ФЕРМЕНТЕМИЯ КАК ПОКАЗАТЕЛЬ ПОВРЕЖДАЮЩЕГО ДЕЙСТВИЯ ЭМОЦИОНАЛЬНО-БОЛЕВОГО СТРЕССА НА ОРГАНИЗМ ЖИВОТНЫХ

Павлова Вера Ивановна

профессор, д-р биол. наук, ФГБОУ ВПО «Челябинский государственный педагогический университет»,

 г. Челябинск

Мамылина Наталья Владимировна

доцент, д-р биол. наук, ФГБОУ ВПО «Челябинский государственный педагогический университет»,

г. Челябинск

Янов Алексндр Юрьевич

канд. биол. наук, ФГБОУ ВПО «Южно-Уральский государственный университет» (национальный исследовательский университет), г. Челябинск,

E-mail: al-end@yandex.ru

ENZIMEMIA AS AN INDICATOR THE LESION EFFECT OF EMOTIONAL-PAINFUL STRESS ON ANIMALS

Vera Pavlova

Professor, doctor of biological Sciences,

Federal State State-Financed Educational Istitution of Higher Professional Education «Chelyabinsk state pedagogical University», Chelyabinsk

Natalia Mamylina

associate Professor, doctor of biological Sciences,

Federal State State-Financed Educational Istitution of Higher Professional Education «Chelyabinsk state pedagogical University», Chelyabinsk

Yanov Alexander Yurievich

candidate of biological Sciences,

Federal State State-Financed Educational Istitution of Higher Professional Education "South Ural State University" (national research university), Chelyabinsk,

Аннотация

В данной работе исследована ферментемия, вызванная действием острого эмоционально-болевого стресса.

Abstract

This article investigated enzimemia, caused by the action of acute emotional-painful stress.

Ключевые слова: ферментемия; эмоционально-болевой стресс.

Keywords: enzimemia; emotional-painful stress.

Активация симпато-адреналовой и гипофизарно-адреналовой систем с повышением концентраций глюкокортикоидов в крови играет важную роль в развитии стресс-реакции. В исследованиях [6, 8] было установлено повышение в 3—4 раза концентрации кортикостерона в коре надпочечников, плазме крови и сердце при эмоционально-болевом стрессе (ЭБС).

Исследованиями [1, 5, 6] установлено, что стресс-реакция различной этиологии сопровождается изменениями активности ферментов в сыворотке крови. С целью изучения степени повреждения мембран клеток при ЭБС нами исследовалась динамика активности ряда цитоплазматических ферментов: лактатдегидрогеназы (ЛДГ), аланиновой (АЛТ) и аспарагиновой трансаминаз (АСТ), γ-глутамилтрансферазы (γ-ГТ), α-гидроксибутиратдегидрогеназы (α-ГБДГ) и лизосомального фермента — кислой фосфатазы (КФ) — в сыворотке крови крыс на анализаторе ФП-901 (М) производства Финляндии [2].

Эксперимент выполнен на 60 крысах самцах линии Вистар массой 150—200 г (в каждой группе по 8 животных).Все животные содержались в одном помещении при температуре воздуха 23—24°С. Животные опытной и контрольной групп получали стандартный брикетированный корм с добавлением растительного масла, рыбьего жира, свежих овощей и воды в неограниченном количестве. Для опытной группы отбирались здоровые животные, прошедшие двухнедельный карантин в виварии. Контрольных животных содержали в стандартных условиях вивария по 5—7 крыс в клетке с естественной сменой светового цикла и свободным доступом к еде и питью.Острый стресс воспроизводили у крыс по ранее описанной методике [3, 4, 7] в форме так называемого невроза тревоги, продолжающегося 1 и 5 часов. Главными чертами этой модели ЭБС являются, во-первых, наличие конфликта между выработанным условным рефлексом избегания тока путём ухода на платформу и безусловным болевым раздражением на этой же платформе, во-вторых, напряжённое ожидание электроболевого воздействия, обусловленного тем, что электрические раздражения на платформе наносились через достаточно длительные и случайные промежутки времени. Статистическая обработка результатов исследований проводилась с использованием программы STATISTICA8.0. Ввиду малого объёма выборки для проверки гипотезы о наличии или отсутствии различий между опытными и контрольной группами использовали непараметрический метод — критерий Манна-Уитни. Различия считались достоверными при P<0,05 [2].

