Возрастные особенности энзиматического барьера тонкой кишки при экстремальных воздействиях

Дмитриева, Юлия Владимировна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Возрастные особенности энзиматического барьера тонкой кишки при экстремальных воздействиях
ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Возрастные особенности энзиматического барьера тонкой кишки при экстремальных воздействиях"

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

ДМИТРИЕВА ЮЛИЯ ВЛАДИМИРОВНА

ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЭНЗИМАТИЧЕСКОГО БАРЬЕРА ТОНКОЙ КИШКИ ПРИ ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ.

Специальность 03.00.13 - физиология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2005

Работа выполнена в лаборатории физиологии питания Института физиологии им. И.П. Павлова РАН и на кафедре физиологии Санкт-Петербургской Государственной Академии Ветеринарной Медицины.

Научный руководитель: доктор медицинских наук,

профессор Тимофеева Нина Михайловна

Официальные оппоненты: доктор биологических наук,

профессор Маслова Марина Николаевна

Ведущее учреждение: Санкт-Петербургская Медицинская академия им. И.И. Мечникова

Диссертационного совета Д. 212.232.10 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора биологических наук при Санкт-Петербургском Государственном университете (199034 Санкт-Петербург, Университетская наб. 7/9, СПбГУ).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке им. А.М. Горького Санкт-Петербургского Государственного университета.

доктор медицинских наук,

профессор Овсянников Владимир Иванович

Защита диссертации состоится 2005 г. в /Уис.

на заседании

Ученый секретарь Диссертационного совета Доктор биологических наук

тю

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы. В тонкой кишке существуют многочисленные и взаимосвязанные системы защиты организма от поступления во внутреннюю среду чужеродных веществ, особенно белковой природы. Энзиматический барьер тонкой кишки

деполимеризацию пищевых поли- и олигомеров до мономеров, способных к утилизации Он состоит из ряда пространственно разделенных барьеров, образованных ферментами полости тонкой кишки, пристеночной слизи, гликокаликса, а также энтероцитов - мембранными, внутриклеточными и лизосомальными В лаборатории физиологии питания Института физиологии им. И.П. Павлова РАН под руководством академика A.M. Уголева впервые было осуществлено препаративное разделение стенки тонкой кишки у белых крыс линии Вистар на три слоя- эпителиальный, стромальный и мышечно-серозпый, что было документировано морфологически. В этих слоях были выявлены три группы ферментов, активность которых максимальна в эпителиальном (мембранные ферменты), в стромальном (глицил-L-лейциндипептидаза), и в мышечно-серозном слое (глицилглициндипептидаза). Это привело к обнаружению неизвестных ранее фундаментальных характеристик тонкой кишки как структуры, реализующей не только пищеварительяо-транспортные (что было известно ранее), но и барьерные функции. На основании данных о распределении пищеварительных ферментов между слоями тонкой кишки A.M. Уголевым была выдвинута гипотеза о существовании наряду с эпителиальным ферментным барьером субэпителиального энзиматического барьера, осуществляемого за счет ферментов субэпителиальных слоев и повышающего надежность трансформационной системы тонкой кишки (Громова и др., 1991; Уголев и др., 1992; Тимофеева, 1993; Тимофеева и др., 1996; Иезуитова, Тимофеева, 1996; 1999 и др.).

С возрастом существенно меняются структурно-функциональные характеристики тонкой кишки (Адапт.-комп. процессы, 1991). Доказано влияние различных стрессорных факторов на активность ферментов эпителиального слоя (Koldovsky, 1969; Уголев, 1963, 1967, 1985, 1991, Уголев и др, 1992; Тимофеева, 1995; Henning, 1981; 1987). Известно, что пищеварительные ферментные системы способны к значительным перестройкам при изменении условий функционирования (голодание, иммобилизация, высокая и низкая температура и др.) (Егорова и др., 1992; Timofeeva et al., 1993; Ватаева и др., 1994; Никитина и др., 1994; Тимофеева, и др., 1994; Малышев, Манухина, 1998; Кассиль и др, 2000). Ранее было показано участие ферментов постэпителиальных слоев, особенно пептидазного пула, в ответной реакции на то или иное экстремальное воздействие (оперативные вмешательства на тонкой кишке, голодание, нитратная интоксикация) (Иезуитова и др., 1993; Тимофеева, 1995, 1996) Было продемонстрировано, что совершеннос_л_дааежное^ выполнение барьерных функций структурами тонкой кишки выполняется

представлен ферментными системами, осуществляющими последовательную

систем ее эпителиального и субэпителиальных слоев Однако возрастные особенности ферментных систем субэпителиалъных слоев тонкой кишки, также как и их функциональная роль при различных воздействиях (иммобилизация, белковое голодание) у животных разных возрастных групп не изучались Изучение функций субэпителиального энзиматического барьера у животных разного возраста может быть полезным при рассмотрении многих форм патологии желудочно-кишечного тракта, при которых часто нарушается проницаемость мембран щеточной каймы энтероцитов Постэпителиальиый энзиматический барьер способен выполнять в этих условиях запщтпуго роль за счет повышения активности ферментов пеитидазного пула, способных гидролизовать нерасщепленные пептиды, предотвращая их поступление в кровеносную систему вследствие снижения мембранного гидролиза белков

Цель и задачи исследования.

Целью работы было изучение возрастных особенностей ферментных систем субэпителиального барьера тонкой кишки и их участие в адаптивных реакциях на различные стрессорные воздейсгвия (иммобилизацию и белковую депривацию)

Были поставлены следующие задачи:

1 Выявить различия в уровне активности аминопептидазы М и глшшл-Ь-лейциндипептидазы в эпителиальном, стромальном и мышечно-серозном слоях тощей и подвздошной кишки у молодых, зрелых и старых животных.

2. Сопоставить изменения активности ферментов пептидгидролазного пула в эпителиальном и субэпителиальных слоях тощей и подвздошной кишки спустя 24 и 72 часа после иммобилизационного стресса у животных трех возрастных групп (молодые, зрелые, старые).

3. Изучить влияние белковой депривации молодых, зрелых и старых крыс на активность пептидгидролаз (аминопептидазы М и глшдал-Ь-лешшндипептидазы) эпителиального и субэпителиальных слоев тощей и подвздошной кишки.

Научная новизна. 1. Впервые обнаружены различия в уровне активности ферментов пептидгидролазного пула на примере аминопептидазы М и глицил-Ь-лейциндипентидазы в субэпителиальных слоях тощей и подвздошной кишки у крыс разного возраста (молодые, зрелые, старые). Наиболее высокая активность ферментов отмечена в слоях тощей и подвздошной кишки у молодых крыс по сравнению со зрелыми и старыми животными, что, по-видимому, важно для увеличения мощности энзиматического барьера тонкой кишки у молодых неполовозрелых животных, у которых еще не завершено формирование структурных элементов тонкой кишки 2 Впервые обнаружены изменения активности ферментов пептидгадролазного пула не только эпителиального, что было ранее известно, но также стромального и мьгагечно-серозного слоев тонкой кишки на «рессорное воздействие (иммобилизация в течение 3 ч) Гакие реакции ферментных систем слоев тонкой кишки позволяют судить об участии субэпителиальных слоев в реализации адаптивных возможностей организма. 3. К белковой

депривации оказались наиболее устойчивыми ферментные системы молодых и зрелых животных. У старых крыс в условиях белкового голодания резко увеличивалась активность ферментов пептидгидролазного пула в слоях тонкой кишки, что, по-видимому, является способом защиты организма от проникновения чужеродных белков, которые могут привести к патологическим последствиям.

Таким образом, нами получены новые данные, расширяющие представление об энзиматическом барьере не только эпителиального, но и субэпителиальных (стромального и мыгаечно-серозного) слоев тонкой кишки Показана различная чувствительность ферментных систем пептидгидролазного пула в слоях (особенно субэпителиальных) тонкой кишки у этих 1рупл животных при стрессорных воздействиях.

Научно-практическая цепность работы. Выяснение возрастных особенностей в распределении ферментов, особенно пептидгидролазного пула, между эпителиальным, стромапьным и мышечно-серозным слоями тонкой кишки, а также их ответных реакций на стрессорные воздействия (иммобилизации, белкового голодания) важно для развития фундаментальных представлений о барьерных и адаптивных функциях тонкой кишки Наши данные впервые позволяют приблизиться к пониманию роли энзиматического барьера разных слоев тонкой кишки при экстремальных воздействиях. С нарушением функций субэпителиалыгого энзиматического барьера, возможно, связаны некоторые заболевания пищеварительной системы, которые сопровождаются увеличением проницаемости энзиматического барьера для белков и пептидов (болезнь Крона, маддигестия, целиакия, хирургические травмы кишечника и др). Полученные данные могут быть полезными в разработке лечебного питания и в создании новых сбалансированных полноценных диет при патологии желудочно-кишечного тракта, особенно в молодом и пожилом возрасте Наши результаты могут быть использованы в научно-исследовательской работе, курсах лекций на кафедрах физиологаи и патфизиологии

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на: 52-ой конференции молодых ученых и студентов СПГАВМ, посвященной 190-летию высшего ветеринарного образования в России и 100-летаю со дня организации первого научно-производственного учреждения в Петербурге (1998); всероссийской научной конференции с международным участием, посвященной 150-летию со дня рождения акад И П.Павлова, (Санкт-Петербург 1999), научно-практической конференции «Приоритеты культуры и экологии в образовании», (Ставрополь 2003), восьмом международном конгрессе «Парентеральное и энтеральное питание», (Москва 2004).

Публикация результатов исследования. Основные материалы диссертации опубликованы в 8 научных работах

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 182 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, результатов собственных исследований.

общего заключения, выводов, списка литературы Она иллюстрирована 31 таблицей и 46 рисунками.

Список литературы включает 196 источников, в том числе 102 на иностранных языках Основные положения, выносимые на защиту:

1 Распределение активности пептидгидролаз (аминопептидазы М и глицил-L-лейциндипептидазы) между эпителиальным, стромальным и мышечно-серозным слоями топкой кишки у крыс изменяется в зависимости от возраста (молодые, зрелые, старые).

? Реакция ферментных систем пептидгидролазного пула эпителиального, стромального и мышечно-серозного слоев тонкой кишки на стрессорное воздействие (иммобилизация в течение 3 ч на фоне голодания в течение 12 ч) различна у молодых, зрелых и старых крыс.

3 Белковое голодание (в течение 10 сут) животных вызывает существенное изменение уровня активности пептидгидролаз не только эпителиального, но и субэпителиальных слоев тонкой кишки, особенно у старых крыс.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследования проводились в лаборатории физиологии питания Института физиологии

им И П Павлова РАН. В качестве экспериментальных животных были взяты крысы-самцы Вистар трех возрастных групп - молодые (2 мес.), зрелые (6 мес ) и старые (1 5 года) массой 80, 200 и 450 г соответственно. Всего 105 крыс. Контрольная группа включала 18 животных по 6 крыс каждого возраста, голодавших в течение 12 ч до взятия в опыт. Для изучения иммобилизацинного стресса использовано 36 крыс разного возраста (молодые, зрелые, старые), также голодавших перед опытом в течение 12 ч. Для создания условий иммобилизации были использованы специальные клетки, ограничивающие подвижность животных в течение 3 ч После прекращения иммобилизации животных помещали в клетки, где они имели доступ к пише и воде. После иммобилизации животных забивали с помощью гильотины После чего вскрывали брюшную полость, извлекали тонкую кишку, препаративно разделяли слои по описанной методике (Громова и др , 1991) У отдельной группы животных трех возрастных групп (15 крыс) после иммобилизации и декапитации собирали кровь из сосудов туловища и проводили определение кортикостерона в плазме крови флюориметрическим микрометодом Ю Г Балашова (1990). Исследование влияния безбелковой диеты на ферментативные функции слоев тонкой кишки проведено на 36 крысах разного возраста, из которых 18 содержались на полноценной контрольной диете и 18 - на безбелковой Контрольная диета содержала 20 % казеина, 67,2% крахмала, 5% подсолнечного масла, 7,8% минеральных солей и витаминов, безбелковая - 87,2% крахмала и остальные компоненты диеты (кроме казеина) в том же количестве (Тимофеева и др., 1994; Rouanet et al., 1990) Каждое животное получало ежедневно порцию пищи из расчета 110 г на 1 кг массы тела, что составляло 95 ккал на одну крысу (при массе живогаого 200 г) Спустя 10 сут животных декапитировали, вскрывали брюшную но юсть. извлекали тонкую кишку, препаративно разделяли слои по описанной методике

(Громова и др., 1991). В качестве критерия чистоты разделения слоев тонкой кишки, определяли активность сахаразы (КФ 3 2 1 48), которая является маркерным ферментом эпителиального слоя, по методу Нельсона в модификации A.M. Уголева и Н.Н Иезуитовой (1969)) В слоях тонкой кишки (эпителиальный, стромальный, мышечно-серозный) определяли активность ферментов, осуществляющих заключительные стадии гидролиза белков' аминопептидазы М (КФ 3.4.11.2), по методу Фарра и др. (Farr W. et al., 1968) и глицил-L-лейциндипептидазы (КФ 3.4.13.2), по методу A.M. Уголева и Н.М. Тимофеевой (1969) Активность ферментов выражали в мкмолях продуктов гидролиза за 1 мин в расчете на 1 г белка, который определяли по методу Лоури и др. (Lowry et al., 1951).

Экспериментальные данные обработаны статистически с использованием t-критерия Стьюдента.

