Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Молекулярные процессы в мозге при естественной гипотермии
.pdf
7.7. Азотистый, углеводно-фосфорный обмен мозга теплокровного животного 111
при температуре инкубации 37 °С, к 2-недельному сроку спячки (при температуре тела 10–11 °С) также была выше контроля на 18 %, а к месячному сроку достигала +47 %. Активность этого фермента при температуре инкубации в 10 °С
при 2-недельной спячке была ниже контроля на 35 %, а при месячной – на 25 %
(Эмирбеков, Даудова, 1977), т.е. разница по сравнению с контролем реальной
(в условиях спячки) величины активности прогрессивно сокращалась, тогда
как потенциальной активности в то же время увеличивалась.
Таблица 17
Активность глутаминсинтетазы (в мг % глутамилгидроксамовой кислоты)
и глутаминазы-1 (в МкМ азота аммиака) в головном мозге сусликов
при зимней спячке (температура тела 10–11 °C) M ± m
Продолжительность
спячки (в сутках)
Температура
Контроль
37 С°
10 °С
1-е сутки
10 °С
37 °С
7-е сутки
10 °С
37 °С
Глутаминсинтетаза Глутаминаза -1
Большие
полушария
80,0 ± 1,96
41,0 ± 1,20
26,0 ± 0,70
Р<0,001
49,5 ± 0,9
Р <0,001
35,0 ± 1,4
Р< 0,001
Р1< 0,001
53,0 ± 0,8
Р < 0,001
Р1<0,001
Средний
и промежуточ-
ный мозг
75,0 ± 1,82
43,0 ± 1,40
32,3 ± 0,82
Р< 0,001
5 1,9 ± 0,73
Р <0,001
39,0 ± 1,01
Р <0,05
Р1< 0,001
59,0 ± 1,06
Р < 0,001
Р1< 0,001
Большие
полушария
16,18 ± 0,53
9,37 ± 0,45
7,99 ± 0,06
Р<0,001
14,45 ± 0,46
Р <0,01
8,50 ± 0,32
Р <0,001
Р1<0,001
19,10 ± 0,43
Р <0,001
Р1<0,001
Средний
и промежуточ-
ный мозг
15,54 ± 0,29
8,17 ± 0,28
9,37 ± 0,49
18,32 ± 0,27
9,34 ± 0,30
18,11 ± 0,36
Р< 0,001
Р <0,001
Р < 0,001
Р1>0,05
Р <0,01
Р1>0,05
Мозжечок
17,32 ± 0,48
7,99 ± 0,26
5,86 ± 0,33
Р< 0,001
16,12 ± 0,40
Р<0,05
6,13 ± 0,17
Р <0,001
Р1<0,001
14,63 ± 0,56
Р<0,001
Р1<0,05
Примечание: Р – вычисляли по контролю, Р1—по отношению к предыдущему сроку спячки.
Аспартатаминотрансферазная и аланинаминотрансферазная активность
в больших полушариях, стволе и мозжечке при 2-недельной спячке сусликов,
измеренная при 5 °С, была ниже установленной у эутермных животных. В условиях же инкубации проб ткани при 37 °С полученные величины активности
аланинаминотрансферазы в пробах из больших полушарий не отличалась от
контроля; в пробах из ствола активность этого фермента была немного ниже,
тогда как в пробах из мозжечка – выше контроля. Активность аспартатаминотрансферазы в пробах из всех исследованных отделов мозга превышала контроль (Демин, Шортанова, Эмирбеков, 1988).
112 Молекулярные процессы в мозге при естественной гипотермии
Полученные нами данные вместе с результатами пре дыдущих исследований (Эмирбеков, 1968, 1969; Эмирбеков, Мукаилов, 1970, 1971; Эмирбеков,
Львова, 1970) свидетельствуют о том, что во время зимней спяч ки в изменении
содержания метаболитов системы осво бождения и связывания аммиака в мозге
участвуют не только глутаминсинтетаза, глутаминаза-1 и аспартат- и аланинаминотрансферазы.
