CC BY
88
З.С. Абишева, М.С. Журунова, Г.Д. Жетписбаева
С.Ж. Асфендияров атындагы К,азац ¥лттыц медицина университету Валеология курсы
GDF11 (GROWTH DIFFERENTIATION FACTOR-11) АЦУЫЗЫНЫН, ОРГАНИЗМГЕ ЭСЕР1
Тушн: Ма;алада GDF11 акуызынын, организмге acepi туралы бiрнеше галымдардын, зерттеулерi кэрастырылган. Зepттeлiнгeн GDF11 акуызы б1рк;атар геропротекторлы; K^raerrepiMeH epeкшeлiнeдi, ;артаю кезшде журек жэне ;ан,к;а булшьщеттершщ функционалды; бeлceндiлiгiн арттырады. K^азipгi тацда жeтeкшi жас патологиялардын, ;атарында журек-;ан тамырлары ЖYЙeciнiц аурулары болганды;тан, GDF11 акуызын осы аурулардын, алдын алу ма;сатында элeуeттi курал peтiндe кэрастыруга болады.
ТYЙiндi сездер: есу факторы 11, GDF11 акуызы, ;ан кepceткiштepi, ЖYpeк маpкepлepi, ЖYpeк-;ан тамырлар аурулары, гылыми-зерттеу.
Z.S. Abisheva, M.S. Zhurunova, G.D. Zhetpisbayeva
Asfendiyarov Kazakh National medical university, Course of Valeology
EFFECT OF PROTEIN GDF11 (GROWTH DIFFERENTIATION FACTOR-11) ON THE ORGANISM
Resume: The article describes the study of several scientists about the impact of GDF11 protein on the body. The investigated protein GDF11 has a number of geroprotective properties, improves the functional activity of the heart and skeletal muscle during aging. Since the leading age pathologies are diseases of the cardiovascular system GDF11 protein may be considered as a potential agent for the prevention of these diseases.
Keywords: growth differentiation factor 11, GDF11 protein, blood counts, cardiac markers, cardiovascular disease, researches.
УДК 616.12-07-036:57.081
М.Б. Даутова, А.М. Бауедимова, С.О. Осикбаева, М.С. Журунова, Е.А. Ерлан
Казахский Национальный медицинский университет имени С.Д. Асфендиярова, Кафедра нормальной физиологии с курсом валеологии
КАРДИОМАРКЕРЫ СЕРДЦЕ ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЕ СЕРДЕЧНО- СОСУДИСТЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ В
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ БИОЛОГИИ
В данной статье приведены сведения о методах диагностики сердечно-сосудистой системы, патологии ССС и показатели крови, характеризующие состояние ССС. А также дается оценка сердечно-сосудистых заболеваний с помощью кардиомаркеров . Авторам предложено совместное использование биомаркеров в экспериментальной биологий
Ключевые слова: сердечно-сосудистый заболевание, кардиомаркеры, тропонин, миоглобин,гемоглоин, эритроцит,некроз, креотинкиназа МВ
Введение.
В настоящее время экспериментальная биология нуждается в более чувствительных методах оценки поражения миокарда и, на данном этапе, этими показателями могут стать биомаркеры сердца. Биомаркеры - это вещества, которые вырабатываются определенными клетками и могут быть обнаружены в крови. Чтобы биомаркер был применим в клинической практике, необходимо, чтобы его количество изменялось пропорционально развитию патологических процессов,
характеризующих заболевание, и врач мог определить наличие, тяжесть и прогнозы болезни. Первыми биомаркерами сердца были: аспарта-таминотрансфераза, лактатдегидрогеназа и креатин-фосфокиназа, но они не показали своей диагностической ценности в связи с наличием большого количества изоферментов в скелетной мускулатуре. На сегодняшний день высокую
чувствительность дают сердечный тропонин и миоглабин.
Целью нашего исследования было определить возможность использования современных кардиомаркеров для диагностики, прогноза и мониторинга заболеваний сердца у крыс. Миоглобин - гем содержащий хромопротеид; представляет собой легкую цепь миозина с молекулярной массой 17,6 кДа. Является белком, транспортирующим кислород в скелетных мышцах и миокарде. Миоглобин связывается с белками крови; при повреждении миокарда и скелетных мышц легко и быстро попадает в кровь и затем быстро экскретируется с мочой, кислород
связывающий белок скелетных мышц и мышцы сердца.
