Направленность транспортных потоков эпителия хрусталика крупного рогатого скота Текст научной статьи по специальности «Агробиотехнологии»

В перемещении веществ и регуляции метаболизма в хрусталике исследователями [1,4] была установлена важная роль эпителия хрусталика. Характерной физиологической особенностью таких эпителиев является то, что они относится к группе транспортирующих эпителиев и способны переносить ионы и воду против градиента их концентраций [1,2,5,9]. Транспорт веществ осуществляется активно и внутриклеточно за счет энергии различных АТФазных комплексов и имеет направленный характер [1, 2, 3, 5,9]-

Однако в настоящее время направленность транспортных потоков, формируемых эпителием хрусталика, не имеет однозначного трактования. По мнению авторов [7,8], проникновение ионов в хрусталик носит пассивный характер, а выход ионов из хрусталика - активный. Исследователи А. Пири и Р. ван Гейнинген [6] предполагают, что поступление ионов в хрусталик происходит за счет активного транспорта. Однако все исследования по определению активности №-К-АТФазы проводились методом короткозамкнутого тока. Такая методика исследования требует гомогенизацию биологических объектов. В измельченной ткани определение направленности перемещения ионов и воды затруднено. В полной мере изучение направленности транспортных потоков возможно лишь в нативных препаратах. Ю.В. Наточиным [5] было провеяно исследование транспортных потоков эпителия. Однако в качестве объекта исследования он не использовал эпителий хрусталика.

В настоящее время в доступной литературе сведений о направленности транспортных потоков хрусталика не выявлено. Поэтому вопрос о направленности транспортных потоков нуждается в дополнительном изучении.

Цель исследования: определить направленность транспортных потоков эпителия хрусталика.

Задачи исследования:

1. Разработать метод оценки транспортных потоков нативного хрусталика;

2. Оценить направленность транспортных потоков нативного хрусталика;

3. Определить участие №-К-АТ Фазы в регуляции активного транспорта эпителия хрусталика;

4. Рассчитать производительность эпителия хрусталика по перемещению водных растворов.

Материалы и методы

Исследование направленности транспортных функций капсулы хрусталика проведены на 180 глазах крупного рогатого скота. Глаза для исследования забирали в условиях промышленного забоя крупного рогатого скота в условиях мясокомбината. Животные перед забоем были обследованы и не имели признаков сопутствующих заболеваний. Через 10-15 мин. после смерти животных осуществляли энуклеацию глаз. Выделение хрусталиков производили через 40-60 мин. после энуклеации глаз. Для этого отсекался задний отдел глазного яблока вместе со стекловидным телом. Остатки стекловидного тела удаляли путем обмывания выделенных хрусталиков физиологическим раствором, нагретым до 36 "С. Осушение остатков промывающего раствора осуществляли при помощи фильтровальной бумаги.

Выделенные и подготовленные хрусталики регистрировали на аналитических весах типа <^» с точностью до 10"4 г. Хрусталики погружали в раствор поочередно задней и передней поверхностью при помощи плавающей платформы. Затем раствор с хрусталиками переносили в термостат с t = 37 °С. Для определения направленности транспортных потоков через 60-минутный интервал времени проводили взвешивание хрусталиков. Общая схема эксперимента приведена на рисунке 1.

В качестве инкубационной среды использовался раствор, сбалансированный по основным компонентам с влагой передней камеры, составленный как карбонатно-фосфатный буфер, следующего состава (мг/л):

№С1 - 6051, N^003 - 2290, КНС03 ~ 408, MgCl2 -75, глюконат кальция - 762, глюкоза - 1000, К2804 - 103, аскорбиновая кислота - 230, NaH3P04 ■ 2Н20 - 44, №2НР04 - 80, барбатаж углекислого газа до доведения рН = 7,4. Для определения активности транспортируемых потоков в сбалансированный раствор добавляли оубаин в количестве 15*10-2 ммоль/л. Для расчета производительности единицы поверхности хрусталиков морфометрическим методом измеряли внешние параметры хрусталиков.

Данные, полученные в ходе эксперимента, были обработаны методом статистического анализа.

Результаты исследования

Измеренные и усредненные параметры хрусталиков крупного рогатого скота, полученные до эксперимента, представлены в таблице 1.

Результаты исследования прибавки веса хрусталиков крупного рогатого скота при различных вариантах погружения в сбалансированный раствор с оубаином и без него представлены в таблице 2.

Данные, представленные в таб. 2, показывают, что прибавка веса хрусталиков при погружении в раствор без оубаина передней или задней поверхностью различались.

Прибавка веса при погружении хрусталиков передней поверхностью в сбалансированный раствор без оубаина составило 1,42 + 0,45 мг • мм-2 • час"1. Щ

Прибавка веса при погружении хрусталиков в сбалансированный раствор без оубаина задней поверхностью

составила 0,61 ± 0,59 мг • мм-2 * час-1. Увеличение веса хрусталиков при погружении в раствор передней поверхностью было в 2,3 раза больше, чем при погружении их в тот же раствор задней поверхностью (Р < 0,001).

