Фізіологічна активність пептидного комплексу печінки

Розроблення методики виділення з печінки природного комплексу низькомолекулярних пептидів, його фізико-хімічні характеристики. Дослідження впливу пептидного комплексу печінки на стан вуглеводного, ліпідного, білкового обмінів та на функцію детоксикації.

Рубрика Медицина
Вид автореферат
Язык украинский
Дата добавления 31.01.2014
Размер файла 60,3 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Українська академія аграрних наук

Інститут свинарства УААН

УДК 612.35+547.964.4

Гаркович Олексій Леонтійович

ФІЗІОЛОГІЧНА АКТИВНІСТЬ ПЕПТИДНОГО

КОМПЛЕКСУ ПЕЧІНКИ

03.00.13 - фізіологія людини і тварин

автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

Полтава - 2000

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Центральній науково-дослідній лабораторії Української медичної стоматологічної академії.

Науковий керівник:

- кандидат медичних наук, старший науковий співробітник Кайдашев Ігор Петрович, завідувач Центральної науково-дослідної лабораторії Української медичної стоматологічної академії.

Офіційні опоненти:

- доктор біологічних наук, професор Лященко Петро Сергійович, Науково-дослідний інститут фізіології Київського національного університету ім. Тараса Шевченка, директор;

- кандидат біологічних наук Лазарева Зарина Олександрівна, старший викладач кафедри хімії Полтавського кооперативного інституту.

Провідна установа:

- Національний медичний університет ім. О.О. Богомольця.

Захист відбудеться “17березня 2000 року о 12 год. на засіданні спеціалізованої вченої ради К 44.351.01 при Інституті свинарства УААН, за адресою 36006 м. Полтава, Шведська могила.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Інституту свинарства УААН, за адресою 36006 м. Полтава, Шведська могила.

Автореферат розіслано “7”лютого 2000 року.

Вчений секретар

Спеціалізованої вченої ради,

кандидат біологічних наук Підтереба О.І.

ВСТУП

Актуальність дослідження. Однією з фундаментальних проблем фізіології людини і тварин є дослідження механізмів регуляції процесів життєдіяльності організму. Як відомо, в живому організмі існує декілька типів регуляторних систем, серед яких одне з провідних місць займає пептидергічна система регуляції (Морозов В.Г., Хавінсон В.Х., 1988). Основними компонентами цієї системи є низькомо-лекулярні пептиди, які забезпечують перенесення необхідної інформації, координацію, нормальне функціонування, розвиток та взаємодію клітинних популяцій.

Останніми роками увагу багатьох вчених привертає система регуляції і інтеграції печінкової діяльності, яка базується на поліпептидних факторах (Вітковський Ю.А., 1990). Вибір теми наших досліджень був обумовлений тим, що однією з недостатньо вивчених галузей фізіології обміну речовин є з'ясування механізмів регуляції і координації життєдіяльності організму, зокрема, нас зацікавило питання про можливий вплив компонентів пептидергічної регуляції на функціональний стан печінки при використанні природного пептидного комплексу з цього органу. Дослідження впливу поліпептидного комплексу печінки на процеси, що відбуваються в цьому органі, важливі для фундаментальної фізіології та можуть бути використані як підгрунтя для створення нових лікарських препаратів.

Існують відомості про те, що окремі пептидні речовини, печінкового походження, здатні впливати на деякі метаболічні процеси в цьому органі та системні реакції з боку крові, однак комплексна фізіологічна активність пептидів печінки, спрямована на регуляцію основних метаболічних процесів органу, не досліджувалась. Особливість даного напрямку досліджень полягає в з'ясуванні можливих механізмів пептидергічної системи регуляції, які обумовлюють корекцію і відновлення нормального функціонування печінки та відтворення її фізіологічного стану після функціональних навантажень.

Зв'язок теми з плановими науковими дослідженнями. Це дослідження є фрагментом НДР МОЗ України “Роль дисбалансу пептидергічної системи регуляції в розвитку типових патологічних процесів та шляхи її відновлення інформаційними молекулами поліпептидної природи № UA 01001570P”.

Мета і задачі дослідження. Метою дослідження було вивчення регуляторного впливу пептидного комплексу, одержаного з печінки в умовах дії його на інтактних тварин та при моделюванні порушень основних біохімічних процесів, які забезпечують фізіологічні функції цього органу.

В зв'язку з вищезазначеним були поставлені такі задачі:

розробити методику виділення з печінки природного комплексу низькомолекулярних пептидів, вивчити його фізико-хімічні характеристики;

дослідити вплив пептидного комплексу печінки на стан вуглеводного, ліпідного, білкового обмінів за фізіологічних умов та при функціональних навантаженнях;

дослідити вплив пептидного комплексу печінки на функцію детоксикації, стан перекисного окислення і антиоксидантного захисту за фізіологічних умов та при функціональних навантаженнях.

Наукова новизна. Вперше за допомогою нового методу виділення був одержаний пептидний комплекс з печінки (ПКП), визначений хроматографічно і за фізико-хімічними параметрами.

Вперше вивчено комплексний регуляторний вплив ПКП, який виявлявся модуляцією параметрів вуглеводного, ліпідного, білкового обмінів, перекисного окислення, антиоксидантного статусу в печінці і крові, функції детоксикації, що забезпечував нормальне функціонування печінки та відтворення її фізіологічного стану після функціональних навантажень.

Отримані нові дані про регуляторний вплив пептидного комплексу з печінки на перебіг фенілгідразинової, алкогольної, тетрахлорметанової, барбітуратної інтоксикацій, при навантаженнях галактозою та адреналіном.

Теоретична і практична цінність роботи. Дослідження є фрагментом науково-дослідної роботи Міністерства охорони здоров'я України та поглиблює знання про механізм дії пептидергічної регуляції в організмі.

