CC BY
40
УДК 618.2/.3:616.523:616-008.9 И. А. Андриевская
ОСОБЕННОСТИ БЕЛКОВОГО ОБМЕНА У БЕРЕМЕННЫХ С ГЕРПЕСНОЙ ПАТОЛОГИЕЙ
ГУ Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания СО РАМН РЕЗЮМЕ
Учитывая физиологическую роль реакций трансаминирования в процессах тканевого дыхания и глюконеогенеза изучалась активность у-глутамилтрансферазы в сыворотке крови матерей и новорожденных, а также интенсивность реакций на белки, содержащих NHj-группы, в симпласте хориона при герпесной патологии. Выявлено значительное повышение активности у-глутамилтрансферазы сыворотки крови матерей и новорожденных при одновременном подавлении гистохимической реакции на белки в симпласте хориона наиболее выраженное при титре антител 1:6400-1:12800.
SUMMARY
I.A.Andrievskaya
PROTEIN METABOLISM IN PREGNANT
PATIENTS WITH HERPETIC PATHOLOGY
Given the physiologocal role of transaminase on processes of tissue respiration and that of glu-cogenesis we studied activity of y-glutamiltranspherase in blood serum in mothers and newborns, as well as reaction to proteins containing NH2-groups, in chorion symplast in herpetic pathology.
We found a significant increase in y-glutamiltranspherase activity in blood serum in mothers and newborns accompanied by a decrease in histochemic reaction to proteins (antibody titer 1:6400-1:12800) in choprion symplast.
Одной из важных сторон биологической роли трансаминирования является то, что оно делает возможным разобщение во времени и в пространстве процессов диссимиляции (или реутилизации) метаболически ценного белкового азота, с одной стороны, и, с другой - использование углеродных скелетов в процессах энергетического обмена и в биологических синтезах.
Обсуждая физиологическое значение переноса Жг-групп, можно сказать, что энзиматический катализ допускает полное или частичное использование углеродной цепи аминокислот в процессах дыхательного окисления, глико- и кетогенеза, а также глюконеогенеза без сопутствующей потери азота. В данном случае речь идет, в частности, об адаптивном биосинтезе ряда аминотрансфераз (образующих кето-кислоты из глутамата, аспартата, аланина, тирозина и др.) при состояниях, которые требуют мобилизации углеродных скелетов аминокислот для покрытия энергетических затрат развивающегося или взрослого организма при различного рода стрессах, в том числе спровоцированных вирусом герпеса [3]. Здесь имеет место индуцируемый, повышенным поступле-
нием в ткани стресс-реализующих глюкокортикоид-ных и гипофизарных гормонов, синтез в печени и отчасти почках пиридоксальзависимых аминотрансфераз, участвующих в энергетических процессах ферментов. Остающийся неиспользованный аминоа-зот, превращается в экскреторные азотистые продукты. Отмечено, что чрезмерное неспецифическое образование легко диссоциирующих шиффовых оснований, а также аминокислот и аминов вызывает конкурентное торможение активности тканевых пири-доксалевых ферментов [1]. Таков общий генез повышенной диссимиляции белка и потерь азота при состоянии стресса.
Следует отметить, что подобного рода эффекты играют важную роль как факторы, определяющие интенсивность и направление процессов белкового обмена в тканевых структурах морфофункциональной системы «мать-плацента-плод» в норме и при патологии. Обращаясь к связям между процессами азотистого обмена и обмена энергетических субстратов, необходимо отметить азотсберегающее действие углеводов и зависимость равновесия между ассимиляцией и диссимиляцией азота от уровня и эффективности окислительных процессов сопряженного фосфорилирования. Эта зависимость обусловлена тем расходом высокоэргических фосфорных соединений, который связан с отдельными звеньями азотистого обмена и с непрерывной регенерацией участвующих в нем ферментов и коферментов. Поставка энергии в подходящей квантовой форме высокоэрги-ческих фосфорных связей не является, однако, единственной функцией гликолиза и дыхания в управлении процессами азотистого обмена. Неоспоримым является и тот факт, что наиболее распространенные расстройства азотистого обмена, при инфекционных заболеваниях различного генеза, представляют собой отражение последствий первичных нарушений энергетического обмена и воздействия гормонов и других гуморальных агентов на метаболизм азотистых веществ [1, 3].
На выяснение механизмов указанных выше корреляций было затрачено много усилий, однако до сих пор не установлено, является ли специфическое влияние того или иного стрессорного фактора на процессы азотистого обмена первичным или отраженным в период беременности. Поэтому целью нашей работы явилось изучение степени выраженности азотистого метаболизма в организме матери и новорожденного, а также тканях плаценты при герпесной инфекции.
