CC BY
35
АКТИВНОСТЬ КАТЕПСИНА-О ЭНДОМЕТРИЯ ПРИ ЦИКЛИЧЕСКИХ ИЗМЕНЕНИЯХ
В ПОЛОВОЙ СИСТЕМЕ СВИНЬИ
Д.В. Трубников, В.В. Мосягин
Аннотация. На основании проведенных биохимических и гистологических исследований установлено изменение активности катепсина-в эндометрия свиноматок при его структурных перестройках, обусловленных стадиями полового цикла. Наибольшая активность катепсина-в выявлена в стадии торможения, а минимальная - в стадии уравновешивания полового цикла.
Ключевые слова: эндометрий, половой цикл, проте-олитические ферменты, кислые протеазы, катепсин-в.
В течение полового цикла строение маточной стенки, в том числе и эндометрия, подвергается значительной перестройке, отражающейся на величине и форме клеток, их ядер, расположения ядра в клетке, содержания гликогена и ферментов.
Ферментативный уровень во многом определяет жизнедеятельность и здоровье организма, и связан с состоянием обмена белков. В регуляции обмена белка большое значение имеют не только процессы его биосинтеза, но и деградации или протеолиза [5]. Все про-теолитические ферменты, по их внутриклеточной локализации, разделяют на четыре группы: 1) лизосомаль-ные, 2) ферменты эндоплазматического ретикулума и секреторных везикул, 3) внутриклеточные ферменты внелизосомной и вневезикулярной локализации (цито-плазматические ферменты), 4) внеклеточные ферменты [2]. Широкая субстратная специфичность протеиназ не позволяет классифицировать их по этому признаку, для этой цели используют природу каталитических групп активного центра. В соответствии с этим выделяют: сериновые, цистеиновые, аспартильные и металлопро-теиназы, активность которых проявляется при различных значениях рН [1]. В лизосомах обнаружены только цистеиновые и аспартильные протеиназы [6] действующие при кислых значениях рН внутри органелл (се-риновые и металлопротеиназы малоактивны при рН ниже 7,0), а также экзопептидазы. К цистеиновым про-теиназам относят катепсины В, Н, I, L, N S, Т; к аспар-тильным- катепсины D и Е [4].
В связи с вышеизложенным нами была поставлена задача изучить активность катепсина-в эндометрия в различных участках рогов матки при его структурных перестройках, связанных с половыми циклами.
Исследования проводили на свиньях крупной белой породы, подобранных по принципу аналогов, возрастом 2-3 года. Стадии полового цикла определяли по функциональному состоянию яичников и на основании гистологического исследования.
Активность кислых протеаз в гомогенате эндометрия определяли по модифицированному методу Ансона по гидролизу гемоглобина в цитратном буфере (рН 3,5) по приросту тирозина, который определяли спектрофо-тометрически. Белок определяли спектрофотометриче-ским методом [3]. Активность выражали в мкмоль ти-розина/мг белка/мин.
Половая цикличность в организме самок животных сопровождается глубокими перестройками структуры эндометрия, приводящими к изменению уровня метаболических процессов и активности ферментов. При переходе от одной стадии полового цикла к другой происходит изменение соотношения структуры клеточных популяций, выполняющих различные функции в эндометрии.
Гистологическое строение эндометрия в различные периоды полового цикла представлено на рисунках 1-3.
Стадия возбуждения. Эндометрий утолщенный, поверхность с пологими складками, эпителий псевдомногослойный, высотой 45-50 мкм. Эпителий представлен высокими и низкими цилиндрическими эпителиальными клетками, лежащими на базальной мембране, ядра в них расположены в 4-5 рядов. Покровный эпителии железистый в состояния повышенной секреции. Под эпителием выраженная зона нейтрофильной инфильтрации. Отмечалось усиленное кровенаполнение собственной пластинки эндометрия. Подэпители-альный слой широкий, плотный, непосредственно под ним сплошная зона из групп мелких артерий и арте-риол. Эндотелий сосудов набухший. Строма рыхлая отечная. Железы умеренно извитые, с усиленной секреторной активностью.
Стадия торможения. Слизистая оболочка матки средней толщины, поверхность с пологими складками, эпителий псевдомногослойный, высотой 35-45 мкм, ядра расположены в 3 -4 ряда. Эпителий состоит из высоких и низких цилиндрических эпителиальных клеток. Подэпителиальный слой фибробластов плотный с выраженной диффузной примесью лимфоцитов, частично проникающих в эпителий. Спангеозный или губчатый слой рыхлый, отечного вида. Железы узкие, компактные с выраженной оксифилией цитоплазмы эпителия и гиперхромией ядер. Регенераторный или комбиальный слой и приваскулярная ткани более плотные.
Стадия уравновешивания. Эндометрий тонкий, поверхность слабо складчатая, с листовидными и пластинчатыми складками. Эпителий псевдомногослойный и однослойный в истонченных участках за счет уменьшения высоты эпителиального покрова, образованного одним слоем кубических клеток высотой 15-20 мкм, чередующихся с микрососочковыми участками двухрядного эпителия с высотой 25-30 мкм, с овальными, вертикально ориентированными ядрами. Субэпителиальная строма выражена очагово, нечетко оформлена из 3-5 слоев фиб-робластических элементов, единичных эозинофилов и тонких тангенциально ориентированных волокон.