Доведено, що пептидний комплекс печінки впливає на метаболічні функції цього органу, особливо при функціональних навантаженнях. Виявлено інгібуючий вплив ПКП на цитохром Р450, який модулює процеси детоксикації та генерацію активних форм кисню; виявлено посилення синтезу ДНК під впливом ПКП, що відкриває перспективи використання його, як препарату, впливаючого на обмін речовин у печінці. Робота є фрагментом доклінічної апробації ряду пептидних органоспецифічних препаратів. Розроблено економічно доцільний спосіб отримання комплексу фізіологічно активних пептидів із печінки, подана заявка на патент.

Впровадження у практику. Результати роботи використовуються при читанні лекційного курсу і проведенні лабораторних занять на кафедрах хімії, біології людини і тварин Полтавського державного педагогічного інституту ім. В.Г.Короленка; кафедрах біохімії, нормальної фізіології, фармакології Української медичної стоматологічної академії.

Особистий внесок автора. Одержання пептидного комплексу печінки, планування експериментів, відбір тварин, здійснення дослідів, проведення аналізів, розрахунки, інтерпритація одержаних результатів, підбір літератури проведено автором самостійно на матеріальній базі Центральної науково-дослідної лабораторії Української медичної стоматологічної академії. Загальна частка дисертаційної роботи, виконаної безпосередньо здобувачем, складає 90 %.

Апробація роботи. Матеріали роботи повідомлені на конференції молодих учених Української медичної стоматологічної академії (1997), Каришинських читаннях в Полтавському державному педагогічному інституті ім. В.Г.Короленка (1998), на ІІІ міжнародній науково-практичній конференції “Фізика і радіоелектроніка в медицині і біотехнології” (м. Владимир, 1998), засіданні Полтавського відділення біохімічного товариства України (1999), засіданні апробаційної ради № 1 Української медичної стоматологічної академії (1999), засіданні відділу фізіології та біохімії відтворення Інституту свинарства УААН (1999).

Публікації: За матеріалами роботи опубліковано 5 статей в журналах, 4 тез.

Структура і об'єм дисертаційної роботи. Дисертація викладена на 132 сторінках машинописного тексту, документована 19 таблицями, ілюстрована 13 рисунками. Дисертаційна робота побудована за традиційним планом і складається із вступу, розділів: огляду літератури, матеріалів і методів дослідження, розділу власних досліджень, обговорення одержаних результатів, висновків, практичних рекомендацій та списку використаної літератури, в якому 121 джерело кирилицею та 22 латиницею.

Матеріали та методи досліджень

пептидний комплекс печінка пептид

Фізико-хімічні властивості пептидів. Аналіз складу пептидного комплексу здійснювали за слідуючими методиками: була проведена хроматографія отриманої речовини на приладі “Міліхром 4 ВУФ” (Росія) з використанням колонки RPC, C2/C18 PC 3,2/3 (“Pharmacia”, Швеція), спеціально адаптованої до цього приладу; хроматографічний процес відтворювали в режимі ступінчатого градієнту. Визначення ізоелектричних точок, спектрів поглинання, оптичної густини; кількість важких металів, вуглеводів та пептидних речовин оцінювали за допомогою загальновизнаних методик, що докладно описані в “Государственной Фармакопее ХІ, выпуск 1”, (1988).

Методи дослідження. Для виконання завдань були використані методи, які характеризували б функціональний стан печінки, як головного органу метаболічного гомеостазу організму, що докладно описані в цитованій літературі та наведені в таблиці 1.

Математичні результати досліджень оброблені статистично за допомогою критерія Ст'юдента та комп'ютерних офісних програм, які входять до складу пакету MS OFFICE фірми MICROSOFT.

Групування дослідів. Для вирішення поставлених в роботі завдань були проведені експерименальні дослідження на 188 тваринах: білі щури лінії Wistar - (30), золотисті хом'яки - (118), морські свинки - (40). Лабораторні тварини утримувалися в умовах віварію на стандартному раціоні харчування згідно з “Санітарними правилами по упорядкуванню, устаткуванню і утриманню експериментально-біологічних клінік (віваріїв)”.

Для вивчення дії пептидного комплексу печінки були вибрані два режими його введення: одноразовий та тривалий (протягом 5 діб) в дозі 6,5 мг/кг.

Об'єктами дослідження були: цільна кров, сироватка, печінка експериментальних тварин.

Виходячи з мети та задач роботи, необхідно було виявити наявність фізіологічної активності ПКП на інтегральні показники кожного виду обміну в цьому органі та запропонувати на основі цього схему можливих механізмів фізіологічної регуляції вивчених функцій печінки. Для вирішення поставлених задач в роботі були відтворені експериментальні моделі токсичного гепатиту, алкогольного навантаження, галактозного навантаження, адреналінової проби, гемолітичної анемії, тіобарбітурового сну (табл.2).

Результати власних досліджень

Для досягнення мети та вирішення завдань дослідження нами був розроблений метод одержання природного поліпептидного комплексу печінки, який включав у себе обробку екстракту галогенвмісною кислотою з обов'язковою присутністю катіонів двовалентних металів, екстракції і осадження. В результаті був одержаний пептидний комплекс печінки з мінімумом баластних речовин, де пептиди стабілізувалися в комплексних сполуках з двовалентними металами, підвищуючи тим самим свою розчинність і стійкість. Суттєвим виявилася наявність восьми пептидних фракцій з ізоелектричними точками при рН=4,28 і рН=10,1. Максимум поглинання УФ-світла, розчином комплексу пептидів, розташований у межах 210 - 280 нм, що вказує на наявність пептидного зв'язку та залишків ароматичних амінокислот. Вихід комплексу з сирої печінки становив близько 1,2 %.

