CC BY
33Фізика живого, Т. 17, No1, 2009. С.132-134.
© Короткий О.Г., Карповець Т.П., Компанець І.В., Пилипенко С. В.
УДК 577.152.6:616.33
АКТИВНІСТЬ ІНТЕРФЕРОН-ІНДУКОВАНОГО ФЕРМЕНТУ 2',5'-ОЛІГОАДЕНІЛАТ-СИНТЕТАЗИ В ЛІМФОЇДНИХ КЛІТИНАХ ЩУРІВ ЗА УМОВ ГІПЕРГАСТРИНЕМІЇ
Короткий О.Г., Карповець Т.П., Компанець І.В., Пилипенко С. В.
Кафедра біохімії біологічного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка,
Київ, Україна, E-mail: Когоґку@икг.пєґ
Надійшла до редакції 17.04. 2009
Вивчена активність ключового ферменту сигнальної системи інтерферону 2',5'-олігоаденілат-синтетази в лімфоцитах селезінки й тимусу щурів при гіпергастринемії, зумовленої 28 добовим введенням тваринам омепразолу (інгібітору Н+,К+-АТФази). Показано, що активність ферменту знижується в спленоцитах на 16%, а в тимоцитах - на 28%, порівняно з контролем. Даний ефект може бути результатом порушення трансдукції сигналу в системі інтерферону на фоні запального процесу під час гіпергастринемії.
Ключові слова: : гіпергастринемія, лімфоцити, інтерферон, 2',5'-олігоаденілат-синтетаза.
ВСТУП
Проблема вивчення біохімічних механізмів розвитку гіпергастринемії на даний час є недостатньо вивченою. Відомо, що ця патологія виникає внаслідок посилення виділення гастрину О-клітинами антрального відділу шлунка, а також дванадцятипалої кишки [1]. Встановлено, що
гіпергастринемію може викликати зниження шлункової секреції соляної кислоти, наприклад, при дії блокаторів протонної помпи -мембранозв’язаного ферменту Н+,К+-АТФази парієтальних клітин шлунка [2]. Можливими наслідками гіпергастринемії є процеси атрофії та метаплазії слизової оболонки шлунка, що уможливлює виникнення виразок та пухлин [3]. Розвиток вищезазначених патологій призводить до серйозних порушень імунної системи.
Виявлено, що при гіпергастринемії
стимулюється експресія генів цитокінів:
інтерферону-у, фактору некрозу пухлин-а, та інтерлейкіну-1 в лімфоцитах, що інфільтрують травний тракт [4, 5]. Проте, роль інтерферонів-а і -Р та індукованих ними сигнальних систем у механізмах відповіді імунної системи на
гіпергастринемію залишається нез’ясованою. Система інтерферону має широкий спектр
біологічних функцій: бере участь в імунній
відповіді організму на вірусну й бактеріальну
інфекцію, на пухлинний процес, виявляє
імуномодулючу дію [6, 7]. Ключовим ферментом цієї системи є 2',5'-олігоаденілат-синтетаза, яка стимулюється при дії інтерферону і синтезує
вторинні посередники- 2',5'-олігоаденілати [8].
Метою даної роботи було вивчити активність 2',5'-олігоаденілат-синтетази в лімфоїдних клітинах селезінки й тимусу щурів за умов гіпергастринемії, викликаної введенням піддослідним тваринам інгібітору Н^К-АТФази - омепразолу.