Миоглобин скелетных мышц и миоглобин миокарда (сердечной мышцы) слегка различны по аминокислотной последовательности. В практической медицине этот факт используется для
определения диагноза инфаркта миокарда по появлению специфического «сердечного» изотипа миоглобина (равно как и
«сердечных» изотипов некоторых мышечных
ферментов) в крови.
В нормальных условиях, в отсутствие повреждения или воспаления мышечной ткани, миоглобин в кровь не попадает.
Подобно гемоглобину, миоглобин высоко токсичен при его нахождении в свободном состоянии в плазме крови: крупные молекулы миоглобина могут закупоривать канальцы почек и приводить к их некрозу; конкурируя с гемоглобином эритроцитов за связывание с кислородом в лёгких и не выполняя функцию отдачи кислорода тканям, свободный миоглобин ухудшает кислородное снабжение тканей и приводит к развитию тканевой гипоксии. Само отравление организма свободным миоглобином и как следствие острая почечная недостаточность и тканевая гипоксия — одна из главных причин смерти при синдроме длительного сдавления (краш-синдром), встречающемся при тяжелых травмах со сдавлением или размозжением значительных количеств мышечной ткани. Тропонин I.
Комплекс тропонина входит в состав
сократительной системы мышечной клетки. Он образован тремя белками: тропонином Т, образующим связь с тропомиозином, тропонином I, который может ингибировать АТФазную активность, и тропонином С, обладающим значительным сродством к Са2+. Содержание тропонина Т в миокардиоцитах примерно в 2 раза превышает уровень тропонина I. Для тропонина I различия в последовательности аминокислот между сердечной и скелетной изоформами составляют около 40%. Тропонины содержатся в клетках преимущественно в структурно-организованной форме, однако их небольшое количество находится в цитоплазме в свободном виде - примерно 6-8% всего сердечного тропонина Т и 2,8-4,1% тропонина I. У здоровых лиц тропонины в крови не обнаруживаются. Выраженная, но кратковременная ишемия, не сопровождающаяся гибелью миокардиоцитов, не приводит к повышению уровня тропонинов. При развитии некроза миокарда тропонины поступают в периферический кровоток как в свободном, так и в связанном с другими компонентами тропонинового комплекса виде. Повышение уровня тропонина I в крови отмечается через 4-6 ч после острого приступа (у 50% больных), достигает максимума на 2-й день и приходит к норме между 6-ми и 8-ми сутками. Процесс освобождения тропонина I имеет однофазный характер, а тропонина Т - двухфазный, что обусловлено большим содержанием его цитоплазменной фракции. Если растворенные в цитозоле белки (миоглобин) относительно быстро вымываются из зоны некроза, деструкция сократительного аппарата
кардиомиоцитов более продолжительна по времени, поэтому увеличение уровня тропонинов определяется до 8-10 дней после начала ИМ. Этот длительный период выхода тропонинов в кровь увеличивает вероятность того, что положительный результат его определения был правильным, особенно в подострой фазе ИМ. «Диагностическое окно» (время выявления повышения фермента или белка при патологических изменениях) для тропонинов увеличивается в 4 раза по сравнению с
КК и в 2 раза по сравнению с ЛДГ. Интервал абсолютной диагностической чувствительности при остром ИМ для тропонинов составляет 125-129 ч, для КК и ЛДГ - 22 и 70 ч, соответственно. Специфичность методов определения тропонинов в крови при ИМ составляет 90% и превосходит специфичность для КК, ЛДГ и миоглобина. Высокая специфичность тропонинов делает их особенно ценными в диагностике ИМ после электроимпульсной терапии, реанимационных мероприятий, хирургических вмешательств, поскольку КК в подобных ситуациях существенно «реагирует» на повреждение скелетных мышц.
Креатинкиназа.
