Влияние возраста и физиологического состояния животных на активность ферментных систем клеток, тканей и органов 03. 03. 01 физиология 03. 01. 04 биохимия

Вид материалаАвтореферат
Таблица 13. Коэффициенты корреляции (rxy) активности Mg-АТФазы
Активность митохондрий клеток эндометрия.
Активность лизосом клеток эндометрия.
Активность АТФаз митохондрий клеток эндометрия.
Активность АТФаз лизосом клеток эндометрия.
Таблица 15. Активность ферментов эндометрия, и маточной слизи в зависимости от стадии полового цикла и локализации в матке, (n=9
Щелочная фосфатаза.
Подобный материал:
1   2   3   4

«*» - р0,05 по сравнению с аналогичными показателями в стадии уравновешивания полового цикла

«» - р0,05 по сравнению с аналогичными показателями 1-й трети рогов матки

«+» - р0,05 по сравнению с активностью Mg2+-АТФазы


Таблица 13. Коэффициенты корреляции (rxy) активности Mg2+-АТФазы

с активностями Na+,K+-; Ca2+-; HCO-3-АТФаз

АТФазы


Внутриклеточные органоиды

Ядра

Митохондрии

Лизосомы

Na+,K+-

0,92**

0,02

0,96**

Ca2+-

0,94**

0,98**

0,99**

HCO-3-

0,85**

-0,25

0,87**



Таблица 14. Коэффициенты корреляции (rxy) активности Na+,K+-АТФазы с активностями; Ca2+-; HCO-3-АТФаз и корреляции активностей Ca2+-АТФазы и HCO-3-АТФазы

АТФазы

Внутриклеточные органоиды

Ядра

Митохондрии

Лизосомы


Ca2+-

0,73**

-0,19

0,99**

HCO-3-

0,99**

0,96**

0,97**

Ca2+- к HCO-3-

0,62

-0,45

0,94**


Активность АТФаз при остром серозно-катаральном эндометрите

Активность ядер клеток эндометрия. При остром эндометрите отмечается достоверное (р0,05) снижение активности всех изучаемых АТФаз ядер клеток эндометрия во всех участках рогов матки по сравнению с аналогичными показателями у свиноматок без патологии. Так, в 1-й трети рогов матки при остром эндометрите наиболее выраженное снижение ферментативной активности отмечалось у Са2+-АТФазы, уровень активности которой снижался на 29% по сравнению с аналогичным показателем у здоровых свиноматок, а наименьшее снижение активности установлено у HCO3-АТФазы  20%. Во 2-й трети рогов матки при воспалительном процессе регистрировалось снижение ферментативной активности Mg2+- АТФазы (33%). В 3-й трети рогов активность Na+, K+-АТФазы, была ниже аналогичного показателя у здоровых свиноматок на 29%. При этом активность HCO3-АТФазы в этом участке была на 20% ниже, чем у контрольных животных.

Активность митохондрий клеток эндометрия. При остром эндометрите происходит достоверное снижение активности АТФаз митохондриальной фракции клеток эндометрия свиноматок во всех участках рога матки по сравнению с аналогичными показателями у свиноматок без патологии.

Так в 1-й трети рогов матки наименьшее снижение ферментативной активности было отмечено у Са2+-АТФазы (21%), во 2-й трети у Na+, K+-АТФазы (17%) и в 3-й трети у Mg2+-АТФазы (13%), а наибольшее снижение активности  в 1-й трети у Mg2+-; Na+, K+- и HCO3--АТФаз (26-27%), во 2-й трети рогов для HCO3--АТФазы – 29%, и в 3-й трети – для Na+, K+- и HCO3--АТФаз  28% и 27% соответственно по сравнению с аналогичными показателями у здоровых свиноматок.

