CC BY
52
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ Результаты определений удобно представлять в графической форме (рис. 1 и 2).
По оси Х откладывается значение рСО2, по оси Y значение водородного показателя крови. В норме (до нагрузки) эти значения равны: рСО2=40±5 mmHg, рН=7.375±0.25 (рис. 1, сектор N, показатели обозначены точкой).
PCOi (кРа) 6,0 а,о
10,0 20,0 30,0 40.0 50,0 60.0 70,0 80,0 90,0 100.С РСО-. (mmHg)
Рис. 1. Кислотно-основные показатели крови спортсменов при аэробном обеспечении организма энергией.
Здесь и на рис. 2. Н+- концентрация ионов водорода, нмоль/л; рСО2 - парциальное давление углекислого газа, кПа (верхняя шкала) и мм Рт. ст. (нижняя шкала).
А - метаболический ацидоз; В - смешанный метаболический и респираторный ацидоз; С - острый респираторный ацидоз;
D - смешанный острый и хронический респираторный ацидоз;
Е - хронический респираторный ацидоз; F - смешанный метаболический алкалоз и респираторный ацидоз; G - метаболический алкалоз; Н - смешанный респираторный и метаболический алкалоз;
I - острый респираторный алкалоз; J - смешанный острый и хронический респираторный алкалоз; К- хронический респираторный алкалоз; L - смешанный метаболический ацидоз и респираторный алкалоз; N - норма.
При совершении работы и переходе метаболизма на обеспечение преимущественно за счет гликолити-ческого пути ресинтеза АТФ рН падает ниже 7.35, что сопровождается некоторым снижением уровня рС02 и переходом организма в состояние метаболического ацидоза (сектор А на диаграммах) или в состояние смешанного метаболического и респираторного ацидоза
Рис. 2. Кислотно-основные показатели крови спортсменов при пороге анаэробного обмена (ПАНО)
(сектор В на диаграммах). Момент перехода в состояние ацидоза (рис. 2) является определяющим фактором и соответствует концентрации лактата 4 ммоль/л у начинающих спортсменов и 5,5-6 ммоль/л у спортсменов экстра-класса, что кореллирует с результатами, полученными другими авторами, анализирующими отношение содержания лактата к пульсовой реакции организма на нагрузку [1].
список ЛИТЕРАТУРЫ
1. Davis J. A. Anaerobic Threshold // Medicine and Science in Sports and Exercise. 1985. Vol. 17. № 1. P. 6-18.
2. Connett R. J., Gaueski T. E., Honig C. H. Lactate accumulation in fully aerobic, working dog gracilis muscle // Am. J. Physiol. 1984. Vol. 246. P. 120-128
3. Donovan C. M., Brooks G. A. Endurance training affect lactate clearance, not lactate production// Am. J. Physiol. 1983. Vol. 244. P. 83-92
4. Vogel J. A., Gleser M. A. Effect on carbon monoxide transport during exercise // J. Appl. Physiol. 1972. Vol. 32. P. 243-239.
5. Brooks G. A. Response to Davis manuscript // Medicine and Science in Sports and Exercise. 1985. Vol. 17. № 1. P. 19-21.
6. Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф. Биологическая химия. М.: Медицина, 1998.
7. Физиология человека / под ред. Г. И. Косицкого. М.: Медицина, 1985.
УДК 612.015
АКТИВНОСТЬ КАТЕПСИНА D В ПЛАЦЕНТЕ ПРИ ГЕСТОЗЕ легкой степени тяжести
Т. А. УДОНОВА, С. А. ГАВРЮК, Ж. С. БАРДИНОВА, О. П. ПЕТРУШОВА Пензенский государственный педагогический университет им. В. Г. Белинского
кафедра биохимии
Нарушение структуры клеточных мембран при гестозе приводит к выходу кислых гидролаз в цитозоль. Повышение активности катепсина D на фоне снижения антиоксидантной активности вызывает увеличение содержания пеп-
тидов малой и средней массы и как следствие развитие синдрома эндогенной интоксикации. Отсутствие корреляционных взаимосвязей между активностью катепсина D и концентрацией пептидов средней молекулярной массы в плаценте при гестозах легкой степени тяжести, вероятно, свидетельствует о том, что еще адекватно работают системы антипротеолиза.