МАТЕРІАЛИ ТА МЕТОДИ
Досліди проводили на білих нелінійних щурах-самцях віком до двох місяців і вагою 150200г, які були розділені на 2 групи (по 7 тварин в кожній) та утримувалися в стандартних умовах віварію. Перша група тварин (контрольна) отримувала 0,2 мл внутрішньочеревинно воду для ін’ єкцій упродовж 28 діб. До другої групи тварин відносились щури, в яких викликали гіпоацидний стан шляхом внутрішньоочеревинного введення 02 мл омепразолу у складі препарату “Омез®” («Dr.Reddy’s», Індія), розчиненого у воді для ін’єкцій, у дозі 14 мг/кг ваги один раз на добу упродовж 28 діб. Селезінку й тимус отримували через добу після останнього введення препарату. Лімфоцити селезінки виділяли центрифугуванням клітинної суспензії на градієнті Ficoll-Paque (густина 1,077) за методом [9]. Тимоцити із суспензії клітин тимусу виділяли за методом [10]. Отримували клітинний екстракт шляхом центрифугування лізату спленоцитів і тимоцитів при 10 000 об/хв (супернатант) упродовж 15 хв [11]. Активність 2',5'-олігоаденілат-синтетази в лімфоїдних клітинах визначали спектрофотометричним методом [12]. Ферментативну активність виражали в наномолях неорганічного пірофосфату за 1 хв на 1 мг білка. Концентрацію
АКТИВНІСТЬ ІНТЕРФЕРОН-ІНДУКОВАНОГО ФЕРМЕНТУ 2' ,5' -ОЛІГОАДЕНІЛАТ-СИНТЕТАЗИ В ЛІМФОЇДНИХ КЛІТИНАХ ЩУРІВ ЗА УМОВ ГІПЕРГАСТРИНЕМІЇ
білка визначали за методом Бредфорда [13]. Статистичну обробку результатів досліджень проводили на IBM PC, оцінку достовірності в дослідних групах здійснювали за допомогою програми Statistica 7.0 з використанням критерію Ст’юдента. Відмінності вважали достовірними при Р<0,05.
РЕЗУЛЬТАТИ ТА ОБГОВОРЕННЯ
Цитокіни відіграють важливу регуляторну роль у процесах, які виникають за умов патології шлунково-кишкового тракту. Відомо, що імунна система, зокрема Т-лімфоцити, та система регуляторних пептидів взаємопов’язані і функціонують спільно, забезпечуючи ефективну діяльність травної системи [14]. Встановлено, що під час гіпергастринемії надлишкове виділення гастрину стимулює секрецію інтерферону-у лімфоцитами, які проникають у слизову оболонку шлунка під час розвитку запалення [4].
Введення омепразолу тваринам призводить до зниження активності мембранного ферменту Н+,К-АТФази і, як наслідок, до пригнічення секреції соляної кислоти в порожнину шлунку [15, 16]. У попередніх дослідженнях було показано, що на фоні зниження шлункової секреції HCl при введенні омепразолу у щурів значно підвищується рівень гастрину в крові, отже, виникає гіпергастринемія [17]. Оскільки інтерферон активно залучений у механізми імунної відповіді при запаленні під час гіпергастринемії та гіпоацидного стану, є цікавим вивчити особливості функціонування окремих ланок індукованого ним каскаду 2 ' ,5'-олігоаденілату за умов розвитку вищезазначеної патології.
В представленій роботі було вивчено активність ключового ферменту інтерферон-залежного каскаду- 2 ',5' -олігоаденілат-синтетази в клітинах лімфоїдних органів щурів при введенні омепразолу. Активність ферменту визначали в екстракті лімфоцитів селезінки й тимусу щурів, які упродовж 28 діб отримували препарат “Омез®”.
Показано, що в лімфоцитах селезінки щурів, яким вводили препарат “Омез®”, активність ферменту знижується на 16 % порівняно з
контрольною групою (рис. 1). Олігоаденілат-
синтетазна активність у тимоцитах щурів при введенні препарату “Омез®” зменшувалась на 28 % по відношенню до контролю (рис. 2).