А
В
Рисунок 1 - Структура эндометрия в стадии возбуждения: А - сформированный под высоким призматическим псевдомногослойным эпителием компактный, преимущественно фибробластический слой; Б - крупные клубки спиральных артерий в поверхностном слое; В - рыхлая, отечная строма промежуточного слоя; Г -умеренно извитые железы глубокого слоя. Окр. гематоксилин-эозином х 200
А
Б
Рисунок 2 - Структура эндометрия в стадии торможения: А - отсутствие компактного подэпителиаль-ного слоя и клубков артерий; Б, В - однородная структура промежуточного и базального слоев с узкими ма-лочислеными железами. Окр. Гематоксилин-эозином х 200.
А
Б
Рисунок 3 - Структура эндометрия в стадии уравновешивания: А - средняя высота и степень псевдостратификации поверхностного эпителия; Б, В - узкие прямые железы поверхностного и глубокого слоев. Окр. гематоксилином и эозином х 200
Спангеозный и регенераторный слой рыхлый, отечного вида, тонковолокнистый с широкими бесклеточными участками, мелкими скоплениями эозинофи-лов в межжелезистых зонах. Железы прямые, со спавшимся просветом, однорядным эпителием, имеющим просветленную цитоплазму только в базальных частях. Клубков артерий нет, а имеются единичные группы из 2-3 сосудов в подэпителиальном и спангеозном сло-ях.Активность кислых протеаз в эндометрии свиноматок зависит от локализации в рогах матки и стадии полового цикла представлена в таблице 1.
Таблица 1 - Активность кислых протеаз эндометрия в зависимости от стадии полового цикла и локали-
Стадия 1-я треть рога матки 2-я треть рога матки 3-я треть рога матки
Возбуждения 2,86±0,04* 3,61+0,08** 2,90+0,08*
Торможения 3,14±0,04* 4,20+0,09** 3,43+0,05*
Уравновешивания 1,61+0,07 2,14+0,04* 2,09+0,04*
* - р<0,05 по сравнению с аналогичным показателем, полученным при анализе материала из 1-й трети рога матки
* - р<0,05 по сравнению с аналогичными показателями, полученными в стадии уравновешивания полового цикла
Анализ таблицы 1 показывает, что в стадии возбуждения полового цикла активность кислых протеаз была достоверно выше, чем в стадии уравновешивания, и ниже, чем в стадию торможения. При этом наибольшая активность была выявлена во 2-й трети рогов матки (3,61+0,08), а наименьшая - в 1-й трети (2,86+0,04 мкмоль тирозина/мг белка/мин).
В период стадия торможения регистрировалась максимальная активность кислых протеаз, которая была наиболее выраженной во 2-й трети рогов матки (4,20+0,09 мкмоль тирозина/мг белка/мин).
В период стадии уравновешивания активность кислых протеолитических ферментов в тканях всех участков матки колебалась в границах от 1,61+0,07 до 2,14+0,04 мкмоль тирозина/мг белка/мин. При этом наименьшая активность регистрировалась в тканях 1 -й трети рогов матки, а максимальная - во 2-й трети рогов матки.
Вероятно, что в середине рогов матки активность кислых протеаз была достоверно выше, чем в области бифуркации и конце рогов, в связи с тем, что этот участок является плодовместилищем во время беременности, особенно богат железистыми клетками и имеет развитую сосудистую сеть.
Таким образом, перестройка эндометрия, обуслов-
ленная половой цикличностью, существенно влияет на активность внутриклеточных кислых протеаз.
Список использованных источников
1 Варфоломеев С. Д., Пожитков А. Е. Активные центры гидролаз: основные типы структур и механизм катализа // Вестник Московского университета. - Сер. 2. Химия. - 2000. -Т. 41. - № 3. - С. 147-156.
2 Вернигор А.Н., Генгин М.Т. Протеолитические ферменты: субклеточная локализация, свойства и участие в обмене нейропептидов. Обзор // Биохимия.-1996.-Т.61.-В. 5.-С.771-785.
3 Досон Р., Эллиот Д., Эллиот У. Справочник биохимика. - М.: Мир, 1991. - С. 464- 465.
4 Халикова Т.А., Короленко Т.А., Ильницкая С.И., Ли-зосомные катепсины В, L и D при развитии экспериментальных лейкозов мышей // Биомедицинская химия. - 2009. - Т. 55. - Вып. 5. - С. 621-634.
5 Яровая Г.А. Биорегулирующие функции и патогенетическая роль протеолиза // Лабораторная медицина. - 2005. -№7. - С.81-89.
6 Исследование внутриклеточной локализации проте-олитических ферментов и их белковых ингибиторов в грене тутового шелкопряда / Д.В. Ярыгин, И.Д. Крылова, А.С. Ко-ничев, Ю.Б. Филиппович // Современные наукоемкие технологии. - 2008. - №9. - С.11-15.
Информация об авторах
Трубников Денис Владимирович, кандидат биологических наук, декан факультета ветеринарной медицины ФГБОУ ВПО «Курская ГСХА».
Владимир Владимирович Мосягин, доктор биологических наук, профессор кафедры физиологии и химии ФГБОУ ВПО «Курская ГСХА».
