Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

ВОЗРАСТНАЯ И СЕЗОННАЯ ДИНАМИКА ТИРЕОИДНЫХ ГОРМОНОВ И КАТЕПСИНОВ В И D У ПЕСЦОВ (ALOPEXLAGOPUS L.)

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "ВОЗРАСТНАЯ И СЕЗОННАЯ ДИНАМИКА ТИРЕОИДНЫХ ГОРМОНОВ И КАТЕПСИНОВ В И D У ПЕСЦОВ (ALOPEXLAGOPUS L.)"



На правах рукописи

Рендаков Николай Львович „ ., п я- ^

6

ВОЗРАСТНАЯ И СЕЗОННАЯ ДИНАМИКА ТИРЕОИДНЫХ ГОРМОНОВ И КАТЕПСИНОВ В И О У ПЕСЦОВ (АЬОРЕХ1АвОРЬ'Б Ь.)

03.00.04 - биохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Г »

Петрозаводск — 2003

Работа выполнена в лабораториях экологической физиологии животных и экологической биохимии Института биологии Карельского научного центра РАН

Научные руководители

доктор биологических наук, профессор

Немова Нина Николаевна

доктор сельскохозяйственных наук Тютюнник Николай Николаевич

Официальные оппоненты доктор биологических наук,

профессор

Валуева Татьяна Александровна

кандидат биологических наук Судакова Надежда Михайловна

Ведущее учреждение Институт биологии развития

им,, Н.К. Кольцова РАН

Защита диссертации состоится "13" ноября 2003 г, в /V'часов на заседании диссертационного совета КМ 212.087.01 при Карельском государственном педагогическом университете по адресу: 185035, Республика Карелия, Петрозаводск, ул. Пушкинская, 17, ауд. 113 Главного корпуса.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Карельского государственного педагогического университета.

Автореферат разослан 2003 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета ф/С'СаМ Малкиель А.И.

ВВЕДЕНИЕ

Дктуальность темы определяется той важной ролью, которую выполняют тиреоизные гормоны (йолгиронины) в сложно!! иерархической системе регуляции всех сторон клеточного метаболизма. Известно, что влияние йодтнронниов на метаболизм белков, липндов и углеводов осуществляется, прежде всего, путем воздействия на активность ферментов (Лейтес, Лаптева, 1967; Юдаев, Протасова, 1971; Кандрор, 1999; "Тиреондные гормоны", 1972; Протасова, 1975; Чернышева, 1995; Honum, 1995), Одной из "мншенеи * регулятор!iой функции иодтнронинов являются внутриклеточные протеиназы и, прежде всего, лнзосомальные - катепсины (Matliies et al„ L951; Satav, Канате, 1981; Мартыненко, Корнюшенко, 1984; Строев, Рязанова, 1992), участвующие не только в процессах деструкции белков, но н выступающие в качестве инструмента выключения или переключения определенных звеньев обмена и некоторых физиологических процессов (Локшнна, 1979, 1987; Немова, 1996). Данные о влиянии йодтироишюв на активность протеи паз лнзосом получены в основном на традиционных лабораторных животных н человеке. Исследования в этой области, проведенные на представителях других систематических и экологических групп (в частности, на хищниках), менее известны. Песцы клеточного содержания, несмотря на длительный период разведения в неволе, сохранили многие физнолотческие особенности своих диких сородичей (Ильина, 1975; Берестов, Кожевникова, 1981), вследствие чего экспериментальное исследование метаболизма этих животных может являться моделью того, что происходит в природе с дикими песцами.

Имеющиеся данные о взаимодействии йодтироишюв и протеин аз лнзосом в основном посвящены роли катепсинов в процессе гидролиза ти-реоглобулииа в щитовидной железе. Исследования по влиянию иодтнронинов на активность катепсннов в других органах животных и человека немногочисленны (Satav, Katyare, 1981; Yosliikawa, Terayama, 1984; Строев, Рязанова, 1992). Влияние Йодтирошшов на протеиназы лнзосом приводит к изменению скорости протеолнза. При этом нодтироинны могут оказывать как анаболическое, так и катаболическое действие. Вопрос о преобладании того или иного эффекта этих гормонов в различных условиях также изучен лишь фрагментарно.

Хорошо изучено влияние различных факторов среды на уровень йод-тиронинов в крови млекопитающих (Yamada et al., 1965; Maurel et al„ 1977; Maurel and Boissin, 1981; Робу, 1982; Korhonen 1987a,b; Karscli et al„ 1995). Работы, затрагивающие вопрос ойодтиронинах у песцов, малочисленны (Bieguszewski, Korowajczyk, 1975; Bieguszewsfci, Szymeczko,

UllGi^CXi, >

1979; БтШ» « а!., 1УХ4; Шульгина, Колдаева, 1991; Ри^сд е! а1., 2000), Представляет интерес становление гормональной регуляции активности ферментов в раннем онтогенезе животных, поскольку в первые часы или дни после рождения обнаружена гормональная индукция многих ферментов (Протасова, 1975). Следует отметить, что работы по влиялию йодтнронннов на активность катепсинов в онтогенезе млекопитающих практически отсутствуют.

Цель и таппчи нссл ел овация. Цель настоящего исследования - изучение пфеоидного статуса у песнов и его связи с лнзосомадьными протсо-литнческими ферментами. В соответствии с этим были поставлены следующие задачи:

1. Исследовать возрастную динамику концентрации тироксина (Т*) и трииодтнронина (Т3) в сыворотке крови и активности катепсинов в лизосомальных фракциях гомогенатов органов;

2. Определить содержание нодгнронннов в сыворотке кропи песцов при различных физиологических состояниях организма (сезонные адаптации, репродуктивный цикл, голодание);

3. Изучить влияние тироксина и аититнреоидного препарата мерка-золнла па активность катепсинов В п О и некоторые другие пока-зателн белкового обмена.

