CC BY
56
АТФазная АКТИВНОСТЬ, РАСПРЕДЕЛЕНИЕ НАТРИЯ И КАЛИЯ В ТКАНЯХ СВИНОМАТОК И ПОРОСЯТ-СОСУНОВ
Г.Ф. Рыжкова, Н.В. Лебедева
Аннотация. Приведены результаты исследований активности транспортных аденозинтрифосфатаз и распределения моновалентных электролитов в крови и тканях свиноматок и поросят-сосунов. Установлены возрастные изменения данных показателей, а именно: у поросят-сосунов, особенно новорожденных, АТФазная активность, соотношение К/Ыа выше, чем у взрослых животных.
АТФаза, Mg2+, Na+, K-АТФаза, . Mg^-АТФаза, Na+, K+ - насосы, тени эритроцитов, моновалентные электролиты, натрий, калий, гомогенаты тканей, свиноматки, поросята-сосуны, новорожденные поросята., соотношение К/Na, эритроциты, плазма крови.
Важнейшие достижения молекулярной биологии за последние годы связаны с изучением биологических мембран и встроенных в них транспортных АТФаз, образующих ионные насосы, в частности №+-насос, интегральным компонентом которого является Na+, K+ -АТФаза. В настоящее время данную АТФазу рассматривают как транспортную систему клеточных мембран и (или) как главную составную часть системы активного переноса электролитов, аминокислот и сахаров (Porter R. P., 1961; Бреслер В.М., Никифоров А.А., 1981; Вишняков С.И., 1988; Horisberger Jean-Daniel et al., 1991; Lethjor-gensen P., 1992; Yamamoto Setal, 1996).
Для ветеринарной и зоотехнической науки важное значение имеет изучение активности N+, К+ - АТФазы в зависимости от питания, возраста животных, других физиологических и патологических факторов.
Объектом исследований были кровь и ткани свиноматок - аналогов крупной белой породы и полученных от них попросят: новорожденных, в возрасте 30 и 60 дней. АТФазную активность определяли по методике К. Keeton и J. Koneko (1972); при этом фосфор - по F. Fiske и G. Subbaroy (1925). Активность Na+, К+ - АТФа-зы рассчитывали по разности между общей АТФазой и уабаиннечувствительной АТФазой. При определении Mg2+-АТФазы, т. е. уабаиннечувствительной АТФазы в субстратную среду вводили 10-4 М уабаина (строфантина G), который подавлял активность Na , K+-АТФазы. Содержание натрия и калия - методом пламенной фотометрии по Г.И. Герчиковой (1963) и А. А. Покровскому (1969).
На основании проведенных исследований установлено, что активность как общей, так и Мg2+- и Ыа+, К+-АТФазы в эритроцитах новорожденных поросят почти в 1,5 раза, а у поросят 30-дневного возраста в 1,2 раза выше, чем у свиноматок. У поросят 60-дневного возраста эти показатели приближаются к таковым у взрослых животных (таблица 1, рисунок 1). Можно предположить, что возрастные различия АТФазной активности теней эритроцитов обусловливаются конформаци-онными особенностями строения их белкового компонента. Кроме того, необходимо подчеркнуть, что транспортная ферментативная система составляет небольшую часть белков стромы.
14 -i
12 - гЬп
10 - Ш
•■lit
2--^-Í2222«.
rfWm гГМш
Mg,Na,K ■ АТФаза
Mg- АТФаза Na,K- АТФаза
□ Свиноматки □ Поросята новорожденные
ЕЗ Поросята в 30 дн ■ Поросята в 60 дн.
