А. А. Симонян, академик А. А. Галоян, Л. А. Симонян,
Р. Б. Бадалян, Р. А. Степанян
Влияние нового гипоталамического полипептида Цитокина
на Mg2+ - и
Ca2+ - активируемые АТРазы тканей крыс
(Представлено 28/II 1999)
Из нейросекреторных гранул гипоталамо-гипофизарной
системы крупного рогатого скота впервые была выделена ножая группаполипептидов,
так называемые пролин-богатые пептиды (ПБП), которые обладают сильно выраженными
иммуномодуляторными свойствами [1,2]. Удалось выявить их первичную структуру.
Предшествующим белком является нейрофизин-II-гликопротеин. Согласно Галояну
нейросекреторные клетки гипоталамуса являются иммунокомпетентными клетками
мозга, выполняющими функции T- и B-лимфоцитов, и в них образуются цитокины
для регуляции функции иммунной системы самого мозга и периферической иммунной
системы. Из указанных нейросекреторных гранул удалось выделить также интерлейкины
(ИЛ-Ia, ИЛ-Ib, ИЛ-2,
ИЛ-6) - фактор некроза опухолей (ФНО-а)[1]. Эти данные открывают новые
горизонты развития нейроиммунологии.
Цель настоящего исследования - изучить влияние
одного из новых цитокинов, открытых Галояном и сотр. [1]: Ala-Glu-Ala-Pro-Glu-Pro-Ala-Glu-Pro-Ala-Glu-Pro-Glu-Val-Tyr
на Mg2+- и Ca2+-активируемые АТРазы
различных органов крыс. Ранее было показано, что этот пептид активирует
макрофаги, защищает мышей от летальных доз грамотрицательных бактерий и
других инфекций [2]. Более того, было установлено, что этот полипептид
защищает от нейронального повреждения, вызванного змеиным ядом (Vipera
raddej Boettger 1898)[5,6], и этот эффект превосходит эффект дексаметазона
[6]. Очевидно, что ПБП может оказывать влияние на энергетический обмен
и других органов. Поэтому мы изучали влияние ПБП как на Mg2+-,
так и Ca2+-зависимую АТРазу мозга, печени, сердца и скелетной
мышцы.
Опыты проводили на митохондриях, выделенных
из головного мозга, печени, сердца и скелетных мышц беспородных половозрелых
крыс-самцов. Ядерную фракцию из гомогенатов различных тканей осаждали при
600-800 g в течение 10 мин. Митохондрианальную фракцию мозга выделяли при
18000, печени - при 9000, а миокарда и мышечной ткани - при 12000 g в течение
15 мин. Среда выделения митохондрий: 0,25 М сахарозы-0,02 М трис-HCl буфера,
pH 7,4. Активность Mg2+- и Ca2+-АТРаз
в изолированных митохондриях определяли по нарастанию неорганического фосфата
в следующей инкубационной среде (2мл):1,6 мл 0,25 М сахарозы - 0,02 M трис-HCl-буфера,
0,2 мл суспензии митохондрии (соответствующей 2-3 мг белка), 4 мг АТР,
растворенного в 0,2 мл 0,25 М сахарозы (pH 7,4), и 0,5 мМ Ca2+
или Mg2+. Конечная концентрация добавленного ПБП - 10-9M.
Время инкубации смеси 30 мин. Синтез указанного пептида был осуществлен
в лаборатории Фелтера (Германия)[3]. Неорганический фосфат определяли по
Лоури и сотр.[4] и пересчитывали на 1 мг белка. Определение белка проводили
по Лоури и сотр. [5]. Полученные результаты обработаны статистически. Достоверность
различий между средними величинами определяли по t-критерию Стъюдента
[6].
Таблица 1
Изменение активности Mg2+-АТРазы (DP
в мкатомах/мг белка/30 мин)
митохондрий тканей крыс при добавлении ПБП
(в количестве 10-9
М),
M±m, n=6-7
Интактные митохондрии Охлажденные митохондрии |
Mg2+ Mg2++ПБП Mg2+ Mg2++ПБП |
|
6.04 ± 0.05
7.84 ±0.15 2938%
6.08±0.02
6.87±0.13
12.9%
p > 0.001 p > 0.001 |
|
3.67±0.02
5.15±0.24 40.3%
5.78±0.13
6.22±0.25
7.6%
p > 0.001 p > 0.001 |
|
6.43±0.20
6.37±.0.11
4.89±0.06
5.61±0.10
14.7%
p > 0.001 |
|
3.91±0.80
3.32±0.72
4.57±0.12
5.08±0.60
11.1%
p > 0.400 |
В табл.1 показан эффект влияния ПБП(10-9)
на Mg2+-АТРазу митохондрий мозга, печени, сердца и мышцы.
