УДК 616.36-06:616.41]-092.9+615.361
Л.И. Колесникова А.С. Попова 2, Л.И. Крупицкая 3, А.И. Синицкий 3
АКТИВНОСТЬ АМИНОЛЕВУЛИНАТСИНТАЗЫ (АЛК-СИНТАЗЫ) КОСТНОГО МОЗГА И ПЕЧЕНИ КРЫС ЛИНИЙ АВГУСТ И ВИСТАР В ПЕРИОД НОВОРОЖДЕННОСТИ ПОСЛЕ ОСТРОЙ ПОСТНАТАЛЬНОЙ ГИПОКСИИ
1 Научный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека СО РАМН (Иркутск)
2 Городская клиническая больница № 6 (Челябинск) 3 Южно-Уральский государственный медицинский университет (Челябинск)
Новорожденных крысят линий Август и Вистар (по 20 на каждую группу эксперимента) подвергали острой постнатальной гипоксической гипоксии (смесь 95%-го азота и 5%-го кислорода). Определение активности аминолевулинатсинтазы (АЛК-синтазы) костного мозга и печени проводили в контроле, на 1-е и 3-и сутки жизни (в печени - только на 3-и сутки). Крысята разных линий различались по индивидуальной реакции организма на гипоксическое воздействие, что подтверждает ее генетическую предетерминированность. Активности АЛК-синтазы в костном мозге и печени были реципрокными как в норме, так и после перенесенной гипоксии.
Ключевые слова: аминолевулинатсинтаза (АЛК-синтаза), гипоксия, новорожденные, крысы Август и Ви-стар
ACTIVITY OF AMINOLEVULINATE SYNTHASE OF BONE MARROW AND LIVER OF NEWBORN AUGUST AND WISTAR RATS AFTER ACUTE POSTNATAL HYPOXIA
L.I. Kolesnikova A.S. Popova 2, L.I. Krupitskaya 3, A.I. Sinitskiy 3
1 Scientific Centre for Family Health and Human Reproduction Problems SB RAMS, Irkutsk
2 Municipal Clinical Hospital N 6, Chelyabinsk 3 South-Ural State Medical University, Chelyabinsk
Newborn Wistar and August rats (20 rats in each experimental group) were exposed to acute postnatal hypoxic hypoxia (by the mixture of 95% nitrogen and 5% oxygen). Determination of activity of aminolevulinate synthase (ALA-synthase) in bone marrow and liver were in control group, and on the 1st and 3rd days of life (in liver - only on the 3rd day). Infant rats of various lines differed by the response of an organism to hypoxic exposure that confirms its genetic predetermination. Activities of ALA-synthase in bone marrow and liver were reciprocal both in normal development and after hypoxia. Key words: aminolevulinate synthase (ALA-synthase), hypoxia, newborn, August and Wistar rats
Основным регуляторным ферментом синтеза гема является аминолевулинатсинтаза (АЛК-синтаза). Активность АЛК-синтазы зависит от уровня эритропоэтина, ответственного за пролиферацию, дифференциацию и угнетение апоптоза в чувствительных к нему клетках кроветворной ткани [6]. В печени также основной детерминантой образования гема служит уровень АЛК-синтазы, повышение активности которой вызывают соединения, усиливающие работу микросомальной системы окисления.
Некоторыми авторами показана разная экспрессии генома у двух разных линий крыс, которые различались по продолжительности жизни и способности генетических систем этих животных к адаптационным перестройкам. Обнаружено, что у непродолжительно живущих крыс линии Август снижение пролиферативной активности клеток, по сравнению с крысами Вистар, наблюдалось раньше. У одномесячных крыс Август скорость синтеза РНК была в 2,2 раза ниже таковой у крыс Вистар, а у трехмесячных - в 8 раз [1, 8].
Цель исследования: оценки изменений аминолевулинатсинтазы (АЛК-синтаза) костного мозга и печени в период новорожденности в норме и после перенесенной острой гипоксической гипоксии у различных линий лабораторных крыс - Август и Вистар.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Использована модель ранней постнатальной гипоксии на крысятах двух линий Август и Вистар. Животных (по 20 в каждой экспериментальной группе) сразу после рождения помещали в камеру, содержащую 95 % азота и 5 % кислорода. Эта модель наиболее часто применяется в эксперименте [2, 9].
