Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Влияние гипо- и гиперфункций щитовидной железы на ферментативную активность и окислительное фосфорилирование митохондрий тонкой кишки и поджелудочной железы у различных возрастных групп крыс

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Влияние гипо- и гиперфункций щитовидной железы на ферментативную активность и окислительное фосфорилирование митохондрий тонкой кишки и поджелудочной железы у различных возрастных групп крыс"

АКАДЕМИЯ НАУК УЗБЕКСКОЙ ССР ИНСТИТУТ ФИЗИОЛОГИИ

На правах рукописи

ФАДЕЛЬ Хиям Камель

ВЛИЯНИЕ ШТО- И ГИПЕРФУНКЦИЙ ЩИТОВИДНОЙ ЖЕЛЕЗЫ НА ФЕРМЕНТАТИВНУЮ АКТИВНОСТЬ И ОККСЛ1ГШШОЕ ФОС ГОРИЛИРОВАННЕ ГДИТОХОВДРИЙ ТОНКОЙ КИШКИ И ПОДЖЕЛУДОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ У РАЗЛИЧНЫХ ВОЗРАСТНЫХ ГРУПП КРЫС

03.00.13 - Физиология чоловэка и животных

Автореборат диссертации на соискание учеггоЯ степени кандидата биологических каут?

Ташкэкт - 1991

Работа выполнена на кафедре физиологии человека и животных биологического факультета ордена Трудового Красного Знамени Ташкентского государственного университета им.ПЛ.Ленин-..

Научные руководители: доктор биологических наук Б.З.ЗАРДООВ.

кандидат биологических наук, старший научный сотрудник К. Т. АЛПАТОВ.

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

профессор Э.С.1ШМУД0В.

доктор биологических наук Г.М.БАРА1Ж0ВА.

Ведущая организация: Ленинградский государственный университет.

'Защита состоится пМ>п 1991 года в 14.00 час.

на заседании специализированного Совета К 015.01.01. при Институте физиологии АН УзССР по адресу: 700095, Ташкент, ул.Ния-зова, д.1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института физиологии АН УзССР.

9 2

Автореферат разослан " и " января 1991 г;

Учений секретарь / • 4 ч

специализированного Совета, > ['¿1с * ' ' доктор биологических наук - В. А.Ходжиматов.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕР, ОТ!!« РАШШ

Актуальность работы. Исследование мембранного пищеварения, осуществляющего начальные и заключительные стадии гидролиза пищевых веществ, а также энергетических функций клеток органов тщевзрения, продолжает оставаться одними нз наиболее актуальнее и разных направлении п развитии современной гастроэнтерологии. В настоящее время доказано, что мембранное гыщеварение осуществляется на внезнеЯ поверхности энтероцитов за счет ферментов двойного происхождения: адсорбированных из полости кид-ки ( преимущественно панкреатических) и собственно килечных, синтезярованных в знтероците а встроенных в его апикальную мембрану (Уголев, i960, 1961, 1553, 1957, 1972, 1885; Уголев, Иезу-итовз, IS85, 1986). • .

Известно, что одело митохондрий и особенности организации энергетических процессов в них на каждом из этапов постзнбрио-нахьного развития организм ответственны за состолнио энергетического обмена в тканях. В онтогенезе морфологические изменения ютохондрий опереяаю? становление специфических структур клетки, поэтому изменение энергетики клетки мокет явиться одним из критериев, характер!г зув:д ix функциональные изменения организма а различите периоды чндисидуального развития.

Установлено, что горюш щитовидной яелезы оказывают существенное влияние на состояние различных видов обмена веществ. Деятельность поджелудочной железы и тонкой таппш находятся под рэгугирута;нм влиянием гормонов щитовидной нелепы (Кадкров, Рахимов, 1975; Сираядикова, 1985; Туракулов идр., 1975; Уголен, 1978; ISG5; Рахимов, 1939; к др.). Вместе с тем, в процессо роста к развития организма фугпецин органов пищеварения и гор.!Сналь-кнЗ статуе его претерпосап? серьезшгз перестройки. Состояние внелнзеекреторпой функции поджелудочной ядалезы и слизистой тонкой кишки при гипер- и гипофункции щитовидной г.елези в возрастном аспекте изучалось лита отдельными авторами.

Согласно существующей гипотезе первичным является взаимодействие гормонов щитовидной г.олози непосредственно с митохондриями, а последуйте изменения на уровне ткани: потребление кислорода, активность ферментов и синтез белков - вторичны»

'rffch , ISG8; Sokoioff 1977; Buchanan et al . , 1971;

fit pit i f Dottenberg , 1986; Hiffimarch et aJ- . ,

Однако, механизм влияния гормонов щитовидной железы на 9»ушшии дыхательной цепи митохондрий поджелудочной железы и слизистой тонкой ки'оки до настоящего времени остается не исследованным.

Многие вопросы, связанные с ролью щитовидной железы в регуляции деятельности поджелудочной железы и слизистой тонкой килки в возрастном аспекте изучены недостаточно. В частности, нет единого мнения относительно активности ферментов ¡¿-амилазы и сахараэы при гипо- и гипертиреозе у животных различных возрастных групп. Эти вопросы имеют принципиально важное значение, так как связаны с проблемой организации рациональных режимов и норм питания в постэмбриональном онтогенезе. Этот аспект обсуждаемой проблемы практически не разработан.

Актуальность настоящего исследования состоит в том, что оно кносит определенный вклад с изучение гидролитической и энергетической функции органов пищеварения у животных различных возрастных групп при гипо- и гиперфункции щитовидной железы.