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Активность ферментов в эпителиальном, стромальном и мышечно-серозном слоях тонкой кишки у крыс различных возрастных групп

Для выполнения задач исследования были препаративно изолированы эпителиальный (Э), стромальный (С) и мьппечно-серозный (М) слои тощей и подвздошной кишки у животных трех возрастных групп (молодые, зрелые, старые). Активность сахаразы обнаружена только в эпителиальном слое, а ее отсутствие в постэпителиальных слоях свидетельствует о чистоте разделения слоев тонкой кишки. У молодых животных был отмечен самый высокий уровень активности фермента в тощей и подвздошной кишке, в 4.1 и 4.6 раза соответственно превышающий таковой у зрелых крыс, и в 2 7 и 2 раза у старых (Р< 0 05) У старых животных также была обнаружена достаточно высокая активность фермента как в тощей (в 1.5 раза), так и в подвздошной кишке (в 2.5 раза) по отношению к активности у зрелых крыс (табл 1) Нами было обнаружено, что наибольшая активность аминопептидазы М (57.5-75.2 %) приходится на эпителиальный слой - как тощей, так и подвздошной кишки у крыс всех возрастных групп. Но следует отметить, что активность аминопептидазы М в стромальном и мышечно-серозном слоях также была достаточно высока. Так, в стромальном слое тощей кишки она составляла 13 4-23.4% от суммарной активности всех слоев, а в подвздошной кишке 12 8-17.5 % соответственно, у животных разных возрастных групп. В мышечно-серозном слое активность фермента составляла в тощей 11.4-18.9 % и подвздошной кишке 12 8-17.5 % от суммарной активности всех слоев также у крыс исследованных возрастных групп. Для всех групп животных характерно одинаковое распределение активности аминопептидазы М вдоль тонкой кишки между слоями, за исключением более высокой активности в стромальном слое подвздошной кишки по сравнению с тощей у молодых крыс. У молодых крыс нами была обнаружена самая высокая активность фермента в эпителиальном слое тощей и подвздошной

кишки (в 2 7 раз выше по сравнению с активностью у зрелых крыс и в 1.5 раза - у старых (Р< 0 05)) В стромальном и мышечно-серозном слоях тощей кишки молодых крыс активность фермента не отличалась от активности в этих слоях у зрелых животных Однако в стромальном и мышечно-серозном слоях подвздошной кишки она в 19 и 1.7 раза превышала таковую у зрелых крыс (Р< 0.05). У старых крыс в эпителиальном слое тощей и подвздошной кишки обнаружен высокий уровень активности аминопептидазы М, в 1.7 раза превышающий активность у зрелых животных как в тощей, так и в подвздошной кипше (табл 1)

У крыс разных возрастных групп (молодых, зрелых, старых) имеются различия в уровне активности глицил-Ь-лейтшндипептидазы различных слоев тонкой кишки (табл 1) Обращает на себя внимание более низкий уровень активности дипептидазы в эпителиальном слое по сравнению со стромальным у крыс всех возрастных групп. Так, у молодых крыс активность фермента в стромальном слое тощей кишки превышала в 1 5 раза уровень активности в эпителиальном слое (Р< 0 05) и составляла 41 2 % активности от суммарной активности всех слоев, принятой за 100 %. В мышечно-серозном слое тощей кишки мы также обнаружили более высокую активность глицил-Ь-лейциндипептидазы по сравнению с активностью в эпителиальном слое (Р< 0 05). На долю мыптечно-серозного слоя приходилось 32 2 % от суммарной активности всех слоев У молодых крыс фермент распределялся между слоями равномерно вдоль тонкой кишки, тогда как у зрелых и старых крыс в эпителиальном и сфомальном слоях подвздошной кишки уровень активности был выше по сравнению с акшвпостыо в тощей (табл.1). У молодых животных активность фермента во всех слоях тощей и подвздошной кишки была выше в 1 5-3 раза по сравнению с активностью у зрелых крыс Но при этом была отмечена более низкая активность глицил-Ь-лейциндетттидазы в эпителиальном и мышечно-серозном слоях тощей кишки (в 2 раза) и в стромальном слое обоих отделов тонкой кишки (в 2 3 и 15 раза соответственно) у старых крыс по отношению к молодым (Р< 0.05). Итак, самая высокая активность пептидаз была обнаружена у молодых крыс, причем аминопептидазы М - в эпителиальном слое, а глицил-Ь-лейциндепиптидазы - как в эпителиальном, так и в стромальном и мышечно-серозном слоях.

Из полученных нами данных видно, что самая большая активность аминопептидазы М и дипептидазы наблюдается в эпителиальном, стромальном и мышечно-серозном слоях тощей и подвздошной кишки у молодых животных. У крыс всех возрастных групп разные слои тощей и подвздошной кишки существенно не отличались по содержанию белка Однако было отмечено более высокое содержание белка в каждом из слоев тонкой кишки у зрелых крыс по сравнению с молодыми и старыми (Р<0.05).

Таблица 1.

Активность (мкмоль/мин на г белка) сахаразы, аминопептидазы М, глицил-Ь-лейциндипептидазы в эпителиальном (Э), стромальном (С) и мышечно-серозном (М) слоях тощей и подвздошной кишки молодых, зрелых и старых крыс

Фермент Группа Тонкая кишка

живот- слои тощей кишки слои подвздошной кишки

ных Э С М э С м

Сахараза Молодые 132.0=1= 10 0« 0 0 б0 0±10 0* 0 0

Зрелые 32.0±5.0 0 0 13.0±1.0 0 0

Старые 48.0±9.0«« 0 0 32.0+4.0*, « 0 0

Амино- Молодые 95.0±10.0* 17.0=4=1.0 14 4±1.0 100 0±20.0» 29 0±5 0* 19 0±2.0*

пептидаза Зрелые 35 0±8 0 14 2±1.0 11 5±1 0 37 0±4 8 14 9±2 0 И 0±2 0

М Старые 61 0±б 0», *♦ 166±1 0 12 5±1 0 65 0±5 0* 18 0±2 0 14 0±1 0

[ лицил- Молодые 262±10» 407±30* 317±20* 271±10» 364±30* 279±30"

L- лейцинди пептидаза Зрелые 80±10 155±10 110 ±15 156±20§ 240±20§ НЧ±30

Старые 126±10*," 170±20** 160±20" 215*30§ 240±20**§ 220±30

Примечание: * - Р<0.05 по сравнению со зрелыми животными, ** - с молодыми;

§ - Р<0.05 по сравнению с тощей кишкой; п=6 для каждой группы животных

Активность ферментов в эпителиальном, стромальном и мышечно-серозном слоях тонкой кишки у крыс различных возрастных групп после иммобилизационного стресса

Для изучения возрастных особенностей реакции пептидаз эпителиального и субэпителиальных слоев тонкой кишки крыс на стрессорные воздействия в качестве «рессорного фактора использовали иммобилизацию крыс. У крыс после иммобилизации наблюдались геморрагии, иногда эрозии слизистой оболочки желудка, а также повышение уровня кортикостерона в плазме крови в 4-7 раз (от 180 до 1300 пмолъ/мл) по сравнению с контрольными крысами, то есть имели место признаки стрессорной реакции. Было обнаружено, что только у молодых крыс активность сахаразы значительно снижалась в эпителиальном слое тощей и подвздошной кишки после экстремального воздействия в оба срока исследования (через 24 и 72 ч) У зрелых крыс, наоборот, можно было отметить существенный рост активности фермента, особенно через трое суток после иммобилизации А у старых животных наблюдалось снижение активности сахаразы спустя сутки после прекращения действия с [рессорного фактора Нами было показано, что для всех групп животных характерна максимальная активность аминопептидазы М в эпителиальном слое гощей и подвздошной

кишки (в среднем 60-70 % от суммарной активности всех слоев). Иммобилизация животных разного возраста в наших опытах вызывала существенные, но неидентичные изменения активности фермента в разных слоях тощей и подвздошной кишки У молодых крыс через сутки после иммобилизации на фоне 12 ч голодания существенных изменений активности аминопептидазы М в разных слоях тощей и подвздошной кишки не наблюдалось Можно отметить лишь увеличение активности фермента (в 1 8 раза) в мышечно-серозном слое тощей кишки по отношению к контрольным крысам (Р<0.05). Через трое суток после етрессирования мы наблюдали достоверное снижение (в два раза) активности фермента в эпителиальном слое тощей кишки. Также некоторое снижение активности фермента нами было отмечено в эпителиальном, стромальном, мышечно-серозном слоях подвздошной кишки Активность фермента в этих слоях составляла при этом 58-78 % от активности у контрольных крыс. У зрелых крыс через сутки после иммобилизации нами не обнаружено достоверных изменений активности аминопептидазы М, хотя наблюдался некоторый рост активности фермента в эпителиальном слое тощей и подвздошной кишки Значительные изменения были обнаружены у зрелых крыс спустя 72 часа после прекращения действия стрсссорного фактора Так, увеличение активности фермента в 2 раза было обнаружено в стромальном и мышечно-серозном слоях тощей кишки, а также в 3 раза в мышечно-серозном слое подвздошной кишки (Р<0.05). Можно отметить более высокую долю активности фермента в субэпителиальных слоях тонкой кишки через 72 часа после действия стресса. В стромальном слое тощей кишки активность составляла 26.5 %, в подвздошной -17.1 %; в мышечно-серозном слое - 22.6 % в тощей и 31.5 % в подвздошной от суммарной активности всех слоев У старых крыс, подвергнутых иммобилизационному стрессу, мы также наблюдали изменение уровня акшвности аминопептидазы М в каждом из слоев тонкой кишки. Так, через сутки имело место достоверное снижение активности фермента на 40 - 50 % в эпителиальном, стромальном и мышечно-серозном слоях тошей и подвздошной кишки. Спустя 72 ч изменений активности аминопептидазы М по сравнению с активностью у контрольных крыс в каждом слое тощей и подвздошной кишки не было обнаружено, за исключением мышечно-серозного слоя подвздошной китпки, в котором наблюдалось увеличение активности в 1.4 раза (РО 05, табл.2).

Активность преимущественно внутриклеточной глицил-Ь-лейциндипептидазы была достаточно высока в субэпителиальных слоях тонкой кишки у крыс разных возрастных групп, подвергнутых иммобилизации. У молодых животных через сутки после иммобилизации было обнаружено снижение активности фермента лишь в эпителиальном слое тощей кишки, в стромальном и мышечно-серозном слоях тощей кишки активность оставалась на уровне у кон грольных крыс. В стромальном слое подвздошной кишки наблюдалось увеличение активности фермента, примерно в 1.5 раза по сравнению с контрольными животными (Р<0 05) Через 72 часа после етрессирования в эпителиальном и мышечно-серозном слоях тощей кишки наблюдалось достоверное снижение (в 1.5 раза) активности фермента, тогда как в

слоях подвздошной кишки активность глицил- Ь-лейциндипептидазы существенно не отличалась от активности у контрольной группы молодых крыс. Таблица 2.

Активность аминопептидазы М, глицил-Г,-лейциндипептидазы (мкмоль/мин на г белка) в эпителиальном (Э), стромальном (С) и мышечно-серозном (М) слоях тощей и подвздошной

кишки у контрольных молодых, зрелых и старых крыс (К) и после иммобилизации

X 3 £ Я 1 Тонкая кишка

Фермент я X й § с >> & Сроки пост иммоби-лиза слои тощей кишки слои подвздошной кишки

Э С М э С м

V 2 К 95.0*10.0 17 0=Ы 0 14.4±1.0 100 0*200 29 0±5 0 19 0*2 0

§ 24 ч 105.0±10 0 19.0*1 0 26 8+2 0* 97 0±9 1 19 5*2 0 16 8*1 0

5 1 Ч 72 ч 50 0*6 5* 15 0*1 6 16.0*10 76 8±12.5 17 0±3 0 15 0*2 0

К 35 0±8 0 14 2*1 0 11.5±1 0 37.0±4 8 14 9±2 0 11 0*2 0

(С V 24 ч 56.3±9 6 13.7*3 9 13.6±2 0 51 0*100 10.8*1 0 13 5*2 0

о X X го 72 ч 59.0±13.0 30.6±5.0* 26.1*3.0* 53.8±8 0 18.0*3.0 33 0*7.0*

г < 4> К 61.0*6.0 16.6*1.0 12.5±1.0 65.0±5.0 18.0*2.0 14.0±1 0

X с. ев 24 ч 31 0±5 0* 9 3±0 6* 6 5±0 5* 32.0±7 0* 10 3±1 2* 7 6*1 0*

о 72 ч 53 0±10 0 19 4±3 5 16 942.5 51.2*12 4 19 1=1-5 0 19 6*2 0*

2 К 262*10 407*30 317*20 271*10 364*30 279*30

ев а § 2 24ч 172±27* 406±1б 351470 324460 554*50* 376*70

г н с 72 ч 179*20* 370±40 200*20* 221*30 284±30 253*45

с £ я( и К 80*10 155±10 110±15 156*20 240*20 153*30

X =1 Я 24 ч 166*20* 223*25* 230*36* 235*23* 240*29 279*45*

СП 72 ч 338*50* 572*95* 450*40* 377*33* 633*113* 752*110*

X -л в! и и К 126.0±10 0 170.0±20.0 1600*20.0 215 0±30 0 240 0*20 0 220 0*30 0

л о. р 24 ч 76.0*15.0* 168 0±19.0 159 0*16.0 112.7*13.7* 210 0*31 0 224.0*15 0

о 72 ч 183 7*38.8 515.9*84.5* 474.0*80 0* 319 5*39 4 516.6+62 8* 507 0*20 0*

Примечание: * - Р<0.05 по сравнению с контролем в своей возрастной группе.

У зрелых крыс через сутки после иммобилизации было обнаружено увеличение активности глицил-!,-лейциндипептидазы в эпителиальном слое тощей и подвздошной кишки в 2 и 1 5 раза соответственно (Р<0.05). Также было обнаружено увеличение активности фермента в 1 5-2 раза в стромальном и мышечно-серозном слоях тощей кишки (Р<0.05) и в 1.8 раза в мышечно-серозном слое подвздошной кишки (Р<"0.05). Самые значительные изменения активности фермента имели место через 72 часа после прекращения иммобилизации Так. увеличение активности фермента в 2 - 5 раз было обнаружено во всех слоях тощей и подвздошной кишки (табл.2) У старых крыс через сутки после иммобилизации можно было отметить снижение

уровня активности дипептидазы в эпителиальном слое как тощей, так и подвздошной кишки, в 1.6 и 1.9 раз соответственно (Р<0.05). Спустя трое суток наблюдалось увеличение активности фермента в 2-3 раза в субэпителиапьных слоях тощей и подвздошной кишки (Р<0 05). Таким образом, активность глипил-Ь-лейциндипептидазы по-разному менялась у трех возрастных групп крыс через 24 и 72 ч после иммобилизации.

