Сибирский государственный медицинский университет, г. Томск

Выживаемость организмов в естественных условиях непрерывно меняющейся внешней среды невозможна без адаптации к теплу или холоду. Известно, что неблагоприятные экологические факторы в Сибири – это низкие и жесткоморозные температуры внешнего воздуха в зимний период, когда системы организма человека подвергаются прямому и косвенному холодовому воздействию.
Выработка приспособительных реакций организма к холоду требует определённых энергетических затрат и во многом определяется интенсивностью процессов гликолиза и гликогенолиза. Исследования последних лет убедительно показали, что стрессовые ситуации различного рода сопровождаются дополнительными энергетическими затратами. В этом отношении важным критерием процесса адаптации и уровня адаптированности организма служит его способность поддерживать оптимальный уровень протекания метаболических реакций [2].
Целью данной работы явилось сопоставление уровня макроэргических фосфатов и некоторых параметров углеводного обмена с интенсивностью гликолитического фософорилирования в изолированном сердце белых крыс после острого холодового воздействия на организм.
Опыты проведены на 40 крысах-самцах, содержащихся на стандартной диете, в стандартных условиях вивария. Холодовой стресс вызывали путём помещения животного в низкотемпературную камеру (-100С) на 4 часа. В миокарде определяли содержание гликогена антроновым методом по S. Seifter. Кроме того, в сердечной мышце исследовали уровень макроэргических фосфатов (АТФ, АДФ, АМФ) – спектрофотометрически с помощью стандартных наборов фирмы «Boehringer-Mannheim» (Австрия) после предварительной экстракции 6 % хлорной кислотой. Интенсивность гликолитического процесса оценивали по скорости накопления лактата в системе, состоящей из: 15 мМ фосфатного буфера, рН 7,4, 50мМ гистидина, 6 мМ MgCl2, 3,5 мМ АТФ, 1,8 мМ НАД и 1,0–1,5 г белка гомогената сердечной мышцы. Гликолитическую активность выражали в микромолях лактата на 1 г ткани. Количество лактата определяли спектрофотометрически. В крови определяли концентрацию глюкозы при помощи стандартных наборов «Ново-глюк» (ЗАО «Вектор-Бест», Новосибирск, Россия). Результаты обработаны статистически с использованием t критерия Стьюдента.
Установлено, что острое холодовое воздействие на организм крысы способствует более сильному протеканию гликолитического процесса. Абсолютный прирост лактата в гомогенатах сердца у стрессированных холодом животных на – 33 % выше, чем в контроле. Использование глюкозы как субстрата гликолитического фосфорилирования кардиомиоцитами лимитируется ключевым ферментом – фосфофруктокиназой.
Определение уровня макроэргических фосфатов в ткани сердца показало, что холодовой стресс способствует достоверному снижению уровня аденозинтрифосфата на 19 %, увеличению содержания аденозиндифосфата на – 39 % и аденозинмонофосфата на –47 %. В результате выявленных изменений достоверно снижается в 1,7 раза нергетический заряд клетки, вычисленный как соотношение [АТФ]/[АДФ]+[АМФ]. Это способствует аллостерической активации одного из ключевых ферментов гликолиза – фосфофруктокиназы [1], что ведёт к увеличению интенсивности гликолитического пути выработки энергии как компенсаторного механизма адаптационных процессов.
Параллельно мы наблюдали истощение запасов гликогена в ткани сердца в 1,5 раза и возрастание уровня глюкозы на 15 % в плазме крови.
Таким образом, острое холодовое воздействие вызывает значительную мобилизацию резервов гликогена для энергообеспечения адаптивных процессов, связанных со срочной адаптацией организма к действию низких температур.

Список литературы:
1. Бышевский, А. Ш. Биохимия для врача / А. Ш. Бышевский, О. А. Терсенов. – Екатеринбург : Уральский рабочий, 1994. – 384 с.
2. Меерсон, Ф. З. Предупреждение стрессорных нарушений сократительной функции миокарда путём применения щадящей адаптации к коротким стрессорным воздействиям / Ф. З. Меерсон, Л. С. Каткова, Ю. П. Козлов // Бюлл. эксперим. биологии и медицины. – 1985. – № 8. – С. 142–144.