Таблиця 1

Методи дослідження

Показники, що вивчалися

Біологічний матеріал, що вивчався

Автори методик

1

2

3

4

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

17.

18.

19.

20.

21.

22.

23.

24.

25.

26.

27.

28.

29.

30.

31.

Глюкоза

Глікоген

Молочна кислота

Піровиноградна кислота

Гемоглобін

Білірубін

Загальні ліпіди

Ліпопротеїди низької та дуже низької густини

Тригліцериди

Вільні жирні кислоти

Фосфоліпіди

Холестерин

Електрофорез білків

ТБК-реагуючі продукти

Супероксиддисмутаза (СОД) РНК, ДНК

Цитохромоксидаза

Ксантиноксидаза

Каталаза

Гідроксилазна активність

цитохрому Р450

Загальний білок

Лужна фосфатаза

Сечовина

AлAT, AсAT

Токоферол, оксітокофе-рол, вітамін А, -каротин, токоферілхінон

Жирні кислоти, дієнові, трієнові, оксідієнові, тетраєнові кон'югати GSH

GSH-трансфераза

GSH-пероксидаза

АТФ

Аскорбінова кислота

сироватка крові

печінка

печінка

печінка

кров

сироватка крові

сироватка крові

сироватка крові

сироватка крові

сироватка крові

сироватка крові

сироватка крові

сироватка крові

печінка

печінка

печінка

печінка

печінка

печінка

печінка

сироватка крові

сироватка крові

сироватка крові

сироватка крові

сироватка і печінка

сироватка і печінка

печінка

печінка

печінка

печінка

печінка

V.Chromy, J.Voznichek, (1981)

Асатіані В.С., (1956)

Хмелевський Ю.В., (1985)

Хмелевский Ю.В., (1985)

Покровський А.А., (1969)

Йендрашик Л., Клегчерн Р., (1982)

Меньшиков В.В., (1987)

Меньшиков В.В., (1973)

J.Fletcher, (1968)

Прохоров М.Ю., Тиунов М.П., (1977)

D. Glick, (1956)

Ilca S., (1962)

Сентебова Н.А., Медведева Л.А. (1978)

Владимиров Б.А., Арчаков А.И., (1972)

Брусов О.С. та ін., (1976)

Трудолюбова М.Т., (1977)

Straus Werner, (1954)

Westerfeld W.K. et al, (1950)

Архіпова О.Г., (1988)

Орехович В.Н., (1979)

Меньшиков В.В., (1973)

Тодоров И., Боданський А.О., (1963)

Marsh W., Miller H., (1965)

Young D.S., Pestaner I.C., (1975)

Параніч А.В., Юхнін О.С., (1993)

Гаврилов В.Б., Мішкорудна М.І., (1983)

Ellman G.L., (1959)

Kraus P., Gross B., (1979)

Mills G.C., (1954)

Толстих П.І., Тітов А.І., (1991)

Петрунькіна Н.І. (1961)

Таблиця 2

Схема дослідів

Серії дослідів

Вік

тварин

К-сть

тварин

Доза ПКП

Дози препаратів

1

2

3

4

5

І серія дослідів: галактозне навантаження (білі щури)

1.Інтактні

2.Контрольні 1(введення галактози)

3.Контрольні 2 (введення ПКП 5 діб)

4.Контрольні 3 (введення ПКП одноразово)

5.Дослідні І (введення ПКП за 1 год. + галактоза)

6.Дослідні ІІ (введення ПКП 5 діб + галактоза)

4 - 6 міс.

4 - 6 міс.

4 - 6 міс.

4 - 6 міс.

4 - 6 міс.

4 - 6 міс.

5

5

5

5

5

5

6,5 мг/ кг

6,5 мг/ кг

6,5 мг/кг

6,5 мг/ кг

10 г/кг

10 г/кг

10 г/кг

ІІ серія дослідів: адреналінова проба (золотисті хом'яки)

7.Інтактні

8.Контрольні 1 (введення адреналіну)

9.Контрольні 2 (введення ПКП 5 діб)

10.Контрольні 3 (введення ПКП одноразово)

11.Дослідні І (введення ПКП за 1год.+

адреналін)

12.Дослідні ІІ (введення ПКП 5 діб + адреналін)

4 - 6 міс.

4 - 6 міс.

4 - 6 міс.

4 - 6 міс.

4 - 6 міс.

4 - 6 міс

5

8

5

8

8

8

---

---

6,5 мг/ кг

6,5 мг/ кг

6,5 мг/кг

6,5 мг/ кг

---

0,2 г/кг

---

---

0,2 г/кг

0,2 г/кг

ІІІ серія дослідів: гемолітична анемія (золотисті хом'яки)

13.Інтактні

14. Контрольні (введення фенілгідразину)

15.Дослідні І (введення ПКП за 1 год. +

фенілгідразин)

16.Дослідні ІІ (введення ПКП 5 діб +

фенілгідразин)

4 - 6 міс.

4 - 6 міс.

4 - 6 міс.

4 - 6 міс.

5

5

5

5

---

---

6,5 мг/кг

6,5 мг/кг

---

70 мг/кг

70 мг/кг

70 мг/кг

ІV серія дослідів: алкогольна інтоксикація (золотисті хом'яки)

17.Інтактні

18.Контрольні (введення етанолу)

19.Дослідні І (введення ПКП 5 діб)

20.Дослідні ІІ (введення ПКП 5 діб+ етанол)

4 - 6 міс.

4 - 6 міс.

4 - 6 міс.

4 - 6 міс.

6

6

6

6

---

---

6,5 мг/ кг

6,5 мг/кг

---

6,0 г/кг

---

6,0 г/кг

V серія дослідів: токсичний гепатит (морські свинки)

21.Інтактні

22.Контрольні (введення тетрахлорметану)

23.Дослідні І (введення ПКП 5 діб)

24.Дослідні ІІ (введення ПКП 5 діб +

тетрахлорметан)

4 - 6 міс.

