CC BY
16
УДК 577.1:636.9
Федець О.М., к. с.-г. н., доцент ([email protected]) ©
Лье1еський нацюнальний утеерситет еетеринарног медицины та бютехнологт
¡мет С.З.Гжицького
ГЛУТАТЮНПЕРОКСИДАЗА ТА ГЛУТАТЮНРЕДУКТАЗА СШПО1 КИШКИ I ПЕЧ1НКИ КРОЛЯ
Дослгджено концентрацт глутатюну та актиетсть глутатюнпероксидази I глутатюнредуктази. Показники глутатюну та глутатюнпероксидази найеищ1 у печшщ, у слизоет оболонщ слтог кишки еони менш1, шж у И череоподгбному егдростку. В1дм1нностей м1ж тканинами е актиеност1 глутатюнредуктази не еияелено. Встаноелена сезонна залежтсть актиеностг глутатюнпероксидази та концентрацИ глутатюну.
Ключо^^ слова: глутат1он, глутатюнпероксидаза, глутатюнредуктаза, крол\, слта кишка, печшка.
Вступ. Глутатюнпероксидаза (ОРх, КФ 1.11.1.9.; глутатюн: перекис водню оксидоредуктаза) кат^зуе GSH-залежне вщновлення Н2О2. Глутатюнредуктаза (GR, КФ 1.6.4.2.; NAD(P)H: окиснений глутатюн оксидоредуктаза) - це флавопроте!н, що кат^зуе вщновлення окисненого глутатюну (GSSG) до глутатюну (GSH). Обидва ензими в складi глутатюново! системи беруть участь в процесах окиснення, що е одним iз шляхiв знешкодження ксенобютиюв в оргашзм1 В цьому напрямку е опублжоваш результати дослiджень GSH та глутатюн S-трансферази у слизовiй оболонщ слшо! кишки та печiнцi кроля [3]. Метою роботи було дослщження ОРх та GR.
Матер1ал 1 методи. Слiпа кишка та печшка були ввдбраш в квiтнi та в червш при забо! самщв кролiв вiком 6-7 мiсяцiв, вагою 2-2,5 кг. Слша кишка була промита охолодженим фiзiологiчним розчином до повного позбавлення вщ вмiсту. Слизова оболонка була знята пластинкою з оргашчного скла. Тканини були подрiбненi на гомогенiзаторi Поттера-Елвегейма в 5 мМ трис-НС1 буферi (рН=7,0), який мiстив 5 мМ Ш2ЕДТА i 1 мМ фенiлметилсульфанiлфториду. Гомогенат був вщцентифугований при 10 000 g. В супернатантi були визначеш концентрацiя GSH [6], активнiсть ОРх [24] i ОЯ [8] та концентращя бiлка [15].
Результати дослщження представлен у табл. 1. Концентращя GSH наведена також у попереднш публжаци [3]. Згiдно отриманих експериментальних даних, найвищий показник у печшщ, а у слизовiй оболонцi слшо! кишки та И червоподiбного вщростка вiн статистично вiрогiдно менший в 2-10 р^в, залежно вiд способу вираження концентраци (рис. 1а, нмоль/мг бшка та рис. 1б, мкмоль/г тканини). В червоподiбному вiдростку вмют GSH на половину вищий, шж у слiпiй кишцi. Рiзницi по мюяцях е для усiх дослщжуваних тканин (в квiтнi менше, шж в червнi), але вони статистично не
© Федець О.М., 2008
226
вiрогiднi при вираженш концентрацп в нмоль/мг бшка. В одиницях мкмоль/г тканини (рис. 1б) статистично вiрогiдною е вщмшшсть в слiпiй кишцi тварин.
Таблиця 1.
Концентращя GSH та актившсть GPx 1 GR у печшщ та слизов1й оболонц1
слшо!' кишки 1 1*1 червопод1бного вщростка кроля (М±т, п=3-6).