Через 24 ч у молодых животных наблюдалось снижение активности фермента в эпителиальном слое тощей кишки, у зрелых - увеличение активности практически во всех слоях тонкой кишки, у старых - снижение активности фермента в эпителиальном слое обоих отде юв тонкой кишки Через 72 ч после прекращения действия стресс-фактора у молодых животных наблюдалось снижение активности фермента, наиболее выраженное в эпителиальном и мьппечно-серозном слоях тощей кишки, у зрелых - увеличение активности фермента во всех слоях тонкой кишки, а у старых - рост активности фермента в субэпителиальных слоях тонкой кишки По нашим данным также через сутки после иммобилизационного стресса наблюдалось значительное снижение содержания белка в каждом из слоев обоих отделов тонкой кишки у зрелых крыс. Причем надо отметить, что спустя трое суток после прекращения действия стрессирующего фактора это снижение бьио выражено в еще большей степени. У молодых животных через одни сутки после прекращения действия стресса снижение уровня белка имело место в мышечно-серозном слое тощей кишки и в эпителиальном и мышечно-серозном слоях подвздошной кишки. Через трое суток после иммобилизационного стресса имело место полное восстановление содержания белка У старых крыс не бьио обнаружено изменения в содержании белка во всех трех слоях по всей длине тонкой кишки.

Акт ивность ферментов в эпителиальном, стромальном и мышечно-серозном слоях гонкой кишки у крыс разных возрастных групп после белковой депривации

Масса тела после белковой депривации у зрелых животных снизилась - на 33 %, у молодых и старых не изменялась по сравнению с массой у контрольных животных После белкового голодания у молодых животных активность сахаразы в эпителиальном слое тощей и подвздошной кишки возрастала в среднем в 2 раза, у зрелых - в 2-6.4 раза, у старых - в 4.7-6 3 рай по сравнению с активностью соответствующего слоя у контрольных крыс (Р<0 05) Увеличение активности фермента, вероятно, связано с тем, что в безбелковой диете повышен углеводный компонент (табл.3).

Необходимо отметить, что наибольшая активность аминопептидазы М наблюдалась в эпителиальном слое обоих отделов тонкой кишки у всех возрастных групп, получавших контрольную или безбелковую диеты. Активность фермента постэпителиальных слоев также была достаточно высока. На долю эпителиального слоя приходилось около 60 %, стромального - 20 %. мышечно-серозного - 20 % от суммарной активности всех слоев, принятой за 100 %

Существенных изменений в распределении активности фермента между слоями тонкой кишки у контрольных и опытных крыс не происходило У молодых крыс, получавших безбелковую диету, активность аминопептидазы М существенно не изменялась по сравнению с активностью у контрольных крыс. У зрелых опытных крыс в эпителиальном слое как тощей, гак и подвздошной кишки было обнаружено увеличение активности фермента в 2 5 и 2 раза соответственно, а в стромальном слое подвздошной кишки - в 2 раза по отношению к активности у контрольных крыс (Р<0 05) Существенное увеличение активности фермента наблюдалось в каждом слое тощей и подвздошной кишки у старых крыс, получавших безбелковую диету Так, активность аминопептидазы М в эпителиальном и стромальном слоях тощей и подвздошной кишки выросла по отношению к активности у контрольных животных примерно в 4 раза, а в мышечно-серозном слое - в 2 6 раз (Р<0 05)

В наших исследованиях было обнаружено, что безбелковая диета вызывала увеличение активности аминопептидазы М в эпителиальном слое тощей и подвздошной киппси у зрелых и старых животных, а у старых крыс наблюдалось также существенное увеличение ее активности в субэпителиальных слоях.

Белковое голодание приводило также к значительным изменениям активности преимущественно цитозольного фермента глицил-L-лейцин дипептидазы в тонкой кишке крыс разного возраста Высокий уровень активности глшил-Ь-лейциндипептидазы наблюдался не только в эпителиальном слое, но и в стромальном и мышечно-серозном слоях тощей и подвздошной кишки у крыс всех возрастных групп, получавших контрольную и безбелковую диеты (табл 3) У старых животных видно, что на долю эпителиального слоя в среднем приходилось не более 30 % активности, тогда как на долю субэпителиальных слоев - около 40 % от суммарной активности всех слоев У молодых крыс активность фермента в слоях обоих епделов тонкой кишки практически не изменялась после белковой депривации. У зрелых крыс, получавших безбелковую диету, активность дипептидазы повышалась в эпителиальном слое тощей и подвздошной кишки в 1.7 и 1.9 раза (Р<0 05), в стромальном слое подвздошной в 1 7 раза (Р<0.05), а в мышечно-серозном слое изменений активности фермента не было У старых животных активпость глицил-Ь-лейциндипептидазы увеличивалась в каждом из слоев обоих отделов тонкой кишки в 3.7-7 6 раз по сравнению с активностью фермента у крыс, получавших полноценный рацион (Р<0.05) У молодых крыс, получавших контрольную диету, фермент распределялся равномерно между тощей и подвздошной кишкой в каждом из слоев После нахождения на безбелковой диете было обнаружено, что в эпителиальном слое подвздошной кишки уровень активности ппщил-Ь-лейциндипептидазы в 2 2 раза выше, чем в тощей

Таблица 3

Активность сахаразы, аминопептидазы М, глицил-Ь-лейпипдипептидазы (мкмоль/мин на г белка) в эпителиальном (Э), стромальном (С) и мышечпо-серозпом (М) слоях тощей и подвздошной кишки молодых, зрелых и старых крыс, получавших контрольную (К) и

безбелковую (ББ) диеты

Г* X Группа Тонкая кишка

2 О. 4> е живот- слои тощей кишки слои подвздошной кишки

ных Диета Э С М э С М

Молодые К 66.0+4.0 0 0 33.0+7 0 0 0

ББ 142.7±30 7* 0 0 61 6+7 0* 0 0

& ге с. Зрелые К 38 0+9.0 0 0 40.0+8 0 0 0

ж я и ББ 246.0440.0* 0 0 89.0+7.0« 0 0

Старые К 21.6+1.6 0 0 11.0+2.0 0 0

ББ 102.0+17.0* 0 0 70.0+6.0* 0 0

Молодые К 15 0+2.0 16 0+2 0 16 0+3 0 52 0+7.0 21 0+2 0 21 0+2 0

5 л ББ 66 0+10 0 14 0±2 5 15 3+3.3 72.4+9.5 23.0+5.0 23 7+4 0

8 г н зрелые К 60 0+12 0 19±3 0 15 0+3 0 710+15 0 19 0+2 0 18 0+2 0

и П О ББ 157 0±9 0* 27 0±2 0 18 0±3 0 139 0+6 0* 40 0+2 0* 18 0+3 0

г < старые К 23 0+3 0 9 0+1 0 8.0+1 0 20 0+2 0 90+10 9 0+2 0

ББ 95.0+15.0* 41 0+7 0* 21 0±5 0* 80 0+10.0* 39 0±3 0* 24 0+4.0*

е- Молодые К 234+39 346+44 388+49 315+31 375+50 466+49

с X ББ 165+11 278+39 244+40 377+74 340+20 378+70

зрелые К 236+30 276±35 269+46 282+41 353+57 485+61

IV ч и ББ 404+20* 391*50 287+27 554±20* 603+78* 519+90

=; старые К 93±10 150+16 161+22 80+9 142+17 156+32

и ББ 548+105* 759*121* 600+110* 614+48* 695+58* 583+75*

11римечание: * - Р<0.05 по сравнению с контролем в своей возрастной группе

В субэпителиальных слоях подвздошной кишки можно отметить лишь тенденцию к увеличению активности дипептидазы по отношению к соответствующим слоям тощей кишки У зрелых крыс контрольной и опытной групп активность фермента в эпителиальном и сгромальном слоях подвздошной кишки была несколько выше, а в мышечно-серозном в 1 8 раза превышала таковую в этих же слоях тощей кишки У старых животных мы не наблюдали различий в распределении дипептидазы между слоями тощей и подвздошной кишки. Обращает на себя внимание более высокое содержание белка (в 2-3 раза) во всех слоях тощей и подвзцошной кишки у старых крыс контрольной группы по сравнению с молодыми и зрелыми животными, получавшими также контрольную диету.

После белкового голодания было обнаружено резкое снижение количества белка в различных слоях тонкой кишки, более выраженное у старых крыс Так, у молодых животных в эпителиальном и стромальном слоях тощей и подвздошной кишки, а также в мышечно-серозном слое тощей кишки наблюдалось снижение количества белка в среднем на 40-50 % по отношению к контрольным крысам У зрелых опытных крыс также наблюдалось снижение содержания белка в каждом из слоев тонкой кишки в среднем на 30-40 % У старых крыс, получавших безбелковую диету, содержание бежа снижалось в эпителиальном и стромальном слоях тощей и подвздошной кишки более чем на 70 %, а в мышечно-серозном слое обоих отделов тонкой кишки - на 60% по сравнению с количеством белка у контрольных крыс.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных исследований показано, что активность ферментов пептидазного пула (на примере аминопептидазы М и глицил-Ь-лейциндипептидазы) неодинакова в различных слоях тонкой кишки у крыс разных возрастных групп. Кроме того, различна чувствительность ферментных систем слоев к стрессорному воздействию, в том числе к белковой депривации. Повышение пептидгидролазной активности в субэпителиальных слоях юнкой кишки является следствием адаптационно-компенсаторных перестроек в организме животных.

Полученные данные расширяют гипотезу, выдвинутую академиком А.М.Уголевым о существовании постэпи1елиального энзиматического барьера в тонкой кишке. Наши данные продемонстрировали, что совершенное и надежное выполнение функций физиологического барьера структурами тонкой кишки достигается, во многом, благодаря взаимодействию ферментных систем эпителиального, стромалыюю и мышечно-серозною слоев и в большой ^ мере зависит от возрастных особенностей организма.

ВЫВОДЫ

1 Обнаружена активность ферментов, осуществляющих гидролиз белков и пептидов (аминопептидаза М и глицил-Ь-лейцин дипептидаза), не только в эпителиальном слое, что было известно ранее, но и в стромальном и мышечно-серозном слоях тонкой кишки у крыс Вистар разных возрастных групп (молодые, зрелые, старые). Показано, что сахараза присутствует только в эпителиальном слое тонкой кишки, что позволило использовать ее в качестве маркера для оценки чистоты разделения этих слоев

2 Активность аминопептидазы М в эпителиальном слое тощей и подвздошной кишки значительно выше у молодых (в 2.7 раза, Р<0.05) и старых (в 1.7 раза, Р<0.05) животных по сравнению со зрелыми. В стромальном и мышечно-серозном слоях активность фермента составляла

10-20 % от суммарной активности всех слоев. В подвздошной кишке у молодых животных она была выше (в 2 раза, Р<0 05), чем у зрелых Более высокий уровень активности глицил-Т -1ейциндипептидазы у молодых животных по сравнению со зрелыми и старыми продемонстрирован не только в эпителиальном слое тошей и подвздошной кишки, но также в стромальном и мышечно-серозном слоях

3 Иммобилизация в течение 3 ч вызывала у зрелых животных увеличение активности аминопептидазы М в субэпителиальных слоях тошей (в 2 раза, Р<0 05) и подвздошной (в 3 раза. Р<0 05) кишки через трое суток, а глицил-Ь-лейциндипептидазы - в каждом из слоев обоих отделов тонкой кишки через одни (в 1.5 - 2 раза, Р<0.05) и трое (в 2 - 5 раз, Р<Ю.05) су гок после прекращения действия стрессорного фактора. У старых крыс активность аминопептидазы М снижалась (на 40-50 %, Р<0 05) в каждом из слоев обоих отделов тонкой кишки спуоя сутки и полностью восстанавливалась до уровня активности у контрольных крыс через трое суток после стрессорного воздействия Активность дипептидазы уменьшалась (почти в 2 раза, Р<0 05) в эпителиальном слое тощей и подвздошной кишки через сутки, но существенно увеличивалась (в 2-3 раза, Р<0 05) в субэпителиальных слоях через трое суток после действия иммобилизационного стресса Реакция ферментных систем слоев тонкой кишки молодых животных была менее выраженной по сравнению со зрелыми и старыми

4 В условиях 10-суточной белковой депривации наблюдалось увеличение активности аминопептидазы М (в 2.5 - 4 раза, Р<0.05) и глицил-Ь-лейциндипептидазы (в 4 - 8 раз, Р<0 05) у оарых крыс во всех слоях тощей и подвздошной кишки. У зрелых животных реакция пептидгидролаз была менее выражена, а у молодых - отсутствовала.

5 Полученные данные свидетельствуют, что энзиматический барьер тонкой кишки включает ферментные системы не только эпителиального слоя, но и субэпителналъных (стромального и мышечно-сероэного) слоев, что подтверждается их неоднозначной реакцией на стрессорньте

во ¡действия Благодаря этому увеличивается мощность кишечного энзиматического барьера и затрудняется проникновение во внутреннюю среду веществ белковой и пешидной природы, обладающих гормональной и антигенной активностью

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1 Невмывак Ю В Возрастные особенности энзиматического барьера тонкой кишки крыс И XVII Всероссийский съезд физиологов - Ростов-на -Дону,1998.-С. 211

2 Невмывак Ю В , Николаева М К. Пищеварительные ферменты различных слоев тонкой кишки // Материалы 52-й конференции молодых ученых и студентов. - СПб, 1998.-С 47-48

3 Невмывак Ю. В., Скопичев В.Г Активность пептидгидролаз эпителиального и постэпителиальных слоев тонкой кишки у крыс разного возраста после кратковременной иммобилизации // Всеросс. научн. конф. с межд. участием, поев. 150-летию со дня рожд. И.П Павлова. Санкт-Петербург, 15-17 сентября 1999г - СПб ,1999,-С 234.

4 Невмывак Ю В , Тимофеева Н.М. Особенности распределения пептидаз в разных слоях тонкой кишки крыс в зависимости от возраста // Журн. эволюц биохимии и физоилогии,- 1999.- Т.35.-№ 4,- С. 330-331.

5 Невмывак Ю В., Тимофеева Н.М. Активность амино- и дипептидаз эпителиального и субэпителиальных слоев тонкой кишки у крыс разного возраста после иммобилизационного стресса // Росс физиол. журн. им И.М. Сеченова - 1999 -Т85-№12-С1574-1581

6 Невмывак Ю В., Тимофеева Н М Активность пептидгидролаз эпителиального и субэпи гениальных слоев тонкой кишки крыс разного возраста после белковой депривации // Журн эволюц. биохимии и физиологии - 2002 - Т.38 -№ 3 - С 214-219

7 ТимофееваН М , Невмывак Ю В Иммобилизационный стресс изменяет функционирование ферментных систем эпителиального и субэпителиального слоев тонкой кишки у крыс разного возраста // Материалы научно-практической конференции «Приоритеты культуры и экологии в образовании»,- Ставрополь, 2003.- С. 46-47.

8 Тимофеева Н М., Дмитриева Ю В. Возрастные особенности энзиматического барьера тонкой кишки при стрессе // Современные проблемы физиологии и санокреатологии.- Кишинев, 2005 -С 202-207.