Активность лизосом клеток эндометрия. При остром эндометрите отмечается достоверное снижение активности всех изучаемых АТФаз лизосом во всех участках рогов матки по сравнению с соответствующими показателями у свиноматок без патологии. Так, активность HCO3-АТФазы составляла 76,60,9, 92,61,0 и 55,51,2 нмоль Рнмг белка-1мин-1, что соответственно ниже на 36%, 39% и 43% по сравнению с этими показателями у здоровых свиноматок. Наибольшее снижения ферментативной активности установлено для Мg2+-АТФазы лизосом во всех участках рогов матки на 62-71% по сравнению с аналогичными показателями у здоровых животных.

Активность АТФаз при хроническом эндометрите.

Активность АТФаз ядер клеток эндометрия. В 1-й трети рогов матки при хроническом воспалении активность Mg2+-; Na+, K+- и Са2+-АТФаз существенно не изменялась по сравнению с аналогичными показателями у здоровых животных, за исключением HCO3- АТФазы, уровень активности которой снижался на 13%. Во 2-й трети рогов матки активность Mg2+-; Na+, K+-и HCO3- АТФаз была ниже по сравнению с аналогичными показателями у свиноматок без патологии соответственно на 4% 17% и 28%, а активность Са2+-АТФазы, напротив, была выше на 7%. В 3-й трети рогов матки отмечено достоверное увеличения активности Mg2+- и Са2+-АТФаз соответственно на 10% и 12% и уменьшения Na+, K+-и HCO3--АТФаз на 6% и 7% по сравнению с аналогичными показателями у здоровых свиноматок.

Активность АТФаз митохондрий клеток эндометрия. Активность Mg2+-; Na+, K+-и HCO3--АТФаз митохондрий клеток эндометрия свиноматок при хроническом эндометрите в 1-й и 2-й третях рогов матки была достоверно выше по сравнению с соответствующими показателями у здоровых животных. Так, в 1-й трети рогов матки ферментативная активность Mg2+-АТФазы была выше на 7%, Na+, K+- на 10%, Ca2+- на 6% и HCO3АТФазы на 7% по сравнению с этими показателями у здоровых животных, а во 2-й трети - активность Mg2+-; Na+, K+-; Ca2+- и HCO3--АТФаз была выше соответственно на 6%, 16%, 12% и 4%.

В 3-й трети рогов матки активность Na+, K+-; Ca2+- и HCO3-АТФаз наоборот, была ниже, чем у здоровых животных на 4%, 2% и 2,5%, а активность Mg2+-АТФазы на 9% выше.

Активность АТФаз лизосом клеток эндометрия. В лизосомах клеток эндометрия свиноматок при хроническом эндометрите в 1-й трети рогов матки отмечается достоверное повышения активности Mg2+-; Na+, K+-; Ca2+- и HCO3--АТФаз, соответственно на 21%, 12%, 27% и 14%, по сравнению с аналогичными показателями у здоровых животных. Во 2-й трети рогов матки активность Mg2+-; Na+, K+- и HCO3--АТФаз была выше на 15%, 64% и 22%, чем у здоровых животных, а активность Ca2+-АТФазы не имела достоверных отличий. В 3-й трети рогов матки активность Mg2+-; Na+, K+-; Ca2+- и HCO3--АТФаз была на 34%,37%, 32% и 42% выше по сравнению с активностью АТФаз лизосом эндометрии свиноматок без патологии.

Активность ферментов эндометрия.

Активность протеазВлияние рН среды на активность протеолитических ферментов в эндометрии свиноматок. Наибольшая протеолитическая активность (рис. 10) наблюдалась при рН 4,5 и составляла 55,76 мкмоль тирозинамг белка-130мин-1.

В интервале рН от 7 до 10 отмечалось несколько пиков протеолитической активности, при рН 7,41, рН 8,0, рН 8,75 и рН 10,30, что говорит о том, что в эндометрии присутствует сложный набор этих ферментов, имеющих различное происхождение и биологическую роль.




Рис. 10. Активность протеолитических ферментов эндометрия свиноматок в зависимости от рН среды инкубации.