Эмоционально-болевой стресс вызывал значительное повышение активности всех исследованных ферментов в сыворотке крови — выраженную ферментемию. После 5-часового ЭБС активность аспарагиновой трансаминазы (АСТ) в сыворотке крови в 2,2 раза (р<0,001) была выше контроля, через 1 час восстановления после 5-часового ЭБС — в 2,0 раза (р<0,001). После 1 часового ЭБС, а также через 1 сутки после 5-часового ЭБС активность АСТ в сыворотке крови достоверно превышала контроль.

После 5-часового ЭБС содержание аланиновой трансаминазы (АЛТ) в сыворотке крови в 1,9 раза (р<0,001) было выше контроля, через 1 час восстановления после 5-часового ЭБС — в 1,8 раза (р<0,001). Через 1 и 2 суток после 5-часового ЭБС содержание АЛТ в сыворотке крови было выше контроля соответственно в 1,5 раза (р<0,001) и на 18,8 % (р<0,05).

В основе ишемии при стрессорных, ишемических, токсических воздействиях, как известно, лежит повреждение плазматических и других клеточных мембран и выход ферментов в кровь. В связи с этим представляют интерес данные о влиянии ЭБС на активность ЛДГ (лактатдегидрогеназы) и соответствующего ЛДГ₁ и ЛДГ₂ фракциям фермента α-ГБДГ (альфа-гидроксибутиратдегидрогеназы).

После 5-часового ЭБС активность ЛДГ в сыворотке крови в 2,4 раза (р<0,001) была выше контроля, через 1 час восстановления после 5-часового ЭБС — в 1,9 раза (р<0,001). Через 1 сутки после 5-часового ЭБС активность ЛДГ в сыворотке крови была на 58,7 % (р<0,05) выше контроля, через 2 суток после 5-часового ЭБС — на 28,6 % (р<0,05).

После 5-часового ЭБС активность альфа-гидроксибутиратдегидрогеназы (α-ГБДГ) в сыворотке крови была в 1,9 раза (р<0,001) выше контроля. После 1-часового ЭБС активность α-ГБДГ в сыворотке крови на 90,2 % (р<0,001) была выше контроля. Через 1 сутки после 5-часового ЭБС активность α-ГБДГ в сыворотке крови была на 68,3 % (р<0,05) выше контроля, через 2 суток после 5-часового ЭБС — на 29,4 % (р<0,05).

Существенно, что под влиянием ЭБС наблюдался увеличенный выход в кровь не только ферментов трансаминирования и гликолиза, но и γ-ГТ (гамма-глутамитрансферазы), встроенного в клеточную мембрану и осуществляющего транслокацию аминокислот из внеклеточного пространства во внутриклеточное (или внутримембранное).

После 5-часового ЭБС активность γ-ГТ в сыворотке крови была на 16,5 % (р<0,05) выше контроля, через 1 час восстановления после 5-часового ЭБС — на 16,1 % (р<0,05). После 1-часового ЭБС активность γ-ГТ в сыворотке крови была на 15,7 % (р<0,05) выше контроля. Через 1 и 2 суток после 5 часового ЭБС активность γ-ГТ в сыворотке крови была недостоверно выше контроля.

Особый интерес представляют данные о содержании лизосомальных ферментов в сыворотке крови крыс после ЭБС.

Лизосомы присутствуют во всех клетках животного происхождения, за исключением зрелых эритроцитов, и представляют собой внутриклеточные пузырьки, содержащие в латентном состоянии разнообразные гидролитические ферменты, максимальная активность которых проявляется при кислых значениях рН. Важнейшим отличительным качеством лизосом является структурно-связанная латентность, определяющаяся существованием непроницаемого мембранного барьера вокруг частицы, ограничивающего доступ к субстратам. Количество известных лизосомальных ферментов приближается к ста, при этом в клетках различных тканей существует ферментная гетерогенность энзимов.