Животных выводили из эксперимента в соответствии с Хельсинкской декларацией. Активность АЛК-синтазы определяли по методу G. Kikuchi в модификации Y.C. Aoki et al. [8]. Активность данных ферментов определяли в костном мозге через 15-30 минут после рождения, на 1-е и 3-и сутки жизни; в печени - только на 3-и сутки после рождения, т. к. эритропоэтическая функция печени в норме выключается значительно раньше [4]. Параллельно определяли суточную продукцию эритроцитов [3].
Для анализа результатов использовали пакет прикладных программ Statistica 6.0 (Statsoft Inc., США). Данные обрабатывали общепринятыми методами вариационной статистики и выражали в виде среднеарифметической (М) и ее стандартной ошибки (m). Оценку значимости различий осуществляли с помощью непараметрических критериев. Для определения различий в средних тенденциях использовали
и-критерий Манна - Уитни, рассчитанный для независимых выборок, когда число наблюдений невелико (п < 20). Различия считали статистически значимыми при р < 0,05.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Состояние эритропоэза в КМ представлено в таблице 1.
Таблица 1
Активность АЛК-синтазы костного мозга у крыс линий Август и Вистар в норме и после острой гипоксической гипоксии (М ± m)
Перестройка эритропоэза у крысят связана с заменой циркулирующих эритроцитов. У животных линии Август суточная продукция статистически значимо постепенно нарастает. У животных линии Вистар этого не наблюдается. Параллельно постепенно снижается активность АЛК-синтазы КМ у обеих линий, что согласуется с данными С.Б. Назарова [6] об уменьшении интенсивности эритропоэза сразу после рождения и с литературными данными о снижении уровня эритропоэтина в первые трое суток практически в 5 раз [7]. У крысят линии Вистар падение активности фермента более выражено.
После перенесенной гипоксии суточная продукция эритроцитов у крыс обеих линий снижается в течение всего периода новорожденности, но в разной степени. У крыс линии Август она снижается в 1,3 раза, а у крыс линии Вистар - почти в 2 раза.
Острая гипоксия в этот период ассоциируется с резким снижением активности АЛК-синтазы. Актив-
ность АЛК-синтазы после перенесенной гипоксии у крыс обеих линий снижается в 4 раза.
Активность АЛК-синтазы печени представлена в таблице 2.
Активность АЛК-синтазы печени крыс линий Август и Вистар после перенесенной гипоксии снижается, однако не в одинаковой степени: у крыс Август активность всех ферментов снижается от 1,6 раза, а у крыс Вистар - всего в 1,2 раза.
Проведенные нами эксперименты подтверждают наличие генетической предетерминированности к гипоксическому воздействию, а также реципрокные взаимоотношения по уровню активности АЛК-синтазы в КМ и печени как в норме, так и после перенесенной гипоксии.
ЛИТЕРАТУРА REFERENCES
1. Божков А.И., Климова Е.М. Эпигенетические механизмы формирования возраст-зависимых адаптационных проявлений // Генетика продолжительности жизни и старение: тез. докл. междунар. конф. - 2010. - С. 5-6.
Bozhkov A.I., Klimova E.M. Epigenetic mechanisms of formation of age-dependent adaptational manifestations // Genetika prodolzhitel'nosti zhizni i starenie. - 2010. -P. 5-6. (in Russian)
2. Гармашева Н.Л., Константинова Н.Н. Патофизиологические основы охраны внутриутробного развития человека. - М.: Медицина, 1985. - 159 с.
Garmysheva N.L., Konstantinova N.N. Pathophysiological basics of human prenatal development defense. -Moscow: Medicina, 1985. - 159 p.
3. Мосягина И. Эритроцитарное равновесие в норме и патологии. - М.: Медгиз, 1962. - 272 с.
Mosyagina I. Erythrocyte balance in normal and pathological conditions. - Moscow, 1962. - 272 p.
4. Назаров С.Б. Закономерности развития эри-трона белых крыс в пренатальном и раннем пост-натальном онтогенезе: автореф. дис. ... докт. мед. наук. - М., 1995. - 35 с.
Nazarov S.B. Peculiarities of development of white rats' erythron in prenatal and early postnatal ontogenesis: abstract of dissertation of Doctor of Medical Sciences. -Moscow, 1995. - 35 p.