Влияние стадий полового цикла и локализации в роге матки на активность ферментов. Исследованиями выявлены определенные закономерные, зависимые от стадии полового цикла и локализации в матке изменения ферментного профиля эндометрия (табл.15). Максимальная активность протеаз регистрировалась во время стадии торможения полового цикла, а минимальная - во время стадии уравновешивания. Вместе с тем наибольшая активность кислых протеаз независимо от стадии полового цикла отмечалась во 2-й трети рогов матки, что связано с развитой сетью артерий и большим количеством маточных желез в этой части эндометрия.

Наибольшая активность кислых фосфатаз была зарегистрирована в стадии торможения. В зависимости от места локализации высокий уровень общей и простатической кислых фосфатаз наблюдался во 2-й трети рогов матки во все стадии полового цикла.

Высокая активность щелочной фосфатазы в эндометрии и маточной слизи регистрировалась в стадии торможения, а минимальная - уравновешивания.

Активность АСТ и АЛТ имела наибольший уровень в стадии возбуждения полового цикла, что связано с усилением процессов пролиферации в эту стадию. Независимо от стадии полового цикла высокая активность АСТ и АЛТ отмечалась во 2-й трети рогов матки, что также связано с развитой сетью артерий и маточных желез.


Таблица 15. Активность ферментов эндометрия, и маточной слизи в зависимости от стадии полового цикла и локализации в матке, (n=9)

Стадия

1-я треть

2-я треть

3-я треть

Маточная слизь

Катепсины, мкмоль тирозина ·мг белка-1·мин-1

Возбуждения

2,860,04

3,610,08*

2,900,08

3,240,08*

Торможения

3,140,04

4,200,09*

3,430,05

3,290,08

Уравновешивания

1,610,07

2,140,04*

2,090,04*

4,380,06*

Общая кислая фосфатаза, ммоль·мг белка-1*мин-1

Возбуждения

13,120,41

17,300,69*

18,340,71*

15,620,98

Торможения

20,600,90

22,200,81

18,410,81

17,471,21

Уравновешивания

13,240,61

22,460,80*

20,260,86*

21,580,89*

Простатическая кислая фосфатаза, ммоль·мг белка-1·мин-1

Возбуждения

5,020,25

4,060,21

5,840,11

4,720,34

Торможения

10,62022

13,300,36

6,920,22**

5,550,27

Уравновешивания

5,480,15

6,890,23

7,100,24*

7,020,21

Щелочная фосфатаза, ммоль·мг белка-1·мин-1

Возбуждения

25,381,40

15,200,98*

22,301,59

9,500,17*

Торможения

42,603,09

49,883,38

41,723,52

24,41,14

Уравновешивания

11,040,46

9,700,25

9,570,18

12,700,52

«*» - р0,05 по сравнению с аналогичным показателем, полученными при анализе материала из 1-й трети рога матки;

«» - р0,05 по сравнению с аналогичными показателями, полученными в стадию уравновешивания полового цикла.


Активность ферментов при остром эндометрите. При остром эндометрите у свиноматок достоверно (р0,05) повышается активность катепсинов эндометрия и маточной слизи. Наиболее выраженное повышение этого показателя отмечалось во 2-й трети рогов матки, где он составлял 5,900,17 мкмоль тирозина·мг белка-1·мин-1. Наименьший прирост активности кислых протез при остром эндометрите был отмечен в 1-ой трети рога матки  2,300,08 мкмоль тирозина·мг белка-1·мин-1.

Активность общей и простатической кислой фосфатаз при остром эндометрите достоверно (р0,05) повышается во всех участках рогов матки по сравнению с аналогичным показателем у здоровых животных. Так, отмечено достоверное увеличение активности этого фермента в 1-ой трети рогов матки  в 9 раз, во 2-ой – в 11 раз и в 3-ей – в 6 раз. Активность простатической формы кислой фосфатазы при эндометрите достоверно увеличилась в 1-ой трети рогов матки в 8,4 раза, во 2-ой – в 15 раз и в 3-ей – в 5,8 раза.

