снижение веса плода и устранение осложнений при родах, которое включает дифференциальное наблюдение, диетотерапию и медикаментозное патогенетическое лечение.

Роль тиреоидных гормонов в регуляции внесшего пути окисления НАДН

При введении разных доз Т^ в постнатальный период одинаково, но в разной степени,стимулирует биосинтез и активность ферментов митохондрий, однако, влияние на окислительное фосфорилн-рование различное: низкие дозы - сопрягают, высокие-разобщают этот процесс. Для выяснения механизма таких эффектов мы исследовали роль тиреоидных гормонов в регуляции свободного окисления. В митохондриях печени и скелетных мышц наряду с фосфорилирующим окислением, происходящем на внутренней мембране, обнаружен внешний путь окисления, осуществляющий перенос электронов от НАДН цитоплазмы к 0£ через расположенную на внешней мембране ферментную систему флавопротеидз -цитохром В5, свободный цитохром с в межмембранном пространстве и цитохром с-оксидазную систему внутренней мембраны митохондрий (Евтодиенко и др.,1966; во^осава et а1.,1966). При включении внешнего пути два первых пункта сопряжения шунтируются и это ведет к рассеиванию энергии в виде тепла. Об участии этого пути в процессах термогенеза свидетельствуют данные, показывающие, что после кратковременного охлаждения, адаптированных к холоду крыс, происходит активация внешнего пути при инкубации митохондрий печени в гипотонической среде. (Агуреев,Мохова,1979 ).

Разобщающее действие гормонов щитовидной железы, а также ускорение активации холодом внешнего пути окисления НАДН при введении гормонов ( К1гП1оуа е* а1. ,1985) показывают, что тиреоидные гормоны могут регулировать свободное окисление. Как

видно' из табл.7, при гипертиреозе в присутствии субстрата глу-' гамата + малага скорость потребления кислорода в митохондриях повышается почти в 2 раза, разобщенное дыхание - 1,5. Внешний путь окисления увеличивается в 3 раза. При гипотиреозе, наоборот, окисления НАДН по внешнему пути снижается в 1,5 раза. Следовательно, активность внешнего пути зависит от тиреоидного статуса. При совместно^ действии тиреоидных гормонов и хладоадаптация скорость внешнего пути усиливается незначительно (на 17 %) по сравнению с одной хладоадаптацией. Возможно, эффекты тиреоидных гормонов накладываются на эффекты холода вследствии одинакового механизма увеличения скорости внешнего пути окисления НАДН. Для исключения влияния пониженной температуры во время развития гипертиреоза крыс, содержали в термостате при

Таблица 7

Дыхательные активности митохондрий печени крыс при различном тиреоицном статусе (даны средние значения из 10 экспериментов)

Вариант опыта ! Скорость дыхания, ниоль 02/мин/мг. белка

I 7г + м ; У ДНФ |Уамит+ант ¡У НАДН

3,2+0,4 5,8+0,4 5,9+0,Зхх 17,3+0,б3® 2,2+0,2х 4,0+0,2х 2,8+0,2 4,8+0,2

5,9+0,8хх 19,8+1,2^ 4,8+0,5 18,8+2,0

6,2+0,7 20,1+2,8

Среда инкубации митохондрий содержала: 7СШ КС1,5М К^К^ Скорость дыхания определяли в присутствии глутамата 4мМ + маната 1ьМ(Угчм) и добавок:ДНФ-20гжМ(Удщ&),амитал-2ыМ,анти-мицин. А-1,8иШ(Уа111ИТ+ант) ,НАДН-1Ш(Унаш) . хР<0,05^х Р<0,001.

Контроль (25°)

Гипертиреоз

Гипотиреоз

Тепло (36-38°)

Тепло + гипертиреоз

Хладоадаптация

Хладоадаптация + гипертиреоз

10,3+0,8 50,9+4,9 В^+О,?3^ 76,0+4,9х* 7,(НО,5х 38,173,0х 7,9+0,7 37,3+3,6

18,3+0,4^ 75,8+5,Э3" 21,(^1,2 69,3+6,9

23,5+2,0 120,5+10,5:

хх

температуре 36-38°С. Скорость окисления пары субстратов глута-мат+ыалат и разобщенного дыхания повышается более чем в112 раза, скорость окисления НАДН по внешнему пути увеличивается в 4 раза, по сравнению с действием одного тепла. Необходимо отметить, что у крыс, содержащихся при высокой температуре, скорость дыхания во всех метаболических состояниях была ниже, чем у животных, содержащихся при комнатной температуре. Содержание цитохромов £ и а в митохондриях печени у животных этой группы также было снижено на 60 % и на этом фоне введение тиреоидных гормонов увеличивает содержание цитохромов в 3,5 раза. Значит, под влиянием высокой температуры снижается энергетический обмен в ткани печени. На фоне тепла проявляется только эффект тиреоидных гормонов. Таким образом, мы можем сказать, тиреоидине гормоны резко активизируют внешний путь окисления НАДН в митохондриях печени, что может быть одним из механизмов усиления теплопродукции при гипертиреозе. Другое значение усиление внешнего пути окисления НАДН заключается в удалении избытка НАДН из цитоплазмы, который накапливается вследствие активизации анаэробного распада углеводов при гипертиреозе ( Гагельганс и др., 1972),и регуляции отношении НАД+/НАДН ( Скулачев, 1969).