Беременность сопровождается выраженными изменениями функций всех органов и систем женского организма, сущность которых сводится к созданию оптимальных условий для развития плода и течения родового акта. Ведущая роль плаценты в интеграции большинства обменных процессов между организмами матери и плода определяет интерес исследователей к физиологии и патологии этого органа. Более 20 % детских смертей связано с плацентарной недостаточностью (ПН), которая обусловлена морфофункциональными изменениями в плаценте и нарушениями компенсаторно-приспособительных механизмов. Одной из форм ПН является гестоз. Это заболевание приводит к полиорганной недостаточности и является причиной неблагоприятных перинатальных исходов. Частота гестозов составляет 8-16 %, они занимают 2-3 место в структуре материнской смертности. Длительное или повторное воздействие повреждающих факторов приводит к чрезмерной активации деятельности плаценты и напряжению всех компенсаторных механизмов. Напряжение в последующем сменяется стадией угнетения, которая характеризуется дезорганизацией основных функций и развитием необратимых деструктивных процессов в плаценте, что вызывает интерес к изучению активности катепсинов в данном органе.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА
Было обследовано 17 образцов плацентарной ткани.
Все родильницы были разделены на 2 группы. Первая группа - женщины с физиологическим течением беременности и родов (п=6); вторая группа представлена родильницами с гестозом легкой степени тяжести (п= 11).
Активность катепсина D определяли в гомогена-те плацентарной ткани на натрий-ацетатном буфере (рН 3,3). В качестве субстрата использовали 8 % раствор гемоглобина. Реакцию останавливали через 40 мин прибавлением 5 % раствора трихлоруксусной кислоты. В надосадочной жидкости определяли количество образовавшегося тирозина методом Лоури [10]. Пробы колориметрировали на КФК-2 при Х=750 нм. Активность фермента определяли как разность в оптической плотности между опытными и контрольными пробами. Активность фермента выражали в нмоль тир, образовавшегося за 1 мин инкубации в пересчете на 1 мг белка. Количество белка в пробах определяли по методу Лоури [10].
Для определения количества пептидов средней молекулярной массы использовали 5 % гомогенат ткани на дистиллированной воде. Белки исследуемой биологической жидкости осаждали равным объемом
0,6 М раствора НСЮ4. Надосадочную жидкость нейтрализовали 3 М раствором К2СО3 из расчета 0,2 мл на 1 мл супернатанта. Нейтрализованный супернатант
разводили в 5 раз и определяли количество пептидов средней молекулярной массы методом Лоури [10].
Достоверность отличий между средними определяли с использованием t-критерия Стьюдента [6]. Корреляционный анализ проводили с помощью программы Statgraphics (версия 3.0) (“STSC, Inc.” США) в режимах Simple Correlation.
РЕЗУЛЬТАТЫ Результаты исследования показали достоверное повышение активности катепсина D в плацентарной ткани при гестозе легкой степени тяжести в 2,15 раз по сравнению с нормой (табл. 1).
Таблица 1.
Активность катепсина D в плацентарной ткани в норме и при гестозе легкой степени тяжести (нмоль продукта, образовавшегося за 1 мин инкубации на 1 мг белка; * - р<0,05; ** - р<0,01; *** - р<0,001 относительно нормы)
Клинические группы Активность катепсина D
Норма 0,057±0,0064
Гестоз 0,123±0,0078**
Согласно результатам исследования при гестозе легкой степени тяжести содержание пептидов средней молекулярной массы в плацентарной ткани повышалось в 1,6 раза по отношению к норме (табл. 2).
Таблица 2.