Решение этой в теоретическом и прикладном отношении проблемы является главной целью и задачей настоящей работы.

Цель и задачи исследования. Основная цель исследования - выяснение влия ош тиреоидных гормонов и удаления щитовидной железы на ход развития ферментных систем начального и заключительного этапов гидролиза углеводов,а также на функции митохондрий слизистой тонкой кишки и поджелудочной железы крыс разного возраста.

Для этого были поставлены следующие задачи:

1. Изучение влияния U -тироксина на начал ы^ю ( ^-ами-лолитическую активность поджелудочной железы) и заключительную (сахаразную активность слизистой оболочки тонкой кишки) стадии гидролиза углеводов у различных групп животных.

2. Изучение влияния удаления щитовидной железы на начальную и заключительную стадии гидролиза углеводов у различных групп животных.

3. Исследование механизма нарушения дыхания и окислительного фосфорилиропания митохондрий поджелудочной железы и слизис-

той тонкой киыки крыс разного еозраста при гипо- и гиперфункции щитоьидной Гледозы.

4. Сопоставление гидролитической и энергетической функции пищеварительных органов при гипо- и гиперфункции щитовидной железы у растущих, взрослых и старых крыс.

Научная новизна, ¿¡первые показано, что удаление щитовидной железы или избыток тиреоидных гормонов вызывает существенные сдвиги в синтезе ферментов, участвующих в полостном и мембранном пищеварении, а также энергетической деятельности поджелудочной келезы и тонкой кишки. В отличие от многих других работ данного направления, предлагаемое исследование позволяет дать полную характеристику не только гидролитической функции пищеварительных органов, но и состояния их энергетической функции при гипо- и гиперфункции щитовидной железы у растущих, взрослых и старых животных.

Практическая ценность. Полученные результаты наряду с теоретической ценностью имеют практическое значение. Установлены закономернее изменения сС -амилазы, сахаразы, дыхания и окислительного фосфорилирования клеток тонкой кишки и поджелудочной железы, которые могут приниматься во внимание при анализо молекулярной патологии клетки в различных состояниях тиреоидно-го статуса организма у животных и человека в различные возрастные периоды онтогенеза.

Новые данные о метаболизме оС-амилазы, сахаразы и параметрах окислительного фосфорилирования в органах пищеварения в постомбриональном онтогенезе при различных уровнях содержания в организме гормонов щитовидной яелезы могут быть рекомендованы клиницистам и исследователям, занимающимся вопросами создания рациональных режимов питания при гипо- и гиперфункции щитовидной железы. Полученные данные используются при чтении лекций студентам на кафедре физиологии человека и животных Ташкентского государственного университета им. 6.И.Ленина.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались и обсуядались на заседании кафедры физиологии человека и животных (1988-1990 гг.); 4- физиологическом съезде Узбекистана (Ташкент, ISB8); 4-13сесоюзно.м симпозиуме "Мембрана щетсадсй

каймы. Ферментные и транспортные процессы в мембране щеточной каймы знтероцитов" (Л;га, 1990); ХУ Всесоюзной конференции "Физиология пищеварения и всасывания" (Краснодар, 1990) и мс, кафедральной заседании Ташкентского госуниверситета иы.В.И.Ле;-та (Ташкент, 1990).

Публикации. Но материала!! диссертации опубликованы 5 печатных работ, в которых отражено основное научное содержание работы.'

Объем работы. Диссертация изложена на Х5% страницах ыаши-нописного текста. Состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, экспериментальных да!гных, заключения, выводов, содержит 13 таблиц и 12 рисунков. Список цитированной литературы включает 345 наименований.

НАТЕРШИ И МЕТОДЫ ШСЩОВАНШ

Эксперименты проводили на крысах трех возрастных групп -растущих (возраст 1-2 мес., масса 60-100 г), взрослых (6-7 мес., масса 160-180 г) а старых (более 2 лет, масса 250-350 г).

■ Гипертиреоз У крыс вызывали внутрибрюшинты введением 1* -тироксина фирмы " Ивана! " в дозе 0,1 ыг/100_г массы те-

ла ежедневно. Контролем слугллп кивотние, получавшие инъекции физиологического раствора.

Тиреоидэктомию проводили у крыс по ранее описанному метода (Кабак, 1968). В этой случае контролем слоили кшотные, подвергнутые лояной тиреоидэктомии.

Кивотных забивали через 5, 10 и 20 дней после примененного воздействия.

. Измерение активности ферментов. сС-ашлаэкую активность иодаелудочной делазы определяли методом А.Ы.Уголгва (1969). Са-харазну» активность слизистой тонкой ки..кн - по ыетоду А.Ы.^го-лева и Н.П.Иеэуитовой (1969).

Вы.целе;те митохондрий, Митохондрии из поджелудочной нале-еы и слизистой тонкой кишки кркс Еыделяли методом дифференциального центрифугирования ( ЬзевЬоои , ЗоЬпе1йег 1Г>61), е среде Еццеления, содержащей 0,25 Ы сахарозы, 5 Ш ЦЦТА,

50 трис-Ш1, рН 7,5 и £% бычьего сывороточного альбумина (ВСА; Олайнский завод, марка Б) для митохондрии тонкой кишки (Ахмеров, 1978), 3% ВСА для митохондрии поджелудочной железы (Алкатов и др., 1977), Осадок митохондрий отмывали в средо выделения, из которой исюючали БСА и ЭДТА. Всю процедуру гыделения и хранения митохондрий проводили при температуре 0° ... +2°С.