4 - 6 міс.

4 - 6 міс.

4 - 6 міс.

10

10

10

10

6,5 мг/кг

6,5 мг/кг

4,0 мл/кг

4,0 мл/кг

VI серія дослідів: тіобарбітуровий сон (золотисті хом'яки)

25.Інтактні

26.Контрольні (введення тіопенталу Na)

27.Дослідні І (введення ПКП 5 діб)

28.Дослідні ІІ (введення ПКП 5 діб +

тіопентал Na)

4 - 6 міс.

4 - 6 міс.

4 - 6 міс.

4 - 6 міс.

8

8

8

8

6,5 мг/кг

6,5 мг/кг

200,0 мг/кг

200,0 мг/кг

Для досягнення мети нами були проведені досліди не тільки при введенні препарату здоровим тваринам, але й на моделях функціональних навантажень, які б характеризували окремі сторони фізіологічної діяльності печінки в підтриманні метаболічного гомеостазу організму.

У відповідності з цим було вивчено регуляторний вплив пептидного комплексу печінки на вуглеводний обмін. Введення інтактним щурам, золотистим хом'якам та морським свинкам одноразово ПКП не змінювало концентрації глюкози в крові; глікогену, піровиноградної та молочної кислот в печінці. При тривалому введенні ПКП, використовуючи непараметричні методи статистичної оцінки, було виявлено вірогідне зменшення на 10% концентрації глікогену в печінці; збільшення на 15% концентрації глюкози в сироватці крові; спостерігалося підвищення вмісту піровиноградної та молочної кислот в печінці. Вірогідно, фізіологічна дія ПКП спрямовано здійснюється через активацію аденілатциклазної системи, сприяючи глікогенолізу. Можливість реалізації фізіологічного впливу ПКП за допомогою регуляції аденілатциклазної системи доведена при дослідженні інших пептидних комплексів із мозку, серця саме шляхом збільшення концентрації цАМФ. Крім того, можна припустити гальмуючий вплив ПКП на послідуючий метаболізм піровиноградної кислоти. Такі функціональні зміни, як правило, притаманні фізіологічно активним речовинам, які реалізують свою дію через рецептори і каскадне посилення сигналів.

Однією з фізіологічних функцій печінки є перетворення вуглеводів, які надходять із шлунково-кишкового тракту, до форм, здатних засвоюватися організмом. Типовим представником таких вуглеводів є галактоза.

Галактозне навантаження було використане для оцінки активності вуглеводного обміну. Введення перорально галактози вже через дві години підвищувало концентрацію глюкози в сироватці крові як наслідок перетворення галактози в печінці, однак, метаболіти галактози не використовувалися для синтезу глікогену, а одразу вступали на шлях гліколізу, що підтверджувалося підвищенням концентрації піровиноградної кислоти в печінці і незмінністю вмісту глікогену.

Тривале попереднє введення ПКП перед галактозним навантаженням сприяло різкому підвищенню глікемії, незмінності концентрації глікогену, накопиченню піровиноградної кислоти та зниженню концентрації молочної кислоти в печінці. Ці дані свідчать про те, що ПКП викликає активацію метаболічних систем, які беруть участь у перетворенні галактози на глюкозні метаболіти, практично не впливаючи на глікогеноліз.

Характерною функцією печінки є депонування глікогену, який під дією адреналіну перетворюється на глюкозу, що і стало нашим слідуючим кроком у вирішенні поставлених завдань. Введення адреналіну щурам призвело до гіперглікемії за рахунок посилення глікогенолізу в печінці, накопиченню піровиноградної та молочної кислот. Попереднє введення ПКП до навантаження сприяло збереженню запасів глікогену, гіперглікемії, збільшенні концентрації піровиноградної та молочної кислот. Отже, у відношенні глікогенолізу ПКП гальмує ефект адреналіну, але не знижує гіперглікемію. Постає питання про джерела надходження глюкози до кровотоку при сумісній дії адреналіну та ПКП, коли зменшення запасів глікогену у печінці не відбувається. На нашу думку, це може бути пояснено активацією ферментів глюконеогенезу. Саме в цих умовах протилежна тенденція гліколізу і глюконеогенезу виливається у накопиченні піровиноградної кислоти, що підтверджується різким збільшенням концентрації лактату та пірувату в печінці, особливо при тривалому введенні ПКП. Отже, можна припустити, що довготривале введення ПКП перед ін'єкцією адреналіну, може блокувати деякі його ефекти, а впливаючи на геном, може сприяти активації синтезу ферментів глюконеогенезу.

При дослідженні регуляторного впливу ПКП на ліпідний обмін було виявлено, що тривале введення його інтактним хом'якам не змінювало концентрацію тригліцеридів, ЛПНГ, ЛПДНГ та холестерину. Спостерігалося підвищення в 2 рази концентрацій вільних жирних кислот та на 30% фосфоліпідів в сироватці крові. Жирні кислоти у сироватку крові можуть надходити з підшкірної жирової клітковини, де мобілізація тригліцеридів активується через аденілатциклазну систему та з печінки де субстратом для їх синтезу є ацетил-КоА (утворюється в мітохондріях в результаті окислення пірувату). Нами було доведено, що тривале введення ПКП викликає підвищення вмісту пірувату, а отже, можна припустити, що одним із шляхів можливого використання пірувату і лактату є перетворення їх через ацетил-КоА до вільних жирних кислот. Можливо, ПКП реалізує обидва шляхи, причому, другий, печінковий шлях, підкріплюється збільшенням концентрації фосфоліпідів.