Содержание пептидов средней молекулярной массы в плаценте в норме и при гестозе легкой степени тяжести (мкг/мл; * - р<0,05; ** - р<0,01;
*** - р<0,001 относительно нормы)
Клинические группы Содержание пептидов средней молекулярной массы
Норма 0,140±0,0043
Гестоз 0,224±0,0058**
По результатам корреляционного анализа не обнаружено взаимосвязи между активностью катепсина D и содержанием пептидов средней молекулярной массы в плаценте при ОПГ-гестозе.
ОБСУЖДЕНИЕ В патогенезе ОПГ-гестозов одно из ведущих мест занимает нарушение структурно-функциональных свойств клеточных мембран плаценты. При патологическом течении беременности усиливается перекис-ное окисление липидов клеточных мембран на фоне снижения антиоксидантной активности, что может явиться основной причиной повреждения структуры мембран, в том числе и лизосомальных. Эти процессы
приведут к выходу кислых гидролаз в цитозоль. В результате наблюдается усиление процессов аутолиза и, как следствие, дезорганизация практически всех сторон метаболизма. Неконтролируемое нарастание про-теолиза вызывает инактивацию ферментов и пептидных гормонов, изменяет их функциональную роль.
Во время физиологически протекающей беременности отмечен повышенный протеолиз не смотря на адекватную работу системы ингибиторов протеаз [3, 5, 12]. Ингибиторами протеаз являются белки острой фазы, которые дезактивируют ферменты. Высвобождающиеся при деструкции клеток ферменты могут приводить к вторичному повреждению ткани. К III триместру повышается концентрация а2- макроглобулина и а1- антитрипсина. При гестационных осложнениях в системе ингибиторы-протеолитичес-кие ферменты возрастает активность последних [3, 5]. При дистрофических изменениях эндотелия в случае ОПГ-гестозов наблюдается уменьшение в сыворотке крови макроглобулина, который локализуется в мембранах эндотелия, защищая их от повреждающего влияния протеаз [2].
Необходимо отметить, что любое гестационное осложнение является стрессом для фетоплацентарной системы [7, 8]. Отмечено повышение уровня корти-котропин-рилизинг фактора (КТРФ) и опиоидов в плацентарной ткани при патологическом течении беременности. Известно, что КТРФ снижает уровень гонадотропинов [1, 2, 11]. Вероятно, поэтому наблюдается уменьшение уровня хорионического гонадотропина человека, что ведет к угнетению синтеза прогестерона и эстрогенов.
Уровни ингибиторов протеолиза а2- макроглобулина и а1- антитрипсина регулируются гонадотропными гормонами, эстрогенами, прогестероном. Снижение концентрации эстрогенов и прогестерона в фетоплацентарном комплексе при ОПГ-гестозе влечет за собой уменьшение активности ингибиторов проте-аз, в результате чего наблюдается неконтролируемое нарастание процессов внутриклеточного протеолиза в плаценте с участием катепсинов [3].
Согласно полученным результатам в плаценте при ОПГ-гестозе было отмечено достоверное повышение содержания пептидов средней молекулярной массы.
Активация внутриклеточного протеолиза приводит к увеличению продуктов протеолиза - молекул малой и средней массы. К числу последних относят пептиды эндогенного происхождения, молекулярная масса которых составляет 300-5000. Они образуются в процессе протеолиза в поврежденных клетках при выходе лизосомальных протеолитических ферментов в цитоплазму. Повышенное образование пептидов средней молекулярной массы обнаруживается как при беременности, так и при ее осложнениях [4, 9]. Существенная особенность пептидов средней молекулярной массы заключается в их отчетливо выраженной высокой биологической активности. Накопление среднемолекулярных пептидов приводит к развитию синдрома эндогенной интоксикации [4, 9].
Токсичные продукты эндогенной природы оказывают повреждающее действие на сосудистую систему, ухудшают и без того недостаточное кровообращение. Это усугубляет течение патологического процесса, оказывая негативное влияние на жизнедеятельность всех систем и органов.
Отсутствие корреляционных взаимосвязей между активностью катепсина D и концентрацией пептидов средней молекулярной массы в плаценте при гестозах легкой степени тяжести, вероятно, свидетельствует о том, что еще адекватно работают системы антипротеолиза.
Таким образом, катепсин D играет важную роль в патогенезе гестационных осложнений. Последние сопровождаются изменениями со стороны регуляторных механизмов, контролирующих деятельность пептид-гидролаз плаценты. Вероятно, представленные результаты могут быть основой для дальнейшего исследования гомеостаза фетоплацентарной системы и изыскания способов коррекции метаболических изменений в плаценте при патологическом течении беременности.
ВЫВОДЫ
1. Результаты исследования показали повышение активности катепсина D в плацентарной ткани при гестозе легкой степени тяжести.
2. Установлено увеличение содержания пептидов средней молекулярной массы в плацентарной ткани при гестозе легкой степени тяжести.
3. Корреляционной взаимосвязи между активностью катепсина D и концентрацией пептидов средней молекулярной массы в плаценте не при гестозе легкой степени тяжести не обнаружено.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Анастасьева В. Г. Морфофункциональные нарушения фето-плацентарного комплекса при плацентарной недостаточности. Новосибирск, 1997.
2. Афанасьева Н. В., Стрижаков А. Н. Исходы беременности и родов при фетоплацентарной недостаточности различной степени тяжести // Вопросы гинекологии, акушерства и перинатологии. 2004. Т. 3. № 2.
3. Веремеенко К. Н., Голобородько О. П. Протеолиз и злокачественный рост // Вопр. мед. химии. 1990. № 6.
4. Ветров В. В., Леванович В. В. Роль молекул средней массы в патогенезе позднего токсикоза беременных // Акушерство и гинекология. 1990. № 6.
5. Гешелин С. А. и др. Протеолитические ферменты и их ингибиторы в клинической и эксперементальной онкологии // Вопр. мед. химии. № 10.
6. Гланц С. Медико-биологическая статистика. Пер. с англ. М.: Практика, 1998.
7. Дюгеев А. Н., Фомин М. Д., Заварзина О. О. Принципы интенсивной терапии тяжелых атипичных форм позднего гестоза. Отделение неотложной гематологической помощи ГНЦ РАМН, Москва.
8. Кулаков В. И., Мурашко Л. Е., Бурлев В. А. Клиникобиохимические аспекты патогенеза гестозов // Акушерство и гинекология. 1995. № 6.
9. Ломакин М. С., Арцимович Н. Г. Биологически активные вещества, ассоциированные с плацентой // Акушерство и гинекология. 1991. № 9.
10. Лоуренс Д. Р. и др. Клиническая фармакология. М., 12. Lantz I., Thornwall M., Kihlstrom J.E., Nyberg F.
2002. A comparison of human lung, brain, CSF and plasma
11. Савельева Г. М. Справочник по акушерству и гинеко- angiotensin-converting enzymewith regard toneuropeptide
логии. М.: «Медицина», 1992. metabolism // Biochem. Int. 1992. V.26. №.3.
ФОРМИРОВАНИЕ БИПЕДИИ КАК НАИБОЛЕЕ АКТУАЛЬНАЯ ПРОБЛЕМА ПАЛЕОАНТРОПОЛОГИИ
А. В. ХРЯНИН, Н. В. АНИСИМОВА Пензенский государственный педагогический университет им. В. Г. Белинского кафедра анатомии, физиологии и гигиены человека
Прямохождение является важнейшим морфофункциональным признаком человека. Вопрос об эволюционном генезе двуногости был и остается одним из самых спорных вопросов антропологии. Настоящая статья посвящена обсуждению вопроса формирования двуногости на ранних стадиях антропогенеза. Приводится ряд интересных доводов в пользу полуводного образа жизни древних приматов как возможной причины формирования бипедии.