Определение дыхания, окислительного фосфорилированил и активности поллферментных систем дыхательной цепи шзтохекдрии проводили по ранее описанной методике ( СЬадоэ J таМпут^ 1955; СЬсузоо . Я1пЫтауга , 1957; АлматоБ и др., 1977).

Обработка гззультатов. Статистическую обработку полученных результатов проводили методом Стьадеита - Фишера с вычислением средней арифметической величины Ш), средней ошибки ( т ), показателей достоверности ( ¿и Р ).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОЫЩДЕНИЕ

Влияние I -тироксина и удаления щитовидной зг.рлззы на ак-■гпэкос?.ь.,^-ашлази подг^л^о^гой.гплозц.;; содаразы тонкой кга-тп з у различных гозглсткта групп., кртге.

Вопросам регуляции функций слизистой тонкой кишки и поджелудочной г.елегн поезгцсио большое количество исследований. Воду-"50 место в отой реакции пршкдлкшт секретам эндокринных .^елез, одними из которых являются и горзоны щитовидной железы. Установлено, что гормоны щитовидной зхелезы оказывают существенное влияние на нормальное протекание разлиодых видов обмена веществ. Не-согп-:г::т такло роль гормонов цитозндиоА ггзлэоа и з регуляции процессов пищеварения, в которых обеспечивая* начало обменных и энергетических процессов.

Влияние Ь -тироксина на ^ -ггмклолптнческуа активность.

У растуцнх нркс, ка 5 день после ежедневноевведения ¿.-тироксина -амилаза увеличивается почти в 3 рага. Достоверное •пэклюиие активности ^ерзехгга иаблядается и на 10 день при ене-дноЕПЭй гагьекшга. К 20-му даю опыта стимулирующий эффект гормона ксюзаат. Характер.изменений активности с< -амилазы у взрсс-

и старых .тнвотпух при гиперфункции грттосидиой г.елезы резко отлччаотся от показателей у растущих .тлвотшх. Так, у взрослых

кркс 1-;а 5 день опытг активность <(. -йнилаии реико снижается, га 10 день она возвращается к исхо!;!и.-.-.у уросио, « к ксщу эксперимента (20-й день) значительно псыглаотся (рло, I А). У старых крис, череп 5 дне;; активность фср:?гп-та ииачптелопо лоскэз&хса, а затея уменьшается.

Влияние удален:».' иу.тосчпноЯ агезгеит ко ¡¿>

активность. У растущих крнс на 5 день после тирго.чдокткш лк-тивгость ¿-.¿-амилазы сущостодшо ски-'ается (рис. 1 В), а »а 10 я 20-{} день обнаружено поеь^оняо его активности. В то ьрс--г'я,у взрослых япг.отных, отмечается достоверное енкхошо активности оС -амилазы во всех сроках глбюодешя. У стара;; зшштпкх после удаления ситовидной железы черзгз 5 дно;; имеет г:есто эг&-члтельное повияение активности фермента, к Ю-м.у днт) она умаиъ-пдется и к 20-му дню вновь повышается,

Влияние -•тироксина на ак-т^гность. Иослз сго-

ДИ8БН0Г0 введения с< -тироксина у рсгусрас крнс через 5 дней отмечается повъгиение активности сахара::;! почт» в 2 раза, а в последующие сроки оксперимента набладастся уисньзекяо активности отого фсрмс.чтс (ркс. 1 Б). У взрослых язгботных введение горкгноЕ приводит к достоверному увеличению сахаразнсь активности (на 41-7755) во всех сроках наблюдения. Трактор изменения сахара®!».'! активности у старкс х.иг-отгшх зачетно отличается от таковой у растущих и взрослых. Так, к 5 дню поело ы:сдзния Ь-тирскснна активность фермента значительно увеливдидетсн, а затем к 10 дня сна возвращается к исходному уровня к на 20-декъ уменьшается.

Влияний удаления рятовидной железу на сах.'-.'.дзнуд активность, У растущих крыс через 5.дней после тирсоидоктси;;;; ст.'.-.ечается сниясше активности сахаразы (на 60,2?,). к 10-му дгг.о она гозара-¡цается к исходному уровни, а затем к 20~цу дно вновь наблюдается достоверное (на 32,83) спадение ее активности. У взросли:: кркс, обнаружено снижение активности сахаразы, а к 20-му дн;о она восстанавливается почти до уровня контроля (р;:с. I Г). У старых крнс во всех сроках эксперимента имело место достоверное снлкснис са-харазной активности.

Таким образом, на 5-й день после сксдноеного введения ¿.-тироксина активности Л-амилазы (за исключением взрослых крнс) и сахаразы повышается. Удаление щитовидной железы приводит к умень-

ласы поджелудочной келеоы (Л, В) и салараз.ы сг.;з;:с?о!1 тонкой кклкп (В, Г) у расту (а), взрослых (б) к старых (в) крио. По ее:: аСсш:сс - дни после ЕоздэКсгащз» пэ о ордкнаэ - активность ферментов.

тенив активности вышеуказанных ферментов (за нсклсчгниеы <L ~a:.:u-кази подкслудочной келезы у старых кикшшх).

йШНИЕ ГИПО- И ГК ФУНКЦИИ ЩИТОВИДНОЙ КЕДЕЗЫ hY, ДЫХАНИЕ И ОИЮЛИГЕЛЬНОЕ ЗШЮРИЛИРОВАНЖ МЖ'ОХОВДРШ ТОНКОЙ Kfflilül ti Г-ОД-ШУДОЧНОЙ КЕЛКЗЫ У РАЗЛШШХ ВОЗРАСТШХ ГРУПП кто.