Научная новизна. Впервые изучена .динамика содержания Т| и Тз в сыворотке крови и активности катспсннов В и О в лнзосомах селезенки, печени, почек, ссрдиа и скелетных мышц в раннем постнатольном онтогенезе песнов. Обнаружено сопряженное изменение уровня йодтнрони-нов в сыворотке крови и активности катепсинов в лнзосомах органов песцов в онтогенезе. Впервые получены данные о влиянии Т.* и мерказо-лила на активность лизосомальных протеин аз (катепсинов В и О) н содержание белка в лизосомальных фракциях органов песцов.

Научно-практическое значение работы. Полученные результаты вносят вклад в исследование фундаментальной проблемы роли гормональной регуляции процессов жизнедеятельности, связанной с участием гормонов в процессах роста, развития, размножения и в биохимических адаптацнях организма к различным факторам среды. Данные о содержании Иолтирошшов в сыворотке крови песцов клеточного разведения могут быть использованы для оценки физиологического состояния зверей в различные биологические пернодыи в учебном процессе при чтении курсов "Биохимия животных" и "Экологическая биохимия".

Дпрпбппня работы. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на Международной конференции "Биологические основы изучения, освоения и охраны животного и растительного мира.

почвенного покрова Восточной Фенноскандии" (Петрозаводск, 1999), V[ Молодежной научной конференции "Актуальные проблемы биологии" (Сыктывкар, 1999), Конфера ниш "Бнораз!юобразне Европейского Сеоера (теоретические основы изучения, социально-правовые аспекты использования и охраны)" (Петрозаводск, 2001), XI Международном симпозиуме "Современные проблемы биопндихашш и бномоншоринга" (Сыктывкар, 2001), 6-й Путинской школе-конференции молодых ученых "Биология -наука XXI века" (Пушино, 2002), Международной научно-практической конференции "Современные проблемы природопользования, охотоведения и звероводства" (Киров, 2002), в материалах X Молодежной научной кон-4>ерс1шни "Актуальные проблемы биологии и экологии" (Сыктывкар, 2003), Международной конференции, иосвяшсниой 50-лсгию Института бнаюпш КарНЦ РАН "Наземные и водные экосистемы Северной Европы: управление и охрана" (Петрозаводск, 2003).

Положения, выносимые на защиту:

1. Уровень йоятиронинов в сыворотке крови и активность катснси-нов В и D в лизосомах органов исследованных животных изменяются в онтогенезе взаимосвязанно; возрастная динамика тнреоид-ных гормонов связана с изменением энергетического к пластического обмена па разных этапах развития песцов.

2. Концентрация йодтиронинов в сыворотке крови песцов изменяется в зависимости от физиологического состояния животных, а именно при сезонных адоптациях, в период воспроизводства и при голодании.

3. Введение Т4 и мерказолила приводит к изменению активности ка-тепсинов В и D в лнзосомальных фракциях органов песцов.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 3 статьи и 10 тезисов.

Объем и структура. Работа изложена на 155 листах машинописного текста, включает 3 таблицы и 17 рисунков и состоит из введения, обзора литературы, материалов собственных исследований (3 главы), заключения, выводов, списка литературы (225 наименований, из ннх 150 иностранных) и приложения (11 таблиц).

Плато парности. Выражаю свою глубокую и искреннюю признательность научным руково;цпелям д.б.п., профессору П.Н.Немовой и д.с.-х,н. H.H. Тюпоннику. Благодарю сотрудников лаборатории экологической физиологии JI.K. Кожевникову, Л.Б. Узенбаеву, ВЛ. Плюху и Т.Н. Ильину за помощь в работе над рукописью и ценные рекомендации. Вырзжшо благодарность JI.IL Снроткиной и М.Ю. Крупновой за сотрудничество и помощь в освоении методов исследования. Благодарю за постоянную поддержку Х.И. Мслдо, Т.Г. Долгонолову, Е.Б. Свечкину и П.В. Баишникову.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

В качестве объектов исследования использовали 212 песков (Alopcx lagopus L.) клеточного разведения, содержавшихся в звсрохозянстпе в одинаковых условиях. Определение обшего Т4 и Тз в сыворотке крови проводили с помощью наборов длн радиоиммунологического анализа производства фирмы "Immunotech" Концентрацию белка в сыворотке крови, его фракционный состав, содержание гемоглобина и эритроцитов определяли но стандартным методикам (Еересгон, 1971). Общую активность каг ei ich на D определяли сисктрофотометрически (Ej$o) но модифицированному методу Ансона (Алексеенко, 1968). Общую активность ка-тепсина В определяли также сисктрофотометрически (Ej^) но расщеплению этилового эфира Ы-бетоил-ОЬ-аршнина (Barrett, Heath, 1977). Содержание белка исследовали в лизосомальных фракциях гомогенатов opinion но методу Брэдфорд (Braedford, 1976).

Уровень йодтнронинов и показатели, связанные с обменом белка, изучали в онтогенезе песцов в возрасте 1, 5, 10, 20, 35, 50 и 160 дней. В крови и сыворотке крови определяли содержание гемоглобина и эритроцитов, общего Т4 и Тз, общего белка и белковых фракций, а в органах — общую 11 удельную активность катспсинов В и D и содержание белка в лиэосомальных фракциях. Изменение уровня йодтнронинов в сыворотки крови песцов изучали при различных фи-зиологичеснх состояниях, связанных с сезоном, репродуктивным никлом и голоданием.

Исследовали влияние йодтиронннов на некоторые показатели обмена белка у 5-месячных песцов. Животные были разделены по принципу аналогов на 4 группы, по 10 зверей в каждой, В течение 3-х недель к 1-й опытной группе песцы получали по 0,005 г мерказолила (антитиреоид-ный препарат) ежедневно. Во 2-й группе мерказолил давали но схеме, чередуя 5-дневное введение (по 0,005 г), с 5-дневным перерывом. В 3-й группе но такой же схеме в корм вводили Т4 в дозе 50 мкг па зверя. До и после опыта у б животных из каждой группы брали кровь. Взвешивание всех животных производили трижды: в начале; через 2 недели после начала и в конце эксперимента.