Активным источником высвобождения аммиака в мозге при гипотермии
и зимней спячке является глутамин (Эмирбеков, Львова, 1985). Содержание
свободного аммиака влияет на активность глутамина зы (Benjamin, 1976). В тканях мозга обнаружены 3 изоформы глутамина зы: активируемая фосфа том,
активируемая карбонатом (или малеонатом) и активируемая фосфат-боратом
(Svenneby, 1973), что свиде тельствует о сложности процесса регуляции дезамидирования глу тамина.
Продукт реакции дезамидирования глутамина – глутаминовая кислота
в мозге актив но декарбоксилируется с образованием специфического компонента γ-аминомасляной кислоты (Roberts, 1976). Поэтому для выяснения
функциональной роли аммиак-глутаминовой системы мозга при пониженной
жизнедеятельности значительный интерес представ ляет исследование глутаминазной и глутаматдекарбоксилазной актив ности тканей мозга при естественном охлаждении животного.
Исследуя состояние зимней спячки, в декабре сусликов помещали в ин-
дивидуальные клетки, создавая условия, близкие к естественным (Калабухов,
1956), и переносили в темную комнату с температурой 5–6 °С. Учитывая, что
у сусликов, в декабре впавших в глубокую спячку (при температуре тела ниже
10 °С), сон не прерывается в течение недели (Kayser, 1965), проводили исследования через день, неделю и месяц после впадения в спячку (температура тела
5–7 °С). В качестве контроля брали бодрствующих живот ных, находившихся
в помещении с температурой 20–22 °С.
Подопытных и контрольных крыс и сусликов декапитировали, быстро
вскрывали череп, извлекали большие полушария мозга и определяли в них ферментативную активность. Глутаминазную (КФ 3.5.1.2) активность определяли
в гомогенате ткани больших полушарий мозга, приготовленном на трис-НСlбуфере.
Для определения активности активируемой фосфатом глутаминазы готовили
пробы, содержащие 100 мг Na2HPO4, 100 мг трис-HCl и 40 мг глутамина. Конечный
рН 8,5. Активность глутаминазы, не активируемой фосфатом, определяли в смеси,
cодержащей 100 мг трис-НСl, 25 мг малеоната, 1 мг Na2HPO4, 0,1 мг КСl и 10 мг
глутамина. Конечный рН 7,4. В обоих случаях конечный объем 5 мг.
Контролем служили пробы со всеми добавками без субстрата и пробы, со-
держащие только глутамин. Опытные и контрольные пробы для определения
7.7. Азотистый, углеводно-фосфорный обмен мозга теплокровного животного 113
не активируемой фосфатом глутаминазной активности инкубировали в течение 3 мин при 52 °С, чтобы разрушить активируемую фосфатом глутаминазу.
О глутаминазной активности судили по количеству образовавшегося
в пробе аммиака. Содержание аммиака, поглощенного серной кислотой, опре-
деляли с помощью фенолгипохлоридного метода.
