Сибирский государственный медицинский университет, г. Томск
Кафедра биохимии и молекулярной биологии
Эта работа опубликована в сборнике статей по материалам Международной 66-й научной студенческой конференции им. Н.И. Пирогова (г.Томск, 2007 год) под редакцией проф. Новицкого В.В. и д.м.н. Огородовой Л.М.
Скачать сборник целиком (формат .PDF, 1,5 мб)
В процессе реализации долговременной адаптации организма (формирование «системного структурного следа» по Ф.З. Меерсону), пластическое обеспечение систем, доминирующих в приспособлении к изменившимся условиям существования, достигается благодаря интенсификации синтеза белка, увеличению количества активно работающих структур, развитию гиперплазии клеток. Формирование «системного структурного следа» неразрывно связано с процессом регулируемой оптимизации состава клеточной популяции органов и тканей – апоптозом. Одним из активаторов апоптоза является церамид – компонент сфингомиелинового цикла (СФМ-цикла), обладающий свойствами вторичного посредника. [3]. В литературе последних лет появились сведения, указывающие на возможное участие компонентов СМФ-цикла в адаптации энергетического обмена скелетных мышц. Этот важный аспект в отношении печени, играющей ключевую роль в стабилизации энергетического гомеостаза на уровне целостного организма, остается не исследованным.
Целью настоящей работы было изучение динамики содержания компонентов СФМ-цикла в печени крыс в условиях функционального напряжения организма, воспроизводимого с помощью непродолжительного голодания.
Исследования проведены на белых крысах Вистар (самки) с массой тела 140-150 г. Методом случайной выборки животные были распределены на группы: 1 группа – контроль (интактные крысы, n = 10); 2 группа – голодание 48 час, (n = 10) и 3 группа – голодание 72 час, (n = 10). Голодание животных осуществлялось без ограничения их доступа к питьевой воде. Содержание компонентов СФМ-цикла в печени изучали методом тонкослойной хроматографии. Об активности процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) в печени животных судили по изменению концентрации ТБК-активных продуктов (ТБКАП). Активность каталазы в печени оценивали по убыли в инкубационной среде Н2О2, концентрацию которой определяли с помощью молибдата аммония. Белок определяли микробиуретовым методом. Статистическую обработку данных осуществляли с использованием непараметрического критерия Вилкоксона.
В результате проведенных исследований было показано, что в зависимости от сроков голодания сдвиги содержания компонентов СФМ-цикла в печени экспериментальных животных носили выраженный фазный характер. Так, при 48-часовом голодании содержание сфингомиелина в печени крыс достоверно уменьшалось (р<0,05), в то время как при 72-часовом голодании его содержание достоверно увеличивалось по сравнению с контролем (р<0,05). Содержание церамида при 48-часовом голодании достоверно увеличивалось (р<0,05), в то время как при 72-часовом голодании – не отличалось от контроля. В хорошем соответствии с представленной динамикой компонентов СФМ-цикла изменялось отношение церамид/сфингомиелин: при 48-часовом голодании отношение достоверно увеличивалось (р<0,05), в то время как при 72-часовом голодании параметр достоверно уменьшался по сравнению с контролем (р<0,05). Содержание сфингозина демонстрировало тенденцию к повышению на обоих сроках голодания. При 48-часовом голодании в печени крыс отмечали достоверное по сравнению с контролем увеличение концентрации ТБКАП, которая в еще большей степени увеличивалась при 72-часовом голодании (р<0,05). Параллельно в печени экспериментальных животных на обоих сроках голодания отмечали достоверное снижение активности каталазы по сравнению с контролем (р<0,05).
В доступной литературе отсутствуют сведения, касающиеся характера изменения содержания метаболитов СФМ-цикла и активности нейтральной сфингомиелиназы (СФМ-азы) в печени при голодании. Мы полагаем, что одной из определяющих причин изменения содержания метаболитов СФМ-цикла в печени голодавших крыс является фазное изменение активности нейтральной СФМ-азы. На это обстоятельство указывает реципрокное взаимоизменение содержания сфингомиелина и церамида в динамике голодания. В полном соответствии с этой закономерностью мы отметили достоверные сдвиги отношения церамид/сфингомиелин. Эти данные могут свидетельствовать об активации СФМ-азы при 48-часовом голодании. Наше предположение согласуется с данными литературы, рассматривающей сдвиги при голодании концентраций ряда активаторов нейтральной СФМ-азы. Известно, что изменение концентрации глюкокортикоидов в крови и снижение массы жировой ткани в динамике голодания активно влияют на концентрацию в крови фактора некроза опухоли–? (ФНО-?), который является одним из активаторов нейтральной СФМ-азы [5]. Поскольку по мере увеличения сроков голодания масса жировой ткани снижается, можно полагать, что при 48-часовом голодании уровень продукции ФНО-? в организме животных еще достаточен для активации СФМ-азы. При голодании большей продолжительности (72 часа и более) содержание цитокина, по-видимому, снижается настолько, что активации СФМ-азы уже не происходит. С другой стороны, динамика содержания ТБКАП и снижение активности каталазы в печени при голодании свидетельствует о том, что по мере увеличения сроков голодания в плазматической мембране гепатоцитов фазно меняются не только содержание продуктов окисления фосфолипидов, способных активировать нейтральную СФМ-азу [4] но и доступность субстрата (сфингомиелина) для фермента, что также является фактором, влияющих на активность СФМ-азы [1].
Нами обнаружены лишь две публикации, рассматривающие явление апоптоза при голодании. Наши предположения согласуются с данными [2], согласно которым при 48-часовом голодании в печени крыс существенно (и обратимо) усиливается активность апоптоза. Однако ни в одной из упомянутых работ не рассматривается природа апоптотического сигнала.
На основании полученных нами результатов и анализа данных литературы можно предполагать, что фазность изменения активности СФМ-азы в динамике голодания может являться ведущим фактором, определяющим изменения концентрации проапоптотического компонента СФМ-цикла – церамида. Это может лежать в основе фазного изменения активности явлений апоптоза в печени. Представленные результаты способствуют детализация знаний о клеточных механизмах адаптации паренхимы печени, которая в условиях функционального напряжения организма играет исключительную роль в обеспечении субстратами окисления весь организм, в том числе клеток центральной нервной системы кетоновыми телами.