В постнатальный период нами были исследовано влияние тироксина (0,7 мкг/г в течении 4 дней) на активность внешнего пути у 7- дневных крыс. Скорость окисления НАДН по внешнему пути увеличивается на 60 ¡5, отношение скорости окисления НАДН к разобщенному дыханию - на 30 скорость окисления субстратов глутамат + малат - на 50 % (табл.8).Следовательно, уже в первые дни постнатальной жизни наблюдается активация тироксином внешнего пути окисления НАДН, однако степень активации намного

Вариант

Скорость дыхания, нмоль С^/иин/мг.белка

■Ум 1 УДНФ 1 Уамит+ант ! УНАДН

! У-

! У.

Контроль Опыт

10,2+1,4 14,7+1,5 3,0+0,7 6,4+0,5 15,9+2, 5^20,9+2, 8ХХ 5,6+1,О**!! ,7+0, 9^

Изменение фосфолипидного состава мембран, митохондрий при гипертиреозе у взрослых и

ПООТНЯФЯЛТ.НЫТ кпмс

Исследование липидного состава мембран митохондрий взрослых крыс показало увеличение количества свободных жирных кислот (на 44%) и уменьшение диглицеридов. При определении фосфолипидного состава мембран митохондрий выявлено увеличение фосфатидилсери-нов, лизофосфатицшшшшов, лизофосфатидилэтаноламинов (таб.9).

Увеличение содержания продуктов гидролиза фосфолипазы ^ ~ лизофосфолипидов и CIK, может свидетельствовать о повышении активности митохондриальной фосфолипазы Ag, что отмечалось и другими исследователями (Марзоев и др.,1981; Муратова и др.,1982). Как же влияют на мембрану митохондрий полученные изменения липидного состава?

Известно, что С1К при добавлении к суспензии митохондрий разобщают дыхание и окислительное фосфорилирование ( wotezak , Leninger ,1961; Borst et al.,I962), вызывают набухание митохондрий ( Waite ,1969). С другой стороны, активность фосфолипазы митохондрий повышается при добавлении жирных кислот, которые улучшают доступность субстрата для этого фермента ( Waite et al. ,1969). Описанные эффекты СКК могут увеличить в мито-

Таблица 9

Влияние тироксина на фосфолипидный состав митохондрий печени взрослых и постнатальных крыс,в %.

взрослые крысы (в-9-Ю)! 7 дневные крысята(п»6 ) контроль ! опыт ! контроль ! опыт

Фосфолипиды

ЛФХ

ФХ

ЛФЭА

СМ

ФИ

ФХ

ли

ФЭА КЛ ЛК ФК

1,8+0,2 1,2+0,1 4,4+0,5 4,7+0,6 4,4+0,7 29,5+2,5 2,4+0,5 21,5+1,8 20,2+1,6 6,Ot-Ö,9 3,8+0,5

2,9+0,3х 2,4+0,З3" 7,0+0,7х 3,0+0,5 2,9+0,7х 32,0+3,4 1,0+0,6 23,5+2,1 18,9+2,0 4,1+0,7 2,1+0,3х

2,6+0,3 3,9+0,2 8,1+0,3 5,2+0,4 3,4+0,1 34,2+2,1 1,6+0,1 21,4+2,0 14,2+0,8 3,0+0,1 2,3+0,1

2,5+0,2 4,5+0,2 9,9+0,4х 4,8+0,2 3,9+0,2 33,3+3,0 1,8+0,1 21,8+1,9 12,4+0,5 2,7+0,1 2,3+0,2

хондриях долю свободного окисления, не сопряженную с окислительным фосфорилированием (Мохова,1988).

В наших экспериментах отмечалось небольшое повышение (на 10 %) содержания фосфатидилхолияа и фосфатилэтаноламина. По-видимому, наряду с усилением распада повышается синтез основных форм фосфолипидов. Процентное содержание кардиолипинов и лизо-кардиолипинов незначительно снижалось. Другие исследователи ( Hoch et al. ,1981) также наблюдали аналогичное влияние тире-оидных гормонов на содержание кардиолипина. При обработке митохондрий фосфолипазой змеиного яда первыми разрушаются фосфа-тидилэтаноламины и фесфатидилхолины, в последнюю очередь - кар-диолипины, так как они наиболее устойчивы к действию этого фермента ( Awasthi et al•,1969). По данным Vignaie , Hachbauer , (1968) митохондриальная фосфолипаза не способна гидролизовать кардиолипины. Возможно, поэтому ми не наблюдали повышения содер'

жания лизокардиолипинов. Существенное повышение фосфатидилсе-ринов (в2,2 раза) происходит, по-видимому, в результате взаимопревращения фосфолипидов, так как одновременно снижаются содержание фосфатидилинозитолов и сфингомиэлинов. Такое же увеличение фосфатидилсеринов наблюдается при набухании митохондрий в гипотоническом растворе сахарозы (Каргаполов,1979).