Отримані результати дозволяють передбачити зниження активності 2' ,5 ' -олігоаденілат-синтетази при гіпергастринемії, це може бути наслідком пригніченням процесів трансдукції сигналу в інтерферон-індукованій системі 2 ' ,5' -
олігоаденілату. Відомо, що за умов
гіпергастринемії стимулюється експресія інтерферону-у [5], але виявлене нами зниження активності ферменту не пов’ язано з дією цього
типу інтерферону, оскільки загальновизнаним є те, що 2 ',5 ' -олігоаденілат-синтетаза індукується
інтерферонами типу а і в при різних видах запалення, онкологічному процесі, аутоімунних захворюваннях [8].
Рис. 1. Активність 2 ' ,5' -олігоаденілат-синтетази в
лімфоцитах селезінки щурів на фоні введення препарату “Омез®” (М±т, п = 5):
1 - контрольна група (без введення препарату);
2 - група тварин, яким вводили препарат “Омез®” упродовж 28 діб; * - Р< 0,05 порівняно з контрольною групою
Рис. 2. Активність 2 ' ,5' -олігоаденілат-синтетази в лімфоцитах тимусу щурів на фоні введення препарату “Омез®” (М±т, п = 5):
1 - контрольна група (без введення препарату);
2 - група тварин, яким вводили препарат “Омез®” упродовж 28 діб; * - Р< 0,05 порівняно з контрольною групою
Виявлений ефект зниження активності 2 ' ,5' -олігоаденілат-синтетази може також бути пов’язаним із дією омепразолу, який, надходячи в кров’яне русло, може легко розповсюджуватися в організмі. До того ж, внаслідок своєї високої ліпофільності цей препарат може впливати на структуру мембран лімфоїдних клітин, результатом чого можуть бути зміни трансдукції сигналу від рецептору інтерферону до індукованого ним ферменту - 2 ,5 -олігоаденілат-синтетази.
Таким чином, при гіпергастринемії у щурів, викликаної введенням омепразолу, пригнічується активність інтерферон-залежного ферменту 2 ' ,5'-олігоаденілат-синтетази в лімфоцитах селезінки і
Короткий О.Г., Карповець Т.П., Компанець І.В., Пилипенко С. В.
тимусу, що може бути проявом порушення сигнальної трансдукції.
Подальше вивчення системи інтерферону за умов гіпоацидного стану та гіпергастринемії є важливим для зв’ясування біохімічних механізмів розвитку даної патології за участю цитокінів, а також для розробки профілактичних та лікувальних препаратів.
ВИСНОВКИ
Встановлено пригнічення олігоаденілатсинтетазної активності в спленоцитах і тимоцитах щурів за умов тривалої гіпергастринемії, викликаної введенням препарату “Омез®” протягом 28 діб.
Литература
1. Watson S.A., Grabowska A.M., El-Zaatari M., Takhar A. Gastrin - active participant or bystander in gastric carcinogenesis // Nature. - 2006. - Vol.6. - P. 936-946.
2. Старостин Б.Д. Ингибиторы протонной помпы в гастроэнтерологии // Русс. мед. журн . - 1998. - Т. 6, № 19 (79). - С. 1271—1280.
3. Laine L., Ahnen D., McClain C., et al. Review article: potential gastrointestinal effects of long-term acid suppression with proton pump inhibi-tors // Aliment. Pharmacol. Ther. - 2000. - Vol.14. - P. 651-668.
4. Zavros Y., Kao J.Y., Merchant J.L. Inflammation and Cancer III. Somatostatin and the innate immune system // Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. - 2004. -Vol.286. - P. 698-701.
5. Jain R.N., Al-Menhali A.A., Keeley Th.M, et al. Hypergastrinemia and hypertrophic gastritis in Hip1r-deficient mice // The FaSeB Journal. - 2007. - Vol.21.
- P. 925-930.
6. Рафальский В. В. Клиническое применение
препаратов интерферона // Смоленск.- 1997. - 154 с.
7. Goodbourn S., DidcockL., RandallR.E. Interferons: cell signaling, immune modulation, antiviral responses virus countermeasures// J. Gen. Virol. - 2000. - Vol.81.
- P. 2341-2364.