При остром эндометрите отмечается достоверное снижение активности щелочной фосфатазы во всех участках рогов матки и в маточной слизи. При этом активность ЩФ составляла в 1-ой трети рогов матки 2,5±0,1, во 2-ой трети 3,04±0,04 и в 3-ей трети 2,3±0,1 ммоль·мг белка-1·мин-1, что соответственно в 4,5, 3 и 4 раза ниже аналогичных показателей у здоровых животных. В данном случае снижение активности ЩФ вероятно связано с нарушением трансмембранного переноса глюкозы и других сахаров в результате резкого уменьшения энергетического обмена и активности транспортных систем при развитии острого воспаления.

Активность АЛТ в эндометрии и маточной слизи при остром эндометрите достоверно увеличивается по сравнению со здоровыми животными. Отмечено, что активность этого фермента повышалась в 1-ой трети в 1,6 раза, во 2-ой трети в 1,4 раза и в 3-ей трети в 1,6 раза по сравнению со здоровыми свиноматками. Активность АЛТ в маточной слизи больных эндометритом животных также была достоверно выше аналогичного показателя у здоровых животных в 2,1 раза. Такое увеличение активности АЛТ, по-видимому, связано с механизмами обезвреживания аммиака, образующегося в очаге воспаления при острой гипоксии и усиленном распаде аминокислот.

Достоверных отличий между показателями активности АСТ при остром эндометрите и у здоровых животных в 1-ой трети рогов матки выявлено не было. В то же время во 2-ой и 3-ей третях рогов матки наблюдалось снижение активности.

В маточной слизи повышение активности АСТ (4,74±0,20 ммоль·мг белка-1·мин-1) было незначительным.

Локализации кислой и щелочной фосфатаз в эндометрии свиноматок в зависимости от стадии полового цикла и развития воспалительного процесса.

Кислая фосфатаза. В стадии возбуждения полового цикла в поверхностном эпителии отмечена диффузная, мелкозернистая, умеренная реакция на КФ - в основном за счет наличия интенсивно окрашенных ядрышковых структур диаметром приблизительно 2-3 мкм, окруженных светлым ореолом нуклеоплазмы и содержащихся по 2-3 в одной клетке. В железистом слое – интенсивная реакция, особенно в базальной и средней части желез, за счет большой концентрации окрашенных ядрышковых структур.

В период стадии торможения полового цикла отмечается слабая реакция в поверхностном эпителии. В железах – умеренная реакция в апикальной части. В базальной части – интенсивная реакция ядрышковых структур.

В стадии торможения отмечена умеренная мелкозернистая реакция на кислую фосфатазу в цитоплазме и ядрах поверхностного эпителия и интенсивная реакция в многочисленных тучных клетках эндометрия.

При развитии воспаления в эндометрии установлено повышение активности КФ в поверхностном эпителии, причем реакция носит неравномерный характер с выявлением активности, не только в ядрах, но и в цитоплазме. Отмечена интенсивная реакция в тучных клетках и железах, в основном диффузного характера.

Щелочная фосфатаза. В стадии возбуждения полового цикла выявлена умеренная реакция в апикальной каемке поверхностного эпителия и слабая – в компактном (подэпителиальном) слое. По контуру желез и в адвентиции сосудов отмечена умеренная реакция. Интенсивная активность ЩФ проявляется в цитоплазме лейкоцитов и в просвете крупных кровеносных сосудов.

В стадии торможения полового цикла отмечена неравномерная диффузная активность ЩФ в поверхностном эпителии и практически полное отсутствие реакции в железах, стромальных и сосудистых структурах.

В стадии уравновешивания наблюдалось снижение активности ЩФ – диффузно-очаговая умеренная реакция в поверхностном эпителии. В эпителии желез выявлена умеренная очаговая диффузная мелкозернистая реакция в виде хлопьевидных масс.

При развитии воспаления наблюдалось неравномерное истончение поверхностного эпителия с диффузно-очаговой активностью ЩФ, не имеющей апикально - базальной зональности цитоплазмы. В железах и капиллярах отмечена умеренная мелкозернистая реакция.

