Активность нейтральных протеаз в тканях животных при зимней спячке и гипотермии
Диссертация - Биология
Другие диссертации по предмету Биология
>Таким образом, полученные нами результаты относительно повышения общей активности нейтральных протеаз при пролонгировании глубокой гипотермии, возможно, коррелируют с накоплением ионов Са2+ и, соответственно, с повышением активности Са2+ - зависимой нейтральной протеазы. В связи с вышеприведенными данными значительный интерес представляет исследование Са2+ - зависимой активности нейтральных протеаз ферментов кальпаиновой системы.
.3.2 Автолитическая активность тканей мозга и печени крыс при
гипотермических состояниях
Автолитической активность нейтральных протеаз определена в мозгу и печени крыс в норме, при умеренной гипотермии 30С по достижении, при пролонгировании умеренной гипотермии 30С в течении трех часов и при пролонгировании глубокой гипотермии 20С в течении двух часов. Активность автолиза измерялась при следующих температурах инкубации: 10, 20, 30 и 37С.
Если протеолитическая активность подразумевает распад экзогенного субстрата - казеина, то в данном случае происходит распад внутриклеточных эндогенных белковых субстратов.
В мозгу контрольных (нормотермических животных) активность автолиза наиболее выражена при 30С. Охлаждение крыс до температуры тела 30С не приводит к измению автолиза в мозгу и в печени. Пролонгирование этого состояния в течение трех часов по-разному сказывается на температурной зависимости автолиза в этих тканях. Так, в мозгу температурная зависимость автолиза ниже, чем в норме, а в печени, наоборот картина температурной зависимости представлена кривой, характеризующей высокую активность автолиза при всех температурах инкубации.
Таким образом, можно говорить о тканевой специфичности атакуемости эндогенных субстратов нейтральными протеазами мозга и печени.
Результаты наших исследований показали, что в норме максимальная автолитическая активность нейтральных протеаз также, как и протеолитическая, наблюдается в печени при температуре инкубации 37С. Общим с протеолитической активностью нейтральных протеаз также является то, что при пролонгировании глубокой гипотермии 20С в течении двух часов автолитическая активность повышается как в мозгу, так и в печени крыс (в печени повышение достоверно).
Кроме того, наблюдается тканевая специфичность активности автолиза: в печени контрольных крыс автолитическая активность при 37С ниже, чем при гипотермических состояниях; в мозгу - при гипотермии 30С по достижении и при пролонгировании глубокой гипотермии активность нейтральных протеаз выше относительно контроля, а при пролонгировании умеренной гипотермии - ниже. Можно сказать, что в печени при всех состояниях, за исключением трехчасовой умеренной гипотермии 30С, в промежутке от 10 до 20С достоверных изменений нет.
Рис. Температурная зависимость автолитической активности нейтральных протеаз в печени крыс при гипотермии
При температуре инкубации 30С изменения автолитической активности также недостоверны, за исключением умеренной гипотермии в течение трех часов, где активность повышается на 28%. При температуре инкубации 37С при гипотермии 30С по достижении, активность нейтральных протеаз повышается на 41%, при пролонгировании умеренной гипотермии - на 56%, при пролонгировании глубокой гипотермии также на 56%.
Рис. Температурная зависимость автолитической активности нейтральных протеаз в мозгу крыс при гипотермии
В мозгу наблюдается совершенно иная картина. Уже при температуре инкубации 10С пролонгирование умеренной гипотермии вызывает снижение автолитической активности нейтральных протеаз на 31%, гипотермия 30С по достижении вызывает повышение. При температуре инкубации 20С автолитическая активность при всех состояниях находится на одинаково повышенном уровне относительно активности нейтральных протеаз при пролонгировании умеренной гипотермии. При 30С также нет достоверных изменений при всех этих состояниях.
Интересным является то, что характер кривых при пролонгировании умеренной гипотермии схож как в мозгу, так и в печени.
Изменение автолитической активности в тканях может быть связано либо с конформационными изменениями белковых субстратов и их атакуемостью протеиназами, либо активацией самих нейтральных протеаз.
Известно, что в белках мозга гипотермических животных наблюдаются характерные изменения в содержании амидных групп. Уже на начальных этапах гипотермии изменяется соотношение лабильного и прочносвязанного амидного азота, суммарных и водорастворимых белков мозга (Эмирбеков, Львова, 1985).
Охлаждение организма приводит к модификации белковых молекул мозга, которое выражается в изменении их аминокислотного состава и высших структурных категорий (Эмирбеков и др., 1980).
.4 Са2+ - зависимая активность нейтральных протеаз в тканях крыс
при гипотермии
Результаты исследования изменения активности Са2+ - зависимой нейтральной протеазы представлены в таблице 4. Максимальная активность ферментов кальпаиновой системы обнаруживается в сердце и составляет 52.42.7 мкМоль тирозина/мг белка (рис. 13).
Если принять контрольное значение активности кальпаинов в сердечной мышце за 100%, то в мозгу, печени и сыворотке крови она составляет 44, 62.5 и 20.6%, соответственно.
Рис. 13. Активность Са2+-зависимой нейтральной протеазы в сердечной мышце крыс при разных температурах тела. Здесь и далее: * - достоверность различий относител