Полученные данные обработаны общепринятыми методами вариационной статистики (Лакин, 1980), с применением компьютерных программ статистической обработки Statgraphics » Excel. При сравнении данных использовали непараметрический критерий Вилкоксона-Майна-Уитнн, В необходимых случаях использовали корреляционный и дисперсионный анализ.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

1. Возрастная динамика концентрации тиреондных гормонов и активности катепсннов у песцов. Полученные результаты показывают, что в онтогенезе песцов происходят значительные изменения содержания йодгиронинов в сыворогке крови (рис. 1) Ii активности катенсинов В и D в лизосомальных фракциях ор1шшв (рис. 2, 3). Выявлен повышенный уровень Т+ и Тз в 1-дисвном возрасте у песцов, что, возможно, связано с родовым стрессом новорожденных. Показано, что у ягнят при рождении происходит усиленный выброс ТТГ и Тд. У новорожденных поросят гистологический анализ показал усиление сскрешш гормонов шгговидной железы, которое начинается уже во время рождения (in utero) (Slebodzinski, Mach, 1971; Slebodzinski, 1972). В возрастном промежутке с 1-го по 5-й лень после рождения концентрация Тз снижается с 4,05±0,29 до 1,85Ю,39 нмоль/л (Р<0,01), Т* - с 50,1615,86 до 29,74±2,35 ачоль/л (Р<0,01). Дальнейшее изменение уровня йодшрошшов имеет фазный характер. При зтом уровень Т4 значительно новый 1ается к 20-дневному возрасту (54,70±3,13 нмоль/л), а Тз — к 35-;шевному (2,93±0Г23 нмоль/л). В дальнейшем происходят постеленное снижение уровня Т4 вплоть до 160-дневного возраста (23,45_±1,81 нмоль/л), a Tj -до 140-дневного (1,75 ¿0,05 нмоль/л). Молочный период у песцов (от рождения до 20 дней) отличается очень высокой интенсивностью роста (Трубецкой, 1968), что, возможно, связано с повышением уровня йодшронинов в зтом возрасте. Активность щитовидной железы у молодых песцов была в среднем в два раза выше, чем у взрослых (Bieguszewski, Korowajchyk, 1975).

0 10 40 60 50 100 120 140 160

Рис. /. Содержание йодтнронкнов в сыворотке крови песцов в постнатальном онтогенезе.' По'оси абсцисс - возраст лесцов в днях, по левой оси ординат - концентрация (М±т, нмоль/л) тироксина, по правой - трийодтиронина. Различия по сравнению с предыдущим периодом достоверны: *- Р<0,03, **- Р<0,01

А

• 1 IUI

р • I* 11 Jt j» » I) * ** » ff

L

w

» t ml jt а м )i « 4 я и

t i i(HKSKK«t)ftts IM

Puc. 2. Общая (Л) и.удельная (Б) активность катепсина D в лизосомах органов пссиов в постнатальном онтогенезе. По оси абсцисс - возраст в днях, по оси ординат - активность фермента (М±т). Различия по сравнению с предыдущим периодом достоверны: *- Р<0,05, **- Р<0,01.

ОН>||

с-*-*

• 1 * » » и >• и«о к»

'Lt-- т _

* 1 («цлимио^ич

i i nimiixiiJtvitji n*

Puc. J. Обшая (А) и удельная (Б) активность катепенна В в лнзосомах органов песцов в онтогенезе. По оси абсцисс - возраст в днях, по оси ординат - активность фермента (М±ш), Различия по сравнению с предыдущим периодом достоверны: Р<0,05, **-Р<0,0].

а ■ о ■

-печень

s 101s 20 is 30 354045*0»

160

Подтиронины в раннем возрасте обеспечнвают онтогенетическое становление многих ферментов (Yeh, Moog, 1973; Протасова, 1975; Yeh et al„ 1989; Кучкарова, Рахимов, 2001), необходимы для нормального развития терморегуляции (Steele, Wekstein, 1972), мозга и поведенческих реакций (Best, Duncan, 1969; Hrdina et at., 1975; Walker.et al„ 1982; Darbra et al., 1994). Наши результаты об изменении уровня йодтиронинов ■ в период после 40 дней согласуются с данными А.Н. Михайловой (1974) о возрастной динамике энергетического обмена у песцов.

В 160-дневном возрасте (в октябре) происходит нарушение синхронности возрастной динамики содержания йодтиронинов в сыворотке крови песцов,, заключающееся в значительном снижении уровня Т| и в повышении Tj. Аналогичное явление было обнаружено у взрослых самок песцов в зимний период (см. раздел 3.2). Изменение соотношения йодтиронинов в сыворотке крови в холодное время года, по нашему мнению, может быть связано с сезонной адаптацией.

Возрастная динамика содержания белка (рис. 4) в лнзосомальных фракциях органов песцов имеет максимум в возрасте 20 дней. В ночках и селезенке содержание лизосомального белка в 20-дневном возрасте значительно выше, чем в 10-дневном (Р<0,05), а в печени, сердце и мышцах,— чем в 5-дневном возрасте (Р<0,05). В возрасте 35 дней содержание лизосомального белка снижается в печени, почках и селезенке (Р<0,05), а в сердце и мышцах , не изменяется. Эти

о

31 30 25 20 И 10 SB

10

0 5 10 li 102530354045 5055 1«0

сердце

Г j \

10is202s303540455035

0 5 1015201530314045 *055 Рис. 4. Концентрация белка в тпосо-мальной фракции гомогенатов органов песцов в онтогенезе.

По оси абсцисс - возраст песцов в днях, по оси ординат • концентрация белка (МНл> в мг/мл фракции. Различия по сравнению с предыдущим периодом достоверны; *- Р<0,05, '*■ Р<0,01.

