БИОХИМИЯ
УДК 577.15.04+577.3+591.39

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 
                     Мозг
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 
                       Печень
         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 
                     Cердцe
         6.43±0.20      6.37±.0.11                          4.89±0.06         5.61±0.10         14.7%
                                                                                                   p > 0.001
                      Mышцы
        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

Изменение активности Ca2+-АТРазы (P 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
        Ca2+                       Ca2++ПБП                            Ca2+                               Ca2++ПБП 
        Мозг
6.35±0.12                 5.99±0.08   -5.60%       6.94±0.04         7.69±0.12                  10.8%
       Печень
6.05±0.08                7.51±0.09      24.1%      6.34±0.11          8.02±0.03                   26.5%
       Cердцe
5.37±0.33                 479±0.08                     4.05±0.56           3.88±0.61                  -5.0%
        Mышцы
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.