Особый интерес с точки зрения повышения проницаемости мембран митохондрий представляют минорные фосфолипиды, в частности, лизоформы мембранных фосфолипидов. Они повышают ионную проницаемость, так как могут формировать внутри липидного бислоя мицеллы и образовывать сквозные ионные каналы (Антонов,1982). Дестабилизация фосфолипидного состава ч по^^ш^ние чонной пги",ш*— цаемости создают благоприятные условия для набухания митохондрий. В свою очередь,другой продукт гидролиза - свободные жирные кислоты - обеспечивают разобЕ'ение окислительного фосфорилирова-ния. Набухание и разобщение, повышенное содержание цитохрома £, который непрочно связан с мембраной митохондрий, может вызвать десорбцию части цитохрома с в межмебранное пространство, что активизирует внешний путь окисления НАДН (рис.6).

Исследование митохондрий мозга у гипертиреоидных крыс не выявило изменений в липидном и фосфолипидном составе мембран митохондрий, так как взрослый мозг не чувствителен к тиреоидным гормонам. Это подтверждает наше предположение, что полученные нами изменения липидной части мембран митохондрий ответственны за функциональные изменения - активацию свободного окисления.

При исследовании фосфолипидного состава мембран митохондрий 7-дневных крысят после введения тироксина обнаружено повышение содержания лизофосфатидилэтаноламинов на 22 фосфатидйлсе-

нз

ринов на 20 % . Влияние Т* как активацию внешнего пути окислена

ния НАДН, так и изменения фосфолипидного состава мембран прояв-

Рис.6.Схема активации внешнего пути окисления НАДН в митохондриях гипертиреоидных крыс.

ляются в меньшей степени,чем у взрослых животных. Это так же сви детельствуат,что активность внешнего пути окисления НАДН зависит от изменений липидного компонента мембран. Небольшое снижение содержания кардиолипинов при введении тироксина монет свидетельствовать, что в постнатальный период, в отличии от эмбрионального, тироксин стимулирует функцию митохондрий и дифферен-цировку структуры мембран на фоне снижения ее пролиферации. Ли-пидный состав мембран митохондрий, шероховатого и гладкого эн-доплазматического ретикулума эмбрионов характеризуется высокой степенью насыщенности жирных кислот фосфолипидов, что в 2 раза превышает таковые мембран взрослых крыс (Luit et al.,I975). Транспорт субстратов через мембрану митохондрий эмбрионов пони-

нен ( гогеп , БЬа^гг ,1969). Большая ригидность мембран митохондрий у постнатальных крысят может быть причиной менее выраженных изменений в структуре и функции митохондрий под влиянием тироксина.

Регуляция тиреоидными гормонами электронтран-спортной цепи микросом'

При гипертиреозе у взрослых крыс активность НАДФН-цито-хром-с-редуктазы в микросомах повышается в 2 раза (таб.10). Напротив,содержание цитохрома Р-450 снижается в 2,5 раза, что было показано и другими авторами ( Ка1;о et а1. ,1970; ПшпЪаиеИ е-ь

Таблица Ю

Изменение содержания компонентов дыхательной цепи микросом (при гипертиреозе ( п=12) )

Вариант

! НАДФН-цитохроы-с-редукгаза! Цитохром Р-450 I '(нмоль цит.с/мг белка/мин.^нмоль/мг белка )

Контроль Гипертиреоз

95+7 206 + 12

0,76+ 0,02 0,3 + 0,01

а!.,1978; Леиешйо, 1982). Наблюдаемое нами уменьшение содержания цитохрома Р-450 в первую очередь связано с его деградацией, так как при этом увеличивается пик цитохрома Р-420(рис.7]. Одним из объяснений причин перехода цитохрома Р-450 в Р-420 является усиление активации перекисного окисления липидов (ПОЛ) при гипертиреозе ( Лемеико, 1982; Марзоев и др.,1982). Другой

Рис.7.Дифференциальные спектры цитохрома Р-450 микросом печени у конроль-ных(а) и опытны(б)крыс.

причиной является увеличение активности гемоксигеназ-ферментов, участвующих в деградации гема цитохрома Р-450 (smith et ai. , 1982). Однако, эксперименты на крысятах показали, что изменения компонентов микросомальной окислительной цепи зависят от количества введенного тироксина. Небольшие дозы гормона стимулируют активность НАДФН-цитохром-с-редуктазы и повышают количество цитохрома Р-450 у 10-и и 20-дневных крыс (таб.Н). Эти результаты противоречат нашим и литературным данным, полученным на взрослых крысах, когда введение даже малых доз тиреоидных гормонов (0,05 мкг/г Т^ в течении 7 дней) тиреоидэктомированным крысам снижает содержание цитохрома Р-450 (Runbaugh ct al. ,1978), Во второй серии опытов (02) тироксин повышает активность НАдаН-цитохром-с-редуктазы и сникает содержание цитохрома Р-450 также как и у взрослых животных. Однако, у 7 и 20-дневных крыс степень снижения гемопротеида небольшая. Введение же больших доз гормона оказывает токсическое действие как на активность микросоыального фермента, так и на содержание цитохрома Р-450. В этой серии мы наблюдали большой процент гибели опытных крысят.

