Активность нейтральных протеаз в тканях животных при зимней спячке и гипотермии
Диссертация - Биология
Другие диссертации по предмету Биология
протеазы, работающие в своем режиме и со своими субстратами.
Таким образом, в ходе пробуждения от зимней спячки в организме сусликов происходят изменения, направленные на поддержание метаболизма при данном физиологическом состоянии.
.3 Активность нейтральных протеаз в тканях крыс при гипотермии
Известно, что теплокровные животные в норме регулируют температуру своего тела в жестких пределах, в отличие от гетеротермных животных, адаптированных к изменениям температуры в широком диапазоне. При попадании в неблагоприятные условия внешней среды у гомойотермных животных возможен срыв регуляторных механизмов. Если неблагоприятное воздействие связано с низкой температурой, тогда возникает переохлаждение. Длительное и жесткое холодовое воздействие приводит к истощению энергетических резервов организма (Эмирбеков, Львова, 1985). Глубокая гипотермия является опасным для жизни гомойотермного организма состоянием и ее пролонгирование увеличивает риск летального исхода (Жегунов и др., 1993). Гипотермия снижает уровень метаболизма и таким образом уменьшает потребность в кислороде. Гипотермия имеет свой благоприятный эффект за счет снижения уровня метаболизма, но тем не менее не является нормальным физиологическим состоянием и может вести к различным неблагоприятным последствиям (Sessler, 1997).
3.3.1 Протеолитическая активность нейтральных протеаз при
гипотермии
Общая протеолитическая активность нейтральных протеаз (субстрат казеин) в тканях крыс распределена примерно также, как и у бодрствующих (летних) сусликов.
По нашим данным (табл. 3) максимальная активность нейтральных протеаз наблюдается в печени, а минимальная - в сыворотке крови. В мозгу общая активность нейтральных протеаз составляет 29.1%, в сердечной мышце - 44.8%, а в сыворотке крови - 16.8% от уровня ее активности в печени.
При умеренной гипотермии 30-33С в печени и сердечной мышце наблюдается общая тенденция к снижению активности нейтральных протеаз. Достоверное снижение активности нейтральных протеаз при глубокой гипотермии 18-20С по достижении, наблюдается во всех исследуемых тканях также, как и значительное повышение активности ферментов при пролонгировании глубокой гипотермии в течение 2-х часов.
Таблица 3 Общая активность нейтральных протеаз в тканях (мкмоль тирозина /г влажной ткани) и сыворотке крови (мкмоль тирозина /л) крыс (n=6)
ТканиКонтроль 37CГипотермия 30-33СГипотермия 18-20СПролонгирование гип.20С 2 часаГипертермия 42СИммобилизация 1 часмозг4.50.53.30.4 1.80.2 Р1<0.001 Р2<0.0018.90.4 Р1<0.001 Р2<0.0013.10.44.00.4сердце7.00.23.00.5 Р1<0.0013.40.2 Р1<0.00112.00.4 Р1<0.001 Р2<0.0013.10.6 Р1<0.0017.00.6печень15.50.512.20.6 Р1<0.018.00.7 Р1<0.001 Р2<0.00113.91.8 Р2<0.001 7.50.8 Р1<0.00111.21 Р1<0.001кровь2.60.22.00.07 1.70.2 Р1<0.013.70.3 Р1<0.01 Р2<0.0012.30.2 2.40.3
Р1 - значение достоверно относительно контроля- значение достоверно относительно предыдущего этапа гипотермии
Рассматривая каждую ткань в отдельности, можно отметить, что в мозгу (рис.9) при умеренной гипотермии 30-33С происходит незначительное снижение общей активности нейтральных протеаз.
При гипертермии 42 С снижение общей активности нейтральных протеаз в мозгу также незначительно.
Рис. 9. Динамика изменения (в % по отношению к контролю) общей активности нейтральных протеаз мозга крыс при разных температурах тела. Здесь и далее: * - достоверность различий относительно контроля
Длительная гипертермия возникает при максимальном напряжении физиологических механизмов терморегуляции (Zee, 2002). Пребывание организма в условиях гипертермического воздействия может приводить к метаболическим и функциональным изменениям, которые, в свою очередь, могут оказать негативное влияние на характер жизнедеятельности отдельных органов (Инжеваткин и др., 2000; Фрадкин и др, 2002). Однако, при кратковременном (15-20 минут) воздействии температуры: как низкой (30-33С), так и высокой (40-42С) мы предполагаем неспецифическую реакцию на стресс, а не на температурный фактор.
Анализ научной литературы показывает, что при гипотермии обновление белков тормозится несравненно резче, чем обновление веществ имеющих энергетическое значение. Так, при понижении температуры тела на каждые 10С скорость обновляемости белков мозга снижается примерно на 62% (Mortensen, Dale, 1995).
Глубокая гипотермия 18-20С приводит к снижению общей активности нейтральных протеаз мозга и оно составляет 60% относительно контроля.
Пролонгирование глубокой гипотермии 18-20С в течение 2 часов вызывает 5-кратное повышение общей активности исследуемых ферментов в мозгу относительно предыдущего этапа охлаждения. Столь значительное повышение общей активности нейтральных протеаз может быть связано с реакцией организма на длительное воздействие холодового стресса.
К группе нейтральных эндопептидаз синаптической фракции относятся металлопротеиназы, осуществляющие процессинг и деградацию таких регуляторных пептидов, как вещество Р, энкефалины, нейротензин, динорфин др.
Метаболическая деятельность ферментов мозга входит в компенсаторный механизм, функционирующий при низкой температуре тела. Молекулярные механизмы компенсации могут состоять в изменении физико-химических констант, в изменении пропорций изоферментов, приспособленных к определенной температуре (Эмирбеков и др., 1980).
Полученные нами данные, возможно, объясняются данными, установленным?/p>