Как видно из таблицы, статистически достоверно увеличивается активность
Mg2+-АТРазы
интактных митохондрий мозга и печени (на 29,8 и 40,3% соответственно).
ПБП оказывает также активирующее влияние на Mg2+-АТРазу
охлажденных митохондрий мозга и печени - 12,9 и 7,6% соответственно. Этот
эффект намного больше выражен в митохондриях мозга, чем печени.
Опыты показали, что ПБП на активность интактных
митохондрий Mg2+-АТРазы сердца и мышцы почти не действуют,
в то время как достоверно повышают активность фермента в охлажденных митохондриях
сердца (14,7%). При этом наблюдается некоторая тенденция повышения каталитической
активности фермента в охлажденных митохондриях сердца (14,7%). При этом
наблюдается некоторая тенденция повышения каталиптической активности фермента
в охлажденных митохондриях мышцы (11,1%, p > 0,400).
Значительный интерес представляло изучение
действия ПБП на активность Ca2+-АТРазы интактных и охлажденных
митохандрий мозга, печени, сердца и мышц.
Как видно из табл.2, активность фермента
несколько подавляетдя под влиянием ПБП в мозгу (5,6%), a также в интактных
митохондриях сердца и
Таблица 2
Интактные митохондрии Охлажденные митохондрии |
Ca2+ Ca2++ПБП Ca2+ Ca2++ПБП |
|
6.35±0.12 5.99±0.08 -5.60% 6.94±0.04 7.69±0.12 10.8% |
|
6.05±0.08 7.51±0.09 24.1% 6.34±0.11 8.02±0.03 26.5% |
|
5.37±0.33 479±0.08 4.05±0.56 3.88±0.61 -5.0% |
|
3.43±0.06
3.43±0.05
3.27±0.24 3.34±0.08
p > 0.500 |
мышц, в то время как в печени наблюдается достоверное
повышение активности как в интактных митохондриях, так и охлажденных на
24,1 и 26,5% соответственно. В других органах (мозг, сердце, мышцы) активность
фермента ощутимо не меняется. Эти данные показывают, что митохондрии мозга
наиболее чувствительны к воздействию ПБП как ж норме, так и при стрессе
митохондрий (охлаждение).
Под влиянием ПБП увеличивается активность
Ca2+-АТРазы
только митохондрий печени, как интактных, так и охлажденных. Ca2+-АТРаза
митохондрий других органов (сердце, мозг, мышцы) на ПБП почти не реагирует.
ПБП является активатором
Ca2+-АТРазы митохондрий печени.
Таким образом, данные новых исследований
свидетельствуют об збирательности влияния ПБП на Mg2+-
и Ca2+-зависимые АТРазы митохондрий мозга, печени, сердца
и скелетных мышц.
Институт биохимии им.
Г. Х. Бунятяна НАН РА
Литература
1.
Galoyan A.A.. Biochemistry of Novel Cardioactive Hormones and Immunomodulators
of the Functionl System Heurosecretory Hypothalamus - Endocrine Heart.
Nauka publishers. Moscow, 1997. 240 P.
2. Априкян В.С., Галоян А.А.
- ДНАН Армении 1994. Т. 99. № 4. С. 367-371.
3. Voelter W., Kapurniotu A.,
Mihelic M. et al. NeurochemRes. 1995. V.20. №1. P. 53-59.
4. Lowry O.H., Lopez J.A. -
Biol.Chem. 1946. V. 162. P. 421.
5. Lowry O.H., Rosebrough N.J.,
Farr A.L. et al. J. Biol.Chem. 1951.V.193. P. 265-275.
6. Бессмертный Б.С. Математическая
статистика в клинической профилактической и экспериментальной медицине.
М., 1967.