Для відтворення моделі впливу на обмін ліпідів застосовано тривале введення етанолу. Метаболізм етанолу в організмі відбувається в цитозолі печінки за участю алкогольдегідрогенази з перетворенням його до ацетил-КоА та утворенням надлишкової кількості НАДН, який блокує цикл трикарбонових кислот (ЦТК). Внаслідок окислення етанолу надлишкова кількість ацетил-КоА сприяє посиленню синтезу тригліцеридів, вільних жирних кислот, фосфоліпідів, холестерину в сироватці крові, що підтверджується одержаними даними і узгоджується з літературою.

Тривале введення ПКП перед введенням етанолу сприяло: зменшенню концентрації холестерину та вільних жирних кислот у сироватці крові, збільшенню концентрації ЛПНГ та ЛПДНГ при цьому також спостерігалася висока концентрація фосфоліпідів та тригліцеридів, що призвело до збільшення концентрації загальних ліпідів.

Таким чином, тривале введення ПКП до навантаження етанолом виявляло регуляторний вплив на його метаболізм, запобігало негативній дії на ліпідний обмін; сприяло синтезу фосфоліпідів з жирних кислот, викликало зниження холестерину в крові. Посилення синтезу транспортних форм (ЛПНГ, ЛПДНГ) в печінці сприяло виведенню фосфоліпідів та тригліцеридів з гепатоцитів, запобігаючи їх пошкодженню.

При дослідженні регуляторного впливу ПКП на білковий обмін було встановлено, що як одноразове, так і тривале його введення за фізіологічних умов золотистим хом'якам сприяло підвищенню відносної кількості фракції1-глобулінів при зниженні відносної кількості альбумінів та 2-глобулінів; постійність рівня -глобулінів відповідала незмінній кількості ЛПНГ та ЛПДНГ. Підвищення рівня РНК в печінці за умов введення ПКП свідчило про активацію білкового синтезу. Тривале введення ПКП морським свинкам сприяло підвищенню концентрації загального білку в сироватці крові, а в печінці спостерігалося підвищення концентрації РНК.

Таким чином, тривале введення ПКП за фізіологічних умов сприяло активації синтезу фракції 1-глобулінів, білкового синтезу в печінці, збільшувало експорт білка в сироватку крові.

Для дослідження регуляторного впливу ПКП проводили навантаження речовинами, які сприяли розпаду білків в печінці, внаслідок гемолізу, або гальмували їх синтез (гепатотоксини).

В умовах введення гемолітичної отрути (фенілгідразину) в сироватці крові різко (в 5 разів) підвищилася концентрація вільного гемоглобіну, що викликано розвитком гемолізу, який був спричинений введеною речовиною. Збільшення вмісту 1-глобулінів призвело до збільшення альбуміно-глобулінового коефіцієнту при одночасному зниженні фракції 2-глобулінів у сироватці крові. Зменшення фракції 2-глобулінів обумовлене тим, що 25% цих глобулінів містить гаптоглобін, який зв'язується з вільним гемоглобіном сироватки крові. Гапто-гемоглобінові комплекси поглинаються ретикуло-ендотеліо-цитарною системою, де глобін і гем піддаються розкладу, що запобігає пошкодженню нирок та втраті заліза разом з сечею. Спостерігалося зменшення концентрації РНК у печінці як наслідок гальмування білкового синтезу.

Вплив ПКП введеного перед розвитком гемоглобінемії, як одноразово, так і тривало, носив однонаправлений характер, однак в останньому випадку спостерігалися виразливіші зміни у порівнянні з першим. Відбувалося зниження концентрації вільного гемоглобіну, корегування синтезу фракцій білків у сироватці крові через підвищення рівня 2-глобулінів, що вказує на посилення синтезу білків (гаптоглобіну); підвищення рівня ДНК та РНК у печінці (при тривалому введенні - навіть вище рівня інтактних тварин).

При навантаженні гепатотропною отрутою (тетрахлорметан) у сироватці крові спостерігалося зниження на 20% концентрації загального білка, фракцій альбумінів, 1- і 2-глобулінів. Відбувалося порушення білоксинтезуючої функції печінки. За цих умов тривале введення ПКП сприяло відновленню білкового синтезу, що підтверджувалося підвищенням загального білка, важливим було відновлення відносного вмісту фракції білків у сироватці крові, в печінці зросли концентрації ДНК та РНК.

Отже, введення ПКП призводить до активації білкового синтезу в печінці, запобігаючи в умовах інтоксикації пошкодженню білоксинтезуючого апарату; важливим є відновлення відносного вмісту білкових фракцій та активація синтезу РНК. Враховуючи, що при цьому відбувалося також підвищення вмісту ДНК в печінці, є можливість припустити посилення процесів регенерації, тому що в умовах токсичного гепатиту спостерігаються некрози і апоптози клітин печінки. В роботі з нашою участю одержані дані, які свідчать, що введення ПКП при інтоксикації тетрахлорметаном знижує кількість клітин, що стали на шлях апоптозу (Ножинова О.А., Гейко О.О., Рябенко В.В., та ін., 1998).

Таким чином, ПКП впливає на процеси обміну білків, за фізіологічних умов та в умовах навантаження активує синтез РНК та ДНК (рис. 1), що призводить до стимуляції синтезу білків для сироватки крові; органоспецифічно посилює активність білоксинтезуючого апарату.

Рис. 1. Вплив ПКП на вміст РНК та ДНК при функціональному навантаженні печінки тетрахлорметаном.

При аналізі показників енергетичного обміну в печінці було з'ясовано, що тривале введення ПКП золотистим хом'якам та морським свинкам сприяло суттєвому підвищенню активності цитохромоксидази. Можна припустити, що в умовах інтоксикації фенілгідразином та тетрахлорметаном для репарації пошкоджених структур необхідна продукція АТФ. Дійсно, введення ПКП попередньо до інтоксикації тетрахлорметаном призвело до підвищення вмісту АТФ в печінці. Таким чином, введення ПКП сприяло активації адаптаційних та репаративних процесів, які проявлялись активацією білкового синтезу та посиленням активності тканинного дихання, що необхідно для репарації пошкоджених структур в умовах дії токсинів.