Физиологическая значимость лизосом определяется уникальным набором кислых гидролаз, способных частично или полностью расщеплять большинство встречающихся в организме полимеров до низкомолекулярных продуктов с помощью катепсинов, нуклеаз, глюкозидаз, липаз и других ферментов. Лизосомам принадлежит центральное место в клеточном метаболизме: они участвуют в процессах фагоцитоза, иммуногенеза, реализации гормональных эффектов, репарации и реконструкции внутриклеточных структур, сегрегационных функциях клетки, катаболизме вне- и внутриклеточных белков, биосинтезе и секреции ряда гормонов (инсулина, соматотропина, йодтиронинов) [1] В состоянии функционального покоя организма мощный гидролитический потенциал лизосом реализуется лишь частично. При действии на организм стрессорных факторов размеры и количество лизосом в клетке быстро увеличиваются, повышается проницаемость их мембран, изменяется локализация. С увеличением силы и длительности раздражения нарушается структура лизосомальных мембран с выходом кислых гидролаз в цитоплазму и циркулирующую кровь и последующим развитием цепного цитолитического процесса с повреждением тканей [1,8].

После 5-часового ЭБС активность кислой фосфатазы в сыворотке крови была на 95,5 % (р<0,001) выше контроля, оставаясь таковой через 1 и 2 суток после 5 часового ЭБС.

Таким образом, выявленный нами уровень ферментемии, вызванный действием острого ЭБС, доказывает повреждающее действие эмоционального стресса на организм животных и является предпосылкой для проведения различных коррекционных мероприятий.

Список литературы:

1. Ефремов А.В. Роль лизосомальных ферментов в генезе ведущих клинико-патофизиологических синдромов: факты и гипотезы /А.В. Ефремов, Л.А. Руяткина, О.Б. Цыганкова, 3.Г. Бондарева // Патологическая физиология и экспериментальная терапия. — 2007. — № 1. — С. 18—21.
2. Кишкун, А.А. Клиническая лабораторная диагностика / А.А. Кишкун. — М.: ГЭОТАР — Медиа, 2010. — 976 с.
3. Мамылина, Н.В. Показатели перекисного окисления липидов в костном мозге животных при действии эмоционально-болевого стресса / Н.В. Мамылина // Вестник Челябинского государственного педагогического университета. — 2009. — № 1. — С. 298 — 305.
4. Мамылина, Н.В. Показатели костномозгового кроветворения и содержание продуктов липопероксидации в костном мозге у животных, перенесших эмоционально-болевой стресс / Н.В. Мамылина, В.И. Павлова, А.Г. Рассохин, А.Ю. Янов // Уральский медицинский журнал. — 2012. — № 1 (93). — С. 119 — 123.
5. Мамылина, Н.В. Ферментемия как показатель повреждения организма при длительном эмоциональном стрессе и гипокинезии / Н.В. Мамылина, Н.А. Белоусова // Вестник Челябинского государственного педагогического университета. Серия 4. Естественные науки. — 2003. — № 5. — С. 120—123.
6. Меерсон, Ф.З. Адаптация, стресс и профилактика / Ф.З. Меерсон. — М., 1981. — 200 с.
7. Павлова, В.И. Влияние острого ЭБС на стресс-реализующую систему ПОЛ в плазме крови крыс / В.И. Павлова, Я.В. Латюшин, Н.В. Мамылина // Матер. III межд. конф. «Адаптация биологических систем к естественным и экстремальным факторам среды». — Челябинск, 2010. — С. 50—52.
8. Павлова, В.И. Стрессорное повреждение организма и его предупреждение метаболитами стресс-лимитирующих систем: автореф. дис… д-ра биол. наук / В.И. Павлова. — Томск, 1990. — 40 с.