Таблица 18
Глутаматдекарбоксилазная (в мкмоль ГАМК на 1 г свежей ткани)
и глутаминазная (в мкмоль NH3 на 1 г свежей ткани) активность в ткани
больших полушарий мозга сусликов в период зимней спячки (М ± m; n = 8÷10)
Температурные условия определения
ферментативной активности, °С
Глутаматдекарбоксилазная активность
37 3,2 ± 0,1 5,6 ± 0,1 7,4 ± 0,1 4,8 ± 0,1
Р <0,05 <0,05 <0,05
15 2,1 ± 0,1 4,6 ± 0,1 6,0 ± 0,1 3,3 ± 0,1
Р <0,05 <0,05 >0,05
5 1,3 ± ,0,1 3,8 ± 0,1 4,9 ± 0,1 2,2 ± 0,1
Р <0,05 <0,05 <0,05
Активируемая фосфатом глутаминазная активность
37 27,9 ± 1,1 25,0 ± 0,6 29,8 ± 1,1 20,9 ± 1,0
Р <0,05 >0,05 <0,05
30 22,8 ± 0,4 18,8 ± 0,7 24,2 ± 0,3 13,2 ± 0,4
Р <0,05 <0,05 <0,05
5 6,8 ± 0,2 5,4 ± 0,1 8,6 ± 0,2 5,3 ± 0,2
Р <0,05 <0,05 <0,05
Глутаминазная активность
37 9,0 ± 0,1 8,4 ± 0,2 11,3 ± 0,2 6,7 ± 0,4
Р <0,05 <0,05 <0,05
30 6,4 ± 0,1 6,3+0,1 10,0 ± 0,1 4,7 ± 0,1
Р <0,05 <0,05 <0,05
5 2,2 ± 0,1 1,9 ± 0,1 3,7 ± 0,2 1,5 ± 0,2
Р <0,05 <0,05 <0,05
Контроль
Длительность спячки
(в днях) при температуре тела
5–7 °С
1 7 30
Примечание: P – достоверность различий по отношению к контролю (нормотермичес кие
животные, инкубация при 37 °C).
Для определения активности глутаматдекарбоксилазы (КФ 4.1.1.15) гомогенат готовили из расчета 1 мл натрий-фосфатного буфера на 100 мг ткани мозга
и оставляли на 20 мин при комнатной температуре. Пробы, приготовленные на
114 Молекулярные процессы в мозге при естественной гипотермии
натрий-фосфатном буфере (1/15 М) с конечным рН 6,4, содержали по 12,5 мкМ
глутамина.
О глутаматдекарбоксилазной активности судили по возрастанию содержа-
ния γ-аминомасляной кислоты в инкубационной среде.
Ферментативную активность у животных при низких температурах тела
измеряли при 37 °С и при температурах, соответствующих температуре тела
охлажденного животного (30, 25, 20, 15, 10 и 5 °С). При низких температурах
пробы инкубировали в течение 1 ч.
У сусликов во время зимней спячки глутаминазная и глутаматдекарбоксилазная активность подвергается изменению в зависимости от длительности гибер нации. Так, через сутки и неделю после начала зимней спячки
ак тивность глутаматдекарбоксилазы значительно повышается с таковой у нормотермических зверьков (инкубация при 37 °С), к месячному же сроку она
несколько снижается, но оставаясь выше контрольного уровня. Активность
активируемой и неактивируемой глутаминазы в мозге на седьмой день повышается, а через месяц существенно снижается по сравнению с контролем.
Глутаминаза и специфическая для мозга глутаматдекарбоксилаза (Svenneby,
1970; Roberts, 1976) проявляют разную температурную чувствительность при
искус ственном и естественном охлаждении. Во время зимней спячки для глутаматдекарбоксилазной активности температурный эффект (in vitro) отсутствует
(табл. 18). При определенных режимах гипотермии глутаминазная и глутаматдекарбоксилазная активность, измеренная при более низкой температуре
инкубации, либо выше, либо не отлича ется от таковой при более высокой
температуре.
Изменение активности фер ментов свидетельствует о глубоких изменениях
в метаболизме мозга. Зимняя спячка не является монотонным процессом. При
спячке происходит перестройка азотис того метаболизма мозга, направленность
которого зависит от глубины и продолжительности гибернации.
Наши результаты свидетельствуют о разной чувстви тельности ферментов
азотистого метаболизма различных отделов головного мозга к понижению
температуры те ла гибернирующего животного. Этим, видимо, обеспечи вается
возможность избирательного активирования отдельных звеньев метаболизма,
поддерживающих жиз недеятельность организма во время зимней спячки.
Все это отражает одну из сторон пластичности обмена в мозге при низких
температурах тела.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Для многих видов мелких млекопитающих выживание в зимний период
обеспечивается за счет особого физиологического состояния организмов – гибернации зимней спячки (Калабухов, 1985).