Однією з найважливіших функцій печінки є детоксикація речовин, які надходять до неї, як з кишково-шлункового тракту, так і внаслідок метаболічних процесів організму.

При тривалому введенні ПКП в печінці золотистих хом'яків гідроксилазна активність цитохрому P450 та активність GSH-трансферази не змінювалися. У морських свинок в печінці відбувалося зниження гідроксилазної активності цитохрому Р450, рівень активностей GSH-пероксидази та GSH-трансферази не змінювався. В обох видів тварин у сироватці крові залишалася сталою концентрація загального білірубіну.

В умовах функціонального навантаження фенілгідразином вміст загального білірубіну істотно підвищився. Одноразове попереднє введення ПКП сприяло зниженню цього показника. А у випадку тривалого попереднього введення ПКП до функціонального навантаження відбулося активування функції детоксикації, що підтверджувалося зменшенням концентрації загального білірубіну та можливим його виведенням з організму.

В умовах функціонального навантаження тіопенталом натрію істотно підвищувалася гідроксилазна активність цитохрому P450, знижувалася на 30% активність GSH-трансферази. Тривале попереднє введення ПКП перед навантаженням врегулювало активність цитохрому Р450, але рівень активності GSH-трансферази залишався зниженим.

Крім того, одним з детоксикаційних механізмів є синтез сечовини, а тривале введення ПКП сприяло підвищенню її синтезу. В умовах гальмування гідроксилазної активності мікросом, при попередньому тривалому введенні ПКП, використання непараметричних методів аналізу виявило суттєву різницю довжини барбітурового сну.

Функціональне навантаження тетрахлорметаном викликало підвищення гідроксилазної активності цитохрому Р450, зниження активності GSH-пероксидази та GSH-трансферази в печінці. При цьому, також відбувалося підвищення концентрації загального та кон'югованого білірубіну, активностей лужної фосфатази, АлАТ, АсАТ в сироватці крові. Попереднє тривале введення ПКП сприяло врегулюванню показників детоксикації. Так, в печінці відбувалося підвищення активності GSH-пероксидази, GSH-трансферази при одночасному зниженні гідроксилазної активності цитохрому Р450. В сироватці крові знижувалася концентрація загального та кон'югованого білірубіну, рівень активності лужної фосфатази також знизився.

Таким чином, пептидний комплекс печінки при тривалому попередньому його введенні виявив свій регуляторний вплив, у першу чергу, на гідроксилазну активність мікросом (цитохром Р450) (рис. 2), що перешкоджало появі вторинних токсичних продуктів, знижуючи

Рис. 2. Вплив ПКП на активність цитохрому Р450 при навантаженні тетрахлорметаном.

При цьому ступінь пошкодження гепатоцитів внаслідок дії токсинів (фенілгідразин, тіопентал натрію, тетрахлорметан); при цьому відбувалася активація систем кон'югації з одночасним знешкодженням токсинів. Гальмування гідроксилазної активності мікросом (цитохром Р450) і наявність суттєвого скорочення довжини барбітурового сну вказує на можливість існування інших шляхів детоксикації барбітуратів.

Дослідження регуляторного впливу ПКП на стан вільно-радикального окислення та антиоксидантного захисту довело, що тривале введення пептидів печінки за фізіологічних умов не вплинуло на активність СОД та ксантиноксидази, знизило активність цитохрому Р450. Активність каталази знизилася у хом'яків, а у морських свинок не змінювалася, підвищувався рівень активності цитохромоксидази. Останнє вказує на утилізацію кисню ферментативними системами. Тривале введення ПКП інтактним тваринам не викликало підвищення концентрацій у сироватці крові та печінці первинних продуктів пероксидації (дієнових, трієнових, оксідієнових кон'югатів), спостерігалося зниження тетраєнових кон'югатів. Залишався незмінним відсоток приросту МДА. Вміст есенціальних антиоксидантів у печінці і сироватці крові (токоферол та його фракції, -каротин, аскорбінова кислота) при тривалому введенні ПКП не змінювався.

При проведенні функціональних навантажень було виявлено, що під впливом етанолу індукувалась активність ксантиноксидази, при незмінній активності каталази. Слід відмітити, що обидва ферменти беруть участь у метаболізмі етанолу. Попереднє тривале введення ПКП перед етанольною інтоксикацією різко знизило активність цитохромоксидази та ксантиноксидази, при незмінній активності каталази. Є можливість припустити, що при цьому відбувається накопичення вільних радикалів і кисень, замість утилізації його цитохромоксидазою, перетворюється в активні форми. З літературних джерел відомо, що вільнорадикальне окислення посилюється активними формами кисню і обмежується антиоксидантною системою захисту. Джерелами активних форм кисню є мікросомальне і мітохондріальне окислення, стимуляція дихального вибуху фагоцитів, активація ксантиноксидази.

Введення морським свинкам тетрахлорметану призводило до підвищення активності ксантиноксидази, цитохрому Р450, цитохромоксидази в печінці. В сироватці крові і печінці введення отрути призвело до підвищення первинних продуктів пероксидації (дієнових, трієнових, оксідієнових та тетраєнових кон'югатів). Привертає увагу різке зниження активності СОД, каталази, GSH-трансферази, GSH-пероксидази, концентрації GSH в печінці. Цей зрив діяльності антиоксидантного захисту пов'язується як з виснаженням цих ферментативних систем, так і блокуванням синтезу білка. Зареєстроване також дворазове зниження есенціальних антиоксидантів, що пояснюється посиленим їх використанням.