Показники Печшка Слша кишка Червопод1бний вщросток
слшо! кишки
квггнень червень квггаень червень квггень червень
GSH, 66,76±8,475 23,06±2,053 36,00±2,061
нмоль/мг Р!<0,001 Р!<0,01
бшка Р2<0,01
63,96±16,51 69,56±8,877 19,68±2,250 26,46±2,128 32,85±3,228 39,15±0,946
Р3>0,1 Р^ <0,1 Р3<0,1 Р!<0,01 Р1<0,2 Р2<0,05 Р3<0,2 Р!<0,001 Р2<0,01
GSH, 6,446±0,785 0,606±0,058 1,901±0,124
мкмоль/г Р!<0,01 Р!<0,02
тканини Р2<0,01
5,520±1,352 7,371±0,629 0,493±0,043 0,719±0,049 1,731±0,200 2,072±0,089
Р3<0,5 Р!<0,05 Р3<0,05 Р!<0,001 Рх<0,1 Р2<0,01 Р3<0,2 Р!<0,01 Р2<0,001
GPx, нмоль 42,07±3,885 8,883±0,945 23,66±1,114
GSH/хвxмг Р!<0,001 Р!<0,01
бшка Р2<0,001
41,03±8,465 42,77±5,081 10,76±0,799 7,008±0,547 25,83±1,020 21,50±0,698
Р3>0,5 Р!<0,05 Р3<0,02 Рг<0,01 Р1<0,2 Р2<0,001 Р3<0,05 Р!<0,02 Р2<0,001
GR, нмоль 21,80±2,087 27,45±2,073 21,54±3,354
NADPH/хвx Р1<0,2 Р1>0,5
мг бшка Р2<0,5
Р1 - порiвняно з печiнкою, Р2 - iз слiпою кишкою, Р3 - порiвняння мiсяцiв.
Отриманi данi узгоджуються з л^ературними, згiдно яких в печшщ щура цей показник становить 47 нмоль/мг бшка [33], або 3,53 мкмоль/г тканини
[16], шлунку - 3,31 [10], слизовш залозисто! та незалозисто! частин шлунку -1,41 та 0,80 [21], 12-ти пало! кишки - 0,81 [21], тонких кишок - 2,45 [16] i 3,87
[17], проксимального та дистального вщдшв клубово! кишки - 3,57 та 3,65 [17], товстих кишок - 1,65 [16] мкмоль/г тканини. В шших одиницях вираження у щура в слизовш оболонщ стравоходу - 47 [33], шлунку - 10 [33], тонких кишок - 18,6 [9], ободово! кишки - 7 [33] нмоль/мг бшка. В слизовш оболонщ ободово! кишки людини - 3,4 [18] нмоль/мг бшка, або 3,0 [20] i 0,167 [29]
227
мкмоль/г тканини. В слизовш оболонщ ободово! кишки мишi - 41,0 нмоль/мг бшка [18].
С л^ературш даш де наведеш значно бiльшi цифри. Так у щура в печшщ показник становить 21,47 мкмоль/г тканини [4]. Це бшьше в кшька разiв i е можливе, але е й iншi цифри, при обрахунку яких автори, напевно, зробили помилки. У щура в печшщ - 4050 нмоль/мг бшка [23], ободовш кишщ - 4200 нмоль/мг бшка [23] i 7037 нмоль/мг бшка [14]. Це бшьше у 100-200 разiв.
а) б)
Рис. 1. Концентращя GSH (1 - загальш дан1, 2 - квггень, 3 - червень).
Найвища активнiсть ОРх (рис. 2), як i О8И, в печшщ, а найнижча в слшш кишщ. В слизовш оболонщ вона статистично вiрогiдно менша. В слшш кишщ на 374%, а !! червоподiбному вiдростку на 78%. Вiдмiнностi мiж вiддiлами кишки теж статистично вiрогiднi i становлять 166%. Таю ж рiзницi i при порiвняннi тканин, якщо данi роздiлити окремо по мюяцях.
Порiвняння показникiв за кв^ень i за червень показуе, що в печiнцi змiн немае. В слизовш оболонщ актившсть ензиму вiрогiдно зменшуеться на 54% у слшш кишщ та на 20% у !! червоподiбному вiдростку. Це при тому, що концентращя О8И зростае вщповщно на 34 i 19% (нмоль/мг бiлка) та на 46 i 20% (мкмоль/г тканини).
При порiвняннi отриманих експериментальних даних з лiтературними, необхщно
враховувати, що е два види активной ОРх - загальна (актившсть визначають з кумен гiдропероксидом чи т-бутил гiдропероксидом), та 8е-залежна (актившсть визначають з Н2О2).
Загальна актившсть ензиму у печшщ кроля становить 152 нмоль NADPH/хвxмг бшка [31], е i значно менша цифра - 2,23 нмоль NADPИ/мг бшка
228
[32]. Для порiвняннi у печшщ щура актившсть Se-залежно! ОРх становить 5,13 [23], а загальна - 75,2 [26], 78,95 [23], 82,1 [31] i 160 [4], у людини - загальна 328 [18], у мишi - загальна 1011 [18] нмоль NADPH/хвxмг бшка.
