Динамика изменений содержания углеводсодержащих биополимеров в крови крыс при длительных стрессогенных воздействиях различного генеза

Протасова С.В., Бутолин Е.Г., Оксузян А.В.

ДИНАМИКА ИЗМЕНЕНИЙ СОДЕРЖАНИЯ УГЛЕВОДСОДЕРЖАЩИХ БИОПОЛИМЕРОВ В КРОВИ КРЫС ПРИ ДЛИТЕЛЬНЫХ СТРЕССОГЕННЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ РАЗЛИЧНОГО ГЕНЕЗА ГОУ ВПО «Ижевская государственная медицинская академия Росздрава», г. Ижевск

К числу углеводсодержащих биополимеров относят протеогликаны, гликопротеины, глико-липиды. Протеогликаны - это макромолекулы, состоящие из стержневого белка, с которым ковалентно связаны одна или несколько цепей гликозаминогликанов (ГАГ), а также О- и (или) N- сцепленные олигосахариды. Всего у млекопитающих 8 основных типов ГАГ, которые различны по химическому строению, характеру связи с белком и тканевой принадлежности. По своей структуре эти вещества являются линейными полимерами, содержащими чередующиеся аминосахара и уроновую кислоту, которые образуют специфические для каждого типа ГАГ дисахаридные единицы (Видершайн Г.Я., 1980). Гликопротеины представляют собой углеводсодержащие биополимеры, состоящие на 85% из белка и 15% из углеводов. В центре находится белковая структура, от которой веерообразно отходят ковалентно связанные цепи, построенные из гексозаминов, галактозы, фукозы, сиаловых кислот (СК) (Гоггшалк А., 1969).

Углеводсодержащие биополимеры широко распространены и химически полиморфны, что обуславливает разнообразие их функций. Однако исключительно важной функцией ГАГ и гликопротеинов является их участие в процессе синтеза коллагена и стабилизации структур соединительной ткани.

Целью настоящей работы явилось изучение изменений содержания углеводсодержащих биополимеров в плазме крови крыс при длительной иммобилизации и метаболическом (окислительном) стрессе, вызванном аллоксановым диабетом.

Эксперименты проводили на 73 белых беспородных крысах-самцах массой 170-220 г. Опыты проводили в осенне-зимний период. Иммо-билизационный стресс у крыс вызывали путем фиксации на спине в течение 2-х часов, ежедневно на протяжении 30 дней (Тигранян Р.А., 1988). Инсулинзависимый сахарный диабет у крыс вызывали однократным подкожным введением аллоксана тетрагидрата (Fluka Chemica, Швеция) в дозе 170 мг/кг массы тела животного (Пальчикова Н.А., 1987). Контролем служили интактные взрослые крысы-самцы, находящие-

ся на обычном рационе вивария. Животных де-капитировали утром натощак в динамике опыта на фоне кратковременного эфирного наркоза на 10, 20 и 30 дни эксперимента. В плазме крови крыс исследовали следующие показатели: суммарные ГАГ, гексозамины, гексозаминсинте-тазную активность, суммарные СК и сиалидаз-ную активность. В качестве контроля развития стрессовой реакции определяли содержание 11-оксикортикостероидных гормонов (11-ОКС). Результаты исследований, полученные в ходе опыта, обрабатывали методом вариационной статистики. Достоверность различия параметров вычисляли по критериям Стыодента.

Согласно полученным данным, представленным в таблице 1, концентрация 11-ОКС в крови крыс к 10 дню в обоих случаях была достоверно выше контрольных значений (119,2±6,0 мкг/л), составляя в опытах с иммо-билизационным стрессом (ИС) 178,8±3,6 мкг/л (р<0,001), и в опытах с аллоксановым диабетом (АД) 377,5±6,3 мкг/л (р<0,001). При ИС пик концентрации 11-ОКС приходился на 20 день,

достигнув значения 479,8±5,9 мкг/л (р<0,001), в то время как при АД максимальные значения данного показателя были достигнуты к 10 дню эксперимента. К 30 дню в обоих случаях наблюдалось снижение концентрации.

Уровень суммарных ГАГ в крови крыс с ИС и АД был достоверно выше контрольных значений (23,3±0,7 мкмоль/л) на протяжении всего эксперимента. При ИС наблюдалось незначительное повышение изучаемых показателей в течение всего опыта. В случае АД мы наблюдали противоположную динамику. Уровень суммарных ГАГ увеличивался к 20 дню с 32,1±1,4 мкмоль/л (р<0,001) до 40,7±1,2 мкмоль/л (р<0,001) и снижался к 30 дню до 30,2±1,0 мкмоль/л (р<0,001), оставаясь выше контрольных значений.

Концентрация гексозаминов при ИС значительно превышала контроль (49,7±0,9ммоль/л) к 10 дню эксперимента, составляя 78,4±2,1 ммоль/л (р<0,001). К 20 дню происходило ее резкое снижение до 20,5±2,8 ммоль/л (р<0,001). К 30 дню концентрация гексозаминов вновь возрастала.