Отпечатано в типографии «Микроматикс», Санкт-Петербург, Большой пр. В. О., д.55, тел. 328-52-63 Подписано в печать 03.10.2005, тираж 100 экз., объем 0,92 усл.изд.л.

» 18 б О Í

РНБ Русский фонд

2006-4 19810

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Дмитриева, Юлия Владимировна

ВВЕДЕНИЕ.5

ГЛАВА 1. Обзор литературы.11

1.1. Общая характеристика пищеварения.

1.2. Структура слизистой оболочки тонкой кишки.i.

1.3. Энзиматический барьер тонкой кишки.,.

1.3.1. Ферменты полости тонкой кишки.•.

1.3.2. Ферменты слизи.

1.3.3. Ферменты гликокаликса.

1.3.4. Мембранные ферменты

1.3.5. Внутриклеточные ферменты.

1.3.6. Ферменты постэпителиальных слоев тонкой кишки в норме и после экстремальных воздействий.

1.4. Возрастные особенности энзиматического барьера тонкой кишки.

1.5. Влияние стресса на энзиматический барьер тонкой кишки крыс' разного возраста.:.

1.6. Возрастные особенности энзиматического барьера тонкой кишки при белковом голодании.

ГЛАВА 2. Материалы и методы .42

2.1. Экспериментальные животные и условия проведения опытов.

2.2. Методика разделения стенки тонкой кишки на эпителиальный, стромальный и мышечно-серозный слои.

2.3. Получение гомогенатов слизистой оболочки тонкой кишки и ее слоев.

2.4. Определение активности ферментов тонкой кишки и ее слоев.

2.4.1. Определение активности сахаразы.

2.4.2. Определение активности аминопептидазы М.

2.4.3. Определение активности глицил-1-лейциндипептидазы.

2.4.4. Определение содержания белка.

2.5. Определение кортикостероидов в плазме крови.

2.6. Обработка результатов экспериментов.

ГЛАВА 3. Результаты собственных исследований.53

3.1. Активность ферментов в эпителиальном, стромальном и мышечно-серозном слоях тонкой кишки у крыс различных возрастных групп.

3.1.1. Активность сахаразы в разных слоях тощей и подвздошной кишки молодых, зрелых и старых крыс.

3.1.2. Активность аминопептидазы М в разных слоях тощей и подвздошной кишки молодых, зрелых и старых крыс.,,.

3.1.3. Активность глицил-1-лейциндипептидазы в разных слоях тощей и подвздошной кишки молодых, зрелых и старых крыс

3.1.4. Содержание белка в различных слоях тощей и подвздошной кишки молодых, зрелых и старых крыс

Введение Диссертация по биологии, на тему "Возрастные особенности энзиматического барьера тонкой кишки при экстремальных воздействиях"

Актуальность проблемы. В тонкой кишке существуют многочисленные и взаимосвязанные системы защиты организма от поступления во внутреннюю среду чужеродных веществ, особенно белковой природы. Энзиматический барьер тонкой кишки представлен ферментными системами, осуществляющими последовательную деполимеризацию пищевых поли- и олигомеров до мономеров, способных к утилизации. Он состоит из ряда пространственно разделенных барьеров, образованных ферментами полости тонкой кишки, пристеночной слизи, гликокаликса, а также энтероцитов - мембранными, внутриклеточными и лизосомальными. В лаборатории физиологии питания Института физиологии им. И.П. Павлова РАН под руководством академика A.M. Уголева впервые было осуществлено препаративное разделение* стенки тонкой кишки у белых крыс линии Вистар на три слоя: эпителиальный, стромальный и мышечно-серозный, что было документировано морфологически. В этих слоях были выявлены три группы ферментов, активность которых максимальна в эпителиальном (мембранные ферменты), в стромальном (глицил-Ьлейциндипептидаза), и в мышечно-серозном слое (глицилглициндипептидаза). Это привело к обнаружению неизвестных ранее фундаментальных характеристик тонкой кишки как структуры, реализующей не только пищеварительно-транспортные (что было известно ранее), но и барьерные функции. На основании данных о распределении пищеварительных ферментов между слоями тонкой кишки A.M. Уголевым была выдвинута гипотеза о существовании наряду с эпителиальным ферментным барьером субэпителиального энзиматического барьера, осуществляемого за счет ферментов субэпителиальных слоев и повышающего надежность ч \ трансформационной системы тонкой кишки (Громова и др., 1991 (б); Уголев и др., 1992 (а); Тимофеева, 1993; Тимофеева и др., 1996 (б); Иезуитова, Тимофеева, 1996; 1999 и др.).

С возрастом существенно меняются структурно-функциональные характеристики тонкой кишки (Адапт.-комп. процессы, 1991). Доказано влияние различных стрессорных факторов на активность ферментов эпителиального слоя (Уголев, 1963, 1967, 1985, 1991; Уголев и др., 1992 (а); Тимофеева, 1995 (a);- Koldovsky, 1969; Henning, 1981; 1987). Известно, что пищеварительные ферментные систему способны к значительным перестройкам при изменении условий функционирования (голодание, иммобилизация, высокая и низкая температура и др.) (Егорова и др., 1992; Ватаева и др., 1994; Никитина и др., 1994; Тимофеева, и др., 1994; Малышев, Манухина, 1998; Кассиль и др., 2000; Timofeeva et al., 1993). Ранее было показано участие ферментов постэпителиальных слоев, особенно пептидазного пула, в ответной реакции на то или иное экстремальное воздействие (оперативные вмешательства на тонкой кишке, голодание, нитратная интоксикация) (Иезуитова и др.,' 1993; ч

Тимофеева, 1995 (а); 1996). Было продемонстрировано, что совершенное и надежное выполнение барьерных функций структурами тонкой кишки выполняется благодаря взаимодействию ферментных систем ее эпителиального и субэпителиальных слоев. Однако возрастные особенности ферментных систем субэпителиальных слоев тонкой кишки, также как и их функциональная роль при различных воздействиях (иммобилизация, белковое голодание) у животных разных возрастных групп не изучались. Изучение функций субэпителиального энзиматического барьера у животных разного возраста может быть полезным при рассмотрении многих форм патологии желудочно-кишечного

• < тракта, при которых часто нарушается проницаемость мембран щеточной каймы энтероцитов. Постэпителиальный энзиматический барьер способен выполнять в этих условиях защитную роль за счет повышения активности ферментов пептидазного пула, способных гидролизовать нерасщепленные пептиды, предотвращая их поступление в кровенрсную систему вследствие снижения мембранного гидролиза белков.

Цель и задачи исследования. Целью работы было изучение возрастных особенностей ферментных систем субэпителиального барьера тонкой кишки и их участие в адаптивных реакциях на различные стрессорные воздействия (иммобилизацию и белковую депривацию).

Были поставлены следующие задачи:

1. Выявить различия в уровне активности аминопептидазы М и глицил-1-лейциндипептидазы в эпителиальном, стромальном и мьйшечно-серозном слоях тощей и подвздошной кишки у молодых, зрелых и старых животных.

2. Сопоставить изменения активности ферментов пептидгид-ролазного пула в эпителиальном и субэпителиальных слоях тощей и подвздошной кишки спустя 24 и 72 часа после иммобилизационного стресса у животных трех возрастных групп (молодые, зрелые, старые).

3. Изучить влияние белковой депривации молодых, зрелых и старых крыс на активность пептидгидролаз (аминопептидазы М и глицил-L-лейциндипептидазы) эпителиального и субэпителиальных слоев тощей и

• • - 7 подвздошной кишки.

Научная новизна. 1. Впервые обнаружены различия в уровне активности ферментов пептидгидролазного пула на примере аминопептидазы М и глицил-1-лейциндипептидазы в субэпителиальных слоях тощей и подвздошной кишки у крыс разного возраста (молодые, зрелые, старые). Наиболее высокая активность ферментов отмечена в слоях тощей и подвздошной кишки у молодых крыс по сравнению со зрелыми и старыми животными, что, по-видимому, важно для увеличения мощности энзиматического барьера тонкой кишки у молодых неполовозрелых животных, у которых еще не завершено формирование структурных элементов тонкой кишки.

2. Впервые обнаружены изменения активности ферментов пептидгидролазного пула не только эпителиального, что было ранее известно, но также стромального и мышечно-серозного anqee тонкой кишки на стрессорное воздействие (иммобилизация в течение 3 ч). Такие реакции ферментных систем слоев тонкой кишки позволяют судить об участии субэпителиальных слоев в реализации адаптивных возможностей организма.

3. К белковой депривации оказались наиболее устойчивыми ферментные системы молодых и зрелых животных. У старых крыс в условиях белкового голодания резко увеличивалась активность ферментов пептидгидролазного пула в слоях тонкой кишки, что, по-виДимому, является способом защиты организма от. проникновения чужеродных белков, которые могут привести к патологическим последствиям.

Таким образом, нами получены новые данные, расширяющие представление об энзиматическом барьере не только эпителиального, но и субэпителиальных (стромального и мышечно-серозного) слоев тонкой кишки. Показана различная чувствительность ферментных систем пептидгидролазного пула в слоях (особенно субэпителиальных) тонкой кишки у этих групп животных при стрессорных воздействиях.

Научно-практическая ценность работы. Выяснение возрастных особенностей в распределении ферментов, особенно пептидгидролазного пула, между эпителиальным, стромальным й мышечно-серозным слоями тонкой кишки, а также их ответных реакций на стрессорные воздействия (иммобилизации, белкового голодания) важно для развития фундаментальных представлений о барьерных и адаптивных функциях тонкой кишки. Наши данные впервые позволяют приблизиться к пониманию роли энзиматического барьера разных слоев тонкой кишки при экстремальных воздействиях. С нарушением функций субэпителиального энзиматического барьера, возможно, связаны некоторые заболевания пищеварительной системы, которые сопровождаются увеличением проницаемости энзиматического барьера для белков и пептидов (болезнь Крона, малдигестия, целиакия, хирургические травмы кишечника и др.). Полученные данные могут быть полезными в разработке лечебного питания и в создании новых сбалансированных полноценных диет при патологии желудочно-кишечного тракта, особенно в детском и пожилом возрасте. Результаты работы могут быть использованы в научно-исследовательской работе и в курсах лекций по физиологии и патфизиологии.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на:

- 52-ой конференции молодых ученых и студентов СПГАВМ, посвященной 190-летию высшего ветеринарного образования в России и 100-летию со дня организации первого научно-производственного учреждения в Петербурге, 1998г.;

- Всероссийской научной конференции, с международным участием, посвященной 150-летию со дня рождения акад. И.П. Павлова, Санкт-Петербург, 1999г.;

- Научно-практической конференции «Приоритеты культуры и экологии в образовании», Ставрополь, 2003 г.

Восьмом международном конгрессе «Парентеральное и энтеральное питание», Москва, 2004 г.;

Публикация результатов исследования. Основные материалы диссертации опубликованы в 8 научных работах (из них 4 статьи). '

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 182 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора

Заключение Диссертация по теме "Физиология", Дмитриева, Юлия Владимировна

156 ВЫВОДЫ

1. Обнаружена активность ферментов, осуществляющих гидролиз белков и пептидов (аминопептидаза М и глицил-Ьлейциндипептидаза), не только в эпителиальном слое, что было известно ранее, но и в стромальном и мышечно-серозном слоях тонкой кишки у крыс линии Вистар разных возрастных групп (молодые, зрелые, старые). Показано, что сахараза присутствует только в эпителиальном слое тонкой кищки, что позволило использовать ее в качестве маркера для оценки чистоты разделения этих слоев.

2. Активность аминопептидазы М в эпителиальном слое тощей и подвздошной кишки значительно выше у молодых (в 2.7 раза, Р<0.05) и старых (в 1.7 раза, Р<0.05) животных по сравнению со зрелыми. В стромальном и мышечно-серозном слоях активность фермента составляла 10-20 % от суммарной активности всех слоев. В подвздошной кишке у молодых животных она была выше (в 2 раза, Р<0.05), чем у зрелых.

Более высокий уровень активности глицил-Ьлейциндипептйдазы у молодых животных по сравнению со зрелыми и старыми продемонстрирован не только в эпителиальном слое тощей и подвздошной кишки, но также в стромальном и мышечно-сёрозном слоях.

3. Иммобилизация в течение 3 ч. вызывала у зрелых животных увеличение активности аминопептидазы М в субэпителиальных слоях тощей (в 2 раза, Р<0.05) и подвздошной (в 3 раза, Р<0.05) кишки через трое суток, а глицил-Ь-лейциндипептидазы - в каждом из слоев обоих отделов тонкой кишки через одни (в 1.5-2 раза, Р<0.05) и трое (в 2 - 5 раз, Р<0.05) суток после прекращения действия стрессорного фактора. t

- 4

У старых крыс активность аминопептидазы М снижалась (на 40-50 %,

S . •!

Р<0.05) в каждом из слоев обоих отделов тонкой кишки спустя сутки и полностью восстанавливалась до уровня активности у контрольных крыс через трое суток после стрессорного воздействия. Активность дипептидазы уменьшалась (почти в 2 раза, Р<0.05) в эпителиальном слое тощей и подвздошной кишки через сутки, но существенно увеличивалась I в 2-3 раза, Р<0.05) в субэпителиальных слоях через трое суток после действия иммобилизационного стресса. Реакция ферментных систем слоев тонкой кишки молодых животных была менее выраженной по сравнению со зрелыми и старыми.

4. В условиях 10-суточной белковой депривации наблюдалось увеличение активности аминопептидазы М (в 2.5 - 4 раза, Р<0.05) и глицил-1-лейциндипептидазы (в. 4 - 8 раз, Р<0.05). у старых крыс во всех слоях тощей и подвздошной кишки. У зрелых животных реакция пептидгидролаз была менее выражена, а у молодых - отсутствовала.