Влияние тироксина на липидный состав микросом Результаты исследования липидного состава мембран микросом гипертиреоидных взрослых крыс показали следующие изменения: повышение диглицеридов в 1,6 раза, свободных жирных кислот на 20^, эфиров холестерина на 2,5 раза и снижение моноглицеридов и холестерина на 33 % и 9 fa. Общая картина изменений липидного состава соответствует данным литературы (landriscina et al,I984). Анализ состава фосфолипидов микросом печени контрольных и опытных животных показал увеличение лизофосфолипидов как и на мембранах митохондрий (т-абл.12),У 7-дневных крыс также наблюдается небольшое увеличение лизофосфатидилхолинов и лизофосфатидилэтанолами-нов.

В экспериментах Дятловицкой и соавт. (1980) инкубация мик-росом печени с лизофосфатидилхолинои (9 %) и лизофосфатидилэта-ноламином (7 %) in vitro повышает активность микросомальной глк>-козо-6-фосфатазы. Инкубация микросом в течении I часа при температуре 20°С с 0,005-0,01 % раствором лизофосфатидилхолина снижает содержание микросомального цитохрома Р-450 и одновременно

Таблица 12

Влияние тиреоидных гормонов на фосфолипидный состав микросом печени взрослых и неонатальных крыс в %

¡взрослые крысы (п=6-7) !7 дневные крысята(п=б-7)

• т/гмттпп ттт. \ "г 1 rv ттт.т m I т/оит'Лптт-с. 1 лгтия

ЛФХ 2,4+0,2 3,6+0,2 3,0+0,2 3,8+0,1

ФС 11,2+0,3 10,5+0,4 5,6+0,3 ' 6,8+0,2х

ЛФЭА 3,3+0,2 5,6+0,6х 3,8+0,1 5,0+0,2х

СМ 0,8+0,05 8,1+0,4 7,8+0,5 8,5+0,5

ФИ 0,8+0,01 - 1,8+0,1 1,2+0,1

ФХ 41,2+2,6 36,9+2,0 46,2+2,1 44,9+1,6

лкл 0,8+0,08 1,5+0,Iх

ФЭА 23,4+1,4 23,4+1,5 24,3+1,8 22,8+1,7

КЛ -. 0,9+0,01

ЛК 3,3+0,3 4,5+0,2х 2,2+0,1 З.Б+О,^

ФК 4,5+2,1 4,7+2,0 5,3+0,3 3,2+0,2

увеличивает пик Р-420. Эти эксперименты наглядно демонстрируют прямое влияние лизоформ фосфолипидов на активность и содержание ферментов микросом. Аналогичная картина влияния увеличенных количеств лизоформ фосфолипидов монет быть и в микросомах гипер-тиреоидных крыс. В то же время введение низких доз Т^ не изменяет фосфолипидный состав мембран микросом и не снижает содержание цитохрома Р-450.

Даже небольшие модификации в липидном составе могут вызвать изменения подвижности липидного бислоя мембран (Raison ,

1974). С помощью парамагнитных гидрофобных зондов нами получено, что перегиб на кривых Аррениуса смещается на 2° в область более низких температур в микросомах 7-дневных крыс, получавших тироксин (рис.8). У взрослых гипертиреоидных крыс снижение вязкости мембран в 2 раза больше, чем у неонатальных крыс. (Марзоев и др.,I960, Ташмухамедов и др.1981)..Возможно, это объясняется большей ригидностью эмбриональных мембран, связанных с повышенным содержанием насыщенных жирных кислот фосфоли-пидов (Luit et al. ,1975), так как обычно увеличение "текучести" мембран при гипертиреозе связывается с повышением содержания ненасыщенных жирных кислот фосфолипидов (Chen ,Hoch , 1977). Этот эффект тиреоидных гормонов в большей степени, чем регуляция биосинтеза белков, сказывается на уровень метаболизма. В некоторых работах (Mazzanti et al. ,1980) показано, что микровязкость липидов мембран зависит от фосфолипидного состава. Возможно, что в наших исследованиях менее выраженные изменения фосфолипидного состава вызывают меньшее снижение микровязкости мембран. Следовательно, уже в ранний постнатальный период тиреоидине гормоны регулируют вязкость мембран микросом, но изменения, наблюдающиеся при этом, значительно меньше, чем у взрослых животных.

Учитывая вышесказанное, мы предположили, что изменения, происходящие в липидной части мембран могут быть причиной необычного снижения основного компонента микросомальной дыхательной цепи - цитохрома Р-450, в то время как другие ферменты активизируются. Нами предложена гипотетическая схема регуляции биосинтеза цитохрома Р-450 тиреоидными гормонами (рис.9). Т^ или Tj увеличивают содержание лизофосфолипидов в микросомах и повышают "текучесть" мембран микросом, а это увеличивает активность шкросомальных ферментов и в том числе и _актив-

1716 -1514" 1312-

II 1098

3,0 3,1 3,2 3,3 3,43,5 3,6 3,7 температура | М3

Рис.8.Температурная зависимость времени корреляции(/с)гид-

рсфс*

контрольных(1) и опытных(2) 7 дневных крыс.

ность гемоксигеназ. Последние являются ферментами, лимитирующими деградацию гемовой части цитохрома Р-450. Л содержание тема, в свою очередь, лимитирует биосинтез апобелка гемопротеида ( И1е1вМ е-ь а1. ,1982). Свою долю в снижении содержания цитохрома Р-450 вносит и повышение ПОЛ. В постнатальный период этот механизм проявляется в меньшей степени при введении средних доз Т^, а при введении низких доз пе проявляется, вследствии слабых изменений липидного компонента мембран.