данные свидетельствуют об усилении анаболических процессов в 20-дневном возрасте у песцов:

В молочном и переходном периоде (до 40 дней) у песцов наблюдается сходство между возрастной динамикой йодтиронннов крови и белка в лизосомах органов. Для периода от 1-го до 35-ти дней коэффициент корреляции для динамики содержания X, в сыворотке крови и концентрации белка в лизосомальной фракции скелетных мышц равен г=0,98, Р<0,01. Изменение концентрации Т^ в возрасте от 1-го до 50-тн дней связано обратной зависимостью с изменением активности катепсина О в лизосомах скелетных мышц (г1 - 0,93, Р<0,05). В период от 5-ти до 160-ти дней обнаружена обратная зависимость между активностью катепсина О и концентрацией Тз (г= - 0,88, Р<0,05). Эти данные могут быть связаны с подавлением активности катепсина О в скелетных мышцах йолгироиннами. В возрасте от 1-го до 20-ти дней (молочный период) нами выявлена положительная корреляция между возрастной динамикой уровня Т} и удельной активности катепсинов В (Р<0,05) и О (Р<0,01) в лизосомах почек и селезенки песцов (г"0,97-0,99). Кроме того, имеется положительная связь между возрастным изменением концентрации Т3 и активностью катепсина В в лизосомах селезенки на протяжении всего изученного возрастного промежутка (|~0,82, Р<0,05), В возрасте от 1-го до 50-ти дней обнаружена корреляция возрастной динамики концентрации 'Г) с удельной активностью катепсина В в лизосомах селезенки (г=-0,85, Р<0,05) и с удельной активностью катепсина О в лизосомах почек (г-0,92, Р<0,01),

Таким образом, нами выявлен повышенный уровень йодтирокинов в сыворотке крови у Г-диевных неснов. Обнаружена фазная динамика уровня йодтирокинов у растущих песцов с высокими значениями для в 20-дневном возрасте, для Т3 - в 35-дневном. Установлено, что в 20-дневном возрасте у песцов содержание белка в лизосомальиых фракциях органов достигает максимума. Выявлены положительные и отрицательные корреляции между уровнем йолтиронинов сыворотки крови и активностью катепсинов в лизосомах селезенки, почек и скелетных мышц в различные периоды раннего онтогенеза песков.

2. Тиреонднме гормоны сыворотки крови песцов при различных физиологических состояниях организма. Обнаружена сезонная динамика уровня тиреоидных гормонов в крови.песцов. В период подготовки к гону (январь) содержание Т3 в сыворотке крови взрослых самок песцов было выше, чем в ноябре (3,00±0,37 нмоль/л; Р<0,05), а содержание Т4 в январе не изменилось (25,0б±2,б0 нмоль/л) (рис. 5, А). В марте у покрывшихся самок уровень Тз достоверно снизился но сравнению с

нрельщухиим периодом (1,4510,13 нмоль/л; Р<0,01), концентрация T4 не изменилась (30,54+4,43 нмоль/л). В апреле (1-я половина беременности) уровень Т] в сыворотке крови зверей повысься (2,%±0,17 нмоль/л; Р<0,001). Содержание Т< в апреле составило 41,13±5,05 нмоль/л, что не отличается о г его уровня в марте, но достоверно выше, чем в январе (Р<0,01). В мае пошезился уровень как Ъ (1,49±0,09 нмоль/л; Р<0,00)), так и Т4 (27,70±1,82 тюль/л; Р<0,05), что соответствует нашим результатам о с1шжснин йодтиронн-Hoit у самок песцов во 2-й половине беременности. Данные лктератури свидетельствуют о повышении iucihrhoc-ih щитовидной железы в весенний период у енотовидной собаки (Соколов, 1949), у нутрии (Ахметов, 1974), у сачков норки (Boisstn-Agasse et al., 1981), лисш1ы (Maurel, Boissin, 1981) н барсука (Chraibi et al., 1982). Изменение уровня йодгнронннов в вессншш период может Сить связано не только с репродуктивным цик-лом (Karsch ct al., 1995; Vigii et al„ 1999), но также с сезонным изменением интенсивности обмена веществ и энср-гетнческнх Шфебнос-тей (Prestrud, 1991; Lynch ct al., 1985; Ryg and Jacobsen, 1982; Kortionen, 1987) и линькой (Бенимецкии, Юточков, 1979; Benimetsky and Prasolova, 1985). В июне у лактирующих самок песцов было зарегистрировано повышение (Р<0,05) концентрации Tj (230±0,35 им о ль/л) н Т4 (42Д5±7,31 нмоль/п). В октябре уровень Тз составил 2,3б±0,28 нмоль/л, а Т4 - 64,82± 10,96 нмоль/л, что не отличается от концентрации Гюдти-рошшов летом. В ноябре происходит снижение (Р<0,05) концентрации как Tj (],55Ю,Ю нмоль/л), ток и Т4 (27,76±0,66 нмать/л).

1 2 3 4 $ 6 Т г 9 10 11 12

Рис. 5. Концентрация тнреоидных гормонов в сыворотке крови взрослых самок (Л) н самцов (Б) песиов в зависимости от времени года.

Но оси абсцисс - месяцы, по л;вой оси ординат • концентрация (М±т, кможУл) троксина, по правой - тгийодтирони* на Различия по сравнению с предыдущим периодом досто-мрнн: * - Р<0,05, *• -Р<0.01, - Г<0,001.

У взрослых самцов песцов (рис. 5, Б) в январе концентрация Tj в сыворотке крови была значительно выше (3,45+0,27 нмоль/л; Р<0,05), чем в ноябре; содержание Т4 (23,14±1,59 нмоль/л) не отличалось от ноябрьского уровня. В апреле (в период гона) у самцов снизилось (Р<0,05) содержание как Тз (2,75±0,19 нмоль/л), так и Т< (19,94±0,34 нмоль/л). В ноябре уровень Т3 снизился (Р<0,05) но сравнению с концентрацией этого гормона в апреле (1,бЗ±0,10 нмоль/л). Содержание Т4, напротив, возросло (2б,40±3,90 нмоль/л; Р<0,05).