Уровень креатинкиназы широко используется при диагностике повреждения миокарда, хотя обнаружение ее в крови не специфично для инфаркта. Клиницисты охотно ее используют, поскольку ее определение возможно в течение нескольких часов после начала приступа. Однако креатинкиназа сама по себе не является «идеальным» маркером, потому что ее концентрация повышается и при других заболеваниях. Уровень в крови креатинкиназы обычно превышает верхнюю границу нормы в течение 3-8 часов, с пиком к 10-20 часам после начала инфаркта и возвращается к нормальному через 2-3 дня. Концентрация креатинкиназы увеличивается при хронических заболеваниях мышц и после физических упражнений. Материалы и методы исследования. В качестве экспериментальных животных использованы - 60 беспородных белых крыс (преимущественно самцы): молодые особи 1,5 месячного и взрослые особи 15 месячного возраста. Уход за животными осуществлялся в соответствии с требованиями «Правил проведения доклинических исследований, медико-биологических экспериментов и клинических испытаний в РК» (от 25 июля 2007 года N 442). Метод обезболивания и эвтаназии -наркотизирование эфиром.
Предварительно была смоделирована патология сердечно-сосудистой системы, путем создания стрессогенной ситуации, гиподинамии и ИМТ для крыс экспериментальной группы. Далее была создана парабиотическая модель с целью изучения влияния крови молодых особей на возникшие изменения показателей крови у взрослых особей с патологией ССС[6,7].
Все животные были разделены на шесть групп: 1-контрольная (взрослые особи), 2- контрольная (молодые особи), 3- взрослые особи с патологией ССС, 4- после парабиоза (взрослые особи), 5-после парабиоза (молодые особи), 6 - взрослые особи с введенной плазмой крови молодых крыс. Забор крови производился из нижней полой вены, в одно и то же время, натощак. Аналитические измерения проводили с соблюдением стандартизованных методик на апробированных заводских реагентах с обязательным проведением контроля качества на автоматизированных приборах, что позволило минимизировать ошибки и нивелировать влияние человеческого фактора. Результаты и обсуждение.
Определялись следующие показатели крови: величины общего холестерина, холестерина липопротеинов высокой плотности, холестерина липопротеинов низкой плотности, триглицеридов, лактатдегидрогеназы, креатинкеназы, а также тропонин I и миоглобина.
Таблица 1 - Влияние крови молодых особей на биохимические свойства крови и кардиомаркеры.
Показатели N 1 группа 2 группа 3 группа 4 группа 5 группа 6 группа
ТропонинI 0,04± 0,001 0,013 0,012 0,033 0,027 0,105 0,03
Миоглобин 0,175± 0,005 0,201 0,117 0,784 0,513 0,221 0,427
Креатинкеназа 191± 29 143 127 675 327 290 311
Холестерин 1,8± 0,03 0,83 0,67 2 1,14 0,96 1,11
ХЛВП 0,74± 0,02 0,61 0,81 0,56 0,77 0,79 0,72
ХЛНП 0,52± 0,04 0,08 0,15 0,2 0,24 0,19 0,27
Триглицериды 1± 0,02 0,55 0,61 0,32 0,96 0,81 0,88
Лактатдегидрогеназа 435± 102 335 276 673 482 369 515
Развитие патологии ССС сопровождалось изменениями в крови кардиомаркеров - своего рода сердечных индикаторов, которые позволяют идентифицировать нарушения, связанные с работой
сердечно-сосудистой системы, а также липидного спектра (снижение уровня ЛПВП на фоне повышения уровней общего холестерина, ЛПНП) [8].
2,5 2 1,5 1
0,5 0
Тропонин I Миоглобин Холестерин ХЛВП ХЛНП Триглицериды
> N 9 1 группа < 2 группа < 3 группа Диаграмма 1 - Показатели крови у крыс в норме и с патологией ССС (^ 1-3группы)
800 600 400 200 0
Креатинкеназа
Лактатдегидрогеназа
< N > 1 группа > 2 группа 9 3 группа Диаграмма 2 - Показатели крови у крыс в норме и с патологией ССС (^ 1-3группы)
По данным анализа показатели крови у 1 и 2контрольныхгрупп находятся в пределах нормы. У 3 группы с патологией ССС отмечается повышение миоглобина, креатинкеназы и лактатдегидрогеназы, что говорит о наличии повреждения мышечной
ткани, в том числе и миокарда, тромботических изменений, а значит риск возникновения инфаркта миокарда очень высок. Также выявлено повышение уровня тропонина до верхних границ нормы.