Биологическое окисление и образование макроэрпгческих соединений в дыхательной цепи являются необходимы;,:;', как источники . снаргин, обеспечивающие процессы роста к развития организма. Представляется интересны:,! выяснить как меняется дыхание и окислительное фосфорнлированне митохондрий подаелудочнай яелезы н слизистой тешюй кишки в зависимости от периодов поетаыбриональ-ного онтогенеза, а так;;.з в состоянии гипо- и гиперфункции щитовидной железы.

Некоторые особенности Функционирования митохондрий подке-т1уппчной услози. Было установлено, что энергетический обмен ми- • тохоцдрии поджелудочной кслезы очень близок к теоретическому: функционирование всех трех точек энергетического сопряжения, теоретическая эффективность процесса окислительного фосфорилирова-ния при окислении всех исследуемых субстратов (табл. I). В то Ее время окисление субстратов в митохоцдриях поджелудочной нелепы протекает примерно в 2-20 раз медленнее, чем в митохондриях из других органов тавотных. Изучение содержания аденшшуклеотидов в ткани поджелудочной железы также подтверждает зто заилэчение.

Для оценки энергетического обиена клетки важно знать но только концентрации отдельных метаболитов, но и их соотношение ( tfceoh et ai.; 1970; ¿tklnaca. , 1977). Наяш

данные показывает, что процентное соотношение распределения адениннуклеогидо0 ткани поджелудочной иелезы очень блиэно тканям других органов, хотя концентрация отдельных метаболитов в этих органах несколько ниже, чем в других органах еиботных.

Существенная особенность митохондрий поджелудочной железы ото активация дыхаыя хлористым магнием, внесенный в ячейку по ля о графа поело АДФ (рис. 2). еффект магния с!£иаается олигоыи-цином. Таким образом, митохондрии подаелудочшй кедезы в присутствии tig'~+ существенно изменяет ceod энергопродуцирующуп фуик-щш. Активация дыхания митохондрий с ионами магния, по-видимому, обусловлена наличием в митохондриях поджелудочной железы магний завйсишшх фосфотрансфераз (а,"енилагкиказы, фосфокреатинкинаэы,

Таблица I

Истбогтжкпа рпяцвн китохондрчЯ подггелудачкои г.ол?.зи при рпплетпц:'. субстрата;: окисления (М ^ и).

Субстрат (по 5 нЧ)

Скорость дрхаетт, нг -атом кисяородз/мин.

__нг/б ejr;r??._ _

t

"4

ДО

№/0

Суцци;:ат 20,3^2,1

с£.-кетоглутара? 16,0+1,0

Глу 15,2+1,5

П:тру ют+:.;ал-.т 15,6+1,9

6,0+1,4 3,4+0,10 1,8+0,09

4,8+0,9 3,EW),I2 2,7+0,08

4,2+1,1 3,0+0,09 2,7+Ь,10

5,0+1,5 3,l7oeII 2,6jP,II

Пр:тг«с*-?01з:?е: Созтаэ срсды сцдедснйя: сахароза 0,25'л, tov.z -KCI-иуфер, 0.05М, pH 7,5, ЭДТА 0,005 М к бкчкА сиворо-точ!~:Л мьбумкн США) (2 г/г ткага) из расчета 15 «л буфера m I г fftams.

Сссааз срздн шсуСзцкп: сахароза 0,15 М, Ш^Ю^ -0,005 м/тр.:о —1131—буфер 0,0Ш, pH 7,5. АД:1)"- 100 кг.М. Те«ягратура 20°G.

r«iKCCK::i!.i2'J " т.д.) или - "чптс'жоП АТФазп.

Для установления оапкепотстн изучаемых показателей от состава среда кзмэргшт попользовали ваяарознуэ (неполная среда), калий хлорнстуя (внутриклвточн-.;:* катисн) и натртД хлориступ (виз-клотопнчй катион) срздн (рис. 3), В ерздо KCl и сахароокой, хоро-ло проявляется истаболичсскоо состояние ютохокдрчП с ДД5. Раэоб-г.ап:--л'; агснт-ДШ актипирузт якхакао более- чем в ср;: раза. Напротив, о ср^дф f/aCI слабо pupsnens посф^ициэнт ДК на добавки /ДО :t ДН1>, что, по-видимому, связано с Hapyiiamieri проницаемости мембраны митохондрий, как это свойственно для митохондрий почяи и

• ккяоздпша (/ш-'ftpon, 1976).

Изучение актигнссга дегидрогеназы (НАД'И-догидрогсназа, суюуштгдсгидрогсназа) и окси;аз;шх (ИДЦ«Н-, сукцинат- к цмтохром с o::ciwi?ii) cüctc:*. яембран кктохендрий поджелудочной яолезн пока-

ЗНВаС?, ЧТО ЭТИ CHCTCIiU ДНХ.аТОЛЬПСП ЦЗШ МИТОХОНДРИИ фуШЩНОНИру-

ЛШ> 2+

Опягсищкн

\ MD '

II ыин. 5—I

50 нгоатом О.

50 нгоатом Од

Рис. 2. Окисление сукщшата в митохондриях подоелудочной ¿келезы крысы.

Митохондрий инкубировали в среде, содержащей: а-0,15 11 сахарозы, 5мМ KHgPO^, I Oj.il трис-Ш1-буфер, рН 7,5; б -0,12 li KCI, 5i.il iiilgPO^, ЮкМ трис-НЛ-буфер; рН 7,5. в - 0.12Ы MaCI, 1Ш2Р04, IOiAl трис-KCI-буфер рН 7,5. Сукцин&с 5мМ, рН 7,5; Добавки: IOOmkK ДДФ, 2-10"% ДЩ, белок-5мг/ыл. Цифры иа кривой -скорости потребления кислорода в нг атомах кислорода/мин.

Рис. 3, Влияние ионов ы-дгнлп на окисление сукцшта в митохондриях поджелудочной иелези.

Состав среды инкубации: 0,15 М сахарезы, бь£! KHgP04, 10 трис-ВЛ-буфера, рН 7,5; 5 iil сук-шшата, рН 7,5, АД5 -100 Midi, оли-

гоыипин - 1мкг, ДШ>-2-I0~bf,i, белок - 5 иг/мл.

ют на низком уровне по сравнению с теми .~з системами других органов. Данные о влиянии рстскоиа на митохондрии указывают, что около 40$ НАД'Н окисляется по свободному пути, а остальные по дыхательной цепи. Добавление цитсхрома-С в среду, содержащую митохондрии и субстраты окисления, повышает скорость переноса электронов в дыхательной цепи. Экзогенный цитохром-С активирует уровень свободного пути окисления НАД-Н приблизительно в 3-4 раза, а по сопряденному пути дыхательной цепи почти в И раза. Следовательно, окисление НАД-Н монет осуществляться как по сопряженному, так и несопряженному с фосфорилированиеы дыхательному пути митохондрий поджелудочной железы.

Таким образом, выделенные из поджелудочной железы митохондрий имеют степень сопряженности очень близкую я китсхондрп-альккл параметрам желудошо-килечного тракта животного организма, однако, по скорости окисления субстратов, активности поли-ферментних систем дыхательной цепи митохондрий и ряда других энергетических реакций они проявляют значительное отличие. Хорога известно, что доставка метаболитов и кислорода к органам коррелирует с уровнем функциональной активности органов. Это означает, что метаболизм в тканях поджелудочной железы по сравнению' с другими органами желудочно-кишечного тракта нивоткых протекают с низкой скоростью.

Метаболические состояния митохондрий слизистой оболочки тонкой упзки и поджелудочной железы з разные периоды постнаталь-кого онтогенеза в зясперк?!екте. Из табл. 2 и 3 видно, что значения ч 2> 7 3= у 4 !! УдН5> отражающие скорость окисления сук-шпата и -кетоглутарата п различных, метаболических состояниях существенно зависят от.возраста. Результаты исследований свидетельствует о высоком уровне потребления 'кислорода у ниготных более раннего возраста и низким - у старшего возраста. При этом эффективность сопряжения - коэффициент АДФ/0 у старых крыс недостоверно превышает такоьую у растущих кивотных. Причиной высокого значения АД1£/'0, может быть объяснено уменьшением концентрации .субстратов о; деления и молекулярного кислорода в клетках поджелудочной железы и слизистой тонкой кишки при старении организма.

Таким образом, функциональная активность митохондрий слизистой тонкой кишки и поджелудочной яелезы. крыс имеет нозрастные

возрастны-'- особенности ингснзпшюсы эгшс.ютш субстратов и окислительного фссфорилг.рсьаппя митохондриями поджелудочной Г..СЛСЗЫ бмюс крио.

Субстраты : féP^J

окисления : дыхания, Нг : атом кисло: рода/кин мг ; белка

;—

: Растущие

Возраст крт.'с

Старая

Сукшнат

4

/ДНЬ "Ч Y3 ДМ v3

да«

т4>

Vp)

17,60+4,10

37,60+4,90 12,СО+3,80 36,90+8,90 2,93+0,22

2,1бТо,18

1,71+0,12

9,40+1,40 21,00+2,10 7,00+2,10 22,00+2,60 3,00+0,21 2,29То Д9 i,вал,II

4,20+1,40 12,60+2,40

4,ooTi,co 12,20+2,60 3,157o,14 3,00+0,15 1,93+0,13

oí -кетоглутарат V¡¿

/да/о

11,20+1,00 ¿7,00+2,10 7,80+1,40 24,20+2,40

2,4l7o,II

2,60+0,09

6,60+0,80 15,00+1,80 4,30+0,Ш 13,00^,10 2,27+0,10 2,66+0,10

3,70+0,70

s,e0+i,20

2,60+0,90 8,40+1,60 2,3%0,07 2,B070,09

особенности. У растущих крыс отмечается высокое потребление кислорода и скорость образования AT¿. У старых - значительно уменьшается дыхание и скорости синтеза АТХ& в дыхательной цепи «ито-хондриН.

Влияние L -тироксиия на дыхание и окислителькоо ДюслТдрилич ропанае митохондрий подтолудочной железы и тонкой кит.ки в тост-змбриональном онтогенеза. Чувствительность поджелудочной .т.олззн и тонкой кишки i: сдвигая гормонального статуса организма неодинаковее в различные периоду онтогенеза. Например, как избыток тиреоидных гормонов, так и их недостаток приводят к анячптельнш изменениям обменных процессов и янезнееекрегорноГ? доятсльностд поджелудочной гелези.

Таблица 3

Возрастные особенности интенсивности окисления субстратов и окислительного фосфорнлирования ипохондриями слизистой тонкой юшки белых крыс.

Субстраты: окпслеш:я ;

Парзметш (скорость дыхания нг ато:л кисло-рода/миц, цг/(5ел1са

Возраст крыс

Растущие

Вэпослые

Стары

Сукпииат

о£ -кетоглу-тарат

' о

и

яУ®

Дн^ щ/о

и %

АДФ/0

-51+5 37 + 4 20 + 3

150 + 7 120 + 5 66+4

61+6 43 + 4 21+4

200 + 10 120 + 6 59 + 5

3,10+0,12 2,98+0,13 3,14+0,11

3,72+0,13 3,51+0,14 3,30+0,13

1,71+0,10 1,76+0,12 I,96+0,10

24'+ 3 16 + 3 10 + 2

53 + 5 41 + 4 27 + 3

21+3 14 7 2 9 + I

56 + 6 40 + 5 25 + 4

2,7^3,11 . 2,92+0,09 3,00+0,08

2,42+0,10 2,56+0,11 2,70+0,09

2,2^,11 2,44+0,13 2,64+0,10

Поджелудочная железа. Результаты исследований показывают, что потребление кислорода в состоянии VУз, У4 и Vд,^, составляет у гипертирвоидных растущих крыс 22,00+1,65; 48,26+2,25; 16,17+1,35; и 49,78+3,26 нгатои кислорода/ыин ыг белка, у нормальных крыс соответственно 17,52+1,35; 38,78+2,85; 12,86+2,00 и 39,64+3,76. Зто свидетельствует о высокой уровне потребления кислорода в митохондриях поджелудочной железы экс- ¡, поринеитальных животных. Так, у гипсртирсоидтх растущих крыс потребление кислорода в состоянии - повышено на 25,6%, V 3 - на 24,4?, V 4 - 41,2?, в Удщ - на 28,1$ (рис.4 А, п).

иг саОи вит.;ани^ чмо гппертирьо;ан;я:: ьароелкх ирис ;:с.'Гр1;0).й1ь'О шг.'.лорлда в 1 :стабэл;№ьсш1>: соот;>п:!:-

ях о^чс-аас-тся более шра&сшю» гср.:о1< ^ЛиИои спещ..:.,лшоеТ1Л} сра:шсн;."'м с расту;;:п.:и зшпотнкмл. У пшертиреоидн-.к кт.а-лкл:: потребление. кислорода и состоянии V р, V о, V,- и V ижо, чей у контрольных на 41; ЗУ; 63,4 и 34,5£ соатвотс?г.гн'иэ. на-ь;« иссладоганиях показатель дыхательного конгролл по Чаиау у гчшерглреопднъгх .чиьотшас составлял 2,ЬЗ_>0,12; у контрольна/ воттк - 2,£3+0,21. Следовательно, у пш&рифбокдтяе :л!БЗта..:х каблэд'-.отсл наименьшее сопргше!ше процессов окпел.'.'гелыюго фоо--форилирэьанил. ^злпчкка Ай^/О гппертиреоидннх ливотк:-;.: была равна 1,?0+0,09, а у контроль»».^ 1(83т0,И (рис. 4 л.б).

Введение в организм старю; крис '»-аю.:& приводит а ускло-ни:о переноса электронов по дкхательноГ; пеп:: ¡.-птохондри,"; 1;едк.елу~ дочлоЯ ;.;елезь! (рис. 4 Л.в). Так, потребление кислорода в состоянии У 2« V о, V 4 к V пн'-. У контрольных зкиаоташ: составляло соответственно 4,17+1,16^12,64+2,07; 4,00+1,17 и 12,2См2,1б игааои кислорода/ айн ыг белка, а у окопзр;п.:снтальних ;л;еопг."; 6,00+0,33; 17,25+1,26; 6,07+0,40 и 18,20^2,02 Нх-атои кислорода/ нин мг белка. Следовательно, у гппертиреопдшх кпистных потреблений кислорода ь состоянии V р, V 3, V л г. било сисе, чем у контрольных на 43,8; 36,4; 51,7 ц 48,соогввгсг&гниз.

Тонкая ктака. Результаты исследования показали, что введение -тироксина в организм растущих крыс привело п существенному повшета) и ютохоодиязс сызистой оболочки тонкой кншки потребления кислорода в дыхательной цапи. При 020« скорость потребления кислорода ь состошип V<р, VV^ и угеличизаотся на 54,9; 37,3; 40,9 и 35,0$ сооЯБЗтственно от . контрольного уровня (рис. 4 Б.а). В то не время величии дыхательного контроля и коэффициент ДЦФ/0 находится на уровне норцы.

Мы исследовали также влияние тироксина на дыхание п окислительное фосфорилированне митохондрии слизистой конкой кишки у взрослых крыс. Результаты исследований показывают, что потребление кислорода в состоянии Уг,,. Уд, 44 и состав~ ля!т у нормальных ¡глвотных соответственно 37+4; 130+5; 43+4 и 120+6 нгатом кислорода/мин мг белка, в группе животных получавших тироксина, отк показатели составляли 52+5; 173+8; 61+6; н 168+9, что свидетельствует о высоком уровне потребления кисло-

г!

о •л О

ЕС <10

20

20

10

0

2ео ?ло

'¿■-'■О 220 <00 160 161.)

1<"0

120

100 ео

£0 40 20 О

л .?.

АдЗ Л!!5 I I -

п

"Г

3 ЛЛ- Д1:? ,

I йЦЦ'1> лэ

-4-1

гГ 1

ц

-I-

гр >-1-1

О 60 120 180 0 60 ко 180 60 120 150 сск Б Лр Д ¡V

и

I

I

г

а

* I

-М

б

Ад5 ЛИ?

гЬн

гЬ -, I й днг

Ш 1

I 1; I -V ' .

; -1,

-г-

О 60120 I ВО 60120100 60120160 сек.

Рис. 4. Влияние Ь -тйро::с:кс. па дихлиис и окислительное фоо'-орилпрозачио г.-^-ксомтцг!^ подгояудочной "слеги (Л) и сшзисгоП тонкоП гтасн (В) у растущих (а), псрсс.тьо: (б) л стер-"-: (в) крыс. I - контроль, 2 - спкт. Сухцянгю по 5уЖ

рода в митохондриях слизистой тонкой кишки у стих животных (рис. 4 Б.б).

Исследование дыхания и окислительного фосфорилирования митохондрии слизистой тонкой кишки старых крыс, получавших тироксин показало, что потребление кислорода в состоянии V 3,

V 4 и Гдщ было выше, чем у контрольных животных соответственно на 40, 25,7 , 42,8 и 39$ (рис. 4 Ь.в). В этом случао наблюдается также недостоверное уменьшение величины дыхательного контроля и коэффициента АД1>/0.

Таким образом, на основании проведенных исследований но;.шо сделать вывод, что введение горюнов щитовидной аелеэы приводи» к увеличению потребления кислорода в митохондриях слизистой тонкой кишки и поджелудочной железы крыс разного возраста. Эффект тиреоидных гормонов наиболее ярко выражен у взрослых и старых крыс.

Влияние удаления щитовидной железы на дыхание и окислительное фосфорилироканче митохондрии поджелудочной желооы и слизистой тонкой кишки у различных возрастных групп крыс. Как известно, что одним из факторов, сопровождающих развитие патологии при гипофункции щитовидной железы, наряду с изменением активности ферментов, нарушением белкового, углеводного, липидкого и других видов обмена является энергетический дисбаланс в организме, в частности, в органах пищеварения. Литературные данные свидетельствуют о тогл, что недостаток А1Ф не только усугубляет течение заболевания, но и может явиться самостоятельной причиной болезни.

Поджелудочная железа. Результаты исследований показывают, что потребление кислорода в митохондриях поджелудочной железы у растущих крас в состоянии У2> 7 3, и У^щ у опытных крыс снижено соответственно 19, 107, 127 и 18,1$ но сравнения с контрольными животными. При этом параметры окислительного фосфорилирования существенно не отличаются от уровня контроля.

Потребление кислорода в состоянии 7 3, и

V дщ у о'реоидзктомированных взрослых крыс также стескою соответственно на 22,1; 24,3; 22,5 и 25,6% по сравнения с контрольными животными. В то яе.время величина дыхательного контроля незначительно возрастает (на 12%), а коэффициент АД1>/0 имеет тенденция к повышению.

2Э

Потребление кислорода у старых гипотнрсндныг яивотных в■ различных возрастных периодах уменьшается на 25,5-33,2/' по сравнении с контролем, а коэффициент ЛТФ/0 и величина дыхательного контроля почти не отличается от него.

Тонкая кигака. При недостатке гормонов щитовидной железы у растущих .7К1В0ТНЫХ в митохондриях слизистой тонкой к и-ак и. отмечалось значительное снижение потребления кислорода по сравнению с интактными животными: V £ - на 32,1%, V 3 - на 25,3;%, у ^ - на 22,3% и 7 дщ - на 23%. Одновременно увеличивается величина дыхательного контроля по Чансу (до 10,1%) и Ларди (до 10,3%). При этом коэффициент АД6/0 хотя увеличивается незначительно, но оно статистически недостоверно.

Результаты исследований показывают, что у тиреоидэктоми-рованных крыс потребление кислорода в состоянии V V 3.

• ^ 4 п Д® снинено на 36,4; 32,3; 47,4 и 32,8% соответственно,

Функциональное состояние митохондрий слизистой тонкой кишки у тиреоидэктомироЕанных старых крыс также подавляется. Потребление кислорода в состоянии V У 3, У4 и V у них составил 15+1; £0+3; 15+2 и 46+4 нгатом кислорода/ьсин нг белка, что на 19,4-25,0% ыеньае, чем у контрольных старых крыс. Величина коэффициента дыхательного контроля и АДФ/О тиреоидэк-тйиированных еиеотных имела тенденция к повышению, но оно статистически недостоверно. .

На основании проведенных исследований можно сделать вывод. что функциональная активность митохондрий у тиреоидэкто-ыиро ванных тс двотных отмечается меньшее потребление кислорода, что свидетельствует о низкой скорости процессов окислительного фоефорилированяя ео всех возрастных группах яивотнкх.

Таким образом, введение в организм нивотных ¿--тироксина или удаление щитовидной железы приводит к существенным перестройкам сЬ -амиЛазпой активности подяелудочной яелезы, с&хараз-нсй активности слизистой тонкой кизки и энергетической деятельности этих органов у еивотных различных возрастных групп. При отсм активность с{ -агслазы (за исключением взрослых крыс) и- са~ харази через 5 дней эксперимента посылается. Одновременно ускй-ряется дмхгппз и окислительное фо'сфорилирование митохондрий. Удаление щитовидной яелезы приводит к укеиыаениа активности

¿Л -амилазы (за исключением старых крыс), сахаразы, скорости дыхания и эффективности синтеза АТА> в дыхательной цепи митохондрий. Следовательно, изменение активности гидролитических ферментов поджелудочной железы и слизистой тонкой кийки коррелирует с изменениями дыхания и окислительного фосфорилирования митохондрий этих органов животных при гипо- и гиперфункции щитовидной железы.

выводи

1. В острых опытах на белых крысах изучено влияние I -тироксина и удаления щитовидной железы на оС-амилолитическую активность поджелудочной железы, сахаразну» активность слизистой тонкой кизки и энергетическую деятельность пищеварительных органов у растущих, взрослых и старых животных.