Осенне-зимний период оказался единственным, в котором синхронность изменения концентрации йодгиронинов в сыворотке крови песцов была нарушена. Мы предполагаем, что изменение уровня йодшронинов а холодное время года может быть связано с адахггапиек животных к низким температурам окружающей среды. Это соответствует данным о повышении скорости поглощения йода и синтеза йодгиронинов у песцов, содержавшихся при пониженной температуре (Bieguszewski, Korowajczyk, 1975), Согласно результатам P.F. Scliolander (1950) у песцов механизмы химической терморегуляции не включаются даже при понижении температуры до -40°С. Однако по данным Н. Korhoncn (1985) нижняя критическая температура у песца -6°С.

Дисперсионный анализ показал зависимость содержания Тз в сыворотке кропи самок песцов or стадии беременности (Р<0,05). В 1-й половине беременности (до 30 дней) уровень этого гормона составляет 2,63±0,23 нмоль/л, а во 2-й снижается до 1,3210,46 нмоль/л. В литературе сообщается о снижении содержания Т4 в плазме крови при беременности у крыс (Gcloso, Dubois, 1968). Содержание Т3 в мае в сыворотке крови участвовавших в гоне, но нропустовавших самок (1,98±0,14 нмоль/л) на 16% ннже (Р<0,01), чем у беременных (2,37±0,94 нмоль/л). Напротив, концентрация Т* у нропустовавших самок песцов (39,77±4,21 нмоль/л) была на 42% выше (Р<0,05), чем у беременных (28,08+2,12 нмоль/л).

Содержание йодгиронинов в сыворотке крови песцов зависит и от пишевого фактора. У зверей, голодавших в течение 4 суток, уровень Tí (1,1S±0,08 нмоль/л) был на 26% (Р<0,05) ниже но сравнению с контролем (1,60±0,0б нмоль/л). Концентрация Т* (17,43±3,49 нмоль/л) у голодавших песцов оказалась на 35% (Р<0,05) ниже по сравнению с контрольной (2б,94±1,99 нмоль/л). Снижение уровня йодгиронинов может являться адаптацией к нехватке корма в зимний период в естественных местах обитания и хорошо согласуется с данными о снижении интенсивности метаболизма у песцов при голодании (Prestrud, 1982).

Таким образом, нами обнаружены сезонные изменения в содержании йодтироннпов в крови взрослых песнов. Весной происходит снижение содержания Тз как у самок (в марте), так и у самцов (в апреле). В осенне-знмннй период отмечается • нарушение синхронности изменения содержания йодгнронинов в сыворотке крови. Выявлено снижение уровня Тз в сыворотке крови самок песцов во 2-й половине беременностн. У самок с нарушенной репродуктивной функцией концентрация Т4 значительно выше, а — ниже, чем у благополучно родивших самок. Голодание приводит к снижению уровня Йодтиропинов.

3. Впнянне тиреонлных гормонов на обмен белка в кропи и органах песцов. Введение тироксина и ангишреоидного препарата мерказолнла привело к соответствующему изменению тнреоилного статуса животных. К концу 3-й недели у песцов 1-й труппы содержание Тз снизилось но сравнению с исходными данными на 31% (Р<0,05), а - на 25% (Р<0,05). Во 2-й группе произошло изменение концентрации лишь Т4, которая понизилась на 22% (Р<0,05).

У зверей контрольной и 1-й групп содержание гемоглобина п процессе эксперимента в крови выросло (Р<0,01) на 15,4% и 16,3% соответственно. Во 2-й группе повысилась концентрация эритроцитов на 5,5% (Р<0,05). Фракционный состав белка сыворотки крови также претерпел некоторые изменения. Относительное количество альбуминов снизилось у контрольных животных на 11% (Р<0,05), в 1-й группе

- на 12,-1% (Р<0,05), во 2-й и 3-й группах оно не изменилось. Во всех труппах уменьшилась относительная концентрация ос-глобулинов: максимально в 3-й группе (на 40,6%, Р<0,05) и на 37,7% в 1-й и 2-й группах (Р<0,01), В контроле снижение фракции а-глобулинов было минимальным - на 24% (Р<0,01). Уровень р-глобулинов увеличился во всех группах: максимально в 1-й группе - на 92,5% (Р<0,01), во 2-й -на 66,8% (Р<0,01). В 3-й группе и контроле увеличение (1гл обул и новой фракции было приблизительно одинаковым - на 78,8% (Р<0,05) и на 77,7% (Р<0,01) соответственно. Уровень у-глобул иной увеличился во'нссх группах, кроме контрольной, причем в 1-й группе содержание этой фракции выросло на 53,4%, во 2-й - на 43,4%, а в 3-й

- на 53,5% (Р<0,05).

В конце эксперимента у животных 1-й группы концентрация Тз оказалась ниже контрольной на 21% (Р<0,05), а концентрация Т4 - на 22% (Р<0,05). Во 2-й 1руппе содержание йолтирошнюв не отличалось от контрольного. В 3-й группе наблюдалось повышение уровня Т< на 25,4% (Р<0,05) но сравнению с контролем.

Содержание гемоглобина, эритроцитов и-общего белка сыворотки крови у животных опытных 1рупп соответствовало таковому у животных контрольной группы; Уровень а-гл обул 1 шов во всех ОПЫТНЫХ группах был значительно ниже, чем в контроле: в 1-й группе - на 14,6% (Р<0,05), во 2-й - на 14,354 (Р<0,05), а в 3-й - на 19,5% (Р<0,05). Содержание других белковых фракций в контроле и опыте не различалось. Показано,что при недостаточности функции щитовидной железы наблюдается снижение альбуминовой и а-глобулиновой фракции белков плазмы крови. К а-глобулинам относится тнроксинсвязыванмций глобулин, с которым у человека связывается до 60% Тя, у крысы — 18% ("Тиреоидныс гормоны", 1972). Средние дозы'Йодтиронинов, как прав>шо, вызывают повышение уровня большинства гликопротеидных компонентов в крови, а большие дозы - снижение (Кузьмак, 1975); Секреция аг^нтитрипсина, относящегося к а-глобулинам, может подавляться при введении Т) (КоЬауа$Ы, НописЫ, 1995).