Рис.9.Схема тиреоидной регуляции содержания цитохрома Р-450 в микросомах печени.

Таким образом, на примере двух механизмов регуляции тире-оидными гормонами свободного окисления-стимуляции внешнего пути окисления НАДН в митохондриях и регуляции микросомального окисления, мы видим большое значение модификации липидного компонента мембран органелл в мембранотропном механизме действия ти-реоидных гормонов. Исследование онтогенетических аспектов проявления этих процессов показало, что регуляторные эффекты мембран в эмбриональный период развиты слабо, становление их происходит в постнатальный период, однако, они не достигают уровня взрослого организма.

Заключение

Вышеизложенные экспериментальные исследования показали,что в сложных изменениях энергетического аппарата клетки в процессе онтогенеза большую роль играет включение тиреоидной регуляции, обеспечивающей постепенное совершенствование митохондриального аппарата. Каким же образом осуществляется тиреоидная рефляция? Первый путь - прямая стимуляция биогенеза митохондрий, осуществляется путем повышения синтеза белков-ферментов, структурных белков.и фосфолипидов на уровне ядра, цитоплазмы и митохондрий. Второй путь - прямое влияние на функцию дыхательной цепи -усиление дыхания, фосфорилирования и сопряжения этих процессов.Ме-ханизм этих двух путей регуляции хорошо развит уже в эмбриональный период. Третий путь - тиреоидная регуляция свободного окисления, выявляется в конце эмбрионального и в постнатальный периоды. По всей вероятности это связано с более поздним развитием альтернативных функций митохондрий, связанных со свободным окислением (Скулачев,1962). Образование тепла - наиболее очевидная альтернативная функция митохондрий, необходима в постнатальный период для поддержания температуры тела и отдельных органов новорожденных и ее тиреоидная регуляция осуществляется

также в этот период. Так как в механизме действия принимают участие липпды мембран, то его развитие связано с дифферен-цировкой структуры и функции внутренних мембран митохондрий, с активностью фосфолипаз и условий, активирующих этот процесс. Аналогичный механизм тиреоидной регуляции имеет место и на мембранах микросом. Существуют и опосредованные пути влияния Т^ и Тз~череэ увеличение содержания цАМФ и усилением функции аденин-нуклеотидтранслоказы и др. В работах многих авторов (Sutton , Pollak ,1980, Bagetto et al. ,1985) было показано, ЧТО АТФ стимулирует созревание структуры и функции митохондрий. Тиреоидине гормоны индуцируют биосинтез АТФ, а это стимулирует диф-ференцировку митохондрий, которая увеличивает выход атф и таким образом происходит циклический процесс.

На основании представленных результатов мы приводим гипотетическую схему регуляции тиреоидными гормонами развития структуры и функции митохондрий и микросом в онтогенезе (рис.10). В процессе развития увеличивающиеся количества тироксина и трииод-тиронина, проникая в клетку, связываются с белком-рецептором плазматических мембран. Здесь же происходит частичное дейодиро-вание Т^ до Т^. Внутри клетки гормоны связываются с ядерными и митохондриальными рецепторами. Гормонрецепторный комплекс ядра, стимулируя процессы транскрипции и трансляции, усиливает биосинтез отдельных белков митохондрий. Предшественники белков, синтезированные в эндоплазматическом ретикулуме, транслоцируют-ся в митохондрии в результате протеолитического процессинга. Небольшая часть белков митохондрий синтезируется в самих орга-неллах. Вновь образованные белки встраиваются во внутреннюю мембрану, усиливая их рост. Через митохондриальный рецептор тирео-идные гормоны регулируют сопряжение и разобщение дыхательной цепи митохондрий. В постнатальный период гормоны активизируют

Рис.Ю.Глпотетическая схема тиреоидной регуляции дифференцирован митохондрий и макросом в развиващейся клетке.

транспорт адениновых нуклеотидов. Увеличение биосинтеза и транспорта АТФ усиливает метаболические процессы клетки и дифферен-цировку митохондрий, а более дифференцированная органелла синтезирует больше АТФ. Влияние тиреоидных гормонов на развитие митохондрий осуществляется через универсальную систему циклических нуклеотидов. Отдельно Т^ и Tg регулируют активность ми-кросомальной дыхательной цепи.

Выражаю глубокую благодарность моим соавторам за большую помощь в выполнении данной работы, акад.АНУзССР Хамидову Д.Х. за творческое обсуждение планов и результатов исследования. Выражаю глубокую признательность д.б.н. Моховой E.H. за помощь в выполнении ряда экспериментов, д.б.и. Ляховичу В.В. за помощь в освоении некоторых методов исследования. Я благодарна акад. АНУзССР Туракулову ЯД., проф. Саатову Т.С. и д.б.н.Карякину A.B. за ценные замечания по содержанию диссертации.

ВЫВОДЫ

1. Впервые показана высокая чувствительность эмбриональных тканей к тироксину. Реактивность к гормону зависит от функциональной дифференцировки органа и от количества тироксина. Стимуляция дыхания и изменения структуры митохондрий наблюдаются при дозах Т^— 0,008 и 0,025 икг/г. веса;. При гипотиреозе дыхание печени и сердца куриных эмбрионов подавляется. Ткань мозга на тироксин не реагирует.

2. Установлены возрастные особенности реакции дыхательной цепи митохондрий эмбрионов кур на экзогенное введение тироксина в дозе 0,025 мкг/г:

а) в первой половине эмбриогенеза гормон сопрягает дыхание и фосфорилирование в митохондриях печени и сердца и усиливает дыхание в сердце. Во второй половине - повышает дыхание и .

разобщает окислительное фосфорилирование в обеих органах,

б) повышение содержания кардиолипина в сердце в 2,2 раза < на 10 день, в печени в 1,7 раза на 16 день и электронномикро-скопические данные увеличения крист свидетельствуют, что тироксин индуцирует рост внутренних мембран митохондрий,

в) содержание цитохромов в митохондриях печени й сердца слабо повышается на 16 день, а активность ферментов - ЦО и ОС-ТЩ - не изменяется.

3. Показано, что содержание цАМф и активность аденилат-циклазы увеличиваются, а активность фосфодиэстеразы снижается на фоне введенного тироксина в сердце на Ю день и в печени на 16 день развития куриных эмбрионов.

Выявлено разнонаправленное влияние разных доз тироксина на сопряженность окислительного фосфорилирования в постната-льный период: Т^ 0,1 мкг/г -сопрягает, 0,7 мкг/г - разобщает дыхание и фосфорилирование в митохондриях печени крыс. Степень увеличения содержания цитохромов и активности ферментов зависит от дозы введенного гормона.

5. Зависимая от тиреоидных гормонов дифференцировка митохондрий мозга у крыс происходит только в первые 10 дней постна-тальной жизни.

6. Впервые показано увеличение содержания тиреоидных гор-ионов в крови беременных женщин, родивших крупный плод. Повышен ные количества общего тироксина и трийодтиронина во П триместре беременности могут усилить синтез соыатотропного гормона и увеличить рост плода. Определение содержания тиреоидных гормонов во П триместре беременности предложено как тест ранней диагностики крупноплодия.

7. Установлено резкое усиление (в 4 раза) скорости окисления НАДН по внешнему пути в митохондриях печени гипертиреоидньи крыс. На основании полученных изменений липидного и фосфолипид-

ного состава мембран митохондрий предложен механизм тиреоидной регуляции активности внешнего пути окисления НАДН. В постната-льный период у гипертиреоидных крыс активация внешнего пути окисления НАДН в 2 раза меньше, чем у взрослых животных»

8. В экспериментах с микросомами печени показано, что тиреоидине гормоны увеличивают активность НАДОН -цитохром-й-редук-тазы в 2 раза, а содержание цитохрома Р-450 снижают в 2,5 раза. В постнатальный период эффекты тироксина на содержание цитохрома Р-450 зависят от концентрации гормона: 0,1 мкг/г Т^ - повышает,0,7 мкг/г - сникает содержание геыопротеида. Установлена корреляция между изменениями фосфолипидного состава мембран ми-кросом и снижением сг>7гвп»яиия цитохрома Р-450. С новых зондов обнаружено снижение температуры фазового перехода мембран макросом при действии тироксина на 2°.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМ ДИССЕРТАЦИИ.

1. Связь между энергетическим обменом митохондрий и становлением функции щитовидной железы./Туракулов ЯД.,Хамидов ДД.,Мирахые-дов А.К.,Львович Н.А.,Абляева Н.Х.// Биоэнергетика при лучевом поранении живых организмов. -Л.1973.-С.198-200.

2. Реакция эмбриональных тканей на действие гормонов.Демидов ДД.,Абдукаримов А.,11уртазаева Л.А.,Абляева НД.,Адылова А.// Мед.нур.Узбекистана.-1974. -Т.4, tel. С.39-42.

3. Хамидов Д.Х., Абляева НД., Сравнительное изучение действия тироксина на структуру и функцию эмбриональных митохондрий различных органов.// Тез.док. Ш Всесоюзн.биохим.сзезда.- Рига. -Т.2.-С.78.

4. Мирахмедов А.К., Абляева Н.Х., Туйчиев С. Фолликулообразо-вание в вдтовидной железе в пренатальноы онтогенезе.//Узб.биол. журнал. -1975. I. -С.6-9.

5. Хамидов ДД.,Мирахмедов А.К., Абляева НД. Структурные изменения митохондрий мозга при действии тироксина в пренатальном онтогенезе.// ДАН УзССР. -1975. 10. -С.46-48. '

6.Хамидов Д.Х., Мирахмедов АД.,Абляева НД.. Влияние тироксина на структуру митохондрий сердечной мышцы в пренатальноы он-

тогенезе.//Цитология. -1975. -Т.17,№ 12. -С.1427-1428. ,

7. Туйчиев С., Абляева Н.Х., Хамидов Д.Х. Состав йодированных .соединений ткани щитовидной железы куриных эмбрионов в разные сроки развития.// ДАН УэССР. -1976. -№> I. -С.57-59. .

8. Абляева Н.Х,, Хаиидов Д.Х.,Халиков С.К. Влияние тироксина на содержание ц-АМФ в тканях эмбрионов в развитии.//Циклические нуклеотиды,- Красноярск, 1976. -C.I09-III.