5. Полученные данные свидетельствуют, что энзиматический барьер тонкой кишки включает ферментные системы не только эпителиального слоя, но и субэпителиальных (стромального и мышечно-серозного) слоев, что подтверждается их неоднозначной реакцией на стрессорные воздействия. Благодаря этому увеличивается мощность кишечного энзиматического барьера и затрудняется проникновение во внутреннюю среду веществ белковой и пептидной природы, обладающих гормональной и антигенной активностью. i

ОБЩЕЕ ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Несколько лет назад A.M. Уголевым была выдвинута гипотеза о существовании энзиматического барьера в тонкой кишке (Уголев, 1985; 1991; Уголев и др., 1992(a)). Было осуществлено определение активности различных пищеварительных ферментов в каждом из слоев тонкой кишки и обнаружено, что активность максимальна либо в эпителиальном слое (мембранные ферменты), либо в стромальном (глицил-L-лейциндипептидаза), либо в мышечно-серозном , (глицилглицин-дипептидаза). Это привело к обнаружению неизвестных ранее фундаментальных характеристик тонкой кишки, как структуры, реализующей не только пищеварительно-транспортные, но и барьерные функции. На основании данных о распределении пищеварительных ферментов между слоями тонкой кишки, A.M. Уголев выдвинул гипотезу о существовании наряду с комплексом ферментов энтероцитов, образующих эпителиальный , ферментный барьер, постэпителиального (субэпителиального) ферментного барьера, в значительной степени повышающего надежность трансформационной системы тонкой кишки. Суть ее заключается в том, что ферментные системы не только эпителиального слоя тонкой кишки, что было известно и ранее, но и ее субэпителиальных (стромального и мышечно-серозного) слоев, выполняют функцию барьера, препятствующего проникновению веществ белковой и пептидной природы во внутреннюю среду организма (Громова и др., 1991(6)). Эта гипотеза нашла подтверждение в последующих экспериментальных исследованиях кишечных ферментов в различных слоях тонкой кишки при экстремальных воздействиях (оперативные вмешательства на тонкой кишке, иммобилизационный стресс, голодание, возобновление кормления и т.д.) (Фурдуй, 1986; Громова и др., 1991(a); Егорова и др., 1992; Уголев и др., 1992(а, б); Тимофеева, Иезуитова, 1993; i

Никитина, и др., 1994; Тимофеева и др., 1994, 1996(a); Макнелли, 1998; Ludden et al., 2002; Debray et al., 2003; Menard, 2004;).

Однако возрастные особенности распределения пищеварительных ферментов между эпителиальным, стромальным и мышечно-серозными слоями тонкой кишки при различных воздействиях на организм остались неясными. Это послужило поводом для исследования этих процессов у животных различных возрастных групп (молодые, зрелые и старые).

Известно, что с возрастом существенно меняются структурно-функциональные характеристики тонкой кишки. При переходе от молочного питания к дефинитивному у большинства млекопитающих происходят изменения ферментного спектра тонкой кишки, что связано с необходимостью ассимиляции новых и важных компонентов пищи (Никитина и др. 1990; Рахимов, 1991; Tsuboi et al., 1985; Freund etal., 1991; Sklan et al., 2003). Старение организма также сопровождается значительными изменениями ферментативных свойств слизистой оболочки тонкой кишки (Уголев и др., 1992(6); Тимофеева, 1995 (б); Невмывак, Тимофеева, 1999 (a); Jang et al., 2000).

Нами обнаружено, что у крыс разного возраста существуют различия в уровне активности : пептидаз в разных слоях тонкой i кишки. Продемонстрировано, что активность аминопептидазы М максимальна в эпителиальном слое у крыс всех возрастных групп, что согласуется с ранее полученными данными (Уголев и др., 1992(a)). При этом важно отметить, что активность ферментов в эпителиальном слое как тощей, так и подвздошной кишки значительно выше у молодых и старых крыс, чем у крыс зрелого возраста. В стромальном слое также обнаружена высокая активность аминопептидазы М, которая в тощей кишке у крыс всех возрастных групп практически одинакова, а в подвздошной кишке почти в два раза выше у молодых, чем у зрелых и старых животных.

Нами обнаружены также существенные различия между активностью глицил-Ьлейциндипепти^азы в разных слоях тощей и подвздошной кишки у животных различных возрастных групп. Наиболее высокая активность фермента наблюдалась в каждом из слоев тощей и подвздошной кишки у молодых крыс. У зрелых и старых крыс активность дипептидазы в эпителиальном слое обоих отделов тонкой кишки была существенно ниже, чем у молодых животных. Следует отметить, что ранее также было показано снижение активности этого фермента на поверхности слизистой оболочки тонкой кишки при старении (Уголев и др., 1992(6)). Более высокая активность глицил-Ь-лейциндипептидазы была также обнаружена в стромальном и мышечно-серозном слоях тощей и подвздошной кишки у молодых крыс по сравнению со зрелыми и старыми. У молодых животных активность дипептидазы в слоях тонкой кишки распределена? более равномерно вдоль кишки, в то время как у крыс зрелого и старого возраста имело место ее преобладание в каждом из слоев подвздошной кишки. У молодых крыс отмечена более высокая активность ферментов в слоях проксимального и дистального отделов тонкой кишки: аминопептидазы М в эпителиальном слое, а глицил-Ьлейциндипептидазы во всех слоях (эпителиальном, стромальном и мышечно-серозном).

Активность сахаразы, которую мы определяли в качестве маркера чистоты разделения слоев тонкой кишки (фермент присутствует только в эпителиальном слое), также выше в эпителиальном слое тощей и подвздошной кишки у молодых животных по сравнению со зреЬыми и старыми.

По-видимому, обнаружение более высокого уровня ферментативных активностей в слоях тонкой кишки у молодых неполовозрелых животных можно объяснить тем, что у них еще не завершено формирование структурных элементов этого органа. В связи с этим более высокие уровни пептидазных активностей не только в эпителиальном, но и субэпителиальных слоях тонкой кишки, по-видимому, особенно важны в качестве барьера для предотвращения проникновения во внутреннюю среду организма белков и пептидов.

В то же время хорошо известно, что при старении сокращается время полного обновления кишечного эпителия, происходит нарушение процессов дифференциации клеток кишечного эпителия (Мищенко, 1975;

Зарипов и др., 1983; Мазо и др.,1989; Уголев и др., 1992(6); Метельский, i

2004; Penzes, 1974). Показано, что гипертрофия слизистой оболочки оставшихся после резекции отделов тонкой кишки у молодых животных выражена сильнее, чем у старых. Напротив, атрофия слизистой оболочки в нефункционирующих участках кишечной трубки (после их изоляции) была выше у старых животных, чем у молодых. (Уголев и др., 1992(6)).

По-видимому, способность тонкой кишки к гомеостазису, т.е. поддержанию постоянства структуры и функции независимо от повышения или понижения функциональной нагрузки при старении организма ослабевает. Эту точку зрения прддерживают и наши данные о возрастных особенностях распределения ферментов пептидазного пула между<слоями тонкой кишки. Вероятно, возможности энзиматического барьера тонкой кишки с возрастом снижаются.

В настоящее время накоплен обширный материал о влиянии различных стресс-факторов (голодания, иммобилизации, высокой и низких температур и т.д.) на ферментативные и транспортные функции тонкой кишки (Уголев, 1972; 1985; Егорова и др., 1992; Уголев и др., 1992(6); Ватаева и др., 1994; Никитина и др., 1994; Тимофеева, 1995 (б); Малышев, Манухина, 1998; Кассиль и др., 2000; Henning, 1985; 1987; Lebenthal, Young, 1986; Timofeeva et al., 1993; Vataeva et al., 1998; Hannelore; Daniel, 2000; Gonzaler et al., 2001; Kroesen et al., 2002; Kushak et al., гоог^исюеп et al., 2002; Iji et al., 2003; Susbilla et al., 2003)/

Стресс характеризуется общим адаптационным синдромом, i состоящим из неспецифически обусловленных изменений в физиологических системах организма при действии чрезвычайных раздражителей, так называемых стрессоров. По существу стресс представляет собой биологический феномен адаптации и защиты. Стрессорная реакция сопровождается сложными взаимодействиями различных систем организма, в том числе и пищеварительной системы. Особое место занимает нейроэндокринная реакция, вызывающая усиление секреции передней доли гипофиза, а затем и коры надпочечников. При исследовании пищеварительных функций тонкой кишки под влиянием различных стрессорных воздействий обнаружено ослабление мембранного гидролиза пептидов и дисахаридов (Уголев, 1972; Никитина и др., 1994). Кроме того, было показано изменение распределения пептидаз между слоями тощей и подвздошной кишки у крыс-самцов Спрэг-Доули после иммобилизации на фоне голода (Никитина и др., 1994). Однако неизвестна реакция ферментов пептидазного пула различных слоев тонкой кишки, особенно стромального и мышечно-серозного, у крыс разных* возрастных групп (молодые, зрелые, старые) на стрессорные воздействия. Выяснение этого вопроса важно с «учетом гипотезы A.M. Уголева о постэпителиальном энзиматическом барьере тонкой кишки, выполняющем защитную роль на пути проникновения во внутреннюю среду организма чужеродных субстанций. Нами в качестве стрессирующего фактора была выбрана иммобилизация животных с последующим определением активности ферментов эпителиального, стромального и мышечно-серозного слоев тощей и подвздошной кишки у крыс разного возраста через 24 и 72 ч после стрессорного воздействия.

Следует отметить, что ранее было показано, что сразу после прекращения стрессорного воздёйствия обнаружить изменения актйвности ферментов, реализующих мембранное пищеварение, не удается

Никитина и др., 1994). Вероятно, ответная реакция ферментов на воздействие стрессора формируется позднее, когда уже происходит смена популяции энтероцитов. Поэтому мы определяли активность ферментов спустя одни и трое суток после прекращения иммобилизации. i

Наиболее чувствительными к стрессорному воздействию оказались ферментные системы слоев тощей и подвздошной кишки молодых крыс. У молодых животных после действия иммобилизационного стресса наблюдалось существенное снижение активности сахаразы в эпителиальном слое тощей и подвздошной кишки в оба срока исследования. Также можно отметить снижение активности аминопептидазы М спустя 3 суток, а глицил-Ьлейциндипептидазы в оба срока исследования в эпителиальном слое тощей кишки. Эти данные согласуются с ранее полученными результатами (Тимофеева, 1995 (б)). В субэпителиальных слоях тонкой кишки у молодых крыс существенных изменений активности пептидаз не было обнаружено.

В наших опытах у зрелых крыс после действия стресс-факторов было обнаружено увеличение активности ферментов пептидазного пула как в эпителиальном, так и в субэпителиальных слоях. Так, активность аминопептидазы М увеличивалась в стромальном и мышечно-серозном слоях тощей и подвздошной кишки спустя трое суток после прекращения действия иммобилизации. Можно отметить существенное увеличение активности глицил-1-лейциндипептидазы в каждом из слоев тбщей и подвздошной кишки в оба срока исследования. Причем, увеличение активности было наиболее значительным спустя трое суток после прекращения иммобилизации. Активность сахаразы также возрастала в эпителиальном слое обоих отделах тонкой кишки зрелых животных через 72 ч после действия стрессирующего фактора.

При иммобилизации старых крыс имело место снижение активности всех исследованных ферментов в каждом из слоев тонкой кишки спустя одни сутки после прекращения стрессорного воздействия. Через трое суток активность сахаразы и аминопептидазы М восстанавливалась до контрольных величин, ' в то время как активность глмцил-1-лейциндипептидазы в стромальном и мышечно-серозном слоях тощей и подвздошной кишки превышала ее уровень у.контрольных животных.

Таким образом, нами обнаружены существенные Изменения после стресса активности ферментов пептидазного пула не только в эпителиальном слое, что было показано ранее и другими авторами, но также в стромальном и мышечно-серозном слоях, что продемонстрировано впервые. Реакции ферментов слоев тощей и подвздошной кишки на стрессорное воздействие у крыс разного возраста были неидентичными.

Известно, что при стрессе происходит усиление активации перекисного окисления липидов! Образующиеся при этом в значительном количестве гидроперекиси и свободные радикалы разрушают мембраны клеток, в том числе, очевидно, и клеток кишечного эпителия (энтероцитов) V

Горизонтов и др., 1983; Панин, 1983).

Не исключено, что в этих условиях превалирует парацеллюлярный транспорт нутриентов, что способствует проникновению нерасщепленных пептидов во внутреннюю среду организма. Это наблюдается при гиперосмотических состояниях в желудочно-кишечном тракте (Gardner, 1988). При стрессе возможно также снижение лизосомального протеолиза вследствие разрушения лизосомальных мембран (Pantzar et аЦ 1993). Кроме того, известно, что при стрессе происходит срочная мобилизация лимфоидных клеток, обладающих пептидазной активностью, и их расселение по органам и тканям для обеспечения подготовки организма к ответу на любое нарушение гомеостаза. На лимфоидную ткань в тонкой кишке приходится примерно 25% от ее массы (Уголев, 1991; Rothkotter et al., 1994). Ранее при изучении пищеварительных функций тонкой кишки после стрессорных воздействий были обнаружены значительные изменения синтеза и деградации энтеральных ферментов, реализующих мембранное пищеварение, а также их транслокации на поверхность мембран щеточной каймы энтероцитов (Уголев, 1972).

Стресс, как правило, сопровождается усилением катаболизма белков, приводящих к отрицательному азотистому балансу. Вполне вероятно, что лежащий в основе патогенеза стрессорной реакции сдвиг азотистого баланса в сторону катаболизма может быть вызван не только усилением секреции глюкокортикоидов и .увеличением интенсивности дезаминирования эндогенных аминокислот, но также и'' недостаточным поступлением аминокислот вследствие снижения уровня мембранного гидролиза белков. Мы также уже через сутки после прекращения стрессорного воздействия наблюдали значительное снижение содержания белка в каждом из слоев обоих отделов тонкой кишки у зрелых крыс, которое нарастало через трое суток. У молодых крыс снижение уровня белка имело место лишь в мышечно-серозном слое тощей кишки и в эпителиальном и мышечно-серозном слоях подвздошной, причел)! через

- г 1 трое суток после прекращения иммобилизации имело место 'полное восстановление содержания белка. В мышечно-серозном слое тощей кишки оно также возрастало, но не достигало уровня контрольных животных. Обращает на себя внимание тот факт, что содержание белка в каждом из слоев тощей и подвздошной кишки было, как правило, меньше у стрессированных животных всех возрастных групп, но из-за разброса величин стандартной ошибки снижение белка не всегда было достоверным.

Ранее было высказано предположение, что увеличение активности •; * ' » пептидаз в субэпителиальных слоях тонкой кишки можно рассматривать с как защитную адаптационно - компенсаторную реакцию на возможное наличие в субэпителиальном пространстве нерасщепленных низкомолекулярных пептидов вследствие усиления катаболизма белков и поступления образованных пептидных субстратов через поврежденные мембраны клеток кишечного эпителия во внутреннюю среду (Уголев и др., 1992 (а); Тимофеева, 1995 (б)).