Поскольку известно, что мерказолнл И.Т4 разнонаправленно влияют па содержание йодтиронинов в крови у животных, мы провели сравнение изученных показателей у зверей, которым вводили мерказолнл и Т4. В 1-й группе, в которой вводили мерказолнл/содержание Т3 было ниже, чем в 3-й, на 25% (Р<0,05), Т4 - на 38% (Р<0,01). Уровень Т4 при введении мерказолила с перерывами был снижен по-сравненню с 3-й группой на 24% (Р<0,01). 1

'* Общая активность катепсина О (рис. б) в лизосомальных фракциях гомогенатов в 1-й группе была ниже, чем в контроле, на 20,5% в почках (Р<0,01), на 22,3% в селезенке (Р<0,05) и на 58,4% в мышцах (Р<0,01). Во 2-й группе она также была снижена: в печени - на 21,7% (Р<0,05), в почках - на 23,7% (Р<0,05), а в селезенке - на 30,8% (Р<0,05) по сравнению с контролем; Удельная активность катепсина Ь в лизосомальной фракции мышечной ткани у животных 1-й группы оказалась ниже контрольной на 54% (Р<0,01). В 3-й группе этот показатель был повышен. (Р<0,05) на 27,9% в печени и на 33,1% в почках. Сравненив'1-й Ц'2-й групп с 3-й показало, что влияние мерказолила и Т| на общую активность катепсина О в лизосомах почек, селезенки, сердца и мышц носит разнонаправленный характер. Во всех этих органах обшая активность катепсина О в 1-й и 2-й группах меньше, чем в 3-й (Р<0,05). Следовательно, общая активность катепсина О в лизосомах этих органов возрастает при повышении уровня йодтиронинов в крови (в физиологических пределах). Удельная ак-

тивность катепснна О в лнзосомах сердца и мышц изменяется аналогично.

Общая активность катепсииа В (рис, 7) в лнзосомах серлиа у песцов 2-Й группы превзошла таковую у контрольных зверей на 94,6% (Р<0,05). Напротив, в 3-й группе в селезенке общая активность ка-тепснна В в изученной фракции снизилась по сравнению с контролем на 38% (Р<0,05). Удельная активность катепснна В повысилась (Р<0,05) на 71,3% в печени, на 192,9% в почках и на 165,9% в сердце. У животных 3-й группы удельная активность катепснна В изменилась лишь в селезенке, где она понизилась на 42,2% по сравнению с контролем.

□ 1-я группа О 2-я группа И 3-я группа

Печень Почки Селезенка Сердце Ск. мышцы

и; ¡: ео о

•с;

* -__

-"ЙГ

Печень Почки Селезенка Серлис Ск. мышиы

Рис. 6. Общая (Л) и удельная (Б) активность катепснна О в лнзосомальных фракциях органов г.еснов в опыте с применением меркаэолила и Т4 (в ЧЬ по отношению к контролю). Различия по сравнению с контролем достоверны; * -Р<0,05, ** -Р<0,01.

Активность кателсинов и.наших экспериментах проявляла органоспецн-фпчность. В контрольной группе высокая обшая активность катепсина О у песцов была выявлена, в лизосомах селезенки (3,68±0,27), почек (2,58±0,08) и печени (2,35±0,10), катепсина В — в лизосомах селезенки (33,19±4,65), печени (24,73±4,84) и скелетных мышц (28,23±5,42). В лизосомах сердца и мышц общая активность катепсина Е) была относительно низкой (0,42±0;12 и 0,25*0,04 соответственно). Обшая активность катепсина В была сравнительно низкой в' лизосомах почек и сердца (1б,60±1,38 и 15,40± 1 >28 соответственно).' Отмечено, что в органах крысы и человека высокая активность катепсина В наблюдается в селезенке, щитовидной железе, лечени и почках, низкая - в крови, сердце, головном мозге и скелетных мышцах (Мосолов, 1971; БЫца е1 а!., 1991).

А

ЕИ 1-я группа

120 10 О 90

во 40 20 О -20 -40 -60

0 3-я группа □ 3-я группа

Печень Почки Селезенка Сердце Ск. мышцы

Печень

Почки

Сердце Ск. мышцы

Рис. 7. Общая (А) и удельная (Б) активность катепсина В в лнзосомальных фракциях органов песцов в опыте с применением мерказолила и Т4 (в % по отношению к контролю). Различия ло сравнению с контролем достоверны: * -Р<0,05, ** - Р<0,01.

□ 1-я группа

□ 2-я группа я труппа

Печень Ночки Селезенка Сердце Ск. мыццш

Рис. 8. Содержание белка в лизосомзлькых фракциях органов песиоа В'опыте с применением мерказолила и Т« (в % по отношению к контролю). Различия по сравнению с контролем достоверны; * - Р<0,05, " - Р<0,01.

* Содержание белка лизосомальной фракции значительно отличалось от контрольного в печени, почках, сердце и мышцах (рис. 8). Во 2-й группе оно было значительно ниже, чем в контроле - на 29% в печени (Р<0,01), на 40,8% в почках (Р<0,0)), на 21,6% в сердце (Р<0,05) и на 37,5% в мышцах (Р<0,05). В 3-й группе концентрация белка уменьшилась относительно контроля в лизосомальных фракциях печени на 18,5% (Р<0,05) и почек на 20,8% (Р<0,01). Поскольку у животных 3-й группы было обнаружено повышение удельной активности катеисина О в лизо-сомальных фракциях печени и почек с одновременным снижением содержания белка, можно предположить, что в этих органах введение Т,< привело к усилению катаболизма белков.

В литературе сообщается о повышении активности катепсинов в печени крысы под воздействием йодтиронинов (МагЫеэ й а1„ 1951; Протасова, 1975; Ка1уаге, 1981; Мартыненко, Корнюшенко, 1984). При диффузном токсическом зобе средней тяжести у пациентов с нормо- или пшергликемией по сравнению со здоровыми отмечено повышение активности катепсинов сыворотки крови (Гршх)рьева и др., 1982).

Корреяяцион-ный анализ связей между различными показателя-ми (рнс.- 9) выявил, что количество корреляцион-ных связей в контроле равнялось 20-ти, в то время как в 1-й опытной группе их количество было максимальным для всех групп (27 связей). Во 2-й и 3-й группах количество корреляций было меньше, чем в контроле - 10 и 14 соответственно. Харак-тер связей в разных группах также был различным. В контроле преобладали положи-тсльные корреляции (18 из 20-ти). У животных, получавших мерказолил (1-я и 2-я группы), количество положнтель-ных и отрицательных связей было примерно равным. В 3-й группе все обнаруженные корреля-шш были положитель-ными. Количество корре-

(•я группа

2-нгруппа

3-нгруппа

Рис. 9. Корреляционные связи между весом и биохимическими показателями у песцов в опыте с применением мерказолила и тироксина. Цифрами обозначены: вес (I), концентрация тркйоятиро-ннна (2) и тироксина (3) в сыворотке крови, гемогло' бин (4), эритроциты (5), концентрация бел*а в сыворотке крови (6), альбумины (7), а-глобулины (8>, р-глобулины (9), -у-глобулины (10). общая активность катепсин» й в лизосомах печени (11), почек <12), селезенки (13), сердиз (14), мышц (15), удельная актиа-ноегь катспоша О в лизосомах печени (16), почек (17).* селезенки (18). сердца (19). мышц (20), обеда активность катепсина В лиюеомах печени (21), почек (22). селезенки (23), сердца (24), мьшш (25), удельная ак-. тнвкость катснснна В в лизосомах печени (26), почек (27), селезенки (28), сердца (29), мыши (30), содержа-' ние белка в лидасочальной фракции печени (31), почек (32), селезенки (33), серлиа (34), мыши (35),

ляционных связей между физиологическими параметрами и степень их . .скоррелнрованности яв-, ляются чувствительной характеристикой адаптационного напряжения (Горбань и др., 1989), Если исходить из згой точки зрения, то введение препаратов значительнее всего сказалось на песцах 1-й группы (в которой ежедневно вводили мер, казолил) и привело к существенным изменениям изученных показателей. В то же время количество достоверно изменившихся, по сравнению с контролем показателей в 1-й группе минимально. Сопоставление этих данных позволяет предположить, что самое сильное воздействие на животных оказало ежедневное ,вве-.. дение мерказол ила, однако нет достаточных оснований считать его неблагоприятным, Возможно, что введение мерказолила

песцам в осенний период соответствовало. естественной физиологической подготовке к зимнему сезону, заключающейся в накоплении жировых запасов.

Таким образом, была установлена высокая активность (но сравнению с другими органами) катепсина О в лизосомах селезенки, почек и печени, катепсина В - в лизосомах селезенки, печени и скелетных мышц песца. Введение Т4 и мерказолила песцам приводит к снижению содержания (х-глобулинов в сыворотке крови, при этом в большей степени этот эффект

характерен для Т4. Удельная активность катепенна В в лизосомах печени, почек и сердца значительно повышается при введении мерказолнла с перерывами. В'печени и ночках введение Т4 привело к усилению катабо-лических процессов, что проявилось в повышении удельной активности катепепна Э и в снижении содержания белка в лизосомальных фракциях этих органов. В лизосомальных фракциях печени, почек, сердца и мышц обшая активность катепенна О находится в прямой зависимости от концентрации Т4 в сыворотке крови, что указывает на большое значение йодтнронннов в регуляции нротеолнза в этих тканях.

Выполы

1. Возрастная динамика содержания тиреондных гормонов в сыворотке кронн отражает особенности энергетического и пластического обмена на разных этапах их развития. У 1-дневных песцов уровень тироксина и трийодтиронина в сыворотке кронн выше, чем у 5-дневных, в 1,7 и 3,3 раза, соответственно. Обнаружена фазная динамика уровня тиреондных гормонов у растущих песцов со сравнительно высокими значениями для тироксина в 20-дневном возрасте, для трийодтиронина - в 35-дневном. Содержание белка в лизосомальных фракциях органов достигает максимума в 20-дневном возрасте, что может быть связано с усилением анаболических процессов в этом возрасте.

2. В осенний и зимний периоды наблюдается асннхронность изменения уровня йодтиронинов в сыворотке крови песцов. Это является следствием: изменения соотношения концентраций тироксина и трийодтиронина при воздействии сезонно изменяющихся факторов среды.

3. Установлена зависимость содержания Тэ в сыворотке крови самок песцов от стадии беременности (Р<0,05). В первой половине беременности (до 30 дней) уровень этого гормона составляет 2,63±0,23 нмоль/л, а во второй снижается вдвое. У самок песиов с нарушенной репродуктивной функцией кониешрация тироксина была значительно выше, а трнйаттнронина инже, чем у благополучно родивших, что свидетельствует о важной роли тиреондных гормонов в регуляции репродукции у песцов.

4. Голодание приводит к снижению уровня йодтиронинов в сыворотке крови песцов, что является, скорее всего, адшгтнвной реакцией организма животных, направленной на сбережение энергетических ресурсов (запасных углеводов, липидов, белков) в условиях иишевой денрнвации.

5. Изменение активности протеолитических ферментов лизосом (катепсинов В и О) в печени, ночках, селезенке, сердце и мышцах песцов в онтогенезе происходит, в основном, синхронно с изменением уровня

йодтироиинов в сыворотке крови. Обнаружены положительные корреляции (г = 0,82-0,99) между возрастной динамикой уровня трийолтнрошша и активности (общей или удельной) катепсинов В и О в лизосомах почек и селезенки в различные периоды раннего постнаталыюго развития песцов. Выявлена отрицательная корреляция (г я -0,88-0,93) между возрастной динамикой содержания подтиронинов и общей активности ката юн -на О в лизосомах мышц в период роста песцов, ,

6. Установлено, что максимальная активность катепсина О у песцов обнаруживается в лизосомах селезенки, почек и печени, а катспсина В - в лизосомах селезенки, печени и скелетных мышц. Прн этом сравнительно низкая активность катепсина О была выявлена в лизосомах сердца и скелетных мышц, а катепсина В - в лизосомах почек н сердца. Эш в основном соответствует данным о распределении активности этих про-теш 1аз в органах крысы и человека, л