Попереднє до тетрахлорметану введення ПКП сприяло зниженню активності ксантиноксидази, цитохромоксидази, цитохрому Р450. Вміст первинних продуктів пероксидації також знизився і перебував у межах даних інтактних тварин.

Враховуючи можливість активації окремими пептидами аденілатциклазної системи, а також стимуляцію цАМФ-залежних ферментів глютатіонової системи, можна припустити, що в екстремальних ситуаціях ПКП стимулює антиоксидантний захист. Є ряд доказів, що пептиди мозку, серця, нирок, селезінки, еритроцитів, слинних залоз регулюють ферментативні системи та мають антиоксидантні властивості.

Аналізуючи молекулярні механізми впливу токсичних речовин на зміни в стані вільнорадикального окислення та антиоксидантного захисту, слід сказати, що протективна дія пептидів печінки пов'язана зі зниженням діяльності мікросомальних оксигеназ. Однак, на фоні цього ефекту зменшувалася пошкоджуюча дія токсинів на гепатоцити тварин. Ми вважаємо, що у даному випадку основними шляхами знешкодження вільних радикалів в організмі є діяльність: ферментативної системи глутатіонпероксидаза-глутатіонтрансфераза та есенціальних біоантиоксидантів, які мають лабільний атом водню і, взаємодіючи з вільними радикалами, утворюють неактивні молекули або атоми. Було доведено, що введення пептидного комплексу печінки активує діяльність цих шляхів знешкодження токсичних сполук.

Висновки

1. Природний пептидний комплекс печінки, отриманий за розробленою методикою, в умовах норми, при фізіологічних навантаженнях і функціональній інтоксикації здатний регулювати функціональний стан печінки. Фізіологічна активність пептидного комплексу печінки виявляється виразно під час введення його протягом 5 діб і є тривалою.

2. Природний пептидний комплекс печінки регулює процеси вуглеводного обміну: за фізіологічних умов він активує глікогеноліз, підвищуючи рівень глюкози в крові; в умовах навантаження галактозою посилює процеси перетворення її в глюкозу; блокує виснаження запасів глікогену, викликаних введенням адреналіну.

3. Природний пептидний комплекс печінки виявляє регуляторний вплив на процеси обміну ліпідів: за фізіологічних умов активує синтез вільних жирних кислот, фосфоліпідів, а при навантаженні організму етанолом запобігає розвитку холестеринемії, сприяє активації синтезу транспортних форм ліпідів, відвертаючи пошкодження гепатоцитів.

4. Природний пептидний комплекс печінки виявляє регуляторний вплив на обмін білків: за фізіологічних умов та в умовах функціонального навантаження метаболічних систем печінки сприяє активації синтезу РНК та ДНК, що призводить до зростання продукції білків гепатоцитами (особливо 2-глобулінів), посилює активність білоксинтезуючого апарату.

5. Природний пептидний комплекс печінки виявляє регуляторний вплив на енергетичний обмін в клітинах печінки, в основному, на мітохондріальне окислення в гепатоцитах, шляхом активації цитохромоксидази і підвищенням синтезу АТФ.

6. Природний пептидний комплекс печінки приймає участь в регуляції процесів детоксикації в цьому органі на рівні гідроксилювання шляхом гальмування гідроксилазної активності цитохрому Р450, що перешкоджає накопиченню вторинних токсичних продуктів та знижує ступінь пошкодження гепатоцитів внаслідок дії токсинів (фенілгідразину, етанолу, тіопенталу натрію, тетрахлорметану).

7. Природний пептидний комплекс печінки при введенні прооксидантів регулює рівень вільнорадикального окислення шляхом зниження функціональної активності мікросомальних оксигеназ (цитохром Р450), активує діяльність ферментів глутатіонпероксидази, глутатіонтрансферази та сприяє підвищенню вмісту есенціальних біоантиоксидантів в печінці.

Практичні рекомендації

На підставі проведених досліджень фізико-хімічних властивостей пептидного комплексу доцільне подальше його вивчення та створення синтетичного аналогу.

Пептидний комплекс печінки потребує клінічної апробації як фактор, що модулює стан обміну і ряду функцій печінки, особливо детоксикації, та відвертає незворотню загибель гепатоцитів при патології печінки.

Список опублікованих робіт за темою дисертації

Вплив пептидного комплексу печінки на метаболізм цього органу в умовах дії гемолітичної отрути // Проблеми екології та медицини. - 1997, т. 1, № 1 - 2. - С. 29 - 31

Регуляторна дія пептидного комплексу, одержаного з тканин печінки, на деякі показники ліпідного обміну при алкогольній інтоксикації // Проблеми екології та медицини. - 1998, т.2, № 1 - 2. - С.7 - 10 (Цебржинський О.I., Куценко Л.О.).

Влияние пептидного комплекса печени на процессы апоптоза в клетках печени, индуцированных тетрахлорметаном // Проблеми екології та медицини. - 1998, т.2, № 1 - 2. - С. 4 - 7 (Ножинова О.А., Гейко О.А., Рябенко В.В., Веснина Л.Э., Кайдашев И.П).

Влияние пептидного комплекса на показатели углеводного обмена в условиях метаболических нагрузок // Вісник проблем біології і медицини. - 1999, №10. - С. 45 - 48 (Звягольская И.Н. )

Вплив пептидного комплексу печінки на показники вуглеводного обміну при адреналіновому навантаженні // Проблеми екології та медицини. - 1999, т. 2, № 3-4.- С.92-93 (Звягольська І.М., Кайдашев І.П.)

