Scientific journal

Modern problems of science and education

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,006

Введение

Различия в стресс-реакции и устойчивости к стрессу у особей женского пола на разных стадиях эстрального цикла определяются разным содержанием гонадотропных гормонов, половых стероидов и глюкокортикоидов [1], опиоидных пептидов, вещества Р [11]. Важную роль в адаптации организма к стрессорному воздействию играют компоненты стресс-лимитирующих систем: энкефалины, вещество Р, пептид, вызывающий дельта-сон [3]. Уровень активных нейропептидов зависит от активности протеолитических ферментов, участвующих как в их процессинге, так и в инактивации [1]. Одним из ключевых ферментов процессинга ряда нейропептидов является карбоксипептидаза Н (КФ 3.4.17.10) (КПН), которая на последней стадии катализирует реакцию отщепления от пропептидов С-концевых основных аминокислот. Участие КПН в образовании активных форм пептидов определяет интерес к этому ферменту.

Цель исследования - изучение активности карбоксипептидазы Н в тканях самок крыс на разных стадиях эстрального цикла.

Материалы и методы исследования

Опыты проводили на самках белых беспородных крыс массой 180–250 г. Животных разделили на три группы: проэструс, эструс и диэструс. Стадию эстрального цикла определяли по влагалищным мазкам. В каждой группе выделили две подгруппы: стрессированную и контрольную. Контролем служили интактные животные. Для моделирования острого эмоционально-болевого стресса крысам в течение 2 ч в беспорядочном режиме подавали один из трех сигналов: вспышка света, звук, электрокожное раздражение. После воздействия стресса самок декапитировали непосредственно после воздействия (0 ч), через 0,5, 4 и 18 часов после стресса. Активность КПН определяли флюорометрическим методом по Fricker L.D., Snyder S.H. [12] при рН 5,6 по отщеплению дансил-Phe-Ala от дансил-Phe-Ala-Arg как разность в накоплении продукта реакции в пробах, не содержащих и содержащих гуанидиноэтилмеркаптоянтарную кислоту, и выражали в нмоль дансил-Phe-Ala образовавшегося за 1 мин инкубации в пересчете на 1 мг белка. Содержание белка в пробах определяли методом Lowry [10]. Отличия между средними значениями признаков определяли с помощью t-критерия Стьюдента, достоверными считали различия при p<0,05 [8]. Дисперсионный анализ проводили с помощью программы Statgraphics (версия 3.0) («STSC, Inc.», США) в режимах One-Way ANOVA и Multifactor ANOVA

Результаты исследования и их обсуждение

У контрольной группы животных в гипофизе и стриатуме активность карбоксипептидазы Н зависела и от стадии эстрального цикла (табл. 1).

Таблица 1. Активность КПН в тканях интактных самок крыс на разных стадиях эстрального цикла (нмоль дансил-фен-ала, образовавшегося за 1 мин инкубации на 1 мг белка; M ± m; n = 5÷6; о – р < 0,05, оо – р < 0,01, ооо – р < 0,001 относительно диэструса; х – р < 0,05, хх – р < 0,01, ххх – р < 0,001 относительно эструса).

В гипофизе ферментативная активность была наиболее высокой в проэструсе, наиболее низкой – в диэструсе и промежуточной – в эструсе, причем активность в проэструсе была в 2,7 раза выше, чем в диэструсе. Активность КПН в стриатуме в проэструсе и эструсе выше, чем в диэструсе. В остальных исследованных отделах достоверных отличий не выявлено.

Существенные отличия, вероятно, связаны с более высоким уровнем синтеза и секреции биологически активных пептидов у самок крыс на этих стадиях полового цикла.

Динамика изменения активности фермента в эстральном цикле совпадает с динамикой изменения уровня секреции гонадотропных гормонов [1; 7], что может свидетельствовать о вовлечении КПН в процессинг предшественников гонадотропинов и, соответственно, в регуляцию эстрального цикла.