2 1,5 1
0,5 0
Показатели крови у крыс после парабиоза и с введенной плазмой крови
<Г
¿г
Ж
Ш N Ш 4 группа > 5 группа > 6 группа Диаграмма 3 - Показатели крови у крыс после парабиоза и с введенной плазмой крови (И, 4-6 группы)
600 400 200 0
Показатели крови у крыс после парабиоза и с введенной плазмой крови
Креатинкеназа
Лактатдегидрогеназа
■4 группа
5 группа
■ 6 группа
Диаграмма 4 - Показатели крови у крыс после парабиоза и с введенной плазмой крови (И, 4-6 группы)
В 4 группе (взрослые крысы после парабиоза) наблюдается снижение уровня миоглобина на 34,5%, креатинкеназы на 51,5%, лактатдегидрогеназы на 28,3%, уровень тропонина снижен на 18%, а также незначительное снижение общего холестерина с повышением уровня ЛПВП, что свидетельствует о снижении риска возникновения патологии ССС. В 5 группе (молодые крысы после парабиоза) отмечается повышение уровней тропонина, миоглобина и креатинкеназы, что свидетельствует о снижении функции сердечно-сосудистой системы. В 6 группе наблюдается снижение уровня миоглобина на 45,5%, креатинкеназы на 53,9%, лактатдегидрогеназы на 23,4%, уровень тропонина снижен на 9%, а также
снижение холестерина с повышением уровня ЛПВП, что также говорит о снижении риска возникновения патологии ССС. Выводы.
В настоящее время никакой сердечный маркер не является идеальным. Однако текущие исследования показывают целесообразность использования нескольких маркеров вместе. Совместное использование миоглобина, креатинкиназы-МВ и тропонина I является «идеальным маркером» при диагностике сердечно-сосудистого заболевание. Проведенный наша исследования поддерживают совместное использование сердечных маркеров при диагностике сердечных заболеваний.
N
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Б.В. Петровский Кровь // Большая медицинская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия, 1980. — Т. 2. - С. 88-94.
2 Г.И. Назаренко, А.А. КишкунКлиническая оценка результатов лабораторных исследований. - М.: 2005. - 263 с.
3 Morrow DA, Cannon CP, Jessa RL et al. National Academy of Clinical Biochemistry Laboratory Medicine Practice Guidelines: Clinical Characteristics and Utilization of Biochemical Markers in Acute Coronary Syndromes // Clinical Chemistry. - 2007. - №53(4). - P. 552-574.
4 Apple FS, Chung AY, Kogut ME et al. Decreased patient charges following implementation of point-of-care cardiac troponin monitoring in acute coronary syndrome patients in a community hospital cardiology unit // Clin Chim Acta. -2006. - V.370(1). - P.191-195.
5 Хавинсон В.Х., Трофимова С.В., Винер И.А. Методика повышения резервных возможностей организма спортсменов высокой квалификации, специализирующихся в сложнокоординационных видах спорта, с помощью пептидных биорегуляторов. Методические рекомендации. - СПб.: Ин-т биорегуляции игеронтологии, 2012. - 22 с.
6 BrackA.S. Ageing of the heart reversed by youthful systemic factors! // EMBOJ. - 2013. - V. 32. - № 16. - P. 2189- 2190.