Рисунок 1 - АТФазная активность эритроцитов свиноматок и поросят
Максимальный уровень натрия и калия как в эритроцитах, так и в плазме крови установлен у новорожденных поросят; к 30- и 60-дневному возрасту отмечается возрастная динамика изменения содержания данных электролитов. Так, у новорожденных поросят содержание натрия в эритроцитах составляет 12,78 ± 0,88 мг-экв/л, а к 60-дневному возрасту этот показатель снижается до 11, 66 ± 0,82 мг-экв/л; калия соответственно с 95,90 ± 2,68 до 94,20 ± 1,06 мг-экв/л
В плазме крови наблюдается аналогичная картина: содержание натрия у новорожденных поросят составляет 148,08 ± 0,33 мг-экв/л. К 60-дневному возрасту его уровень снижается до 142,05 ± 0,46 мг-экв/л, калия соответственно с 4,98 ± 0,08 до 4,44 ± 0,06 мг-экв/л.
Ключевые слова: АТФазная активность, Na , K -
Таблица 1 - АТФазная активность теней эритроцитов (нМоль Р1/мг белка/ мин) и содержание № и К (мг-экв/л) в эритроцитах и плазме крови свиноматок и поросят-сосунов
Показатели Свиноматки Поросята-сосуны
новорожденные в возрасте 30 дн в возрасте 60 дн
Мg2+,Na+,K+-АТФаза 8,26 ± 0,38 12,27 ± 0,45 10,72 ± 0,48 8,44 ± 0,50
Мg2+-АТФаза 4,16 ± 0,26 5,88 ± 0,24 4,84 ± 0,22 4,12 ± 0,24
№+Д+-АТФаза 4,10 ± 0,12 6,39 ± 0,21 5,88 ± 0,26 4,32 ± 0,26
Na эритроцитов 12,22 ± 0,56 12,78 ± 0,88 11,72 ± 0,58 11,66 ± 0,82
Na плазмы 141,08 ±0,41 148,08 ± 0,33 143,68 ±0,80 142,05 ± 0,46
К эритроцитов 94,84 ± 1,28 95,90 ± 2,68 94,50 ± 1,22 94,20 ± 1,06
К плазмы 4,84 ± 0,15 4,98 ± 0,08 4,68 ± 0,10 4,44 ± 0,06
К/Na 7,76 8,75 8,06 8,08
Таблица 2 - АТФазная активность и соотношение К/Ыа в тканях свиноматок и новорожденных поросят (нМоль
Р^мг белка/ мин)
Показатели Мышцы Печень Почки
свиноматки поросята свиноматки поросята свиноматки поросята
Мg2+,Na+,K+-АТФаза 58,32±1,16 67,04±1,10* 72,32±1,28 77,35±0,96* 108,96±2,97 112,12±3,28
Мg2+-АТФаза 26,04±0,66 30,12±0,54* 38,04±0,88 40,32±0,40* 40,66±1,32 39,84±2,46
№+Д+-АТФаза 32,28±0,50 36,92±0,56* 34,28±0,40* 37,03±0,56* 68,30±1,65 72,28±1,82
К/Na 1,45 1,38 1,23 1,18 0,96 0,92
У новорожденных поросят содержание моновалентных электролитов в эритроцитах и плазме крови превышает их значение у взрослых животных. В связи с такими концентрационными изменениями содержания электролитов наблюдается соответствующая динамика соотношения натрия и калия в эритроцитах: у поросят-сосунов всех возрастных групп, причем этот показатель выше, чем у свиноматок соответственно в 1,13; 1,03 и 1,04 раза.