У щура в слизовш оболонщ шлунка цей показник - 7,5 (загальна) [26], тонких кишок - 5,49 [9], верхнього, середнього i нижнього сегменив тонких кишок - 8,6, 7,9 i 5,4 (загальна) [26], слшо! кишки - 6,5 (загальна) [26], ободово! кишки - 10,12, а загальна 14,23 [23], колоноцитах - 4,5-5 [27] нмоль NADPH/хвxмг бшка. У людини в слизовш оболонщ клубово! кишки - 12,0 [28] ободово! кишки - 9,9 [20], 7,8 [28], И сигмоподiбному згиш - 6,9 [28], прямш кишщ - 8,7 [28], загальна в ободовш кишщ - 26 [18], в цш же кишщ мишi - 82 [18] нмоль/хвхмг бшка.
Наведет л^ературш даш узгоджуються з отриманими експериментальними, рiзниця в кшька разiв порiвняно з iншими видами органiзмiв можлива. Проте в лiтературi е цифри, якi в сотш та тисячi разiв вищi, як i концентрацiя GSH.
В печшщ кролiв цей показник становить 578 [22], загальна - 851 [22], 2040 [12], 2045,1 [5] i 5000 [7], в мкросомах - 16 (загальна 98) [22] нмоль NADPH/хвxмг бшка. Для порiвняння в печшщ щура - 1364 [33], загальна -1148 [33], 40000 [34] нмоль NADPH/хвxмг бшка. В печшщ мишi 16750 нмоль GSH/хвxмг бшка [25], 230000 [13] i 9400000 [19], загальна 229000 [34] нмоль NADPH/хвxмг бшка. В щура в слизовш оболонщ стравоходу актившсть ОРх становить 236 (загальна 194) [33], шлунка - 1534 (загальна 1213) [33], залозисто! i незалозисто! частин шлунку - 250 i 130 [21], 12-ти пало! кишки -140 [21], тонких кишок 6090 [17], проксимального i дистального вщдшв клубово! кишки - 4700 i 5340 [17], ободово! кишки 208 (загальна 213) [33] i 109 тис. (загальна) [14] нмоль NADPH/хвxмг бшка. В слизовй оболонщ ободово! кишки мишi - 34000 нмоль NADPH/xмг бшка [13].
Актившсть ОЯ (табл. 1) в дослщжуваних тканинах однакова. Тобто в печшщ, де бшьше GSH, вища актившсть ОРх та глутатюн S-трасферази [3], цей показник такий, як i в слизовш оболонщ кишки.
Згщно л^ературних даних в цитозолi печшки кроля активнiсть цього ензиму становить 61,0 [22] i 65,7 [31], а в мкросомах - 9,0 нмоль NADPH/хвxмг бiлка [22]. Це майже втричi бiльше нiж наведеш в таблицi данi. В шших видiв тварин цей показник також бшьший - у щура 55,7 [31], 52,2 [26], 40,9 [16], 38,86 [1] i 37,8 [2], а у мишi 68,0 нмоль NADPH/хвxмг бiлка [2].
В лiтературi е також результати, якi важко пояснити - актившсть ОЯ в печшщ щура становить 2432 мкмоль/хвxмг бшка [4]. Це в 50-100 тис. разiв бшьше шж отримаш данi експерименту та наведенi в л^ератур1
Згiдно Reddy & Тарре1 [26] в слизовiй оболонцi слшо! кишки щура актившсть ензиму 16,0 нмоль NADPH/хвxмг бшка, що наближене до наведених експериментальних даних. В дослщжуванш тканиш шлунка - 19,3, верхнього сегменту тонких кишок - 50,0, середнього - 43,9, нижнього - 41,3 нмоль NADPH/хвxмг бшка. За даними ЕМепег et а1. в цитозолi слизово! оболонки клубово! кишки новонародженого кроля актившсть ензиму в 10 разiв вища
229
241,4 нмоль NADPH/хвхмг бшка [11]. Можливо це помилка при перерахунку тому, що згщно States & Segal [30] у щура 7-денного BiKy nopiB^HO з дорослим цей показник вдвiчi менший. Також вищий показник i в слизoвiй oбoлoнцi ободово! кишки щура 133 нмоль NADPH/хвхмг бшка [14].
Л^ературш даш, згiднo яких актившсть GR, як i GPx, бiльша в тисячi pазiв е скopiше розрахунковими помилками. Так у щура в слизовй оболонщ шлунку цей показник становить 30500 [10], окремо в залозистш та незалозистш частинах шлунку - 9700 та 6600 [21], 12-ти палш кишщ - 21800 [21], клyбoвiй -38000 [30], голоднш - 30000 [30], тонких кишках - 15700 [17], проксимальному вшдш ободово! кишки - 14900 [17], дистальному - 15400 [17] нмоль NADPH/хвхмг бшка.
Отримаш результати активност дослшжуваних ензимiв та кoнцентpацi! GSH, вказують на те, що в слизовш оболонщ слшо! кишки вiдбyваються iнтенсивнi метабoлiчнi процеси за участю глyтатioнoвo! системи. Зокрема реакцп, що пoв'язанi з детоксикащею ксенoбioтикiв.