Материал и методы
Было проведено исследование сыворотки крови матерей (п=40) и новорожденных (п=40) с учетом титров антител к ВПГ, а также практически здоровых матерей (п=40) и новорожденных (п=40), составив-
ших контрольную группу. Оценку активности у-глутаминтрансферазы производили спектрофотометрическим методом с использованием наборов «SPINREACT», Испания.
При исследовании активности белков, богатых NH2-группaми, были использованы зрелые плаценты от тех же матерей, перенесших обострение герпесной инфекции на разных сроках гестации (n=30) и практически здоровых (контрольная группа) (n=30). Все образцы были обработаны с целью выявления пири-доксальзависимого энзима.
Результаты исследования и их обсуждение
Функциональная роль процессов трансаминиро-вания сводится к обратимому межмолекулярному переносу аминогруппы вместе с протоном и парой электронов от L-аминокислот или аминов к оксокис-лотам и карбонильным соединениям (альдегидам, кетонам). Указанные превращения аминосоединений, главным образом глутамата и аспартата, катализируются у-глутамилтрансферазой, которая, в свою очередь, является органоспецифичным ферментом (печень, почки, при беременности - плацента). Внутри-клеточно у-глутамилтрансфераза локализуется преимущественно в плазматических и лизосомальных мембранах, а также митохондриях [1, 2]. Молекула трансаминазы состоит из апофермента, определяющего субстратную специфичность и тип катализируемой реакции, и кофактора - пиридоксальфосфата - производного витамина В6, функционирующего как промежуточный акцептор аминогрупп. Следует заметить, что образование L-аминокислот из а-кетокислот протекает только при наличии условий, необходимых для реализации механизмов непрямого аминирования с участием аминотрансфераз. Синтез и дезаминирование L-аминокислот, равно, как и использование азота а-, Р-, у-, 5-аминокислот для синтеза азотсодержащих соединений в дыхательном и гликолитическом циклах, изменяются при торможении реакций трансаминирования с повреждением структуры митохондрий, например ионами Са или токсинами, нарушающими образование L-кетоглутората в дыхательном цикле. И, наоборот, активность процессов аминирования и дезаминирования возобновляется при увеличении концентрации внутриклеточного пиридоксальфосфата [1].
Таким образом, за счет трансаминирования осуществляется регуляция гликолиза и тканевого дыхания путем устранения или образования промежуточных оксикислот, а, тем самым, и в регуляции образования углеродных скелетов аминокислот и их использования в процессах полного окисления, глико-или кетогенеза без потери азота.
Как указывалось выше, у-глутамилтрансфераза является ключевым ферментом в механизмах биосинтеза многих аминокислот, идущих через реакции трансаминирования глутамата. Увеличенный выход данного фермента в кровоток при различного рода патологиях, приводящих к тканевой трансформации, связывают с его встроенностью в плазматическую мембрану с наружной стороны клетки, контактирующей непосредственно с кровеносными сосудами. С другой стороны, снижение устойчивости мембран
клеток к солюбилизирующему действию протеиназ, чья активность повышается в условиях стресса, является еще одним фактором значительного повышения активности у-глутамилтрансферазы сыворотки крови [2]. Последнее высказывание подтверждается данными нашего исследования, когда в период наивысшей герпесной интоксикации (титр антител к ВПГ 1:6400-1:12800) отмечается подъем активности фермента, как в сыворотке крови матерей, так и у новорожденных (табл.).
Повышение активности сывороточной у-глутамилтрансферазы у матерей, по сравнению с показателями контрольной группы, происходило на 57,11%. У новорожденных в данный период активность энзима возросла на 60,26%, по сравнению с показателями контроля. В период наименьшего токсического влияния нейровируса (титр антител к ВПГ 1:3200) отмечалось незначительное повышение активности фермента на 22,2% и 26,01%, по сравнению с контрольными значениями и показателями предыдущих групп, соответственно, в сыворотке крови матерей и новорожденных. Из полученных данных следует, что появляющиеся расстройства азотистого метаболизма в организме матери, а затем и новорожденного, представляют собой отраженные последствия первичных нарушений энергетического обмена при герпесной инфекции. Это обусловлено еще и тем, что воздействие нейрогуморальногормональных регуляторных механизмов, главным образом, серотонина и кортизола, активизирующихся в момент генерализации герпесной инфекции [5] на обмен азотистых веществ, стимулируют протеолитические процессы [3]. Последние способствуют расщеплению мембранносвязанной молекулы у-
глутамилтрансферазы на водорастворимый полипеп-тидный фрагмент, полностью сохраняющий свою активность, и на фрагмент, гидрофобно встроенный в мембрану (мицеллу) [2]. Очевидно, что такой выход гидрофобного фрагмента фермента в кровоток способствует повышению, регистрируемой нами, концентрации сывороточной у-глутамилтрансферазы у матерей и новорожденных, которой в норме не происходит.