Таким образом, активность и локализация фосфатаз эндометрия меняется в зависимости от стадий полового цикла. Так, если в стадии возбуждения основная активность КФ выявлена в ядрах поверхностного эпителия и желез, то в стадии уравновешивания активность, наблюдалась, в основном только в тучных клетках. Активность ЩФ, наоборот, локализована в апикальной каемке покровного эпителия и по контуру желез, а при переходе от стадии возбуждения к стадии торможения и уравновешивания она перераспределялась по всей цитоплазме, а в железах практически не выявлялась.

Во время развития воспаления активность КФ эндометрия существенно повышается, и в поверхностном эпителии наблюдается ее неравномерность за счет снижения рН цитоплазмы в условиях гипоксии в очаге воспаления, создающего оптимальные условия для функционирования этого фермента и процессов цитолиза. Активность ЩФ при развитии воспаления незначительно повышается, особенно в железах, что, по-видимому, связано с усиленными процессами экссудации и инфильтрации.


ВЫВОДЫ

1. Активность ферментных систем клеток, тканей и органов зависит от возраста и вида животных:

1.1. Активность Na+, K+-АТФазы цитоплазматических мембран эритроцитов цыплят на 54,8% зависела от возраста, активность Ca2+-АТФазы – на 72,5% и HCO3--АТФазы – на 36,1%. Активность ядерных АТФаз была детерминирована возрастом на 91,9% - Na+, K+-АТФазы, 92,3% - Ca2+-АТФазы и HCO3--АТФазы – на 28,3%. Это говорит о существенных перестройках АТФазных ферментных систем ядер и цитоплазматических мембран эритроцитов цыплят с возрастом.

1.2. Активность Mg2+,Na+,K+-, Mg2+- и Na+,K+-АТФаз зависела от возраста свиней. Динамику возрастного снижения активности ферментов, на основании регрессионного анализа, можно расположить в порядке убывания следующим образом: Mg2+-АТФазаMg2+,Na+,K+-АТФаза Na+,K+-АТФаза. Дисперсионный анализ показал, что активность АТФазы была детерминирована на 9,15% возрастом и на 87,34% строфантином-G (Р<0,05). Совместное влияние факторов было незначительным (0,58%).

2. В ядерных и цитоплазматических мембранах эритроцитов цыплят-бройлеров выявлены активности АТФазных ферментных систем, отличающихся по специфичности влияния ионов. Так, максимальная АТФазная активность проявляется при концентрациях ионов: натрия – 115-145, ионов калия – 19-28, ионов магния – 2,0-4,0 ммоль·мл-1. На активность АТФазы не оказывает влияния специфический ингибитор – строфантин-К в диапазоне концентраций 0-100 ммоль*л-1 в среде содержащей ионы Na+ и К+, так и в среде без них.

3. Установлено, что АТФазы, локализованные в ядерных и цитоплазматических мембранах эритроцитов цыплят-бройлеров имеют определенные различия. Так, ионы Na+,K+ детерминируют АТФазную активность цитоплазматических мембран на 97%, ионы Ca2+ - на 87% и HCO3- анион - на 96% с высокой степенью достоверности.

Активность АТФазы ядер не зависела от наличия в среде инкубации ионов Na+,K+ и Ca2+ (P>0,05) и была детерминирована ионами HCO3- на 96% (P<0,01).

4. Активность ферментных систем клеток, тканей и органов зависит от физиологического состояния - эндометрия у свиноматок от стадии полового цикла.

4.1. Максимальная активность АТФаз и АСТ и АЛТ регистрировалась в период стадии возбуждения, а минимальная – в период стадии уравновешивания. Максимальная активность внутриклеточных кислых протеаз, кислых и щелочных фосфатаз в эндометрии свиноматок и маточной слизи регистрируется в период стадии торможения, а минимальная в период стадии уравновешивания. Наибольшая активность ферментов, независимо от стадии полового цикла, отмечена во 2-й трети рогов матки, что связано с развитой сетью спиральных артерий и большим количеством маточных желез в этой части эндометрия.