Влияние комплекса низкомолекулярных пептидов, выделенных из печени, на регуляцию углеводного обмена в этом органе // Фізіологія та патологія імунітету, гемостазу та перекисного окислення ліпідів. - м. Полтава. - 1997. - С.16-17

Влияние гепалата как непрямого антиоксиданта // Физика и радиоэлектроника в медицине и биотехнологии. Материалы III международной научно-технической конференции. - м. Владимир, 1998. - С. 64-66

Вплив пептидного комплексу печінки на стан цього органу в умовах хімічної інтоксикації // П'яті Каришинські читання Всеукраїнська науково-методична конференція з проблем природничих наук (збірник статей). - м. Полтава. - 1998. - С. 82 - 84

Вплив пептидного комплексу, виділеного з тканин печінки, на метаболізм глюкози в цьому органі // П'яті Каришинські читання Всеукраїнська науково-методична конференція з проблем природничих наук (збірник статей). - м. Полтава. - 1998. - С. 10

Гаркович О.Л. Фізіологічна активність пептидного комплексу печінки. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.13 - фізіологія людини і тварин - Інститут свинарства УААН, Полтава, 2000.

Дисертацію присвячено вивченню фізіологічної активності пептидного комплексу, виділеного з печінки. Пептидний комплекс печінки, який екстрагується за допомогою органічних кислот в присутності катіонів двовалентних металів, визначений хроматографічно і за фізико-хімічними характеристиками.

Пептидний комплекс печінки володіє власною фізіологічною активністю, яка спрямована на підтримку метаболічних і регенераторних процесів в цьому органі.

Пептидний комплекс печінки виявляє регуляторний вплив у вигляді модуляції параметрів вуглеводного, ліпідного, білкового обмінів, перекисного окислення, антиоксидантного статусу в печінці, забезпечує нормальне функціонування печінки та відновлення її стану після функціональних навантажень, що дозволяє пропонувати його подальше вивчення як фармакологічної речовини.

Ключові слова: пептидний комплекс, печінка, фізіологічна активність, пептидергічна регуляція, обмін речовин.

Гаркович А.Л. Физиологическая активность пептидного комплекса печени. - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.13 - физиология человека и животных - Институт свиноводства УААН, Полтава, 2000.

Диссертация посвящена изучению физиологической активности пептидного комплекса, выделенного из печени. Пептидный комплекс печени, который экстрагируется при помощи галогенорганических кислот в присутствии катионов двухвалентных металлов, определен хроматографически и по физико-химическим характеристикам. Пептидный комплекс печени обладает собственной физиологической активностью, которая направлена на поддержку метаболических и регенераторных процессов в этом органе, она проявляется выразительно во время введения его в течении 5 суток и является длительной.

Природный пептидний комплекс печени регулирует процессы углеводного обмена: при физиологических условиях он активирует гликогенолиз, повышая уровень глюкозы в крови; в условиях функциональной нагрузки галактозой усиливает процессы преобразования ее в глюкозу, блокирует истощение запасов гликогена, вызванного введением адреналина.

Проявляет регуляторное воздействие на процессы обмена липидов: при физиологических условиях активирует синтез свободных жирных кислот, фосфолипидов, а при нагрузке организма этанолом предотвращает развитие холестеринэмии, способствует активации синтеза транспортных форм липидов, предотвращая повреждение гепатоцитов.

Оказывает воздействие на обмен белков: при физиологических условиях и в условиях функциональной нагрузки метаболических систем печени способствует активации синтеза РНК и ДНК, что приводит к возрастанию продукции белков гепатоцитами (особенно 2-глобулинов), усиливает деятельность белоксинтезирующего аппарата.

Выявлена способность пептидного комплекса оказывать регуляторное воздействие на энергетический обмен в клетках печени в основном на митохондриальное окисление в гепатоцитах, через активацию цитохромоксидазы и повышение синтеза АТФ.

Природный пептидний комплекс печени принимает участие в регуляции процессов детоксикации в этом органе, на уровне гидроксилирования, путем снижения гидроксилазной активности цитохрома Р450, что препятствует накоплению вторичных токсичных продуктов и снижает степень повреждения гепатоцитов вследствие действия токсинов (фенилгидразина, этанола, тиопентала натрия, тетрахлорметана).

Природный пептидний комплекс печени регулирует уровень свободнорадикального окисления, путем снижения функциональной активности микросомальных оксигеназ (цитохром Р450), активирует деятельность ферментов: глутатионпероксидазы, глутатионтрансфе-разы и способствует повышению содержания эсенциальных биоантиоксидантов в печени.

Таким образом, пептидный комплекс печени осуществляет регуляторное воздействие, которое проявляется модуляцией параметров углеводного, липидного, белкового обменов, перекисного окисления, антиоксидантного статуса в печени, обеспечивает нормальное функционирование печени и воспроизведение ее состояния после функциональных нагрузок, что позволяет предлагать его дальнейшее изучение как фармакологического вещества.

Ключевые слова: пептидный комплекс, печень, физиологическая активность, пептидэргическая регуляция, обмен веществ.

Garkovith A.L. Physiological activity peptide complex of a liver. -Manuscript.

Dissertation for the scientific degree of the candidate of biological sciences on a speciality 03.00.13 - Human end Animal Physiology, Institute Pig-Brreeding UAAS, Poltava, 2000.

Dissertation devoted to study of physiological activity peptide complex chosen from a liver. Peptide complex of a liver, which was obtained by organic acids extraction at the presence of cations of metals.

Peptide complex of a liver has own physiological activity, which is directed on support metabolic and repair of processes in this organ.

Peptide complex of a liver realizes effect, which is exhibited by modulation of parameters carbogidrate, lipid, nitrogen exchanges, radikal of oxidation, antioxdante status in a liver, ensures normal operation of a liver and reproduction it of a condition after functional loads, that allows to offer it further study as pharmacological substance.

Key words. peptide complex, liver, physiological activity, peptidergique regulate, exchange of substances.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.