Не отобразилась форма расчета стоимости? Переходи по ссылке

Не отобразилась форма расчета стоимости? Переходи по ссылке

Научная статья на тему «Активность na+, k+-атфазы плазматических мембран клеток печени и мозга крыс при хронической алкогольной интоксикации и при введении уксуснокислого цинка»

Введение. В основе развития алкоголизма лежат глубокие изменения структуры и функций плазматических мембран различных клеток, которые приводят к нарушению функционирования мембраносвязанных ферментов. Эти энзимы могут выступать в роли биохимических мишеней, которые обуславливают, с одной стороны, повреждающий эффект этанола, а с другой – приспособление организма к алкоголизации.

Помощь в написании статьи

На сегодня известно, что развитие хронической алкогольной интоксикации сопровождается дефицитом цинка в ряде органов человека и животных. Для коррекции дефицита цинка используют его соли, среди которых низкой токсичностью характеризуется уксуснокислый цинк [8]. Поэтому целью нашей работы было определить влияние уксуснокислого цинка на активность Na+,K+-АТФазы в плазматических мембранах клеток печени и мозга крыс в условиях хронической алкогольной интоксикации.

Материалы и методы. Исследования проводили на самцах белых беспородных крыс массой 180—200 г, которые содержались на стандартном рационе вивария со свободным доступом к воде. 40° этиловый спирт вводился перорально из расчета 2 мл на 100 г массы животного раз в сутки. Животные были разделены на 3 группы. 1-вая группа – контрольные животные; 2-рая – крысы с хронической алкогольной интоксикацией, которая вызывалась по методике М. Х. Халилова и Ш. А. Закихорджаева [7]; 3-тья – крысы с хронической алкогольной интоксикацией, которым дополнительно вводили уксуснокислый цинк в дозе 2 мг на 100 г массы животного [8]. Животных декапитировали на 4, 7, 11, 16 и 21 сутки. Общую фракцию гепатоцитов крыс получали по модифицированной методике [5]. Получение фракций плазматических мембран клеток печени и мозга крыс, а также определение активности Na+,К+-АТФазы проводили согласно [6]. Определение концентрации белка проводили по методу [9]. Статистическую обработку полученных данных проводили общепринятыми методами вариационной статистики на основании 7—12 повторов (M±m, n=7–12) [1].

Результаты. При исследовании действия этанола на активность Na+, K+-AТФазы плазматических мембран гепатоцитов крыс нами было установлено ее возрастание на 4-тые (на 25 %) и 7-мые сутки (на 50 %), снижение на 11-тые сутки (на 36,4 %) и повторное повышение активности фермента на 16-тые (в 2,5 раз) и 21-вые (в 5 раз) сутки эксперимента по сравнению с контролем.

Введение уксуснокислого цинка при хронической алкогольной интоксикации приводило к возрастанию активности данного фермента плазматических мембран гепатоцитов крыс на 7-мые (на 40 %) и 16-тые сутки (на 15 %) по сравнению с контрольными значениями, в то время как на 4-тые и 11-тые сутки этот показатель не отличался от контроля. Во время последнего этапа исследования (21-вые сутки) активность Na+,К+-АТФазы была в 2,5 раза выше по сравнению с контролем (рис. 1).

Таким образом, уксуснокислый цинк приводит к уменьшению влияния этанола на Na+,К+-АТФазу плазматических мембран гепатоцитов крыс, снижая активность этого фермента. При введении уксуснокислого цинка наблюдается снижение активности Na+,К+-АТФазы по сравнению с соответствующими этапами в условиях алкогольной интоксикации на начальных этапах (на 4-тые и 7-мые сутки – на 20 % и 7 %, соответственно), а также на более поздних сроках эксперимента (на 16-тые и 21-тые сутки – на 54 % и 50 %, соответственно), в то время как на 11-тые сутки эксперимента наблюдается незначительное повышение активности энзима.

В отличие от гепатоцитов, в клетках мозга при хронической алкоголизации было выявлено снижение активности Na+,K+-AТФазы плазматических мембран на более ранних этапах исследования на 4-тые, 7-мые и 11-тые сутки (в 3, 16 и 5 раз, соответственно) в сравнении с контролем. В дальнейшем наблюдался резкий рост активности фермента на 16-тые и 21-вые сутки эксперимента (в 3 и 3,3 раза, соответственно) по сравнению с контролем (рис. 2).

При хронической алкогольной интоксикации введение уксуснокислого цинка приводило к снижению активности исследуемого фермента плазматических мембран клеток мозга крыс на 4-тые, 7-мые и 11-тые сутки эксперимента по сравнению с контролем (в 3, 20 и 15 раз, соответственно). На 21-вые сутки активность Na+,K+-AТФазы возрастала в 1,8 раз по отношению к контрольным значениям. В сравнении с соответствующими сроками при действии этанола активность энзима на 11-тые, 16-тые и 21-вые сутки была соответственно в 3, 2,8 и 1,8 раз более низкой.