Зимняя спячка является феноменом, закрепленным в ходе эволюции и связанным с переживанием животными неблагоприятных условий окружающей
среды и характеризующимся частичной или полной потерей чувствительности
и двигательной активности, резким снижением температуры тела и интенсивности метаболизма. Естественное понижение температуры тела приводит к подавлению активности всех функций и систем организма: кровообращения, дыхания, пищеварения, водно-солевого обмена, гормонального статуса, размножения
(Демин, Шортанов и Эмирбеков, 1988; Карманова, 1995; Эмирбеков и др., 2004).
Необходимо заметить, что подавление метаболизма гибернирующих животных в зимний период не является простым следствием влияния низких
температур на скорость биохимических реакций. Наоборот, снижение темпе-
ратуры тела во время зимней спячки происходит в результате хорошо скоординированного подавления обменных процессов в органах и тканях.
Гибернация представляет собой не непрерывный процесс, а состоит из
нескольких периодов глубокого оцепения организма длительностью 2–4 недель, так называемых баутов спячки, и кратковременных (20–30 ч) периодов
пробуждения.
Снижение уровня физиологических и обменных процессов при вхождении
в очередной баут, их регуляция в состоянии спячки и нарастание при пробуж-
дении происходят сбалансированно и под контролем ЦНС.
За регуляцию состояния спячки и выхода из нее ответственны структуры
мозга, такие как гипоталамус, ретикулярная формация и гиппокамп.
В нейрохимическом отношении механизм начала зимней спячки оказался
близким к тем же самым процессам, которые проявляются в ЦНС при обычной
смене активного бодрствования дремотой, переходящей к медленноволновой
фазе сна. Как при естественном сне, так и при вхождении в зимнюю спячку
в головном мозге имеет место активация серотонинергических структур (прежде всего в стволовой части мозга, особенно дорсального ядра шва) и торможение адренергических (Попова и др., 1986).
Для изучения нейрохимических механизмов гибернации весьма актуаль-
ным и перспективным являются поиск и изучение специфических эндогенных
116 Молекулярные процессы в мозге при естественной гипотермии
химических факторов, способствующих развитию зимней спячки, а также
веществ, препятствующих ей. Доу и Спурриер (Dawe, Spurrier, 1972) в крови
сусликов, находившихся в спячке, обнаружили фактор, который может играть
роль триггера спячки, и описали его.
Из фракции уксуснокислого экстракта мозга гибернирующего длиннохво-
стого суслика Citellus unduatus выделено более 20 индивидуальных пептидов
и установлены их структуры (Зиганшин, 1994). Найдено, что один из выделенных пептидов, неокиоторфин (r-Ser-Lys-Tyr-Arg), известный ранее как слабый анальгетик, обладает кардиотропной и терморегуляторной активностью.
Неокиоторфин активирует in vitro потенциалозависимые кальциевые (предположительно через каналы L-типа) и блокирует АТР-зависимые калиевые токи
предсердных волокон лягушки. Внутрибрюшинное введение этого пептида
сусликам, находящимся в состоянии зимней спячки, вызывает резкое увеличение частоты сокращений сердца и потребления кислорода, приводя к пробуждению животного. Внутрибрюшное и интраназальное введение неокиоторфина
крысам вызывает у них увеличение температуры тела в термонейтральных
(26–28 °С) условиях, не оказывая заметного воздействия при низкой (4–6 °С)
и высокой (31–32 °С) температурах окружающей среды. Возможность длительного обратимого изменения физиологического статуса организма и проблема
управляемого гипобиоза имеют глубокий теоретический интерес. В природных
условиях эти задачи естественным путем решаются у гибернирующих животных, в тканях и плазме которых содержатся низкомолекулярные биологически
активные вещества, способствующие как снижению активности различных систем организма при погружении животного в спячку, так и быстрой активации
их до исходного уровня при пробуждении животных.
