Сетевое издание
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

ВЛИЯНИЕ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОГО ЭМОЦИОНАЛЬНО-БОЛЕВОГО СТРЕССА НА АКТИВНОСТЬ КАРБОКСИПЕПТИДАЗЫ Н В ТКАНЯХ САМОК КРЫС НА РАЗНЫХ СТАДИЯХ ЭСТРАЛЬНОГО ЦИКЛА

Вишнякова Ж.С. 1
1 Пензенский государственный университет, Медицинский институт
Изучено влияние однократного продолжительного эмоционально-болевого стресса на активность карбоксипептидазы H (КПН) в гипоталамусе, гипофизе, стриатуме, надпочечниках и половых железах самок белых беспородных крыс на разных стадиях эстрального цикла. Обнаружено, что острый стресс вызывал снижение активности карбоксипептидазы H в гипофизе, гипоталамусе и стриатуме на стадиях проэструса и эструса, а в диэструсе в этих отделах активность фермента повышалась. В надпочечниках во время эструса воздействие стресса приводило к увеличению ферментативной активности. Разнонаправленное изменение активности КПН на разных стадиях цикла при стрессе связано с различной устойчивостью животных к воздействию стрессовых факторов в течение эстрального цикла. Высказывается предположение, что КПН вовлекается в определение различий в ответе на стресс, в адаптации и устойчивости к стрессирующему воздействию на разных стадиях эстрального цикла.
эстральный цикл
самки крыс
стресс
карбоксипептидаза H
1. Анищенко Т.Г. Половые аспекты проблемы стресса и адаптации // Успехи совр. биол. – 1991. – Т. 111, № 3. – С. 460-475
2. Ашмарин И.П., Стукалова П.В., Ещенко Н.Д. Биохимия мозга. - СПб. : Издательство Санкт-Петербургского университета, 1999. – 328 с.
3. Бондаренко Т.И., Милютина Н.П., Михалева Н.И., Носкова Н.В. Мембраностабилизирующий эффект дельта-сон индуцирующего пептида при стрессе // Бюл. экспер. биол. и мед. – 1990. – № 9. – С. 325-327.
4. Вернигора А.Н., Щетинина Н.В., Салдаев Д.А., Генгин М.Т. Распределение активности основных карбоксипептидаз в тканях лабораторных животных разных видов // Ж. эволюц. биохим. физиол. – 2002. – Т. 38, № 1. – С. 25-27.
5. Вернигора А.Н., Генгин М.Т., Макарова В.В. Влияние стрессовых факторов на активность карбоксипептидазы Н в отделах головного мозга крыс // Укр. биохим. журн. – 1992. – Т. 64, № 2. – С. 45-49.
6. Вернигора А.Н., Генгин М.Т., Никишин Н.Н. Об участии некоторых ферментов обмена нейропептидов в механизмах эмоционального стресса // Физиол. журн. им. Сеченова. – 1995. – Т. 81, № 5. – С. 103-112.
7. Вундер П.А., Андронов Е.В., Андронова Т.А. Стрессорные реакции и роль пола в их осуществлении // Успехи совр. биол. – 1999. – Т. 119, № 4. – С. 335-344.
8. Лакин Г.Ф. Биометрия. – М. : Высш. шк., 1990. – 352 с.
9. Drolet G., Dumont E.C., Gosselin I., Kinkead R., Laforest S., Trottier J.F. Role of Endogenous Opioid System in the Regulation of the Stress-Response // Prog. Neuro-Psych. Biol. Psych. – 2001. – V. 25, N 4. – P. 729-741
10. Lowry O.H., Rosebrought N.J., Farr A.G., Randall R.J. Protein measurement with Folin phenol reagent // J. Biol. Chem. – 1951. – V. 193, N 1. – P. 265-275.
11. Potargowicz E., Traczyk W.Z. Role of substance P in central control of ovulation in female rats // Endocrine Regulations. – 1999. – N 33. – P. 161-167.
12. Supattapone S., Fricker L.D., Snyder S.H. Purification and characte¬rization of membrane-bound enkephalin-forming carboxypeptidase, "enkephalin convertase" // J. Neurochem. – 1984. – V. 42, N 4. – P. 1017-1023.

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).

 

Отдел

Самки

Стадии эстрального цикла

 

Проэструс

Эструс

Диэструс

Гипофиз

1,229±0,143´, оо

0,690±0,048 оо

0,445±0,040

Гипоталамус

0,211±0,012

0,247±0,011

0,238±0,019

Стриатум

0,168±0,015о

0,195±0,012о

0,153±0,013

Надпочечники

0,071±0,004

0,067±0,009

0,091±0,012

Половые железы

0,079±0,025

0,042±0,027

0,029±0,015

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)

Отдел

FФ1

FФ2

FФ3

Гипофиз

7,22**

16,13***

6,45***

Гипоталамус

5,42**

4,35**

1,17

Стриатум

0,90

3,12*

1,47

Надпочечники

5,19**

2,40

0,84

Яичники

1,41

1,43

2,03

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.


Библиографическая ссылка

Вишнякова Ж.С. ВЛИЯНИЕ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОГО ЭМОЦИОНАЛЬНО-БОЛЕВОГО СТРЕССА НА АКТИВНОСТЬ КАРБОКСИПЕПТИДАЗЫ Н В ТКАНЯХ САМОК КРЫС НА РАЗНЫХ СТАДИЯХ ЭСТРАЛЬНОГО ЦИКЛА // Современные проблемы науки и образования. – 2013. – № 6. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=10821 (дата обращения: 02.12.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074