Na+,K+-AТФаза (АТФ-фосфогидролаза, КФ 3.6.1.37) –интегральный белок плазматических мембран клеток, который осуществляет энергозависимое противоположно направленное перенесение ионов Na+ и K+. Na+, K+-AТФаза вовлечена в многочисленные клеточные функции и процессы, связанные с существованием ионных градиентов, в частности в обеспечение электрической возбудимости нервной и мышечной тканей [12]. В то же время показано, что при разных патологических состояниях наблюдается ее инактивация [10]. Причиной этого может быть или прямое действие на фермент, или структурные изменения в мембране (например, в результате свободнорадикальных процессов при церебральной ишемии, сублетальном ионизирующем облучении), или многоуровневые нарушения тканеспецифичных клеточных механизмов регуляции активности и экспрессии изоферментов Na+,K+-AТФазы при разных хронических патологических состояниях [3].

Известно, что этанол вызывает снижение текучести мембран. Согласно данных ряда авторов это сопровождается усилением активного трансмембранного транспорта Na+ в результате увеличения числа переносчиков и роста их родства к этому иону, а также стабилизации внутри- и внеклеточного обмена Ca2+.

Существующие на сегодня данные относительно влияния этанола на активность Na+, K+-AТФазы носят противоречивый характер. Так при изучении прямого действия этанола на Na+, K+-AТФазу в опытах in vitro показано угнетение активности этого фермента [11]. Чувствительность Na+, K+-АТФазы к действию этанола in vitro зависит от целостности белок-липидного комплекса фермента в мембране [4]. Кроме того и от ее фосфолипидного окружения, в частности кислых фосфолипидов, которые обеспечивают формирование негативного заряда на поверхности мембран, чем обусловливают отталкивание между последними и притягивание поликатионних белков [2]. Полученные нами данные о содержании фосфолипидов при влиянии этанола и их коррекция при введении уксуснокислого цинка может быть одним из факторов показанных нами изменений активности фермента.

Выводы. Таким образом, нами показано, возрастание активности Na+, K+-AТФазы плазматических мембран клеток печени и мозга крыс в динамике развития хронической алкогольной интоксикации. Введение уксуснокислого цинка приводило к снижению активности Na+, K+-AТФазы. На основании полученных нами результатов, можно сделать вывод о перспективности его дальнейшего изучения с целью использования для коррекции метаболических нарушений, что может быть основой разработки новых лечебных противоалкогольных средств.

Список литературы:

Брандт З. Статистические методы анализа наблюдений. // М.: Мир, 1975. – 312 с.
Горчев В. Ф. Роль биологических мембран в энтропийных процессах живых организмов // Інформаційна та негентропійна терапія. – 1995. –№ 2. –С. 4—9.
Капля А. А. Структурная организация и функциональная роль изоферментов Na+,K+-АTPазы // Киев: Киевский университет, 1998. – 162 с.
Мищук Д. О., Капля А. А. Влияние этанола на структурно-функцинальные характеристики мембран коры головного мозга крыс in vitro // Укр. біохім. журн. – 2003. – Т. 75, № 2. – С. 55—61.
Петренко А. Ю., Сукач А. Н., Росляков А. Д. Выделение гепатоцитов крыс неферментативным методом: детоксикационная и дыхательная активность // Биохимия. – 1991. — Т. 56. — Вып. 9. – С. 1647—1650.
Рыбальченко В. К.,Коганов М. М. Структура и функции мембран. Практикум – К.: „Вища школа” – 1988. – 254 c.
Халилов М. Х., Закихорджаев Ш. Я. К характеристике некоторых патохимических сдвигов в крови, тканях печени и головного мозга при экспериментальной алкогольной интоксикации // Вопросы клиники алкоголизма: Сб. науч. тр., Ташкент, 1983. – С. 38—41.
Ещенко Ю. А. Вміст цинку в клітинах при різних функціональних станах інсулярного апарата підшлункової залози: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. біол. наук: спец. 03.00.13 «Фізіологія людини і тварин» / Ю. А. Ещенко. – Київ, 2004. – 19 с.
Bradford M. M.A rаpid and sensitive method for quantities of utilizing the principle of protein binding // Analytical Biochemistry. – 1976. – V. 86. – P. 193—200.
Jamme I., Barbey O., Trouvé P. et al. Focal cerebral ischaemia induces a decrease in activity and a shift in ouabain affinity of Na+,K+-ATPase isoforms without modifications in mRNA and protein expression // Brain Res.– 1999. –V. 20, № 819(1—2). – P. 132—142.

11.Omodeo-Salé F., Lindi C., Palestini P., Masserini M. Role of phosphatidylethanol in membranes. Effects on membrane fluidity, tolerance to ethanol, and activity of membrane-bound enzymes // Biochemistry.– 1991. –V. 5, № 30(9). – P. 2477—2482.

Scheiner-Bobis G. The sodium pump. Its molecular properties and mechanisms of ion transport // Eur J Biochem. – 2002. – V. 269. – P. 2424—2433.

Средняя оценка 0 / 5. Количество оценок: 0

Поставьте оценку первым.

Сожалеем, что вы поставили низкую оценку!

Позвольте нам стать лучше!

Расскажите, как нам стать лучше?

416

Закажите такую же работу

Не отобразилась форма расчета стоимости? Переходи по ссылке

Не отобразилась форма расчета стоимости? Переходи по ссылке