7 Laviano A. Young blood // N. Engl. J. Med. - 2014. - V. 371. - P. 573-575.
М.Б. Даутова, А.М. Бауедимова, С.О. Осикбаева, М.С. Журунова, Е.А. Ерлан
С.Ж. Асфендияров атындагы К,азац ¥лттыц медицина университету Валеология курсымен цалыпты физиология кафедрасы
ЖУРЕК КДН ТАМЫРЛАРЫН АУРУЛАРЫНЫН, АЛДЫН АЛУ МАЦСАТЫНДА ЖYРЕК БИОМАРКЕРЛАРЫН
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬД1 БИОЛОГИЯДА ЦОЛДАНУ
ТYЙiн: Бул мак;алада журек-к;ан тамырлары ЖYЙесiн диагностикалау, журек-к;ан тамырлары ауруларын диагностикалау эдiстерi жэне патологиялык; кYЙдi сипаттайтын ^ан параметрлерi туралы аппарат к;амтылады. Сондай-ак;, журек маркерлерi арк;ылы журек-^ан тамырлары ауруларын багалайды. Авторлар эксперименттiк биологияда биомаркерлердi к;олдануга шак;ырады
ТYЙiндi сездер: Журек-^ан тамырлары аурулары, журек маркерлерi, тропонин, миоглобин, гемоглобин эритроциттер, некроз, креотинкиназа
M.B. Dautova, A.M. Bauyedimova, S.O. Osikbayeva, M.S. Zhurunova, A.E. Erlan
Asfendiyarov Kazakh National medical university Department normal physiology with a valueology course
CARDIOMARKERS HEART FOR PREDICTION OF CARDIAC VASCULAR DISEASES IN THE EXPERIMENTAL BIOLOGY
Resume: This article provides information on the methods of diagnosing the cardiovascular system , pathology of cardiac disease and indexes of blood characterizing a condition of cardiovascular systeme. Assessment of cardiovascular diseases with the help of cardiomarkers are given. The authors proposed the combine using of biomarkers in experimental biology Keywords: cardiac -vascular disease, cardiomarkers, troponin, myoglobin, hemoglobin, erythrocyte, necrosis, creatine kinase.
УДК 577.121:577.124.22:[612.014+616-092.18]
С.О. Осикбаева1,2, С.Т. Тулеуханов1, З.С. Орынбаева2
1 Казахский Национальный Университет имени Аль-Фараби, Казахстан, Алматы 2Университет Дрексель, США, Филадельфия
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ МЕТАБОЛИЗМ - ГЛИКОЛИЗ В НОРМАЛЬНЫХ И РАКОВЫХ КЛЕТКАХ
В последние годы уделяется большое внимание исследование метаболизма в нормальных и опухолевых клетках. В статье представлены обзорные данные о гликолитическом пути в нормальных и раковых клетках. Гликолитический путь является одним из энергетических путей, который играет важную роль в процессах образования энергии в клетках. Эти данные дают возможность выявить патологичесике изменения в клетках. Ключевые слова: метаболизм, энергетический путь, гликолиз, клетка, митохондрии.
Введение: Глюкоза является общим источником энергии для клеток. Метаболизм глюкозы начинается с гликолиза, который производит пируват. Во время ферментации пируват превращается в органические кислоты, газы или этанол. Альтернативно, пируват может метаболизироваться посредством дыхания через цикл митохондриальной трикарбоновой кислоты (ТЦА), также называемый циклом Кребса или лимонной кислоты. В митохондриальной мембране электроны затем переносятся из НАДН и других продуктов ТЦА в кислород через электронную транспортную цепь, которая генерирует протонный градиент поперек митохондриальной мембраны для продуцирования АТФ с помощью окислительного фосфорилирования (OXPHOS) [1,2]. Что касается продукции АТФ, дыхание намного эффективнее, чем ферментация, генерируя чистый прирост до 36 против только 2 молекул АТФ на молекулу глюкозы, соответственно. Хотя дыхание и ферментация имеют общий путь гликолиза, они в определенной степени
антагонистичны и настроены в ответ на различные питательные или физиологические условия [3]. Ферментация является предпочтительной в быстро пролиферирующих клетках даже в присутствии кислорода, процесс также называется аэробным гликолизом.
Клеточный энергетический метаболизм является фундаментальным для биологических процессов, таких как пролиферация клеток, стрессоустойчивость и старение. У людей аберрантный энергетический обмен приводит к ряду метаболических или дегенеративных заболеваний [1]. Поэтому важно понять генетические факторы и регуляторные механизмы, которые влияют на клеточный энергетический обмен. Регулирование баланса между дыханием и ферментацией во многом зависит от наличия питательных веществ [3,4], опосредуемых сигнальными путями передачи питательных веществ, таких как TOR или PKA, которые, в свою очередь, контролируют экспрессию генов [1,5], а также