Таблица 1

Изменение содержания углеводсодержащих биополимеров соединительной ткани в крови при иммобплизационном стрессе (в числителе) и аллоксановом диабете (в знаменателе) ______________ _________________________(М±т)____________________________

Дни эксперимента

Показатели Контроль 10 20 30

N=25 п-8 п~8 п=8

Суммарные ГАГ, 26,1±0,5** 25,1±0,2* 27,9±<),6**

мкмоль/л 23,3±0,7 32,1±1?4=:'а!‘’‘” 40,7±1,2*** 30,2±1,0***

Гексозамины, 78,4±2,! *** 20,5±2,8*** 76,2±3,9***

ммоль/л 49,7±0,9 61,0±1,4*** 65,9±2,1*** 75,0±4,2***

Геке оза ми н С11 нте- 14,5+0,7** 8,1 ±0,5** 15,4±0,8***

тазная активность, 10,4±0,5 14,9±0,2*** 15,9^0,4*** 16,8±0,3***

нмоль/мл/ч

Суммарные СК, 0,16±0,008*** 0,07±0,011 0,12±0,009***

ммоль/л 0,06±0,006 0,08±0,013 0,13+0,008*** 0,13+0,007***

Сиалидазная 0,102±0,005*** 0,037±0,009 0,094±0,006***

активность. 0,028±0,003 0,100±0,006*** 0,069+0,006*** 0,159±0,017***

ммоль/л/ч

11-ОКС, 178,8±3,6*** 479,8±5,9*** 286,1±7,5***

мкг/л 119,2±6,0 377,5±6,3*** 158,4±7,5*** 138,2±2,7**

Обозначения: достоверность различий между опытом и контролем: *— р<0,05; **— р<0,01; ***- р<0,001.

При АД на протяжении всего эксперимента данный показатель прогрессивно увеличивался с 49,7±0,9 (контроль) до 75,0±4,2 ммоль/л (р<-

0,001). Гексозаминсингетазная активность имела аналогичную динамику изменений. В случае

ИС наблюдалось увеличение показателя к 10 дню с 10,4±0,5 до 14,5±0,7 нмоль/мл ч (р<0,01), снижение на 20 день и повторное возрастание к 30 дню эксперимента. При АД активность фермента увеличивалась на протяжении всего

эксперимента с 10,4±0,5 (контроль) до16,8±0,3 нмоль/мл ч (р<0,001).

Изменение концентрации суммарных СК при ИС характеризуется их достоверным увеличением на 10 и 30 дни эксперимента на 166,7% и на 100,0% соответственно. При АД величина данного показателя была достоверно выше контрольных значений (0,06±0,006 ммоль/л) на 20 и 30 дни, составляя соответственно 0,13±0,008 ммоль/л (р<0,001) и 0,13±0,007 ммоль/л (р<0,0-01). Одновременно с этим мы наблюдали увеличение сиалидазной активности на 10 и 30 дни в случае ИС и на протяжении всего эксперимента в опытах с АД. Также можно отметить сходную динамику изменений активности сиалидазных ферментов при ИС и АД: увеличение показателя на 10 день, снижение на 20 день и повторное возрастание к 30 дню эксперимента.

Сравнивая полученные результаты, можно выявить взаимосвязь между показателями обмена биополимеров соединительной ткани и концентрацией 11-ОКС как в случае ИС, так и в опытах с АД. Изучаемые показатели при ИС имеют сходную динамику изменений, снижаясь к 20 дню и вновь возрастая к 30 дню. Причем, рост 11-ОКС на 20 день предшествует увеличению содержания ГАГ, гексозаминов, СК и активности исследуемых ферментов к 30 дню эксперимента. В опытах с АД мы не наблюдали единой для всех исследуемых показателей динамики изменений. Однако также, как и при ИС, увеличение концентрации 11-ОКС на 10 день предшествует возрастанию всех показателей, кроме сиалидазной активности, на 20 день эксперимента. Очевидно, в обоих случаях стимуляция процессов распада биополимеров соединительной ткани индуцируется кортикостероидными гормонами. Таким образом, при стрессогенных воздействиях различного генеза отмечается сходная направленность процессов метаболизма соединительной ткани.

Литература

1. Видершайт I, Г.Я. Биохимические основы гли-козидов / Г.Я. Видершайн. М.: Наука, 1980.-288 с.

2. Гогтшалк, А. Гликопротеины: пер. с англ. / А. Г'оттшалк. М.: Мир, 1969. - Т. 1. - 304 с., Т.2.-300 с.

3. Пальчикова, П.А. Количественная оценка чувствительности экспериментальных животных к диабетогенному действию аллоксана / Н.А. Пальчикова, В.Г. Селятицкая, Ю.П. Шорин // Проблемы эндокринологии. 1987. - №4. - С. 65-68.

4. Тигранян, Р. А. Стресс и его значение для организма / Р.А. Тигранян. - М.: Наука, 1988. -176с.