8. Stark G.R., Kerr I.M., Williams B.R.G. et al. How cells respond to interferons //Annu. Rev. Biochem. - 1998. -Vol.67. - P. 2227-2264.
9. Boyum A. Separation of leucocytes from blood and bone marrow // Scand. J.Clin. Lab. Invest.- 1968.- Vol.21 .
- P. 28-30.
10. Морозов В.Г., Хавинсон В.Х. // Успехи совр. биол. -1985. - Т. 97, №1. - С. 36-37.
11. Mechti N., Affabris E., Romeo G. et al. // J. Biol. Chem.
- 1984. - Vol.259, № 5. - P. 3261-3265.
12. Justensen J., Kjeldgaard N. O. Spectropho to metric pyrophosphate assay of 2',5'-oligoadenylate synthetase // Anal. Biochem. - 1992. - Vol.207, № 1. - Р. 90-93.
13. Шоно Н.И., Баскаева Е.М. Метод определения белка по Бредфорду: область применения, преимущества, недостатки. // Лабораторное дело. - 1980. - № 4.
- С. 4-7.
14. Бельмер С.В., Бубнова Л.В., Головенко О.В. и др. Значение цитокинов в патогенезе воспалительных заболеваний толстой кишки у детей // Детская гастроэнтерология и нутрициология. - 2003. - Т. 11, № 3. - С. 116-122.
15. Исаков В.А. Ингибиторы протонного насоса: их свойства и применение в гастроэнтерологии. -М.: ИКЦ “Академкнига”, 2001. - 304с.
16. Васильев Ю.В. Ингибиторы протонного насоса // Журнал «Лечащий врач». - 2007. - № 1. - С.5-7.
17. Цирюк О.І., Берегова Т.В. Вплив омепразол-викликаної гіпергастринемії на базальну шлункову секрецію у щурів // Вісник проблем біології і медицини. - 2007. - Вип.3.- С. 38-43.
АКТИВНОСТЬ ИНТЕРФЕРОН-ИНДУЦИРОВАННОГО ФЕРМЕНТА 2' ,5'-ОЛИГОАДЕНИЛАТ-
СИНТЕТАЗЫ В ЛИМФОИДНЫХ КЛЕТКАХ КРЫС ПРИ ГИПЕРГАСТРИНЕМИИ
Короткий О.Г., Карповец Т.П., Компанец И.В., Пилипенко С.В.
Изучена активность ключевого фермента сигнальной системы интерферона 2' ,5' -олигоаденилат-синтетазы в лимфоцитах селезенки и тимуса крыс при гипергастринемии, обусловленной 28-дневным введением животным омепразола (ингибитора Н+,К+-АТФазы). Показано, что активность фермента снижается в спленоцитах на 16%, а в тимоцитах - на 28%, по сравнению с контролем. Данный эффект может быть результатом нарушения трансдукции сигнала в системе интерферона на фоне воспалительного процесса при гипергастринемии.
Ключевые слова: гипергастринемия, лимфоциты, интерферон, 2 ' ,5' -олигоаденилат-синтетаза.
INTERFERON-INDUCED EZYME 2' ,5' -OLYGOADENYLAE ACTIVITY IN RAT LYMPHOID CELLS IN CONDITIONS OF HYPERGASTRYNEMIA
Korotkiy O.G., Karpovets T.P., Kompanets I.V., Pilipenko S.V.
The activity of interferon messenger system key enzyme 2 ' ,5' -oligoadenylate-synthetase was investigated in rat spleen and thymus lymphocytes at hypergastrynemia caused by 28 day omeprazol injection. Omeprazol is a H+,K+-ATPase inhibitor. It was shown that the enzyme activity decreased by 16% in splenocytes and by 28% in thymocytes in comparison with control animals. This effect may be a result of signal transduction disturbances in interferon system against a background of inflammation at hypergastrynemia.
Key words: hypergastrynemia, lymphocytes, interferon, 2 ,5 -oligoadenylate-synthetase.