Фракции из ткани гибернантов не обладают узкой видовой специфично-
стью, а потому оказывают влияние и на незимоспящих (Ашмарин, Гомозков
1989). Иммунизация мышей к плазме крови сусликов, забранной в период
погружения в спячку и при пробуждении, вызывала гипотермию у мышей,
причем у животных, иммунизированных к плазме просыпающихся сусликов,
гипотермия была более выражена и иногда фатальна. Иммунизация крыс к киоторфину активирует систему теплопродукции и сердечно-сосудистую систему.
Иммунизация к неокиоторфину приводит к противоположным изменениям
(Ашмарин и др., 1999)
К индукции зимней спячки могут иметь отношение и гибернационный
фактор крови, анаболон мозга, и такие нейропептиды, как опиаты, эндорфины
и бомбензин (Демин, Шортанов, Эмирбеков, 1988).
Кроме этого, на роль эндокринных регуляторов сезонных изменений физиологических функций могут претендовать холестоцитокинин, тиролиберин, соматостатин, нейротензин. Физиологический спектр действия этих пептидов не
Заключение 117
перекрывает всю феноменологию зимней спячки и заставляет вести поиск новых
регуляторов, в первую очередь в тканях зимоспящих и адаптированных к холоду
животных, способных резко снижать уровень метаболизма (Сухова и др., 1990).
Стратегия зимней спячки заключается в существенной управляемой
минимизации метаболизма. Ни одна из клеточных функций, в том числе
метаболическая активность, не может осуществляться без участия мембран,
поэтому структура и динамические свойства мембран должны обеспечить
функциональную активность при низких температурах. Вряд ли следовало
предполагать наличие крупномасштабных изменений в химическом составе
клеточных мембран при зимней спячке, направленных на поддержание всех
клеточных функций.
Достаточно полно изучена динамика азотсодержащих низкомолекулярных
веществ в мозге при зимней спячке (Эмирбеков и др., 1984; Львова, 1985; Демин,
Шортанов, Эмирбеков, 1988; Эмирбеков, Эмибекова, Пашаева, 2011).
Изучая системы биохимических реакций освобождения и связывания
аммиака (глутамин, глутамат, ГАМК, аспартат, мочевина) и ферментов, участвующих в его обмене (глутаминазы, глутаминсинтетазы; аланин- и аспартатаминотрансферазы) в головном мозге сусликов, мы выявили роль низкомолекулярных веществ, участвующих в модификации белков, в том числе
белков-ферментов. Система освобождения и связывания аммиака у гибернато-
ров отличается большей, по сравнению с незимоспящими, лабильностью и, видимо, является определенным звеном в механизмах биохимической адаптации
к низкой температуре тела.
Анализ приведенных литературных данных и наших собственных результатов показывает, что на фоне значительного снижения общего метаболизма
животных во время зимней спячки наблюдается ряд биохимических реакций,
активность которых сохраняется на достаточно высоком уровне. Видимо, такая
высокая активность ферментных систем, не характерная для животного, неа-
даптированных к низким температурам тела, является результатом контроля
регуляторных механизмов со стороны нейроэндокринного аппарата.
Анализ описанных данных подтверждает мысль о том, что система освобождения и связывания аммиака у гибернантов лучше приспосабливается к ги-
потермическим условиям, чем у незимоспящих животных (Демин, Шортанов,
Эмирбеков, 1988).
Было установлено, что активность ферментов, участвующих в обмене низ-
комолекулярных азотистых веществ в головном мозге, при зимней спячке сус-
ликов изменяется в зависимости от глубины и продолжительности гибернации,
но в общем сохраняется на довольно высоком уровне (Эмирбеков, Мукаилов,
1971; Эмирбеков, Даудова, 1977; Исмаилов, Эмирбеков, 1980; Эмирбеков,
Львова, 1984).
118 Молекулярные процессы в мозге при естественной гипотермии
Приведенные в данной работе наши данные свидетельствуют о том, что цикл
зимней спячки и содержание глутаминовой, аспаргиновой и γ-аминомасляной
кислот в мозге не связаны между собой. Исследованные аминокислоты активно
учавствуют в адаптивных механизмах, действующих в мозге во время зимней
спячки. Не всегда сдвиги в содержании нейромедиаторных аминокислот при
зимней спячке адекватны активности ферментов, участвующих в их метаболизме. По-видимому, изменение содержания аминокислот может быть вызвано
не только скоростью их транспорта и интенсивности метаболизма, но и высвобождением связанных форм аминокислот.