Воздействие острого эмоционально-болевого стресса продолжительностью 2 ч вызывало снижение активности КПН на стадии проэструс в гипофизе через каждый исследованный интервал времени после воздействия (рис. 1). Непосредственно после стресса активность фермента понижалась в 1,9 раза, через 30 мин – в 2,1 раза, а через 4 часа после воздействия в 3,1 раза. В гипоталамусе отмечено повышение активности фермента в проэструсе через 30 мин после стресса в 1,5 раза. В стриатуме наблюдалось увеличение активности карбоксипептидазы Н в проэструсе через 30 мин после стрессорного воздействия в 1,7 раза, в надпочечниках – через 4 ч в 1,4 раза.

Во время эструса в гипофизе активность КПН была достоверно ниже по отношению к норме непосредственно после воздействия (0 ч), через 4 и 18 ч после стресса в 1,9, 2,2 и 2 раза соответственно. В гипоталамусе на стадии эструс через 4 ч после действия стрессовых факторов наблюдалось снижение активности фермента в 1,2 раза. В стриатуме продолжительный эмоционально-болевой стресс приводил к снижению уровня ферментативной активности через 0 ч и 18 ч после воздействия в 1,4-1,6 раза. В надпочечниках на стадии эструса активность повышалась в 1,8 раз через 30 мин после эмоционально-болевого стресса.

В диэструсе наблюдалось увеличение активности КПН по отношению к контрольным животным в гипофизе через 0,5 ч после стрессирования в 2,2 раза, в гипоталамусе – через 0,5 и 18 ч, в стриатуме – через 4 ч.

Согласно данным двухфакторного дисперсионного анализа активность КПН при воздействии стресса длительностью 2 ч зависела от стадии эстрального цикла в гипофизе, гипоталамусе и надпочечниках, время после стрессирования достоверно влияло на ферментативную активность в гипофизе, гипоталамусе и стриатуме. Влияние взаимодействия стадии эстрального цикла и времени после действия стрессорных факторов продолжительностью 2 ч на активность КПН наблюдалось только в гипофизе самок крыс (табл. 2).

Полученные результаты свидетельствуют о том, что у самок опытных крыс активность КПН при действии острого эмоционально-болевого стресса в большей степени изменялась в гипофизе, гипоталамусе и надпочечниках – отделах, в которых синтезируются стресс-пептиды [2; 4; 9]. Эти данные подтверждают предположение о вовлечении КПН в процессинг предшественников биологически активных пептидов, участвующих в ответе на стресс, и, соответственно, в развитие стрессорных реакций и адаптации [5; 6].

У самок крыс острый стресс на стадиях проэструса и эструса вызывал преимущественно снижение активности КПН в гипофизе, гипоталамусе и стриатуме, а в диэструсе в этих отделах активность фермента повышалась. В надпочечниках во время эструса воздействие стресса приводило к увеличению ферментативной активности. Вероятно, что разнонаправленное изменение активности КПН на разных стадиях цикла при стрессе (снижение активности во время проэструса, эструса и повышение – в диэструсе) связано с различной устойчивостью животных к воздействию стрессовых факторов в течение эстрального цикла [1; 7].

Рис. 1. Активность КПН в тканях крыс самок после воздействия стресса длительностью 2 ч (M ± m; n = 5÷6;* – р < 0,05, ** – р < 0,01, *** – р < 0,001 относительно нормы; о – р < 0,05, оо– р < 0,01, ооо – р < 0,001 относительно диэструса; х – р < 0,05, хх – р < 0,01, ххх – р < 0,001 относительно эструса)

Таблица 2. Дисперсионный анализ влияния взаимодействия времени после воздействия стресса (2 ч) и стадии эстрального цикла на активность КПН (значения отношения Фишера: FФ1 – влияние стадии эстрального цикла, FФ2 – влияние времени после воздействия стресса, FФ3 – влияние взаимодействия времени после воздействия стресса и стадии эстрального цикла)

Таким образом, КПН, вероятно, принадлежит важная роль в определении отличий в ответной реакции на стресс, в адаптации и устойчивости к стрессирующему воздействию в зависимости от стадии эстрального цикла.

Рецензенты:

Микуляк Н.И., д.м.н., профессор, зав. кафедрой «Физиология человека» Медицинского института, Пензенский государственный университет, г. Пенза.

Моисеева И.Я., д.м.н., профессор, зав. кафедрой «Общая и клиническая фармакология» Медицинского института, Пензенский государственный университет, г. Пенза.