РОЛЬ КИСЛЫХ ПРОТЕАЗ, ФОСФАТАЗ И АМИНОТРАНСФЕРАЗ В РАЗВИТИИ ВОСПАЛЕНИЯ В ОРГАНАХ РЕПРОДУКТИВНОЙ СИСТЕМЫ СВИНОМАТОК

Трубников Д.В.

Курская государственная сельскохозяйственная академия

 им. И.И. Иванова

Известно, что воспаление – это реакция организма на воздействия, нарушающие гомеостаз, направленная на восстановление исходного со-стояния. Эту реакцию вызывают разнообразные факторы среды. Те из них, которые способны провоцировать характерные повреждения опре-деленных типов клеток или субклеточных структур, обуславливают наступление первой фазы воспаления – стадию альтерации. Эта стадия включает в себя процесс повреждения клетки, ее гибель и последующие изменения.

Среди многих причин, нарушающих функцию клеток и вызываю-щих их гибель, на первом месте стоит ишемия. Уменьшение притока кислорода приводит к снижению синтеза АТФ. Затем падает активность процессов цикла трикарбоновых кислот и концентрация его субстратов. Накопление Н+ - ионов в цитоплазме вызывает снижение рН, замедляю-щее гликолиз. В связи с этим нарастает проницаемость мембран, уско-ряется пассивный перенос ионов через них. Из митохондрий вместе с калием начинает выходить вода. По этой причине, а также из-за недо-статка АТФ, останавливается синтез белков. Позднее нарушается струк-тура клеточных органелл.

Далее следует стадия некроза - дезинтеграция клеточных структур. Распад связан с выходом гидролаз из лизосом и активирующим дей-ствием на них кислой реакции среды.

Биохимические изменения, сопровождающие воспалительную экс-судацию и инфильтрацию, могут быть кратко охарактеризованы следу-ющим образом: при повреждении ткани один из первых процессов это высвобождение гистамина и гепарина из тучных клеток. Гистамин вызы-вает расширение сосудов и рост проницаемости их стенок. Гепарин, ве-роятнее всего, связывает основные белки, вышедшие из клеток в проме-жуточное вещество, ослабляя их неблагоприятное влияние на цитоплаз-матические мембраны. Высвобождение серотонина сопровождается ди-латацией или вазоконстрикцией. Выход из поврежденных клеток лизо-сомальных гидролаз [2] приводит к расщеплению структурных компо-нентов соединительной ткани и появлению кининов из γ2,-глобулинов крови, которые пролонгируют время повышенной проницаемости сосу-дов. Повышенная проницаемость приводит к выходу в очаг воспаления других компонентов крови, прежде всего фибриногена, тромбоцитов, затем иммуноглобулинов и части комплемента.

Рост осмотического давления в жидкой фазе очага воспаления  усиливает приток воды и увеличивает отек. С водой в очаг воспаления проникают ингибиторы гидролаз (α1-антитрипсин и α2-макроглобулин) из плазмы, а также иммуноглобулины, обеспечивающие прохождение иммунных реакций совместно с комплементом.

Метаболизм в результате гипоксии переключается на анаэробный. Снижение рН увеличивает приток нейтрофилов и макрофагов, обеспе-чивающих фагоцитоз и освобождающих область воспаления от продук-тов распада клеток, что является необходимым условием пролиферации. Естественно, что все указанные выше процессы, протекающие в период воспаления в тканях, в том числе и слизистой оболочке матки, сопро-вождаются определенными изменениями со стороны ферментативных систем.

Целью нашей работы было изучение активности кислых протеаз, фосфатаз и аминотрансфераз при остром эндометрите.

Объектом исследований были здоровые и больные эндометритом свиноматки крупной белой породы. Животные подбирались по принци-пу аналогов с учетом стадий полового цикла и характера воспалитель-ного процесса.

Материалом для исследований служили матки свиноматок, кото-рые отбирали непосредственно после убоя. Для исследований отбирали навески эндометрия по 10 г путем среза последнего из различных частей рогов матки: в области 1-й, 2-й и 3-й трети рога матки.