Особенности регуляции молекулярных процессов в у зимнеспящих связаны с повышением регуляторной нагрузки продуктов деградации белков – пептидов, аминокислот, мочевины. Для белков мозга сусликов при зимней спячке
характерно своеобразное физико-химическое состояние, которое изменяется
при пробуждении (Дерий, Штарк, 1983). Можно утверждать, что в становлении
физико-химической конфигурации белковых молекул в мозге при поддержании
зимней спячки решающую роль играют процессы дезамидирования и амидирования белков (Эмирбеков, Львова, 1985; Демин, Шортанова, Эмирбеков, 1988).
Изменение в содержании амидных групп белковых фракций и общего количества белка при зимней спячке подтверждает мысль о том, что метаболизм
и физико-химическое состояние, как отдельных белков мозга, так и общего содержания белка в мозге, обеспечивают вхождение организма в зимнюю спячку,
ее поддержание и выход из нее.
Зимняя спячка сопровождается увеличением количества амидированных
белков мозга.
В результате наших экспериментов (Демин, Шортанова, Эмирбеков, 1988)
установлено, что в головного мозге концентрация РНК при зимней спячке (с
температурой тела 5–7 °С) с октября по март уменьшалась по сравнению со
средней величиной для всего годичного цикла. Так, в гиппокампе ее уменьшение начинается раньше, чем в других отделах, а в гипоталамусе и, особенно,
в средней зоне коры больших полушарий, величина концентрации РНК возвращается к прегибернационному значению еще за 1–2 мес. до пробуждения.
Пробуждение в течение первых 2 ч сопровождается значительным повышением концентрации РНК; уже через 24 ч она снижается, а в течение 7 дней снова
достигает уровня, установленного при спячке.
Метаболизм РНК в головном мозге суслика при зимней спячке и выходе из
нее исследовали Р. А. Гордон и соавторы (Гордон и др., 1986). Ими было предположено, что в мозге у зимоспящих, видимо, происходит такая адаптационная
перестройка клеточных мембран, которая делает систему транспорта нуклеозидов резистентной к снижению температуры. Включение же уридина в быстро
метаболизирующие РНК во время спячки снижается в 10 раз, а через 2 ч после
Заключение 119
пробуждения восстанавливается до 70 % от уровня у эутермных животных.
Содержание РНК в целом мозге в цикле эутермия-гибернация не меняется.
Итак, в период глубокой зимней спячки в супраоптическом ядре резкое
падение абсолютного содержания, как белков, так и РНК в цитоплазме нейронов четко коррелировало с такими же изменениями количественных характеристик РНК и в глиоцитах, но на фоне близких к соответствующему контролю
количественным величинам белков в этих клетках. Такие отношения в системе
нейрон – нейроглия могут указывать на выраженное угнетение белковонуклеинового метаболизма в нейронах, несмотря на поддержание достаточно
высокой концентрации белков в глиальных клетках-сателлитах.
В связи с вышеизложенным представляет интерес выяснение активности
распада белков в мозге при зимней спячке.
Лизосомы нервной ткани содержат ряд специфических пептидгидролаз,
ответственных за деградацию белков мозга. Они занимают центральное место
в обмене белков, регулируя их распад в соответствии с уровнем метаболизма
и физиологическим состоянием нервной системы.
Внутриклеточную деградацию белков долгое время считали неспецифическим процессом. Белок выполняет закрепленную за ним функцию, а затем
в определенный момент клетке необходимо от него избавиться.
В нашей лаборатории (Нурмагомедова, Нурмагомедов, 2011) установлено,
что – у сусликов, перенесших зимнюю спячку, в мозге происходит значитель-
ное повышение автолиза. Однако протеолитическая активность катепсина
Д возрастает лишь в мозге у пробудившихся от зимней спячки сусликов.