По данным А. А. Болдырева (1977), С.И. Вишнякова (1972), З.О. Сорокиной, Ю.В. Холодовой (1972), соотношение К/Ыа в клетках тканей зависит от специфического связывания этих катионов субклеточными структурами. Выявлена прямая корреляционная связь АТ-Фазной активности мембран эритроцитов и соотношения в них К/Ыа (г = +0,94; Р<0,001). Следовательно, распределение калия и натрия между эритроцитами и плазмой крови животных зависит от активности мембранной Ыа+, К+ - АТФазы
Исследования изучаемых показателей в тканях животных (таблица 2) позволили установить, что в гомо-генатах тканей АТФазная активность выше, чем в эритроцитах в 8,1 - 16,6 раза как у свиноматок, так и у новорожденных поросят. При этом во всех происследо-ванных тканях показатели активности общей (Ыд +, Ыа+, К+-АТФазы), Мд2+- и Ыа+, К+- АТФаз у новорожденных поросят выше, чем у свиноматок: в мышцах на 13,0; 15,6 и 12,6 % , печени - на 7,0; 6,0 и 8,0 % соответственно. Наиболее высокий уровень АТФазной активности по сравнению с другими тканями установлен в почках свиней. И в этом случае, как и в предыдущих, у новорожденных поросят ферментативная активность несколько выше, чем у взрослых животных.
Соотношение К/Ыа составило: в ткани мышц - у свиноматок - 1,45; поросят-сосунов - 1,38; печени -1,23 и 1,18 и почек - 0,96 и 0,92 соответственно.
Из анализа полученных данных видно, что активность Ыа+, К+ - АТФазы и соотношение К/Ыа в перечисленных тканях свиней не находятся в прямой зависимости. Предположительно активность фермента выше в тех тканях, в которых большее количество клеток контактирует с внеклеточной средой, то есть участвует в образовании межклеточного пространства, заполненного тканевой жидкостью. В этих «пограничных» клет-
ках, по-видимому, и более активно функционируют Na+, K+ - насосы.
Список использованных источников
1 Болдырев А.А. Современное состояние проблемы транспортных АТФаз и транспортные аденозинтрифосфатазы. - М.: МГУ, 1977. -115 с.
2 Бреслер В.М., Никифоров А.А. Транспорт органических кислот через плазматические мембраны. - Л.: Наука, 1981. - 112 с.
3 Вишняков С.И. Межклеточный обмен электролитов и его изучение у сельскохозяйственных животных. - Воронеж: Центр.-Черн. кн. изд-во, 1972. - 69 с.
4 Вишняков С.И. Межклеточный обмен электролитов в организме животных. - М.: Агропромиздат, 1988. - 158 с.
5 Герчикова Г.И. Определение содержания натрия и калия в эритроцитах методом фотометрии // Лабораторное дело. - 1963. - № 1. - С. 5-9.
6 Покровский А.А. Биохимические методы исследования в клинике. - М.: Медицина, 1969. - 212 с.
7 Horisberger, Jean-Daniel. Structurefinction relationship of Na, K - ATFase / Horisberger, Jean-Daniel, Lemas Victor, Kraehenduhi Jean-Pierre, Rossier Bernard C. // Annu. Rev. Physiol. Vol. 53. - Paio Alto (Calif.). - 1991. -p. 565-584.
8 Keeton, K. Characterization of adenosine triphosphetase in erythrocyte membranes of the cows / K. Keeton, J. Koneko // Proc. Exp. Biol. and Med. - 1972. v. 140. - № 1. p. 30.
9 Porter, R.P. Biophys. et biochim. cytol. - 1961, N 10. -219. In E.D.Roberts / R.P. Porter // Cell Biology. -Forth edition of General cytology. Philad. - London. - 1965. -p 54-66.
10 Yamamoto, S. Modulation of pump function by mutations in the first transmembrane region of Na+, K+ - ATFase alpha (I)-subunit /S. Yamamoto, G.R. Askew, J. Heiny, H. Masaki, A. Yatani // American Journal of Physiology-Cell Physiology. -1996. -N 2. -P. 457-464.
Информация об авторах
Рыжкова Галина Федоровна, доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой физиологии и химии ФГБОУ ВПО «Курская ГСХА», тел. (4712) 53-14-04, Е-mail: [email protected]
Лебедева Надежда Викторовна, кандидат биологических наук, доцент кафедры физиологии и химии ФГБОУ ВПО «Курская ГСХА», тел. (4712) 53-14-04, E-mail: [email protected]