Реакция ферментных систем эпителиального, стромального и мышечно-серозного слоев тонкой кишки у молодых животных на стрессорное воздействие была иной, чем у зрелых и старых. Возможно, у молодых животных происходит нарушение соотношения скоростей синтеза и деградации ферментов в слоях тонкой кишки при стрессорных воздействиях. Это указывает на то, что ферментные системы тонкой кишки молодых крыс менее способны к защитным адаптационным реакциям на стрессорное воздействие. По-видимому, это обусловлено незрелостью структурных элементов тонкой кишки у молодых неполовозрелых животных.

Таким образом, нами обнаружены новые факты о роли ферментных систем, особенно пептидазного пула, субэпителиальных слоев тонкой кишки у животных разного возраста (молодые, зрелые, старые), за счет которых в ряде случаев увеличивается адаптируемость ее в целом, что способствует лучшей защищенности организма от проникновения

I , чужеродных субстратов, особенно белковой природы (зрелые и старые крысы). У молодых животных наблюдается другая картина. При этом могут развиваться патологические реакции, связанные с нарушением I проницаемости кишечного барьера для белков и пептидов, а также снижением уровня пептидазных активностей. Кроме того, эти данные расширяют наши представления о пищеварительно-барьерных функциях тонкой кишки в онтогенезе.

Из анализа данных литературы и данных, полученных нами в этой работе, можно прийти к заключению, что активность ферментов пептидазного пула неодинакова в различных слоях тонкой кишки у крыс разного возраста. Кроме того, различна чувствительность ферментных систем тонкой кишки к стрессорным воздействиям, в том числе к белковому голоданию (Тимофеева и др., 1994; Невмывак, Скопичев, 1999; Невмывак, Тимофеева, 1999 (б);,2002).

В качестве экстремального воздействия на организм; была использована белковая депривация с применением безбелковой диеты, на которой крысы трех возрастных групп (молодые, зрелые, старые) содержались в течение 10 суток. Была изучена возрастная динамика активности пептидгидролаз в эпителиальном и субэпителиальных слоях тонкой кишки у исследуемых групп крыс в условиях белковой депривации.

Для жизнедеятельности любого организма и его устойчивости к воздействиям окружающей среды особое значение имеют белки пищи. Известно, что белки необходимы для построения клеточных структур, они обладают гормональной, ферментативной, транспортной активностью и многими другими функциями. Недостаток белка в пище сопровождается значительными изменениями обмена веществ (Wildman et al., 2000).

Исходя из теории субстратного регулирования, следовало ожидать снижения активности пептидгидролаз, так как известно, что ферментативная активность меняется специфически в ответ на изменение состава пищи. Ограничение субстрата или его отсутствие сопровождается снижением синтеза соответствующего ферментного белка. Белковая депривация приводит также к снижению скорости синтеза РНК и обновления белков клетки, включая энтероциты (Спирин, 1984; Адапт.комп. процессы, 1991; Тимофеева и др., 2000(а, б); Тимофеева и др., 2003 а, б); Ferraris et al., 1992; Gangopadhya et al., 2002; Panx et al., 2002).

Белковое голодание привело к увеличению активности сахаразы в эпителиальном слое тощей и подвздошной кишки у крыс всех возрастных групп. Это объясняется тем, что в безбелковой диете существенно повышен углеводный компонент (крахмал) по сравнению с контрольной диетой. Образующаяся в результате гидролиза крахмала в значительных количествах мальтоза индуцирует синтез ферментного комплекса сахараза-изомальтаза.

В нашей работе мы часто не наблюдали уменьшения активности пептидгидролаз в ответ на снижение в пище специфического субстрата белка), в то время как ранее такая реакция этих ферментов была обнаружена (Тимофеева и др., 1994; Тимофеева, 2000; Тимофеева и др.,

2003 (б)). Как правило, не наблюдалось изменений активности обеих пептидгидролаз в обоих отделах тонкой кишки молодых крыс. Активность аминопептидазы М в эпителиальном слое тощей и подвздошной кишки несколько превышала таковую у контрольных животных.

У зрелых животных, получавших безбелковую диету, в эпителиальном слое тощей и подвздошной кишки, а также в стромальном слое подвздошной было обнаружено увеличение (в 1.5 - 2 раза) активности аминопептидазы М и глицил-1-лейциндипептидазы по сравнению с крысами, получавшими полноценное питание.

В отличие, от этих групп животных у старых крыс наблюдалось значительно большее увеличение (в 4-7 раз) ферментативной активности пептидгидролаз во всех слоях тонкой кишки после белкового голодания по сравнению с молодыми и зрелыми животными. Важно отметить, что в нашей работе после белкового голодания имело место существенное снижение содержания белка в каждом из слоев тонкой кишки, особенно выраженное у старых крыс. При этом у старых крыс наблюдалось и большее увеличение удельной активности аминопептидазы М и глицил-Lлейциндипептидазы во всех слоях тонкой кишки после белкового голодания по сравнению со зрелыми и молодыми животными. * i По-видимоМу, повышение пептидгидролазной активности в слоях тонкой кишки после белкового голодания, скорее всего, следует рассматривать как адаптивно - защитную реакцию организма в ответ на образование значительного количества низкомолекулярных пептидов вследствие катаболизма белков в энтероцитах. Более устойчивыми к действию белковой депривации оказались молодые и зрелые животные. Вероятно, у старых крыс в условиях белкового голодания увеличивается проницаемость мембран клеток кишечного эпителия и межклеточных соединений, что способствует большему проникновению пептидов во внутреннюю среду организма. Однако организм реагирует на это повышением активности пептидгидролаз и этим самым защищается от проникновения биологически активных веществ, которые могут приводить к нежелательным последствиям. Тем более известно, что при старении происходит неуклонное нарастание инволютивных процессов в слизистой оболочке различных отделов желудочно-кишечного тракта, что обусловлено, вероятно, изменением темпов регенерации (Валенкевич, Уголев, 1982; Анисимов, 2000; Тимофеева и др., 2004 (а, б); Friedrichsen et al., 2001). При этом развиваются дистрофические и атрофические процессы, которые могут привести к нарушению проницаемости клеток кишечного эпителия и проникновению нерасщепленных пептидных субстратов в субэпителиальное пространство.

Таким образом, полученные нами результаты подтверждают гипотезу, выдвинутую академиком A.M. Уголевым, о существовании постэпителиального энзиматического барьера в тонкой кишке! Наши данные продемонстрировали, что совершенное и надежное выполнение функций физиологического барьера структурами тонкой кишки достигается, во многом благодаря взаимодействию ферментных систем эпителиального, стромального и мышечно-серозного слоев, которое в большой мере зависит от возрастных особенностей организма.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Дмитриева, Юлия Владимировна, Санкт-Петербург

1. Адаптационно-компенсаторные процессы: На примере мембранного гидролиза и транспорта / Уголев A.M., Груздков А.А., Гусев В.М., Егорова В.В. и др.;- Л.: Наука,1991.-286 с.

2. Анисимов В.Н. Современные представления о природе старения // Успехи совр. биологии.-2000.-Т.120.- № 2.- С:146-164.

3. Антонов В.К. Химия протеолиза.- М.: Наука, 1983.-160 с.

4. Балашов Ю.Г. Флюориметрический микрометод определения кортикостероидов; сравнение с другими методами // Физиол. журн. СССР.-1990.-Т.76.- №2.-С.280-283.

5. Барабой В.А." и др. Перекисное окисление и стресс / Бараб<эй В.А., Брехман И.И., Голотин В.Г., и др.-СПб.,1992.- 148 с.

6. Валенкевич Л.Н., Уголев A.M. Пищеварительная система // Биология старения. Руководство по физиологии. Л., 1982.-С.343-369.

7. Валенкевич Л.Н. Пищеварительная система человека при старении.- Л.: Наука, 1984.- 224с.

8. Валенкевич Л.Н. Гастроэнтерология в гериатрии.- Л.: Медицину,1987.-240 с. <

9. Величковский Б.Т. Патогенетическое обоснование медицинских и социальных приоритетов улучшения здоровья населения России // Успехи совр. 6иологии.-2004.-Т.124.- № 2.-С.99-108.

10. Вундер П.А. и др. Стрессорные реакции и роль полг! в их осуществлении / П.А.Вундер, Е.В. Андронов, Т.А. Андронова // Успехи совр. биологии.- 1999.-Т.119.- № 4.-С.335-344.

11. Гаврилов Л.А., Гаврилова Н.С. Биология продолжительности жизни.-М.: Наука, 1991,- 280 с.

12. Гальперин Ю.М., Лазарев П.И. Пищеварение и гомеостаз.- М.: Наука, 1986.-304 с.•; * i- , ч

13. Горизонтов П.Д. и др. Стресс и система крови / П.Д. Горизонтов, О.И. Белоусова, М.И. Федотова,- М.: Медицина, 1983.- 128 с.

14. Громова Л.В. и др. Гидролазы мукозного, субмукозного и мышечного слоев тонкой кишки и их функции / Л.В. Громова, С.А. Гусев, В.В. Егорова и др.// Физиол. журн. СССР.-1991 .-Т.77.- № 11 .-С.82-93.(а)

15. Громова Л.В. и др. Ферментативно-транспортные системы эпителиальных клеток, стромы и мышечно-серозного слоя тонкой кишки крыс / J1.В. Громова, С.А, Гусев, В.В. Егорова, и др. // ДАН СССР.-1991.-Т.317.- № 5.-С.1254-1257.(6) '

16. Зарипов Б.З. и др. Гипоплазия и гиперплазия слизистой оболочки в разных отделах тонкой кишки при различных функциональных нагрузках / Б.З. Зарипов, А.И. Маматахунов, A.M. Уголев // ДАН СССР,- 1983:<-Т.273.-№6.-С. 1500-1504.v

17. Иезуитова Н;Н. и др. Академик A.M. Уголев. Развитие научный идей / Н.Н. Иезуитова, Н.М. Тимофеева, К.В. Смирнов II РАН, Физиолог, общество, Успехи физиолог.наук,- 1993.-T.24.-C.3-24.I

18. Иезуитова Н.Н., Тимофеева Н.М. Развитие представлений об ассимиляции пищи // Физиол. журн. им. И.М.Сеченова.- 1996.-№ З.-С. 5-18.

19. Иезуитова Н.Н., Тимофеева Н.М. Пищеварение у человека и высших животных// Природа.-1999.-№ 8.-С.142-149.

20. Кассиль В.Г. и др. Активность пищеварительных ферментов у крыс в разные сроки отнятых от лактирующих самок до и после стресса / В.Г. Кассиль, В.В. Егорова, А.А. Никитина // Журн. эволюц. биохимии и физиологии.-2000.-Т.36.-С.304-309. f

21. Комиссарчик Я.Ю., Уголев A.M. Ультраструктура и возможное функциональное значение гликокаликса микроворсинок кишечных клеток // ДАН СССР.-1970.-Т.194.-С.731-733.

22. Конопля Е.Ф. и др. Гормоны и старение: мембранные механизмы гормональной регуляции / Е.Ф. Конопля, Г.Г. Гацко, А.А. Милютин.-Минск,1991.- 208 с.

23. Коштоянц Х.С. Основы сравнительной физиологии. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1950.-Т.1.-524 с.

24. Кремер Ю.Н. Биохимия белкового питания. Рига, 1965.-247 с.

25. Кулик В.П., Шалыгина Н.Б. Морфология тонкой кишки // Физиология всасывания.-Л.: Наука, 1977.-С.5-66.

26. Кушак Р.И. Пищеварительно-транспортная система энтероцитов.- Рига: Зинатне.1983.-304 с. f f

27. Мазо В.К. и др. Всасывание белковых макромолекул в желудочно-кишечном тракте взрослых млекопитающих/ В.К. Мазо, И.А. Морозов, Л.Н. Ширина // Успехи физиол. наук.- 1989.-Т. 20.- № 3.-С.65-85.'

28. Макнелли Питер Р. Секреты гастроэнтерологии,- М.-Спб.: Бином, Невский диалект, 1998.-1023 с.

29. Малышев И.Ю., Манухина Е.Б. Стресс, адаптация и оксид азота // Биохимия.- 1998.- Т.63.- № 7.-С.992-1006.

30. Меерсон Ф.З: Адаптация, стресс и профилактика. М.: Наука,1981.-145■ ■<с.

31. Мищенко В.П. Гормональная индукция и адаптация к высокобелковой диете систем транспорта ароматических аминокислот в кишечнике белых крыс разного возраста II Молекул, и физиол. механизмы возрастного развития.-Киев,1975.-С.210-215. ,

32. Морозов И.А. и др. Всасывание и секреция в, тонкой кишке (субмикроскопические аспекты) / Морозов И .А., Лысиков Ю.А., Питран В.В.-М.: Наука, 1988.-226 с.

33. Невмывак Ю.В., Тимофеева Н.М. Особенности распределения пептидаз в разных слоях тонкой кишки крыс в зависимости от возраста //

34. Журн. эволюц. биохимии й физоилогии.- 1999,- Т.35.-№ 4.- С.330-331. (а)• • . •/

35. Невмывак Ю. В., Тимофеева Н.М. Активность амино- и дипептидаз эпителиального и субэпителиальных слоев тонкой кишки' у крыс разного возраста после иммобилизационного стресса // Росс, физиол. журн. им. И.М. Сеченова.-1999.-Т.85.- № 12.-С.1574-1581. (б)

36. Невмывак Ю. В., Тимофеева Н.М. Активность пептидгидролаз эпителиального и субэпителиальных слоев тонкой кишки крыс разного возраста после белковой депривации // Журн. эволюц. биохимии и физиологии.-2002.-Т.38.-№ 3.-С.214-219.ч

37. Никитина А.А. и др. Функциональная топография пищеварительных ферментов в желудочно-кишечном тракте и' непищеварительных органахIпечень, почка) в онтогенезе у крыс и влияние некоторых индуцирующих агентов/А.А. Никитина, В.В. Егорова, Н.Н.,

38. Иезуитова, Н.М. Тимофеева и др. // Журн. эволюц. биохимии и физиологии.-1990.- Т. 26.- № 2.- С.273-276.

39. Панин Л.Е. Биохимические механизмы стресса.- Новосибирск: Наука, 1983.- 87 с.

40. Пархон К.И. Возрастная биология.- Бухарест: Меридианы, 1960.-348 с.