9. Хамидов Д.Х.,Абцукаримов А., Абляева Н.Х. Участие тиреоид-ных гормонов в дифференцировке клеток развивающегося организма.// Механизмы повреждения, резистентности, адаптации и компенсации. -Ташкент,1976 - Т.1_.-С.400-401.

М.Хамидов Д.X.,Абляева Н.Х., Шулакова Т.Ю. Действие тироксина на энергетические процессы митохондрий в эмбриогенезе.// Тез.док. П конф. биохимиков Средней Азии и Казахстана. -Фрунзе, 1976. -С.40-41.

11.Абляева Н.Х., Шулакова Т.Ю., Хамидов Д.Х., Дульман P.A. Влияние тироксина на процессы окисления и фосфорилирования в сердце и пре-и постнатальнои онтогенезе кур.// Механизм действия гормонов. - Ташкент,1976. -С.30-31.

12.Шулакова Т.Ю., Абляева Н.Х., Хамидов Д.Х. Влияние тироксина на энергетический обмен в печени у куриных эмбрионов и цыплят.// Механизм действия гормонов. -Ташкент,1976.- С.31-32.

13.Дульман Р.А.Шулакова Т.Ю., Абляева Н.Х., Хамидов Д.Х. Изменение содержания цитохромов и дыхательной активности в го-могенате сердца в пре-и постнатальноы онтогенезе' и при введении тироксина.// Тез.док.симп. "Биохимия митохондрий". -Одесса,1976. -С.153.

14.Хамидов Д.Х., Абдукаримов А., Абляева Н.Х.,Иирахмедов А.К. Реакция эмбриональных тканей на действие гормонов. -Ташкент, 1976. - 130.С. ' '

15.Хамидов Д.Х., Абляева Н.Х., Шулакова Т.Ю., Дульман P.A. Влияние тироксина на. энергетические процессы тканей печени и сердца в эмбриогенезе. // Проблемы эндокринологии. -1977,-Т.23, № 2. -С.91-94.

16.Хамидов Д.Х., Абляева Н.Х., Шулакова Т.Ю. Действие тироксина на дыхание и окислительное фосфорилирование митохондрий печени кур.// Узб.биол.журнал. -19773. -С.3-7.

17.Хамидов Д.Х., Абляева Н.Х., Туйчиев С. Влияние радиации на щитовидную железу куриных эмбрионов в процессе развития.//Сб.

матер. П Рациобиол.конф. соц.стран. -Варна,1978. - C.I.

18. Абляева Н.Х.,Шулакова Т.Ю., Дульиан P.A. Динамика развития энергетических реакций ткани'печеии и сердца куриных эмбрионов

и цыплят в норме, гипер- и гийотиреоидном состоянии.// Узб.биол. журнал.- 1978. -й 3. -С.3-7/

19.Хамидов Д.Х., Абдукаримов А., Абляева Н.Х. Механизмы действия тиреоидных гормонов в эмбриогенезе. //Г;Регуляторные системы обмена веществ в раннем эмбриогенезе. -Львов, 1979. -С.52-54

20.Шулакова-Коваль Т.О., Садиков С.С., Зайнутдинов Б., Абляева Н.Х., Исаев З.Й., Хамидов Д.Х.,Саатов Т.С.Действие тиреоидных гормонов на содержание кардиолипина, общих фосфолипидов и ультраструктуру митохондрий печени и сердца куриных эмбрионов. // Узб.биол.журнал. -1979. -№ 4. -С.3-7.

21. Туйчиев С., Абляева Н.Х., Нишанбаев К.Н. Ультраструктура щитовидной железы куриных эмбрионов в пренатальном онтогенезе. //Тез.докл. XI Всесоюзн.конф. по электронной микроскопии. - -Таллин, 1979. -C.III.

22. Туйчиев С., Абляева Н.Х., Авторадиографическое исследование щитовидной железы развивающихся эмбрионов при действии ионизирующей радиации.// Радиочувствительность и процессы восстановления у животных и растений,- Ташкент, 1979. - С.107-108.

23. Абляева Н.Х., Шулакова-Коваль Т.Ю., Хамидов Д.Х. Влияние тироксина на активность ряда митохондриальных ферментов в процессе развития, // Онтогенез, - 1981. -Т.12, К? I. - С.46-49.

24. Абляева Н.Х., Хамидов Д.Х. Влияние тироксина на функциональную активность митохондрий мозга крысят.// Тез.докл. У1 Всесоюзн.совещание эмбриологов. - M.,I98I. - С.З

25. Хамидов Д.Х., Муртазаева Л.А., Абляева Н.Х., Нишанбаев К.Н. Мирахмедов А.К. Гормональный контроль клеточной дифференциров-ки. // Тез.докл. IX Всесоюзн.съезда АГЭ. -Минск,1981. - С.406-'408.

26. Абляева Н.Х., Хамидов Д.Х. Внешний путь окисления НАДН при гипертиреозе/Деэ.док.Ш конф. биохимиков Средней Азии и Казахстана. - Душанбе,1981. - С.138.

27. Abljaeva H.Kh.,Koval T.Yu.Peculiaritiee of the effect of T4 on biogenesiB of the rat brain mitochondria during postnatal period.// 3 Soviet-Swiss simp."Biological membranes: struc'ture and function."-Tashkent,1983.-P.160.