Определение активности протеолитических ферментов в гомогена-те  проводили методом М.Л. Ансона [10]; активность кислых протеаз определяли по гидролизу гемоглобина в цитратном буфере при гради-енте рН 3,0±0,1-5,6±0,1 [8]; щелочных и нейтральных протеаз - по гид-ролизу альбумина или казеина в 50 - мМ трис HCl буфере при градиен-те рН 7,5±0,1-9,3±0,1 [1,7]. Активность протеолитических ферментов определяли по приросту тирозина, который измеряли спектрофотомет-рически и выражали в мкмоль тирозина/мг белка/мин. Концентрацию белка в гомогенате определяли методом Варбурга и Кристиана [3]. Ак-тивность АСТ и АЛТ в гомогенате определяли методом Райтмана-Френкеля [5]. Активность выражали в ммоль/мг белка/мин. Белок в го-могенате определяли спектрофотометрически методом Варбурга и Кри-стиана [3]. Активность ЩФ и КФ в гомогенате устанавливали методом Бодански [7,9] по гидролизу n-нитрофенилфосфата: ЩФ-при рН 9,0, КФ-при рН 5,0±0,1. Активность простатической КФ рассчитывается как разность между общей и остаточной активностью в присутствии ингиби-тора простатической КФ – L-тартрата. Активность выражали в ммоль/мг белка/мин.

В результате исследования кислых протеаз эндометрия при воспалительном процессе у свиноматок установлено, что их активность достоверно повышалась во всех участках рогов матки и в маточной слизи. Наиболее выраженное повышение этого показателя отмечалось во 2-й трети рогов матки, где он составлял 5,90±0,17мкмоль тирозина/мг белка/мин по срвнению с активностью у здоровых животных в стадию уравновешивания полового цикла, которая составляла 2,14±0,04мкмоль тирозина/мг белка/мин. Наименьший прирост активности кислых протез при остром эндометрите был отмечен в 1-й трети рогов матки 2,30±0,017мкмоль тирозина/мг белка/мин, тогда как у здоровых животных активность в этом участке составляла 1,61±0,07мкмоль тирозина/мг белка/мин.

На основе анализа наших исследований и литературных источников предложена вероятностная схема (табл.1) вовлечения и роли протеолитических систем в развитии воспаления.  Заключается она в следующем: при повреждении ткани (на стадии альтерации) ведущую роль играют кислые протеолитические ферменты лизосом, разрушающие неповрежденные клетки и, тем самым, способствующие усилению повреждения.

Таблица 1

Роль протеолитических ферментных систем в развитии воспаления

Стадия

воспаления

Источник протеаз

Характеристика протеолитической системы

Действие

Альтерация

Лизосомы

Кислые протеазы

Лизис клетки и окружающих тканей

Экссудация и инфильтрация

Нейтрофилы

Кислые, щелочные и нейтральные протеазы

Уничтожение чуже-родных агентов и некротизированных участков ткани

Макрофаги

Нейтральные и кислые протеазы

Регуляция воспаления, удаление поврежденных клеток

Репарация и регенерация

Фибробласты

Нейтральные протеазы (коллагеназа и эластаза)

Восстановление архитектуры клеточного матрикса

При включении защитных механизмов экссудации и инфильтрации в начальный период воспаления отмечается усиленный приток нейтро-филов в очаг, а позднее в зону воспаления поступают макрофаги. Эти клеточные компоненты воспаления несут свои наборы кислых протеоли-тических ферментов, коллагеназу, эластазу и гиалуронидазу, разруша-ющие основное вещество соединительной ткани.

Этим обеспечивается доступ макрофагов к клеткам или к их остаткам, а следовательно, фагоцитоз. Освобождение области воспаления от продуктов распада клеток является предпосылкой для последующего развития пролиферативной фазы (фазы воспалительной репарации). На стадии репарации протеолитические ферменты синтезируются фибробластами и участвуют в создании архитектуры клеточного матрикса.

При развитии острого эндометрита установлено достоверное (р>0,05) повышение активности общей и простатической кислой фосфатаз во всех участках рога матки по сравнению с аналогичным показателем у здоровых животных. Так, при остром эндометрите отмечено достоверное увеличение активности этого фермента в 1-й трети рогов матки в 9 раза, во 2-й – в 11 раз и в 3-й – в 6 раз. Тогда как у здоровых свиноматок эти показатели в стадию уравновешивания составляли в 1-й трети рога 13,2±0,6, во 2-й трети 22,5±0,8, в 3-й трети 21,6±0,9 ммоль/мг белка/мин.

Активность простатической формы кислой фосфатазы при остром эндометрите достоверно увеличилась в 1-й трети рогов матки в 8,4 раза, во 2-й – в 15 раз и в 3-й – в 6 раз. У здоровых животных эти показатели варьировали от 5,5±0,2 в 1-й трети до 7,1±0,2 ммоль/мг белка/мин в 3-й трети рога матки.