41. Пренатальный стресс и нейроэндокринная патология / А.Г. Резников, В.П. Пишак, Н.Д. Носенко, С.С. Ткачук, В.Ф. Мыслицкий.- Черновцы: Медакадем1я, 2004.- 351 с.

42. Рахимов К.Р., Демидова А.И. Углеводы и механизмы их усвоения.-Ташкент,1986.- 1,30 с. ;

43. Рахимов К.Р., Демидова А.И. Ферменты начального и заключительного этапов переваривания углеводов в онтогенезе млекопитающих // Успехи соврем, биологии,- 1987.- Т.104,- вып.1( 4).-С.22-35.

44. Рахимов К.Р. Механизмы усвоения лактазы в онтогенезе человека и животных.-Ташкент, 1991.-136 с.

45. Рафф Г. Секреты физиологии,- М.-СПб.: Бином, Невский диалект, 2001.-448 с. !i

46. Сапин М.Р. Иммунные структуры пищеварительной системы: функциональная анатомия.- М.: Наука, 1987.-220 с.

47. Селье Г. Очерки адаптационного синдрома.- М.: Медицина,1960.- 245 с.

48. Смирнов К.В., Уголев A.M. Космическая гастроэнтерология.- М.,1987.-277 с.

49. Спирин А.С. Структура рибосом и биосинтез белка.- Пущино: АН) СССР, 1984.-187 с.I

50. Тигранян Р.А. Гормонально-метаболический статус организма при экстремальных воздействиях.- М.: Наука, 1990.-288 с.

51. Тимофеева Н.М. Роль пептидаз в ассимиляции белков // Физиол. журн. им. И.М. Сеченова.-1993.-Т.81, № 6.-С.1-18.

52. Тимофеева Н.М. Современный уровень развития концепции И.П. Павлова о пищеварении //Физиол. журн. им. И.М. Сеченова.-1995.-Т.81.-№ 11.-С.112-124.(а)

53. Тимофеева Н.М. Матурация кишечных пищеварительных ферментов в онтогенезе//Физиол. журн. им. И.М.Сеченова.-1995.-Т.81.- № 7.-С.1-16.(б)

54. Тимофеева Н.М. Пищеварительно-барьерные функции ферментных систем тонкой кишки в норме и при патологии // Вестник Росс. Акад. Мед наук./ М.:Медицина, 1996.-С.37-41.

55. Тимофеева Н.М. Гидролазы тонкой кишки // Росс. журн. гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии.-1998.- № 1.-С.41-47.

56. Тимофеева Н.М. Метаболическое / пищевое программирование ферментных систем тонкой кишки потомства // Росс, физиол. журн. им. И.М. Сеченова.-2000.-Т.86.- № 11.-С.1531-1538.

57. Тимофеева Н.М. и др. Радиальное и проксимо-дистальное распределение гидролитических ферментов в тонкой кишке в покое и при пищеварении / Н.М. Тимофеева, В.В. Егорова, В.А. Цветкова и др. // Физиол. журн. СССР.- 1987.-Т.73.-С.960—969.

58. Тимофеева Н.М., Иезуитова Н.Н. Ферментный барьер тонкой кишки при некоторых формах экспериментальных потологических состояний II Междунар. Мед. Обзоры.- 1993.-Т.1.- № 5.-С.425-437. ,

59. Тимофеева Н.М., Гордова Л.А. Характеристика свойств некоторых мембранных и цитозольных пептидаз энтероцитов разных видов животных //Журн. эвол. боихимии и физиологии.-1994.-Т.ЗО.- №1.-G.23-28. <

60. Тимофеева Н.М. и др. Ферментные системы эпителиального и субэпителиальных слоев тонкой кишки крыс после транспозиции ее отделов / Н.М. Тимофеева, Л.А. Гордова, В.В. Егорова, и др. // Физиол. журн. им. И.М. Сеченова.-1996.-Т.82.- № 3.-С.36-45.(б)

61. Тимофеева' Н.М. и др. Пищевое программирование ферментных- ~ <систем пищеварительных и непищеварительных органов у крыс / Н.М. Тимофеева, В.В. Егорова, А.А. Никитина II ДАН.-2000.-Т.375.- № 5.-С.700-702. (а)

62. Тимофеева Н.М. и др. Современные представления о всасывании моносахаридов, аминокислот и пептидов в тонкой кишке млекопитающих / Н.М. Тимофеева, Н.Н. Иезуитова, Л.В. Громова //Успехи физиол. наук.-2000.-Т.31№ 4.-С.24-37.(б)

63. Тимофеева и др. Питание в раннем онтогенезе программирует ферментные системы пищеварительных органов / Н.М. Тимофеева, В.В. Егорова, А.А. Никитина.//ДАН.-2003.- Т.390.- № 6.-0.844-846.(6)

64. Уголев A.M. О Существовании пристеночного (контактного)пищеварения // Бюлл. эксперимент, биологии и медицины.-1960.-Т.49,- №•/ " i1.-С.12-17.

65. Уголев A.M. Пристеночное (контактное) пищеварение.- М.-Л.: Наука, 1963.-170 с.

66. Уголев A.M. Физиология и патология пристеночного (контактного) пищеварения. Л.: Наука, 1967.-230 с.

67. Уголев A.M. Мембранное пищеварение: полисубстрэтные процессы, организация и регуляция.- Л: Наука, 1972.-358 с.

68. Уголев A.M. Эволюция пищеварения и принципы эволюции функций: элементы современного функционализма. Л.: Наука, 1985.-544 с.

69. Уголев А. М. Мембранный гидролиз и транспорт: новые данные и гипотезы. Л.: Наука, 1986.-240 с. »

70. Уголев A.M. Теория адекватного питания и трофология. СПб,1991.-271 с.

71. Уголев A.M., Иезуитова Н.Н. Определение активности инвертазы и других дисахаридаз // Исследование пищеварительного аппарата у человека.-Л.: Наука, 1969.-С.192-196.

72. Уголев А. Мм Тимофеева Н.М. Определение пептидазной активности // Исследование пищеварительного аппарата у человека.- Л.: Наука', 1969.-С.178-181.

73. Уголев A.M. и др. Физиология мембранного (пристеночного) пищеварения / A.M. Уголев Н.Н. Иезуитова, Н.М. Тимофеева // Физиология пищеварения.-Л.: Наука, 1974.-С.542-570.

74. Уголев А.М. и др. Функциональная топография ферментативных и транспортных процессов в тонкой кишке: руководство по физиологии / A.M. Уголев, Н.М. Тимофеева, Н.Н. Иезуитова и др.-Л.: Наука, 1977.-С.524-565.

75. Уголев A.M. и др. Распределение адсорбированных и собственно кишечных ферментов между клетками слизистой тонкой к^шки и отделенным от нее гликокаликсом / A.M. Уголев, Е.М.Паршков, В.В. Егорова и др. II ДАН СССР.-1978.-Т.241.- № 2.-С.491-495. ,

76. Уголев A.M. и др. Энзиматический барьер тонкой кишки / A.M. Уголев, Н.Н. Иезуитова. Н.М. Тимофеева // Физиол. журн. им. И.М.Сеченова.-1992.-Т.78, №8.-С.1-18.(а)

77. Уголев A.M. и др. Ферментативно-транспортные характеристики тонкой кишки при старении / A.M. Уголев, В.В. Егорова. Н.Н. Иезуитова. Н.М. Тимофеева // Физиол. журн. им И.М.Сеченова.-1992.-Т.78.- № 9А С. 29-37.(6)I

78. Филаретова Л.П., Филаретов А.А. Влияние больших доз кортикостероидов на язвообразование желудка: новая гипотеза // Физиол. журн. им. И.М.Сеченова.- 1992.-Т.78.- № 10.-С.77-82.

79. Фролькис В.В. Старение, онтогенез и периоды возрастного развития // Успехи совр. биологии.-1998.- Т.118.- вып. 4.- С.441 -448.j>I

80. Фурдуй Ф.И. Физиологические механизмы стресса и адаптации при остром действии стресс-факторов.- Кишинев, 1986.-240 с.

81. Цветкова В.А., Уголев A.M. Характеристика ферментативных свойств щеточной каймы энтероцитов различных животных и ее участие в мембранном пищеварении белков, жиров и углеводов // Физиол. журн. СССР.-1982.-Т.68.-С.433-445.• - , ч

82. ЭЗ.Цыперович А.С., Авдеев В.Г. Дипептидазы // Успехи биол. химии.-1978.-Т.19.-С.61-81.

83. Шмидт Г., Тевс М. Физиология человека.- М.: Мир, 1996.-Т.З.-С.770-778.

84. Albert V., Young G. Differentiation status of rat enterocytes after intestinal adaptation to jejunal bypass // Gut. -1992. -Vol.33. -№ 12. -P. 1638-1643.

85. Allen A. Mucus-a protective secretion of complexity// Trends Biochem. Sci. -1983.- Vol. 8.-P. 169-173. ' ' ;

86. Alpers D. H. Digestion and absorption of carbohydrate^ and proteins // Physiology of the gastrointestinal tract / Ed. L. R. Johnson New York.-1987.-Vol.2.- P.1469-1487.

87. Asp N.-G. et. al. Distribution of disaccharidases, alkaline phosphatse and intracellular enzymes along the human small intestine / N.-G. Asp, E. Gudmand-Hoyer, B. Andersen, N.-O. Berg // Scand. J. Gastroenterol.- 1975.-Vol. 10.-№ 16.- P.' 647-651! ?1.4

88. Bennett H.S. Morphological aspects of extracellular polysaccharidases // J. Hictochem. Cytochem.- 1963.- №11.- P.14-23.

89. Bjarmason I. Intestinal Permeability//Gut.-1994.- № 1.- P.18-22.

90. Blair D.G.R., Tuba J. Rat intestinal sucrase. 1.Intestinal distribution and reaction kinetics // Canad. J. Biochem. and Physiol.-1963.-Vol.4l.- № 4.- P.905-916. ;

91. Booth C.C. Effect of location along the small intestine, in absorption of nutrients // Handbook of physiology Sec. 6. Alimentary canal. Vol.3. Intestinal absorption / Sec. Ed. C. F. Code. Washington: Amer. Physiol. Soc.- 1968. -P.1513-1527.

92. Brannon P.M. Adaptation on the exocrine pancreas to diet-// Annu. Rev. Nutr.- 1990.- № 10.-P. 85-105.

93. Brawley L. Glycine rectifies vascular dysfunction induced by dietary protein imbalance during pregnancy//J. Phisiol.- 2003.-Vol. 554.- P. 497-504.

94. Buddington R.K., Malo C. Postnatal development of nutrient transport in the intestine of dogs // Am. J. Vet. Res.- 2003.- Vol.64.- P. 635-645.

95. Burke T. et. al. Synthesis and intracellular processing of aminooligopeptidase by human intestine / T. Burke, M. Lloyd. V.Lorenzsonn //

96. Gastroenterol.-1988.-Vol. 94.- P.1426-1431.• i

97. Danielsen E. M. et. al. Biosynthesis of microvillar proteins / E.M. Dajnielsen, G.M. Cowell, O. Noren II Biochem.J.- 1984. Vol. 221.- P.1-14.

98. Das H., Radhakrishnan A. N. Glycyl-L-leucine hydrolase, a versative " master" dipeptidase from monkey small intestine II Biochem. J. 1973.-Vol.135.- P.609-615.

99. De Laery P. Die Membrane verdauung der strarke. 2. der Einfluss von mucinen auf die Membran verdauung der starke // Die Nahrung. 1966. -Bd 10.-hf 8.-S.649-653.

100. Dib R. et. al. Profile of disaccharidase activity and sodium- dependent glucose transport in the brush border membrane along human small intestine / R. Dib, A.J.W.Sim, K. Broadbent// Gut.- 1996.-Vol.38.-sup.1.-P.1-19.• "i * >

101. Doe W. F. The intestinal immune system // Gut.-1989.- Vol. 30.- lP. 16791685.i

102. Dowling R. H. Small bowel adaptation and its regulation // Scand. J. Gastroenterol.- 1982.-Vol. 17 ( sup. 74).- P.53-74.

103. Erickson R.H., Kim Y.S. Digestion and absorption of dietary protein // Ann. Rew. Med.: Selec. Top. Clin. Sci.- 1990.-Vol. 41.- P.133-139.

104. Erickson R.H. et.al. Rat intestinal angiotensin-converting enzyme purifiation, properties expression and function / R.H. Erickson, J. Suzuki, A. Seldmayer // Am. J. Physiol.- 1992.-Vol.263 № 4.- P. 9466-9473.7 V

105. Esposito G. et.al. Age-related changes in the rat intestinal transport of D-glucose, sodium and water / G. Esposito, A. Faelli, M. Tosco // Am. J. Physiol-1985.- Vol.249.- № 3.- Pt I.- P.328-334.

106. Ewe K. et. al. Intestinal permeability studies in humans / K. Ewe, R. Wanitschke, M. Staritz // Pharm. of intestinal .permeation. Vol. 2 / Ed. T. Z. Csaky. Berlin etc.- 1984.-P. 535-571. s

107. Farr W. et. al. Vergleichende и^егэисЬипдёп zur BestimmCing der■/

108. Aminosaurearylamidase in serum / W. Farr, N. Rehfeld, D. Reicheit, R. Hlaschen //Z. Med. Labortechnik.- 1968.- Bd.9.- P.78-86.

109. Feracci H., Maroux S. Rabbit intestinal aminopeptidase N. Purification and molecular properties // Biochim. Biophys. Acta.- 1980.- Vol.599.- P.448-463.

110. Ferguson A. Immunology // Scientific basis of gastroenterology / Eds H. L. Duthie, K.G. Wormsley. Edinburgh etc.- 1979.- P.49-70.

111. Ferraris R.P. et. al. Regulation of brush-border enzyme activities and enterocyte migration rates in mouse small intestine / R.P. Ferraris, S.A. Villenas, J. Diamond // Amer. J. Physiol.- 1992.-Vol. 262.- Pt 1.- № 6.- P. 1047-1059.

112. Forstner G.G., Forstner J. F. Structure and function of gastrointestinal mucus // Molecular and cellular basis of digestion / Ed.P. Desifaelle. Amsterdam etc.- 1986.- P. 125-143.

113. Freund J.-N. et. al. Lactase expression is controlled differently in the jejunum and ileum during development in rats / J.-N. Freund, I. Duluc, F. Raul // Gastroenterology.-1991.- Vol. 100.-P. 388-394.