7. Введение тироксина 5-месячным песцам приводит к повышению удельной активности, катепсина О и снижению содержания белка в лнзо-сомальных фракциях. В сердце и мышцах 5-месячных песцов удельная активность катепсина О зависит от степени повышения уровня тироксина в сыворотке крови. При введении антитиреоидного препарата мерказо-лила с перерывами значительно повышается удельная активность катепсина В в лизосомах печени, почек и сердца. V

8. Введение тироксина и мерказолила 5-месячным песцам приводит к изменению фракционного состава белка сыворотки крови, которое заключается в снижении содержания а-глобулшюв в сыворотке крови, что может приводить к изменению концентрации тироксннсвязывоюшсго глобулина в крови животных.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

■ - . + , + .. ... - *

1.Рендаков НЛ., Сироткина ЛЛ., Башшшкова И.В. Содержание ти-реоидных гормонов, прогестерона и эстрадиола в сыворотке крови норок и песцов в осенний период // Биологические основы да учения, освоения и охраны животного и растительного мира, почвенного покрова Восточной Фенноскандии: Тез. докл. Межд, конф. и выеэдн. сессии отделения Об» щей биологии РАН. Петрозаводск, ,1999; С. 99.

2.Рендаков НЛ., Сироткина Л Л., Баишникова ИЛ. Содержание ти-реоцдных и половых гормонов у норок и песцов в осенний период И Актуальные проблемы биологии: Тез. докл: VI молодежной науч. конф. Сыктывкар, 1999. С. 169; ■

3.ТуШуишик N.N., Sirotkiaa L.K., Rcndakov N.L. Tlie hormonal status iti mink and fox during the first year of life // VII International Scicntific Congress in Fur Animal Production. 13-15 Sept. Grcecc. Kastoria. 2000. P. 11-13.

4.Рсндаков H.JT. Содержание тиреоидных гормонов и активность кагеп-ciiitoB В и D в раннем онтогенезе у песцов // Бноразнообразне Европейского Севера (теоретические основы изучения, сош ты to-нравов ыс аспекты использования и охраны): Тез. докл. конф. Петрозаводск, 2001, С, 307.

5.Рсндаков Н.Л., Сироткипа Л.Н., Тютюнник H.H. Тирсоилные гормоны и кагепсины В и D в раннем онтогенезе у песцов И Современные проблемы бнонндикацни и бномоннториига: Тез. докл. Xi Межл. симпозиума по бноинднкации. Сыктывкар, 2001. С. 344-345.

6.Рсндаков HJL, Тютюнник H.H., Немова H.H. Кагспснны В и D и тнреондные гормоны у песцов // Биология - наука XXI века: Тез. докл. 6-н Путинской школы-конференции молодых ученых. Т. 1. Пущино, 2002. С. 309.

7.Рендаков Н.Л., Тютюнник H.H., Крупнова М.Ю., Немова H.H. Тнреондные гормоны и лнзосомалышс лротенназы в постиаталыюм онтогенезе песцов // Современные проблемы природопользования, охотоведения и звероводства: Материалы Между нар. науч.-практ. конф., посвящ. 80-лстию ВНИИОЗ 28-31 мая 2002 г. Киров, 2002. С. 583-585.

8.Реидаков НЛ„ Тюгюнннк H.H., Снрогкнна Л.Н., Крупнова М.Ю., Немова H.H. Тнреоцдныс гормоны и лизосомальиыс протеппазы в органах песцов // Журнал эволюционной биохимии н физиологии 2003. Т. 39. №. 3. С 234-236.

9. Реп лак о в Н.Л., Тютюнник H.H. Тирсоидные гормоны у песцов в период роста // Тсриофауна России и сопредельных территорий: Материалы Международного совещания 6-7 февраля 2003 г. Москва, 2003. С. 293.

Ю.Рсндаков Н.Л., Тютюнник H.H. Влияние тироксина и мерказолнла на активность катепенна D в органах пес на // Биология • наука XXI века: Тез. докл. 7-ой Путинской школы-конференции молодых ученых 14-18 апреля 2003 г. Пушило, 2003. С. 369.

П.Рснлаков Н.Л. Влияние ссзона, возраста и кормления на содержание тиреоидных гормонов в крови пссца (Alopex lagopus L.) // Актуальные проблемы биологии и экологии: Материалы X Молодежной науч. конф. Сыктывкар, 2003. С. 186-187.

П.Рснлаков Н.Л., Тютюнник H.H. Содержание тиреоидных гормонов у самок песцов в зимний и весенний период // Новые биокпбернстичс-ские и тел ем еднцн некие технологии 21 века для диагностики и лечения заболеваний человека: Материалы междиен и пли и ар и. конф. с между нар. участием 23-25 июня 2003 г. Петрозаводск, 2003. С. 40.

13.Тютюнннк H.H., Кожевникова Л.К., Узенбаева Л.Б., Плюха В.А., Илыша Т.Н., Петрова Г.Г., Снроткина JI.H., Малшшна Г.М„ Унжаков А. Р., Реидаков H.J1,, Олей ник В.М., Свеч кипа Е.Б, Физнолого-бнохимическнй статус пушных зверей н пути его оптимизации // Наземные и водные экосистемы Северной Европы: управление и охрана; Материалы междунар. конф., посвященной 50-летию Института биологии КарНЦ РАН (8-11 сентября 2003 г.). Петрозаводск, 2003. С. 159-169.

Изд. ЛИЦ. ,4s 00041 (Л 30.08.99. Подписано в печать 01.10,03. Формат 60x84 Vn. Бумага офсетная UNION PRINT S. Гарнитура «Times». Летать офсетная. Уч.-над. л. 1,4, Усл. кеч. л. 1,3. Тираж 100 экз. Изд. У» 37. Заказ №364

Карельский научный центр РАН 185003, Петрозаводск, пр. А. Невского. S0 Редашнонно-издательский охаел

Р 16 3 16