Температурная зависимость активности катепсина Д из мозга суслика и из
мозга крысы отличается только в режиме инкубации 30 и 37 °С. Температурная
зависимость активности катепсина Д, выраженная в координатах Аррениуса,
в больших полушариях мозга суслика при подготовке к спячке в условиях ин-
кубации 20 °С имеет излом,а при пробуждении от зимней спячки – плато, при
температурах инкубации 10–30 °С. Значительные изменения в больших полу-
шариях и мозжечке мозга суслика наблюдаются при пробуждении после баута
спячки, а в то время как в среднем мозге таких изменений на этапах зимней
спячки не обнаруживается.
Нами выявлена отрицательная температурная зависимость активности
катепсина Д в неседиментируемой фракции мозга при 5 °С инкубации при
пробуждении после баута спячки и при полном пробуждении от зимней спячки. Установлена связь между сезоном года и температурной зависимостью
активности катепсина Д из мозга суслика: весной, при пробуждении от зим-
ней спячки активность фермента выше, чем осенью при всех исследованных
температурах инкубации (5, 10, 20, 30 и 37 °С). На температурную зависимость
активности катепсина Д из печени суслика сезон года не влияет.
120 Молекулярные процессы в мозге при естественной гипотермии
Автолитическая активность тканей характеризует как активность ферментов распада белков (внутриклеточных протеиназ), так и состояние эндогенных
белков, их атакуемость протеиназами.
Объясняется оно необходимостью подавления метоболизма при зимней
спячке. Увеличение активности катепсина Д в низкотемпературном диапазоне
при зимней спячке указывает, видимо, на необходимость дерадации белков
в мозге на определенных стадиях зимней спячки. Температурная зависимость
активности катепсина Д в солюбилизированной фракции в диапазоне 10–5 °С
в динамике зимней спячки изменяется кардинально – от положительной к отрицательной. Очевидно, здесь происходит как бы переключение работы фермента с одного режима на другой.
Анализ литературных данных и многолетних результатов нашей лаборатории позволяет подвести итоги и определить перспективы исследования
нейрохимии зимней спячки.
Зимняя спячка с биологической и физиологической точки зрения – это,
прежде всего, энергетическая проблема. Однако регуляция метаболизма, обеспечивающая поддержку и координацию с пониженной жизнедеятельностью
имеет к ней самой тесное отношение.
Для сохранения энергии при гибернации необходимо максимально снизить
пассивную проницаемость мембран для ионов Na+, K+, Ca2+ и в то же время сохранить достаточную активность ионных насосов для поддержания осмотического
равновесия. Для усиления барьерной функции мембран необходима плотная
упаковка липидного бислоя (Крепс, 1981). На подвижность структурных элементов мембраны может оказывать влияние не только химическое строение липидов,
но и количество белков в мембране, их химическая модификация. Преимущество
этих факторов в том, что они действуют локально и, кроме того, их результат легко обратим, что важно при выходе из спячки (Эмирбеков и др., 2004).
Во время зимней спячки увеличивается индекс ненасы щенности в мембранных структурах клетки – что считают одним из главных факторов «гомовязкостной» адаптации, которая обеспечивает сохранение интегративных
функций мембранных структур зимоспящих при низких температурах.
Важную роль для поддержания структуры и функции кле точных мембран
играют процессы перекисного окисления липидов (ПОЛ), субстратами которых
являются нена сыщенные жирные кислоты, входящие в липидные компоненты
липопротеидных комплексов мембран.
При подготовке к зимней спячке в фосфолипидах коры мозга сусликов достоверно повышается уровень ИДС, резко увеличивается содержание первичных продуктов ПОЛ – ДК. Но результаты по содержанию в мозге при зимней
спячки конечного продукта ПОЛ – МДА указывают на незначительные изменения исходного уровня МДА в этот пери од.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]