Сопровождающее острый эндометрит повышение активности КФ, согласуется с данными Ерюхина И.А. и др. [4], которые отмечают повышение уровня этих ферментов в тканях и сыворотке крови при острых воспалительных процессах. По всей видимости, такое изменение активности связано с выходом ферментов в межклеточное пространство из разрушенных лизосом и мигрировавших в очаг воспаления лейкоцитов. Наряду с этим активность щелочной фосфатазы при остром эндометрите достоверно снижается во всех участках рога матки и в маточной слизи. Так, активность ЩФ при остром эндометрите составляла в 1-й трети рогов матки 2,5±0,1, во 2-й трети - 3,04±0,04 и в 3-й трети - 2,3±0,1 ммоль/мг белка/мин, что соответственно в 4,5, 3 и 4 раза ниже аналогичных показателей у здоровых животных. Снижение активности ЩФ, вероятно, связано с нарушением трансмембранного переноса глюкозы и других сахаров в результате резкого уменьшения энергетического обмена и активности транспортных систем.

При остром эндометрите выявлено, что активность аминотрансфераз тканей слизистой оболочки матки изменялась неодинаково. Уровень АСТ изменился незначительно: во 2-й и 3-й третях рогов матки отмечалось небольшое снижение, а в 1-й трети и маточной слизи незначительно повышение активности, тогда как активность АЛТ достоверно повысилась (р>0,05) во всех участках рогов матки и маточной слизи. Такое увеличение активности АЛТ, по-видимому, связано с механизмами обезвреживания аммиака, образующегося в очаге воспаления при острой гипоксии и усиленном распаде аминокислот. При этом, вероятно, имеет место следующий механизм: недостаточный приток кислорода в очаг воспаления активирует гликолиз, что сопровождается распадом аминокислот. В результате реакций трансаминирования аминный азот переносится на пируват с образованием аланина, который поступает в систему крово-обращения и поглощается печенью, где он утилизируется.

Таким образом, проведенный комплекс исследований показал существенную роль внутриклеточных ферментных систем слизистой оболочки матки как у здоровых животных, так и у животных, больных острым эндометритом.

Литература. 1. Асатиани В.С. Ферментативные методы анализа.-М: Наука.-1969.-С.432. 2. Вернигор А.Н. Протеолитические ферменты: субклеточная локализация, свойства и участие в обмене нейропептидов/А.Н. Вернигора, М.Т. Генгин//Биохимия. – 1996. – Т. 61, вып. 5. – С. 771-785. 3. Досон, Р. Справочник биохимика/Р. Досон, Д. Элиот, У. Эллиот. – М.: Мир, 1991. – 565 с. 4. Ерюхин И.А. Белый В.Я., Вагнер В.К. Воспаление как общебиологическая реакция.-Ленинград: Наука.-1989.-С.115-129. 5. Колб В.Г., Зубовская Е.Т. Интерпретация некоторых энзимологических показателей при заболеваниях внутренних органо//Здравоохранение Белоруссии.-1976.-№9.-С.62-66. 6. Комаров, Ф.И. Биохимические исследования в клинике/Ф.И. Комаров, Б.Ф. Коровкин, В.В., Меньшиков. – Л., 1981. – 408 с. 7. Меньшиков В.В. Лабораторные методы исследования в клинике.-М.: Медицина.-987.-С. 209-210. 8. Покровский, А.А. Биохимические методы исследования в клинике/А.А. Покровский. – М.: Медицина, 1969. – 652с. 8. Тиц Н.У. Клиническая оценка лабораторных тестов.-М.: Медицина.-1986.-С.207. 9. Anson M.L., Mirsky A.E. The estimation of pepsin with hemoglobin//L. Gen. Physiol.-1932.-V.16. - №1. – P.59-67.

ROLE OF ACID PROTEASES, PHOSPHOTASES AND AMINOTRANSPHERASES IN THE DEVELOPMENT OF INFLAMMATION IN THE ORGANS OF REPRODUKTIVE SISTEM OF SWINES

Trubnikov D.V.

Kursk State Agricultural Academi

There was studied ferment beckground in endometrium of swines in norm and with pathology. There was examined the role of acid proteases, phosphateases and and aminotransferases in inflammation of reproduktive sistem. It was fixed that the activity of proteases and acid phosphataeses under acute endometrium of swines is increased.

Статистика

Вверх

© Ветеринария 2021