Важнейшей характеристикой, объединяющей всех гоминид и отличающей их от гоминоидов и других приматов вообще, является двуногость. Именно проблема становления прямохождения вызывает наиболее жаркие дискуссии и является, по мнению американского исследователя Д. Гебо [2, 7], «одной из наиболее живучих загадок палеоантропологии». Переход к двуно-гости сыграл очень большую, если не определяющую, роль в эволюции наших предков. Вместе с тем, вопрос о том, почему он совершился, т. е. чем была обусловлена смена способа передвижения по земле, пока еще далек от разрешения. Между тем, не ответив на этот вопрос, трудно или даже невозможно понять, как и почему был включен «пусковой механизм» антропогенеза и почему этот процесс принял столь необычное направление.
Согласно широко распространенной гипотезе, у истоков которой стоял французский натуралист Ж. Б. Ламарк - автор целостного учения об эволюции органического мира, переход предков человека к прямохождению (ортоградной локомоции), вызван необходимостью приспособления к открытым ландшафтам, т. е. к жизни в саванне, в степи, в местах почти лишенных древесной растительности. Ее поддержали А. Уоллес, разрабатывавший теорию естественного отбора. Однако, современные исследования палеографов, специалистов по реконструкции природной среды давних эпох, свидетельствуют: ранние гоминиды, как правило, жили еще не в саванне, а в районах, где сохранялись, а то и господствовали влажные тропические леса [2]. Следовательно, переход к двуногости не был связан с приспособлением к открытым ландшафтам. Современные обезьяны, обитающие в безлесных районах (павианы), остаются четвероногими и от этого не страдают. По всей видимости, не состоятельно и утверждение, что гоминиды выпрямились вследствие необходимисти дальше видеть и лучше ориентироваться в саванне, где хороший обзор требовался для поисков пищи и для своевременного обнаружения опасности.
Более популярным, чем предыдущее, считается объяснение становления прямохождения в связи с ос-
вобождением рук, которое, в свою очередь, было необходимо для изготовления орудий и развития культуры вообще. Эта мысль получила распространение в трудах
Ч. Дарвина, Ф. Энгельса. «Пока руки регулярно использовались при передвижении, - писал Дарвин, - они вряд ли могли бы стать достаточно совершенными для изготовления оружия или прицельного метания камней и копий. ...Уже по одним этим причинам человеку было бы выгодно стать двуногим.» [6]. Стройность предлагаемого объяснения нарушают факты, ставшие известными только столетие спустя: первые каменные орудия, согласно археологическим данным, появились как минимум на 2-3, а скорее на 3-4 миллиона лет позже, чем первые прямоходящие гоминиды. Кроме того, трудовые операции, которые были необходимы и доступны нашим плиоценовым предкам, гораздо проще выполнять в сидячем положении, что и делают современные человекообразные обезьяны, когда они, например, раскалывают орехи тяжелыми камнями.
Переход к двуногости и освобождение передних конечностей от опорно-двигательной функции связывали также с необходимостью переносить пищу и детенышей, или сигнализировать жестами, или отпугивать хищников, бросая в них камни и палки. Все догадки такого рода основаны на явном преувеличении роли разовых, спорадических действий (бросание, жестикуляция, перенос объектов), с которыми современные обезьяны легко справляются, не меняя способа передвижения, оставаясь, как и миллионы лет назад, четвероногими.
Интересной и, возможно, более перспективной является попытка ответа, в которой упор делается на поиск энергетических выгод, обеспечиваемых передвижением на двух ногах. Согласно биоэнергетической гипотезе двуногость человека по сравнению с четверо-ногостью человекообразных обезьян имеет большую энергетическую эффективность. Главная слабость этого объяснения в том, что преимущества прямохождения наиболее ярко могли проявиться лишь при полностью сформировавшейся двуногости. Походка ранних гоминид сильно отличалась от нашей и была не столь эффективна.