28. Абляева H.X., Коваль Т.Ю. Адаптативпые возможности мито-

хондрий при изменении окружающей среды и влиянии тироксина.// Тез.докл. Ш съезда физиологов Узбекистана. -Ташкент,1983. -С.5

29. Кан Н.И., Шевченко Т.К., Абляева НД., Ташходжаева Т.П.Со-держание общего тироксина у беременных женщин и новорожденных при крупном плоде.// Репродуктивная функция женщин. - Ташкент, 1984. - С.82-85.

30. Абляева НД., Бадальянц К.Л.,Влияние тироксина на энергетические параметры митохондрий печени в постнатальный период развития у крыс. // Узб.биол.журнал. -1984. -№4,- С.3-5.

31. Абляева НД., Кириллова Г.П., Мохова Е.Н. Внешний путь окисления НАДН в митохондриях печени при гипертиреозе.// Биологические мембраны. -1984. -T.I, № 6. - С.573-579.

32. Шевченко Т.К., Абляева Н.Х., Кан Н.И. Крупный плод и тире-оидные гормоны матери. // Мат. П съезда акушеров-гинекологов Грузии. - Тбилиси, 1985, Т.2. - С.189-190.

33. Хамидов ДД., Абляева НД., Коваль Т.Ю. Действие тироксина на содержание цитохромов в митохондриях мозга и печени в процессе постнатального развития крыс.// Бюлл.эксп.биологии и медицины. - 1985. - Кг 6. - С.696-697.

34. Kirillova G.P.,Ablyayeva И.КЬ..Mokhova E.H. Past cold.-induced activation of the external pathway of NADH oxidation

in liver mitochondria of hyperthyroid rats»// Biochem.Biophys. Acta.-19S5.-V.806.-P.75-80.

35. Хамидов ДД., Коваль Т.Ю., Абляева НД. Влияние тиреоид-ных гормонов на образование АТФ в митохондриях сердечной мышцы кур в онтогенезе. // Тез.докл. У Всесоюзн.конф. по биохимии мышц. - Телави, 1985. - C.III-II2.

36. Шевченко Т.К., Абляева НД., Кан Н.И. Динамика изменения тиреоидных гормонов при беременности крупным плодом. // Тез. докл. 1У Конф. биохимиков Средней Азии и Казахстана. -Ашхабад, . 1986. - С.134.

37. Абляева НД., Хамидов ДД., Ахметова НД. Регуляция тироксином иикросомального окисления у развивающихся крыс.// Тез. докл. 1У Конф. биохимиков Средней Азии и Казахстана. -Ашхабад, 1986. - С.138

38. Хамидов ДД., Абляева НД., Бадальянц К.Л. Функциональная активность митохондрий печени и мозга в антенатальной периоде, подвергшиеся действию цинеба в эмбриогенезе. // Тез.докл. УП Всесоюзн.совещания эмбриологов. - Л., 1986. - С.98.

39. Хамидов Д.Х., Муртазаева Л.А., Салихов Р.С., Абляева Роль гормонов и ростовых регуляторов в процессах регенерации и ¿иффсренцировки.// Тез.докл. I Конференции биохимиков Узбекистана. -Ташкент, 1986. - С.17.

40. Шевченко Т.К., Кен Н.И., Абляева Н.Х., Хамидов Д.Х. Прогнозирование -риска развития крупного плода и терапия осложнений в условиях жензкой консультации. - Ташкент, 1986. - 9С.

41. Хамидов Д.Х., Абляева Н.Х. Изменение фосфолипидного состава мембран при активизации внешнего пути окисления НАДН ti' митохондриях печени при гипертиреоэе. // Тез. докл. I Кокф. биохимиков Узбекистана. -Ташкент, 1986. - С.18.

42. Хамитов Д.Х., Абляева Н.Х., Коваль Т.Ю., Ахметова Н.Б. Влияние тироксина на выживаемость куриных эмбрионов. // Тез.,;окл. конф. "Интенсификация сельскохозяйственного производства;'. -Ташкент. 1986. - С.168,

43 . Khamidov D.Kh.,Koval T.Yu..Ablyaeva N.Kh.,\¡urtazaeva L.A. The effect of thyroxine on biogenesis of inner mitochondrial membranes.// Cell differential,ion.-1987.-V.20.-P.38S.

44. Шевченко Т.К., Каи H.l'., Абляева Н.Х. Функциональная активность щитовидно:! келезы у беременных .с риском развития крупного плода. // Акушерство и гинекология. - 1983. - Н® 2.-С. 67-65.

45. Хамидов Д.Х., Еевчснко Т.К., Абляева Н.Х., Кап К.И. Профилактика осложнений при крупноплодии. // Информационное сообщение Hi 451. - Ташкент, 1988. - 7С.

СПИСОК СОКРАЩЕНИИ

АТФ - аденозянтрифосфат

АДФ - аденозиндифосфат

ЦО - цитохромоксидаза

О^-ГОД- оС- глицерофосфатдегидрогеназа

МТУ - метилтиоурацил

ДНФ - 2,4 - динитрофенол

НАД Н - восстановленный никотииамидадениндинуклеотид

НАД? II - восстановленный никотинамидадениндянуклеотидбосфат

ПОЛ - перекисное оксиление липидов

СИ - свободные жирные кислоты

ЛФХ - лизофосфатидилхолины