Висновки. 1. Актившсть GPx та концентращя GSH у печшщ найвищi, а у слшш кишцi найменшi. 2. У кpoлiв, забитих у квiтнi, активнiсть GPx та концентращя GSH менш^ шж в чеpвнi. 3. Активнiсть GR в уах дoслiджyваних тканинах однакова.
Л1тература
1. Бойцова Л.В. Укр. бгохгм. журн., 1998. - т.70, №1. - С. 113-117.
2. Колесниченко Л.С. и др. Укр.бюхгм.журн, 1990. - т.62, №4. - С. 60-66.
3. Федець О.М. Наук.екн.ЛНУВМтаБТ, 2008. - т.10,№2(37),Ч.2. - С. 297-301.
4. Appelt L.C., Reicks M M. J.Nutr, 1999. - P. 1820-1826.
5. Balkan J. et al. Biocsi.Biotech.Biochem, 2002. - V.66, N.8. - P. 1755-1758.
6. Beutler E., Duron O., Kelly B.M. J.Lab.&Clin.Med., 1963.-V.61,N.5.-P.882-888.
7. Birkner E. et al. J.Physiol.Pharmacol, 2005. - V.56, Supp.6. - P.45-58.
8. Carlberg I., Mannervik B., J.Biol.Chem, 1975. - V.250, N.14. - P. 5475-5480.
9. Darmon N. et al. J.Nutr., 1993. - P. 1068-1075
10. Dengiz D O. et al. J.Pharmacol.Sci, 2007. - V. 105. - P. 94-102.
11. Erdener D. et al. Biol.Neonate, 2004. - V.683. - P. 1-5.
12. Hatipoglu A. et al. Biocsi.Biotech.Biochem, 2004. - V.68, N.10. - P. 2050-2057.
13. Irons R. et al. J.Nutr, 2006. - P. 1311-1317.
14. Kuratko C., Pence B.C. J.Nutr., 1992. - P. 278-282.
15. Lowry O.H. et al. J.Biol.Chem., 1951. - V.193, N.1 - P. 265-275.
16. Malmezat T. et al. J.Nutr., 2000. - P. 1239-1246.
17. Manju V. et al. Cell.Mol.Biol.Lett, 2005. - V.10, N.3. - P. 535-551.
18. Massaad L. et al. Cancer.Res, 1992. - V.52. - P. 6567-6575.
19. Matsuzuka T. et al. J.Reproduct.Develop, 2005. - V.51, N.2. - P. 281-287.
20. Mekhail-Ishak K. et al. Cancer.Res, 1989. - V.49. - P. 4866-4869.
21. Melchiorri D. et al. Brit.J.Pharmacol, 1997. - V.121. - P. 264-270.
22. Mohandas J. et al. Canc.Res., 1984. - V.44. - P. 5086-5091.
23. Pence B.C. J.Nutr, 1991. - P. 138-144.
230
24. Pirie A. Biochem.J., 1965. - V.96. - P. 244-253.
25. Rajkapoor B. Biocsi.Biotech.Biochem, 2007. - V.71, N.9. - P. 2177-2183.
26. Reddy K., Tappel Al L. J.Nutr, 1974. - P. 1069-1078.
27. Sanders L.M. et al. J.Nutr, 2004. - P. 3233-3238.
28. Siegers C.-P. et al. J.Canc.Res.Clin.Oncol, 1984. - V.107. - P. 238-241.
29. Skrzydlewska E. et al. World.J.Gastroenterol, 2005. - V.11, N.3. - P. 403-406.
30. States B., Segal S. Biochem.J, 1973. - V.132. - P. 623-631.
31. Thomas T. et al. Toxicol.Sc, 2000. - V.53. - P. 145-149.
32. Tsai A C., Kelley J.J. J.Nutr, 1978. - P. 226-231.
33. van Lieshout E MM. et al. Carcinogenesis, 1996. - V.17, N.7. - P. 1439-1445.
34. Yoshida M. et al. Biocsi.Biotech.Biochem, 2007. - V.71, N.9. - P. 2198-2205.
Summary Fedets O.M.
S.Z.Gzhytskyj Lviv National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies GLUTATHIONE PEROXIDASE AND GLUTATHIONE REDUCTASE OF CAECUM AND LIVER OF RABBIT
The content of glutathione and the activity of glutathione peroxidase and glutathione reductase has been investigated. The data of glutathione and glutathione peroxidase are the highest in the liver. In mucosa of caecum they are less than in appendix. The differences of the activity of glutathione reductase between tissues have been not found. The season dependence of the activity of glutathione peroxidase and the content of glutathione has been found.
Cmammx nadiuMna do peda^i'i 20.09.2008
231