Иная зависимость прибавки веса была при погружении хрусталиков передней или задней поверхностью в раствор с оубаином. Так, при погружении хрусталиков в раствор передней поверхностью прибавка веса составила 0,40 + 0,58 мг* мм2 час1. Погружение хрусталика в раствор задней поверхностью дало прибавку веса 0,58 + 0,49 мг • мм"2 час-1. Достоверность различий изменение массы несущественна (Р > 0,5).

Сопоставляя прибавку веса хрусталиков при погружении их передней поверхностью в раствор с оубаином и без него, установлено достоверное различие изменения веса (Р < 0,001). Прибавка веса хрусталиков р>5 растворе с оубаином передней поверхностью состави-Ц 0,40 ± 0,58 мг • мм-2 час1, в растворе без оубаина - 1,42 + 0,45 мг • мм-2 • час1. Однако при погружении хрусталика задней поверхностью в раствор без оубаина прибавка веса составила 0,61 ± 0,59 мг ■ мм-2 ■ час4 , а с оубаином - 0,58 ± 0,49 мг • мм2 • час1. Незначительная разница в прибавке веса (Р > 0,5) указывает, что оубаин в растворе не влияет на прибавку веса при погружении хрусталика задней поверхностью.

Обсуждение

Результаты исследования хрусталиков, полученные при погружении в сбалансированный раствор передней и задней поверхностью, показали, что их вес увеличивается.

Величина прибавки веса хрусталиков при погружении задней поверхностью в сбалансированный раствор с оубаином и без него различается незначительно. На основании этого можно утверждать, что изменение веса хрусталиков при погружении в раствор задней поверхностью не связано с активным транспортом.

Существенную разницу наблюдали в прибавке веса хрусталиков при погружении их передней поверхностью в сбалансированный раствор с оубаином и без него. Максимальная прибавка веса, наблюдавшаяся при погружении хрусталиков в сбалансированный раствор без оубаина, снижалась при добавлении оубаина. При этом прибавка веса при погружении хрусталиков в раствор с оубаином была сопоставима с показателем прибавки веса при погружении хрусталиков в сбалансированный раствор с оубаином и без него задней поверхностью. Ввиду того, что оубаин является ингибитором №-К-АТФазы, можно утверждать о наличии этого активного комплекса. Следовательно, транспорт ионов и воды через переднюю поверхность хрусталиков носит элемент активного транспорта.

Схематическое изображение характера прибавки веса хрусталиков крупного рогатого скота при их погружении в различные растворы передней и задней поверхностью приведено на рисунке 3.

Если активный транспорт считать величиной постоянной и не зависящей от свойств капсулы хрусталика, можно рассчитать интенсивность перемещения раствора. Интенсивность прибавки веса для задней поверхности составила 0,01 мг • мм*2 • мин4, для передней поверхности - 0,02 мг • мм-2 'мин-1.

Выводы

1. Средняя величина массы хрусталика крупного рогатого скота составляет т = 2015,1 ± 40,34 мг.

2. Средняя общая площадь хрусталиков крупного рогатого скота составляет 8о6 = 88,4 ± 0,6 мм2, задней поверхности - 8] = 46,1 + 0,3 мм2, передней поверхности составляет 82 = 42,3 ± 0,2 мм2.

3. Передняя поверхность хрусталика обладает оубаинозависимым транспортом, способным перекачивать жидкость с интенсивностью 0,02 мг • мм-2 • мин-1.

4. Транспортные потоки эпителия хрусталика оубаинозависимы и направлены в строму хрусталика.

Рис. 1. Принципиальная схема инкубации хрусталиков крупного рогатого скота в сбалансированном растворе передней (А) и задней (Б) поверхностью.

Средние параметры хрусталиков крупного рогатого скота до эксперимента

Средняя масса хрусталиков 2015,1 ± 40,34 мг

Общая 88,4 ± 0,6 мм2

Передняя 42,3 ± 0,2 мм2

Задняя 46,1+0,3 мм2

Изменение массы хрусталиков крупного рогатого скота при погружении

в сбалансированный раствор

Сбалансированный раствор Поверхность хрусталика Число на- блюдени й Среднее изменение массы хрусталиков, мг Перенос раствора через поверхность Достоверность различий

Без оубаина Задняя 50 28,07 ± 0,78 0,61 ± 0,5 9 Р < 0,0рі

Передняя 50 59,95 ± 0,39 1,42 ±0,45

С оубаином Задняя 40 26,69 ± 0,49 0,58 ± 0,49 Р> 0,5

Передняя 40 17,05 + 0,79 0,40 ± 0,58

I

Рис. 3. Влияние оубаина на прибавку веса хрусталиков крупного рогатого скота при погружении передней и задней поверхностью в сбалансированный раствор с оубаином и без него.