4.2. Распределение активности АТФаз, КФ и ЩФ в эндометрии, на основании гистохимических исследований, зависит от стадии полового цикла, что согласуется с результатами биохимических исследований:

-в стадии возбуждения проявляется интенсивная реакция на АТФазу в апикальной части покровного эпителия, в эндотелии спиральных артерий и в эпителии желез, так же проявляется хорошо выраженная активность КФ в ядрах поверхностного эпителия и маточных желез, а активность ЩФ, наоборот, локализована преимущественно в апикальной каемке покровного эпителия и по контуру желез;

-в стадии торможения и уравновешивания распределение активности АТФаз становится диффузным, без четко выраженной локализации, а активность КФ преимущественно локализуется в тучных клетках, активность ЩФ перераспределена по всей цитоплазме поверхностного в эпителия.

5. Активность ферментных систем клеток, тканей и органов зависит от кормовых добавок (ПКД и сукцинат натрия). Так, активность Mg2+-АТФазы цитоплазматических мембран была детерминирована ПКД на 28,9%, активность Na+,K+-АТфазы – на 30,7%, Ca2+-АТФаза – 32,8% и HCO3АТФаза – 10,7%. Сукцинат оказывал наибольшее влияние на активность Ca2+-АТФазы цитоплазматических мембран – 8,2%. Активность АТФаз ядер, практически не зависела от применения ПКД, кроме HCO3--АТФазы, активность которой была на 21,9% детерминирована сукцинатом и на 61,4% при совместном применении ПКД и сукцината.

6. АТФазная активность тканей и органов цыплят-бройлеров неодинакова в различных тканях. По убыванию АТФазной активности ткани и органы можно расположить в следующий ряд: почки, печень, эритроциты, скелетные и сердечные мышцы. В процессе выращивания цыплят (с возрастом) активность АТФазы возрастает. Наибольшие изменения в этом отношении отмечены в почках, далее следует печень и эритроциты и в меньшей степени такие сдвиги наблюдались в мышцах. На динамику АТФазной активности тканей и органов существенное влияние оказывают ПКД и сукцинат. В печени, почках и мышцах наибольший рост активности АТФазы отмечен в группах получавших ПКД. В сердечной мышце наиболее интенсивный рост активности АТФазы происходил в контрольной группе и опытной группе 3, получавшей сукцинат.

7. Активность ферментных систем клеток, тканей и органов зависит от действия чрезвычайного фактора среды - приводящего к воспалительным процессам в эндометрии свиноматок (острому и хроническому).

7.1. Установлено снижение активности АТФаз в мембранных структурах внутриклеточных органоидов. При этом в лизосомах снижение активности АТФаз было более выражено, чем в других органоидах. Протеазы, КФ и АЛТ имеют высокую активность во всех участках тканей рогов матки и в маточной слизи. Активность АСТ снижается во 2-й и 3-й третях рогов матки и в маточной слизи. Активность ЩФ достоверно снижается во всех участках рогов матки и в маточной слизи.

Для хронического эндометрита характерны изменения активности АТФаз в зависимости от локализации в матке и типа внутриклеточных органоидов.

7.2. Воспалительный процесс в эндометрии (острый и хронический) приводит к перераспределению активности АТФаз, КФ и ЩФ:

-в поверхностном эпителии и его апикальной части появляются обширные участки отсутствия АТФазной активности;

-в эндотелии спиральных артерий и в маточных железах выявлено снижение ферментативной активности АТФаз в виде слабой диффузной реакции;

-активность КФ повышается в эпителии и клетках стромы;

-активность ЩФ снижается, а ее распределение в области апикальной каемки поверхностного эпителия и апикальных участках железистых клеток становится прерывистым.

-хронический эндометрит сопровождается повышенной АТФазной активностью, имеющей диффузный характер в поверхностном эпителии, а в маточных железах её распределение носит неравномерный характер.

8. На содержание нуклеиновых кислот – ДНК и РНК и процеесы их аутолиза существенное влияет физиологическое состояние животных, обусловленное половыми циклами. Так, максимальный уровень содержания ДНК и РНК в эндометрии и скорость аутолиза отмечается в стадию возбуждения, а минимальный в стадию уравновешивания полового цикла, что, вероятно связано с циклическими процессами перестройки эндометрия.