Представленные данные содержания сывороточной у-глутамилтрансферазы в системе «мать-плод» коррелируют с показателями гистохимической реакции, отражающей функциональную активность ко-фермента аминотрансфераз-пиридоксальфосфата в фетоплацентарном барьере при герпесной инфекции. Ранее отмеченное нами изменение структуры хориального симпласта под действием токсических продуктов вируса герпеса [4], выражающееся в существенных изменениях мембранного аппарата митохондрий, а в конечном итоге всего матрикса, подавляло синтез пиридоксальфосфата и тем самым изменяло ход энзиматических реакций по утилизации белкового азота. Нами установлено, что при герпес-вирусной инфекции, в симпласте хориона остаются следы подавления процессов трансаминирования. В плаценте после родов отчетливо наблюдалось снижение содержания белков с МН2-группами в симпласте ворсинок хориона (рис. 1). В контрольных исследованиях интенсивность реакции превышала по плотности
Таблица
Показатели активности у-глутамилтрансферазы в сыворотке крови матерей и новорожденных при герпес-вирусной инфекции
Группы Титр антител к ВПГ Показатели у-глутамилтрансферазы, Ед/л
Мать 1:6400-1:12800 102,6±2,19, р<0,001
1:3200 68,03±1,55, р<0,001
контроль 44,54±1,25
Новорожденный 1:6400-1:12800 224,31±5,24, р<0,001
1:3200 111,05±2,49, р<0,001
контроль 89,55±1,16
Рис. 1. Плацента беременной, перенесшей в конце II триместра герпес-вирусную инфекцию. Интенсивность реакции на белки, содержащих Жг-группы, снижена. Реакция тетразониевого сочетания по Берстону. Увеличение 10 х 40.
Рис. 2. Зрелая плацента. Контроль. В симпласте хориона интенсивная реакция на белки, содержащие КН2-группы. Реакция тетразониевого сочетания по Берстону. Увеличение 15 х 40.
продуктов реакции в 2-3 раза интенсивность содержания белков с КН2-группами в симпласте ворсинок у плацент от беременных, перенесших герпесвирусную инфекцию (рис. 2).
Таким образом, полученные нами результаты исследования позволили говорить о патологических реакциях фетоплацентарного комплекса в ответ на токсическое действие вируса герпеса и инициируемое им повышение активности нейрогормонального фона (серотонина, кортизола) функциональной системы «мать-плацента-плод». Последнее, в свою очередь, способствовало нарушению целостности фетоплацентарного барьера и проницаемости гематоэн-цефалического барьера в организме матери и плода, а также выбросу большого количества цитолитическо-го фермента - у-глутамилтрансферазы в периферический кровоток. Активизация сывороточного фермента оказывала пагубное влияние на клеточные структуры, приводя к блокированию синтеза жизненнонеобходимых аминокислот (глутамата) и пиридоксаль-зависимых ферментов, участвующих в процессах
глюконеогенеза и тканевого дыхания.
ЛИТЕРАТУРА
1. Процессы и ферменты клеточного метаболизма [Текст]/А.Е.Браунштейн.-М.: Наука, 1987.-548 с.
2. Гамма-глутамилтрансфераза: топография, ме-
ханизмы солюбилизации, изоформы, диагностическое значение (обзор) [Текст]/В.А.Логинов,
Н.Н.Чернов, Т.Т.Березов//Вопр. мед. химии.-№5.-1982.-С.2-10.
3. Процессы синтеза белка в симпласте хориона при герпесной инфекции [Текст]/М.Т.Луценко//Бюл. физиол и патол. дыхания.-2004.-Вып.15.- С.7-14.
4. Фетоплацентарная система при герпесной инфекции [Текст]/М.Т.Луценко [и др.].-Благовещенск,
2003.-200 с.
5. Фетоплацентарная система при герпесной ин-
фекции [Текст]/М.Т.Луценко, А.С.Соловьева, И.А.Андриевская//Дальневосточный мед. журн.-
2004.-№3.-С.77-78.
п □ □