2. У растущих животных после ежедневного введения 1,-тироксина (через 5 и 10 дней) активность ¡А. -амилазы увеличивает-, ся почти в 3 и 2,5 раза. С увеличением срока эксперимента (че-"ез 20 дней) активность фермента постепенно приближается к контрольному уровню. У взрослых крыс через 5 дней активность снижается, а затем (на 10 сутки) возвращается к исходному уровню, а

к концу эксперимента (20-й день) она, заметно возрастает. У старых крыс в начале эксперимента (5-й день) активность ферлента повышается, затем (на 10 и 20 дни) уменьшается.

3. Установлено, что у растущих крыс после тиреоидэктомии в начале эксперимента активность »С-амилазы снижается, а затем - повышается. У взрослых наблюдается достоверное снижение активности фермента во всех сроках наблюдения. У старых крыс активность X-амилазы увеличивается, затем уменьшается, а к концу эксперимента (к 20-му дню) заметно ' повышается.

4. У растущих крыс после введения /--тироксина в начале эксперимента активность сахдразы повышается почти в 2 раза, на 10-е сутки уменьшается, а затем постепенно возвращается к контрольному уровню. В то же 'время у взрослых крыс увеличение активности фермента наблюдается во всех сроках эксперимента (на 41-77''). У старых крыс в начале опыта заметно повышается активность сахаразы, затем она возвращается к исходному урошт»

и к 20-му Д1го - снижается.

5. У растущих крыс после удаления щитовидной железы через 5 и 20 дней отмечается снижение активности сахярззы (на С0,2"£

и 32,Ой соответственно), а к 10-му дню она возвращается к исходному уровнч). У эзрослых кркс, через 5 и 10 дней после операции наблюдается снижение активности фермента, а к 20-му дню существенных изменений не наблюдается. У старых крыс отмечается уменьшение активности сахаразы.

6. Установлено, что выделенные из поджелудочной железы митохондрии имеют степень сопряженности очень близкую к мито-хондриальнкм параметрам желудочно-кишечного тракта животного организма, однако по скорости окисления субстратов, актизнсстй-полиферментних систем дыхательной цэпи и в ряде энергетических реакций они проявляет значительные отличия.

7. Показано, что функциональная активность митохондрий поджелудочной :«слезы и слизистой тонкой киа:-.л крыс имеет воз-расткке особенности. У растущих кркс отмечается высокая скорость потребления кислорода и синтеза АТй, с увеличением возраста животных показатели, характеризующие функциональную активность митохондрий, стабилизируются. В старом возрасте потребление кислорода и скорость синтеза АТ£ заметно подавляется.

8. Функциональная активность митохондрий поджелудочной гелезы и слизистой тонкой кички под влиянием ¿-тироксина значительно возрастает как у растущих, взрослых, так и у старых животных. С то ие время у тиреоидэктомированнкх животных отмеча-зтея снижение потребления кислорода в митохондриях, что свидетельствует о меньшей степени скорости синтеза АТФ.

9. Установлено, что изменение активности гидролитических Ьортентов поджелудочной железы и тонкой килки коррелирует с избиениями дыхания и окислительного ¿¡осфорилирования митохондрий 1тнх органов животных при гипо- и гиперфункции щитовидной желе-!ы. Удаление цитопидной аелвзи приводит к уменьзекигс активности 'идролиткческих ферментов (за исключением активности о< -ами-:азьт \ старых крь'с) и энергетической функции органоз пищепаре-'ия, о введение I, -тироксина, напротив, заметно ускоряет шпг-еречисленнке параметры у экспериментальных животных (за исклм-

чеиием активности ^ -амилазы у взрослых крыс).

СПИСОК РАБОТ ОЛУЬШОВАНШХ НО МАТЕРИАЛАМ ДИССЬРТАЦШ.

1. Влияние двухвалентных катионов на активность полиферментных систем мембран митохондрий / Алматов К.Т., ¿адель Хиям, Зарипов Б.З. // 1У физиологический съезд Узбекистана. - Талкент-1988 г., с.5.

2. Фадель Хиям. Взаимодействие полостного и мембранного пищеварения при гипо- и гиперфункции щитовидной железы у растущих и взрослых животных // 4 Всесоюзный Симпозиум "Мембрана щеточной кар.ми. Зерментние и транспортные процессы в мембране щеточной каймы онтероцитов": Тезисы докладов. - Рига. - 1У90, - С.146.

3. Некоторые особенности функционирования митохондрий поджелудочной г.слезы / К.Т.Алматов, Фадель Хиям, О.Иубаев и др. // ХУ Всесоюзная конференция "Физиология пищеварения и всасывания": Тезисы докладов. - Краснодар. - 1990. - С.21.

4. Фадель Хиям. Влияние гормонов щитовидной -слезы на активность -амилазы поджелудочной железы и сахаразы тонкой ктеаки у старых кркс // ХУ Всесоюзная конференция "Физиология пищеварения и всасывания": Тезисы докладов. - Краснодар.- 1990. - С.291.

5. Фадель Хиям. Возрастные особенности взаимодействия полостного и мембранного пищеварения при гипо- и гиперфункции щитовидной железы // Актуальные Еопросы физиологии, биохимия и биотехнологии: Сб.науч.трудов ТашГУ км.В.Я.Ленина. ■- Ташкент.- 1690. - С.69-73. ,

Отпечатано на ротощшто ТашЗШйШП. Заказ Й 2.Тнрая-1$Юэкз. 700000-Ташкент, ГСП, а/я 108,ул.Ниязовг.Л7