5. Aoki Y., Urata G., Wada O. et al. Measurement of delta-aminolevulinic acid synthetase activity in human erythroblasts // J. Clin. Invest. - 1974. - Vol. 53 (5). -P. 1326-1334.
6. Claustres M., Sultan C. Stimulatory effects of androgens on normal children's bone marrow in cul-
Показатели Группа
Август Вистар
Контроль Опыт Контроль Опыт
АЛК-синтаза, нмоль/мг белка/мин 0,15 ± 0,007 0,09 ± 0,002* 0,24 ± 0,004 0,19 ± 0,009*
Примечание. * - статистически значимые отличия от соответствующего показателя контрольной группы при р < 0,05.
Группа Показатели
Возраст, сут. АЛК-синтаза, мкмоль/л/с
Август (n = 20) 0 3,86 ± 0,105
Вистар (n = 20) 3,78 ± 0,093
с о Август (n = 20) 1 3,51 ± 0,112
ь X о Вистар (n = 20) 3,49 ± 0,089
Август (n = 16) 3 2,99 ± 0,109
Вистар (n = 16) 3,27 ± 0,084
Август (n = 16) 1 1,80 ± 0,052*
S Вистар (n = 16) 1,81 ± 0,045*
С S Август (n = 16) 3 0,96 ± 0,086*
Вистар (n = 16) 0,91 ± 0,073*
Примечание. * - статистически значимые отличия от соответствующего показателя контрольной группы при р < 0,05.
Таблица 2
Активность гемсинтезирующих ферментов печени у крыс линий Август и Вистар в норме и после острой
гипоксической гипоксии (М ± m)
ture: Effects on BFU-E, CFU-E, and uroporphyrinogen I synthase activity // Hormone Res. - 1964. - Vol. 23. -P. 91-98.
7. Kling P.J., Schmidt R.L., Roberts R.A., Widness J.A. Serum erythropoietin levels during infancy: associations with erythropoiesis // J. Pediatr. - 1996. - Vol. 128. -P. 791-796.
8. Serman A., Vlahovic M., Serman L. et al. DNA meth-ylation as a regulatory mechanism for gene expression in mammals // Coll. Antropol. - 2006. - Vol. 30 (3). -P. 665-671.
9. Speiser Z., Korczyn A.D. Teplitzky-Gitter S. Hyperactivity in rats following postnatal anoxia // Behav. Brain Res. - 1983. - Vol. 7 (3). - P. 379-382.
Сведения об авторах
Колесникова Любовь Ильинична - член-корреспондент РАН, директор Научного центра проблем здоровья семьи и репродукции человека СО РАН (664003, г. Иркутск, ул. Тимирязева, 16; тел.: 8 (3952) 20-76-36; e-mail: [email protected]) Попова Алла Симоновна - кандидат медицинских наук, заведующая отделением гинекологии № 2 Городской клинической больницы № 6 (454047, г Челябинск, ул. Румянцева, 28; тел.: 8 (3517) 21-25-65; e-mail: [email protected]) Крупицкая Людмила Ионовна - кандидат медицинских наук, старший преподаватель кафедры биохимии Южно-Уральского государственного медицинского университета
Синицкий Антон Иванович - доктор медицинских наук, доцент кафедры химии фармацевтического факультета ЮжноУральского государственного медицинского университета
Information about the authors
Kolesnikova LyubovIljinichna - Corresponding Member of RAS, director of Scientific Centre for Family Health and Human Reproduction Problems SB RAS (664003, Irkutsk, ul. Timiryazeva, 16; tel.: +7 (3952) 20-76-36; e-mail: [email protected]) Popova Alla Simonovna - Candidate of Medical Sciences, Head of Gynecology Unit N 2 of Municipal Clinical Hospital N 6 (454047, Chelyabinsk, ul. Rumyansteva, 28; tel.: +7 (3517) 21-25-65; e-mail: [email protected])
Krupitskaya Lyudmila Ionovna - Candidate of Medical Sciences, Senior Lecturer of the Department of Biochemistry of South-Ural State Medical University
SinitskiyAnton Ivanovich - Doctor of Medical Sciences, Assistant Professor of the Department of Chemistry of Pharmaceutical Faculty of South-Ural State Medical University