114. Friedrich M. Aspekte der mucosalen Verdauung und Absorption von peptiden im Dunn darm: Dr. Sc. Nat. Diss. Berlin.-1980.-238 s. <

115. Gangopadhyay A. et. al. Regulation of oligopeptide transport (pept-1) in experimental diabetes / A. Gangopadhyay, M. Thamotharan, S. A. Adibi // Am. J. Phisiol. Gastrointest. Liver Physiol.- 2002.- Vol. 283.- № 1.- P. 133-138.

116. Gardner M.L. G. Intestinal assimilation of intact peptides and proteins from the diet-a neglected field ? // Biol. Rev.- 1984.- Vol. 59.- Р.28Й-331.ч

117. Gardner M.L.G. Gastrointestinal absorption of intact proteins // Ahn. Rev. Nutr.- 1988.- Vol. 8.- P.329-350.I

118. Gonzaler M. et. al. Dietary effects of marine food intake on intestinal and hepatic enzyme activities in rats / M. Gonzaler, B. Caride, A. Lamas // Int. J. Vitam. Nutr.Res.- 2001.-Vol.71.- № 2.- P.128-132.

119. Groneberg D. A.et al. Intestinal peptide transport: ex vivo uptake studiesand localization of peptide carrier PEPT 1/ D.A. Groneberg, F. Doring, P.R.•; " i Eynott // Am. J. Physiol, and Gastrointest. Liver Physiol.- 2001.- Vol. 281.1. P.697-704.

120. Guan D. et.al. Protein digestion of human and rat small intestine: role of. new neutral endopeptidases / D. Guan, M. Yoshioka, R. Erickson // Am. J. Phisiol.- 1988.-Vol. 255.- P.212-220.

121. Hannelore D. Nutrient transport er function studied in heterologous expression systems // Ann. of the N.Y. Academy of Sci.- 2000.- Vol.915.- P.570-578. •• x

122. Henning S.J. Postnatal development: coordination of feeding, digestion and metabolism//Amer. J. Physiol.-1981.-Vol.241.- № 3.- P. G199-G214.

123. Henning S. J. Functional development of the gastrointestinal tract // Phisiology of the gastrointestinal tract / Ed. L. R. Johnson, N.Y.: Raven Press. -1987.- 1987.-Vol.1.- P.285-300.

124. Henning S. J. et. al. Ontogeny of the intestinal mucosa / S. J. Henning, D. C. Rubin, Shulman R.J. // Phisiology of the gastrointestinal tract: 3 ed.- N.Y.: Raven Press.- 1994.-P.571-610. '

125. Herzog В., Frey В. In vitro peptidase activity of rat mucosa cellfractions against glutamine containing dipeptide // Nutr. Biochemistry.- 1996.- Vol.7 -P. 135-140. ' i•(

126. Hirst B.H. Dietary regulation of intestinal carries // Proc. Nutr. Soc.- 1993.-Vol. 52.-P.315-324.

127. Hollander D. The Intestinal Permeability Barrier// Scand. J. Gastroenterol-1992.-Vol. 27.- P. 721-726.

128. Ihara T.,Tsujikawa T. Regulation of PEPT 1 peptide transporter expression in the rat small intestine under malnourished conditions //Digestion.- 2000.1. Vol.61.- P.59-67.' ' ?i.

129. Iji P.A. et. al. Development of the digestive tract in the ostrich / P.A. Iji, J. G. Walt, T.S. Brand // Arch Tierernahr.- 2003.- Vol.57.- № 3.- P.217-228.

130. Ito S. The enteric surface coat on cat intestinal microvilli // J/Cell biol. -1965.-Vol. 27.- P.475-491.

131. Ito S. Structure and function of the glycocalyx // Federat. Proc.- 1969.- Vol. 28.- P.12-25.

132. Ito S. Form and function of the glycocalyx of free cell surface // Phil. Trans. Roy. Soc. London.- 1974.- Vol. В 268. P. 55-66.

133. Jang I. et. al. Influence of age on duodenal brush border membrane and specific activities of brush border membrane enzymes in Wistar rats /1. Jang, K. Sung, S. Cho // Exp. Anim.- 2000.-Vol.49.- № 4.-P.281-287.

134. Jankowski J. A. et. al. Maintenance of normal intestinal mucosa: function, structure and adaptation / J. A. Jankowski, R.A. Goodlad, N.A. Wright // Gut.-1994.- sup.1.- S.1-4.

135. Jennings J. B. Feeding, digestion and assimilation in animals.- 2nd ed. London.Basingstoke: Macmiilian Press. 1972. - 244 p.

136. Jiri Pacha Development of intestinal transport function in mammals II USA, Phisiol. Rev.- 2000.-Vol.80.- № 4.- P.1633-1667.

137. Kagnoff M.F. Immunology of the digestive system // Phisiology of the gastrointestinal tract / Ed. L. R. Johnson. N.Y.- 1987.- Vol. 2.- P. 1699-1728.

138. Kendall K. et. al. Development of jejunoileal differences of activity of lactase.sucrase and acid B-galactosidase in isografts of fetal rat intestine / K. Kendall, J. Sumawan, O. Koldovsky //Biol. Neonate.- 1979 Vol. 36.-= P.206-214. ■ i

139. Kenny A.S., Maroux S. Topology of microvillar membrane hydrolases of kidney and intestine // Phisiol. Rev.- 1982.- Vol. 62.- P.91-128.

140. Kim Y.S., Brophy E. Rat intestinal brush border peptidases. I. solubilization, purification and physiological properties of two different forms of the enzyme // J. Biol. Chem.- 1976.-Vol.251.-P.3199-3205.

141. Kim Y.S. Intestinal mucosal hydrolysis of proteins and peptides //'Peptide transport and hydrolysis. Ciba Found. Symp.50.- Amsterdam etc.-197^.-p151-171.

142. Koldovsky О. Development of the functions of the small intdfstine in mammals and man.-Basel; New York; Karger, 1969.- 204 p.

143. Kroesen A.s. et. al. Impairment of epithelial transport but not barrier function in idiopathic pouchitis after ulcerative colitis/ A.S. Kroesen, M. Stokmann, M.Ransco // Gut.- 2002.-Vol.50.- № 6.- P.821-826.

144. Kushak R.L. et. al. Pancreatic and intestinal enzyme activities in rats in response to balanced and unbalanced plant diets / R.L. Kushak, C. Drapeau, H.Winter // Plant Foods hum.Nutr.-' 2002.-Vol.57.- P.245-255. '4

145. Lebenthal L.E., Young C.M. Effects of intrauterine and postnatal malnutrition on the ontogeny of gut function // Progress on food and nutrition sci.-1986.-Vol.10.- P.315-335.

146. Lee V.H. Membrane transporters // Eur. J. Pharm.Sci.- 2000.-sup.2.-P.41- " i50.

147. Lewis Simon A et. al. Modulation of epithelial permeability by extracellular macromolecules / Simon A. Lewis, Jamie R. Berg, Teri J. Kleine // Am. Physiol. Society.- 1995.-Vol.75.- № 3.- P.561-589.

148. Lindberg T. et. al. Peptidases in the intestinal mucosa / T. Lindberg, O.Noren, H. Sjostrom // Ed. D.M. Matthews,Y. W. Payne.- Amsterdam etc.:ASP.- 1975.- P.268-282.

149. Lowat L.B. Age related changes in gut physiology and nutritional status 11 Gut.-1996.- Vol.38.-P.306-309.

150. Lowry O.H et. al. Proteins measurement with the Folin phenol reagent / O.H. Lowry, N.Y.Rosenbrough, A.L.Farr, R.Y. Randall // J. Biol. Chem.-1951.-Vol.193.-P.265-275.

151. Ludden P.A. et. al. Effects of oscillating dietary protein on nutrient digestibility, nitrogen metabolism, and gastrointestinal organ mass in sheep / P. A. Ludden, Tb. Wechter, B.W. Hess //J. Anim. Sci.- 2002.-Vol. 80.- № 11. -P.3021-3026.

152. Maroune K.M., Volk S.J. Distribution of activity of hydrolytic enzymes in digestive tract of rabbits // Br.J. Nutr.- 1995.- Vol.73.- P.463-469. <

153. Maroux S. et. al. The aminopeptidase from hog intestinal brush border / S. Maroux, D. Louvard, J. Baratti // Biochim. biophys acta.- 1973. Vol.321.-P.282-295.

154. Mauiri L. et. al. Pathy expression of lactase protein in adult rabbit and rat intestine / L. Mauiri, M. Rossi, V. Raia, S. D Auria et. al. // Gasroenterology.1992.- Vol. 103.- P. 1736-1746.i

155. Menard D. Functional development of the human gastrointestinal tract: hormone- and growth factor- mediated regulatory mechanism // Can.J. Gasroenterol.-2004.-Vol. 18.- № 1.- P.39-44.

156. Moog F. The differentiation and rediffenentiation of the intestinal epithelium and its brush border membrane // Development of mammalian absorptive processes.- Amsterdam etc.- 1979.-P.31-44.

157. Nielsen С. V., Brodin В. Di/tripeptide transporters as drug delivery targets: regulation of transport under physiological and patho-physiological conditions // Curr. Drug. Targets.-2003.-Vol.4.- P.373-388.

158. Pan X. et. al. Diurnal Rhythm of H+ peptide cotransporter in rat small intestine / X. Pan, T. Terada, M. Irie // Am. J. Physiol, and Gastrointestliver Physiol.-2002.-Vol. 283.-№ 1.- P;57-64. ■• • » ,4

159. Pantzar N. et. al. Regional small- intestinal permeability in vitro to different sized dextransand proteins in the rat. / N. Pantzar, B.R. Westrom, A. Kutz // Scand. J. Gastroenterol.- 1993.- Vol. 28.- № 3.- P. 205 211.

160. Penzes L. Intestinal absorption of glycine, L-alanine, L-leucine in the old rat // Exp. Gerontol.-1974.-Vol. 9(5/6).- P.259-262.

161. Peptide transport and hydrolysis // Ed. K. Elliott, V. О Connor.- Amsterdam etc: ASP.- 1977.-385 p.

162. Peptide transport in bacteria and mammalian gut // Ed. K. Elliott, M. О Connor.- Amsterdam: ASP.-1972.-161 p.

163. Rifaat M.K. et. al. An. ultrastructural study of the " extraneous coat" of Human colonic mucosa / M.K. Rifaat, O. A. Iseri, L.S. Gottlieb// Gastroenterology.- 1965,-Vol. 48.- № 5.- P.593-601.

164. Rothkotter H. S. et.;al. Lymfhoid and non-lymphoid cells; in the epithelium and lamina propria of intestinal mucosa of pig / H.S. Rothkotter, T. Kirchhoff, R. Pabst // Gut.- 1994,- Vol. 35.- № 1,1.- P. 1582-1589.

165. Rouanet J. M. et. al. Nutritional value and intestinal effects of dijbeptides and tripeptides / J. M. Rouanet, J.L.Zambonino Infante, B. Caporiccio, C. Peyoan //Ann. Nutr. Metad.- 1990.- Vol. 34.- P.175-182.

166. Rubino A. et. al. Intestinal disaccaridase activities in adult and suckling rats / A. Rubino, F. Zimbalatti, S. Auricchio // Biochim. biophys. acta.- 1964.-Vol.92.- № 2.- P. 305-311.

167. Saavedra J, M., Perman J.A. Current concepts in lactose malabsorption and intolerance // Annu. Rev. Nutr. 1989.- № 9.- P. 475-502. ?

168. Sklan D., Geyra A. Ontogeny of brush porder carbohydrate digestion and uptak in the chick // Br. J. Nutr. 2003.-Vol. 89,- P.747-753.

169. Spencer R.P. Spatial distribution of intestinal activities // Yale J. Biol. Med.-1964.-Vol. 36.-№ 4.-P. 279- 294.

170. Strober W., James S.P. The mucosal immune system Basic and Clinical1.munology // 8 th ed. Norvyal, et., Appleton and Lange.- 1994.- P. 541- 551.■) ~ i7 *

171. Susbillas P. et. al. Quantitive feed restrictionor meal-feeding of broiler chicks alfer functional development of enzymes for protein > digestion / S P. Susbilla, I. Tarvid, C.B.Gow// Br. Poult. Sci.- 2003.-Vol.44.- № 5.- P.698-709.

172. Timofeeva N.M. et.al. The enzymatic barrier of the small intestine in some forms of experimental pathology / N.M. Timofeeva, N.N. lezuitova, V.V. Egorova// International medical reviews.- 1993.- № 5.—P.425-431.

173. Tsuboi K.K. et. al. The nature of maturational decline of intestinal lactase activity / K.K. Tsuboi, L.K. Kwong, A. E. D" Harlingue.et.al. II Biochim. biophys. acta.- 1985.-Vol.840.-P. 69-78. ;

174. Ugolev A.M. Membrane (contact) digestion // Physiol. Rev.- 1965.-Vol. 45.-P.555-595.

175. Vanderhoof J.A. Effects of dietary menhaden oil on mucosal adaptation ofter small bowel resection in rat // Gastroenterology.- 1994.-Vol.106.- № 1.-P.94-99.

176. Vataeva L. et. al. Delayed effects of time of weaning and conditions of post-weaning maintenance on digestive enzymes in rats I L. Vatdeva, V.ф Egorova, V. Kassil II Ernah'rungs for schung.- 1998.- Vol. 43.- P.239-254*.

177. Walker W.A. Intestinal transport of macromolecules II Physiol, of the gastrointestinal tract / Ed. L. R. Johnson. N. Y.-1981.-Vol.2.- P.1271-1289.

178. Webb K.E. Intestinal absorption of protein hydrolysis product; a review II J. Anim. Sci.- 1990.-Vol.68.- P.3011-3022.

179. Wildman R.E.C., Medeiros D.M. Digestion and absorption // Jn.: Advanced Human nutrition Boca Raten, London, N.Y., Washington. CRS Press.-2000.-P. 59-77.f* 196. Williamson R. C. N. Intestinal adaptation: factors that influence morhology

180. Scand. J. Gastroenterol.- 1982.-Vol. 17.- sup.74.- P.21-29.1. Благодарность

181. Искренне благодарю заведующего кафедрой физиологии СПб ГАВМ, д.б.н., профессора Скопичева Валерия Григорьевича за многолетнюю поддержку при выполнении диссертационной работы.

Информация о работе

Дмитриева, Юлия Владимировна
кандидата биологических наук
Санкт-Петербург, 2005
ВАК 03.00.13

Диссертация

Возрастные особенности энзиматического барьера тонкой кишки при экстремальных воздействиях - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы