CC BY
85
УДК 591.434
ПЕПТИДЫ ЭПИФИЗА В ФОРМИРОВАНИИ ЦИРКАДИАННОГО
РИТМА АНТИРАДИКАЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ КЕЙЛОН-АНТИКЕЙЛОННОЙ СИСТЕМЫ ПЕЧЕНИ БЕЛЫХ КРЫС
С.М. СЛЕСАРЕВ, В.И. АРАВ, Е.В. СЛЕСАРЕВА*
Изучение механизмов регуляции биоритмов пролиферации является одним из ключевых вопросов хронобиологии и хрономедицины. Среди многих аспектов этой проблемы малоизученной остается взаимосвязь организменного и тканевого уровней регуляции циркадианного ритма клеточной репродукции. Формирование циркадианных и сезонных ритмов функций организма осуществляется при участии эпифиза. Ранее нами была показана ритмогенная роль биологически активных веществ эпифиза в регуляции циркадианного ритма пролиферации эпителиев пищевода [9], кишечника [3], клеток герминативного центра лимфатического фолликула лимфатических узлов [8], а также спермато-гоний [1] белых крыс. Участие эпифиза в формировании циркадианного ритма пролиферации гистогенетически различных тканей позволяет рассматривать эпифизарную регуляции биоритмов пролиферации как универсальную для разных видов обновляющихся тканей. Вопрос о механизме формирования циркадианного ритма пролиферации остается дискуссионным.
В процессе изучения регуляции пролиферации были обнаружены тканеспецифические ингибиторы синтеза ДНК и митоза - кейлоны, а также их антагонисты - антикейлоны или факторы роста. Кейлоны и антикейлоны образуют единую динамическую кейлон-антикейлонной систему [5]. Соотношение их концентраций определяет уровень пролиферативной активности клеток ткани. Продукция тканевых регуляторов пролиферации характеризуется циркадианной ритмичностью, что обуславливает возникновение циркадианного ритма деления клеток в соответствующих тканях [4]. По-видимому, действие организменных регуляторов пролиферации должно осуществляться через систему тканевых регуляторов [10], на что указывает наличие органной и тканевой специфичности ритмов клеточного размножения.
Цель работы - изучение роли биологически активных пептидов эпифиза в формировании циркадианного ритма продукции тканевых регуляторов пролиферации.
Материалы и методы. Опыты выполнены на 150 самцах беспородных белых крыс массой 170-200г. Животных в течение двадцати дней адаптировали к режиму освещения 12ч свет : 12ч темнота (свет с 600 до 1800). Доступ к пище и воде был свободным. Далее животных разделили на три экспериментальные группы: интактные контрольные (п=50), эпифизэктомированные (п=50) и эпифизэктомированные с последующей инъекцией уксуснокислого экстракта пептидов эпифиза - эпиталамина (п=50). По истечении адаптационного периода к режиму освещения была произведена эпифизэктомия путем резекции участка теменной кости с подлежащим эпифизом [2]. Начиная с 27-го дня после эпифизэктомии части эпифизэктомированных животных в течение двух недель ежедневно во время смены темновой фазы суток на световую (600) вводили внутрибрюшинно эпиталамин в дозе 2,5мг/кг. Декапитацию животных проводили на 40-й день после эпифизэктомии под эфирным наркозом в течение суток с интервалом в три часа с соблюдением правил проведения работ с использованием экспериментальных животных.
Для изучения биоритмов продукции тканевых регуляторов пролиферации использовали печень белых крыс, которая характеризуется однородностью тканевого состава. Для получения комплексных экстрактов печеночных кейлона и антикейлона доли печени очищали от соединительнотканной капсулы, и ткань гомогенизировали. Дистиллированной водой из ткани печени извлекали водорастворимые компоненты, которые подвергали центрифугированию и спиртовому фракционированию охлажденным до +40С этанолом. Использовалась фракция, полученная при осаждении между 70 и 87% насыщения. Кейлоны и антикейлоны обладают мощной антирадикальной активностью [7]. Данное свойство было положено в основу определения уровня их продукции и биологической активности [6]. Антирадикальную активность препаратов печеночного кейлона и антикейлона определяли по степени гашения хемилюминесценции в системе, генерирующей свободные радикалы, и выражали в условных
единицах на 1мг белка. Получение смеси печеночных кейлона и антикейлона и определение их антирадикальной активности проводили на базе кафедры биологии с экологией (зав. - проф.
А.Н. Пашков) Воронежской госмедакадемии им. Н.Н. Бурденко.
Статистическую обработку результатов проводили с использованием метода Фишера - Стьюдента. Выявление циркадианного и ультрадианного ритмов антирадикальной активности кейлон-антикейлонной системы печени, а также определение их периодов осуществлялось параллельно двумя методоми: методом наименьших квадратов и спектральным анализом значений анти-радикальной активности. Длительность периода определяли по формуле:
Р=— х10С,
Г
где Р - период ритма пролиферативной системы, Аї - временной интервал в часах, £ - спектральная частота, соответствующая максимуму амплитуды колебаний.
Результаты. У интактных животных наблюдалось периодическое изменение антирадикальной активности кейлон-антикейлонной системы печени, которое имело монофазный ритм на протяжении суток. Его активная фаза приходилась на ночь. Антирадикальная активность кейлон-антикейлонной системы печени была максимальной в 21 ч, превышая минимальные значения в 14 ч (Р<0,05). Антирадикальная активность кейлон-антикейлонной системы печени в темновой фазе фотопериода превышала (Р<0,05) таковую в световой фазе (рис.1). Данные спектрального анализа и анализа методом наименьших квадратов свидетельствуют о ритмической организации антирадикальной активности кейлон-антикейлонной системы печени интактных животных с периодом, приближающимся к 20 ч (рис. 2). Результаты анализа методом наименьших квадратов показали наличие ультрадианной составляющей ритма (период около 7 ч).
□ день
□ ночь
432017, г. Ульяновск, ул. Карла Либкнехта 1. Ульяновский госуниверси-тет, Институт медицины, экологии и физической культуры
Эпифизэктомия Эпиталамин 6ч
Рис. Средние значения антирадикальной активности (усл. ед/мг белка) кейлон-антикейлонной системы печени
Результаты спектрального анализа динамики антиради-кальной активности кейлон-антикейлонной системы печени интактных контрольных, эпифизэктомированных и получавших эпиталамин эпифизэктомированных белых крыс показали наличие зоны низких частот (циркадианных ритмов) и зоны высоких частот (ультрадианных ритмов).
Эпифизэктомия привела к исчезновению циркадианного ритма антирадикальной активности кейлон-антикейлонной системы печени. Колебания антирадикальной активности на протяжении суток не обнаружили какой-либо связи с фоторежимом. На общем монотонном фоне изменений антирадикальной активности наблюдалось два статистически недостоверных подъема (Р>0,05) с максимумами в 24 и 9 ч. Антирадикальная активность кейлон-антикейлонной системы печени в световой и темновой фазах фотопериода не имела статистически достоверных отличий (рис.). Результаты спектрального анализа и анализа методом наименьших квадратов показали отсутствие циркадианного ритма антирадикальной активности, но обнаружился четко выраженный ультрадианный ритм с периодом около 9,5 ч.
Введение пептидов эпифиза эпифизэктомированным животным привело к формированию циркадианного ритма антира-дикальной активности кейлон-антикейлонной системы печени. Посредством спектрального анализа и анализа методом наи-
меньших квадратов были выявлены циркадианный ритм антира-дикальной активности с периодом, приближающимся к 25 ч и ультрадианный ритм с периодом около 8,5 ч.
Кривая ритмичности функционирования кейлон-антикейлонной системы отличается ростом амплитуды колебаний в области низких частот и менее выраженной амплитудой в области высоких. Циркадианный ритм антирадикальной активности кейлон-антикейлонной системы печени эпифизэктомирован-ных животных после введения эпиталамина имел характер моно-фазного ритма. Возрастание антирадикальной активности отмечалось в дневное время (рис.). Длительность активной фазы ритма восстановилась до уровня близкого к показателям животных контрольной группы. Максимум антирадикальной активности отмечался в 9 ч и минимум в 3 ч (Р<0,05).
У эпифизэктомированных животных, которым вводили эпиталамин среднесуточные значения антирадикальной активности не имели статистически достоверных отличий (Р>0,05) от значений соответствующих показателей для интактных и эпифи-зэктомированных животных. Динамика антирадикальной активности, в отличие от эпифизэктомированных животных, характеризовалась наличием циркадианного ритма. Антирадикальная активность в световой фазе фотопериода, превышала (Р<0,05) таковую в темновой фазе (рис.). Введение пептидов эпифиза эпифизэктомированным животным в момент смены фоторежима с темновой фазы на световую (б00) вело к формированию инвертированного циркадианного ритма антирадикальной активности кейлон-антикейлонной системы печени.
Заключение. Формирование циркадианного ритма продукции тканевых регуляторов пролиферации осуществляется при участии эпифиза. Это подтверждается исчезновением циркадианного ритма антирадикальной активности кейлон-антикейлонной системы печени после эпифизэктомии и его восстановлением в результате введения эпифизэктомированным животным пептидов эпифиза. Полученные данные позволяют заключить, что модулирующее влияние эпифиза на формирование циркадианного биоритма пролиферации идет через кейлон-антикейлонную систему.
Возникновение ультрадианных биоритмов пролиферации связано с цикличностью метаболических процессов в тканях -эпифизэктомированных животных динамика антирадикальной активности кейлон-антикейлонной системы печени характеризуется только ультрадианной ритмичностью. Введение пептидов эпифиза эпифизэктомированным животным в момент смены фоторежима с темновой фазы на световую (б00) привело к формированию инвертированного циркадианного ритма антирадикаль-ной активности кейлон-антикейлонной системы печени и указывает на то, что продукция эпифизом биоактивных пептидов, контролирующих ритмичность функционирования кейлон-антикейлонной системы, должна происходить в ночные часы. Последнее нуждается в экспериментальной проверке. Эпифиз продуцирует биоактивные вещества - индоламины (мелатонин и серотонин) и олигопептиды, взаимодействие которых в организме является дискуссионным вопросом. Изучение роли мелатонина в регуляции биоритмов продукции кейлонов и антикейлонов представляет интерес как объект последующих исследований.
Литература
1. Арав В.И. и др. // Бюлл. экспер. биол.- 2004.- №б.- С.б78.
2. Арав В.И. и др. // Бюлл. экспер. биол.- 2008.- №9.- С.358.
3. Арав В.И. и др. // ВНМТ.- 2002.- №2.- С.23-24.
4. Захаров В.Б. и др. // Бюлл. экспер. биол.- 2005.- №5.-С.585-588.
5. ПашковА.Н. // Бюлл. экспер. биол.- 1991.- №9.- С.3091.
6. Пашков А.Н. и др. // Бюлл. экспер. биол.- 1990.- №7.-С.92-94.
7. Пашков A.H. и др. // Бюлл. экспер. биол.- 1998.- №2.-С.224-22б.
8. Слесарев С.М. и др. // ВНМТ.- 2008.- №1.- С.21-22.
9. Слесарев С.М. и др. // Морфол. вед.- 2008.- №1-2.- С.98.
10. Смирнов С.Н. и др. // Бюлл. экспер. биол.- 1991.- №7.-С.94-9б.
УДК б1б981:25:57б:851:252(1-31)
РЕЗИДЕНТНОЕ СТАФИЛОКОККОВОЕ БАКТЕРИОНОСИТЕЛЬСТВО В ПОПУЛЯЦИИ ЧЕЛОВЕКА, ЖИВУЩЕГО В КРУПНОМ ПРОМЫШЛЕННОМ ГОРОДЕ
В.С. КРАМАРЬ, А.А. ПОКАТЕЛОВ, Т.Н. КЛИМОВА, В.О. КРАМАРЬ,
Л.В. ТОНКУШИНА, Ю.О. ХЛЫНИНА*
Современные промышленные комплексы и автотранспорт являются основными причинами загрязнения атмосферного воздуха в крупных городах. Несмотря на значительное количество публикаций, посвященных изучению влияния факторов внешней среды на здоровье популяции, многие аспекты теории и практики селитебного ранжирования территорий по степени антропогенного воздействия остаются нерешенными и нуждаются в дальнейшем совершенствовании [4, 5]. Детское население в большей степени подвержено воздействию неблагоприятных экологических факторов. Это связано с целым рядом физиологических особенностей их организма, при этом наиболее чувствительным биоиндикатором в отношении воздействия различных экологических поллютантов являются дети 8 - 12 лет [б]. Всеобщий интерес к экологическим проблемам побудил использовать для оценки качества окружающей среды микробиологический мониторинг на основе изучения резидентного бактерионосительства S. aureus. Такой подход является оправданным, так как бактериальные сообщества являются точкой первичного приложения любого экотоксиканта и, в силу своей биологической пластичности, первыми реагируют на изменения среды обитания.
Цель исследования - определение частоты резидентного бактерионосительства S. aureus у школьников г. Волгограда, изучение взаимосвязи между полученными данными и степенью экологического неблагополучия; гигиенического ранжирования территории города по данным микробиомониторинга.
Материалы и методы. Для выполнения поставленных задач было проведено обследование на носительство золотистых стафилококков на слизистых оболочках носовых ходов 455 школьников третьих классов в возрасте от 9 до 10 лет, проживающих в различных районах города. Исследование осуществляли 3-кратно с интервалом в 14 дней. Идентификацию выделенных культур проводили общепринятыми методами [1]. У всех штаммов изучали антилизоцимную и антиинтерфероновую активность (АЛА, АИФ) по методикам О.В. Бухарина с соавторами [2]. Дифференциацию резидентного и транзиторного носи-тельства S. aureus проводили с использованием диагностической математической модели дифференциации, предложенной О.В. Бухариным [3]. Обработку полученных данных осуществляли с применением прикладных программ для ЭВМ, достоверность различий оценивали с использованием критерия Стьюдента.
Результаты. Обследование на носительство S. aureus подверглись школьники, проживающие в 8 районах города, которые по уровню суммарного загрязнения воздуха были условно разделены на 3 топодема. В Северный были включены Тракторозаводский и Краснооктябрьский, в Центральный - Ворошиловский и Центральный, в Южный - Кировский и Красноармейский районы. Изучение носительства S. aureus на слизистой оболочке передних отделов носовых ходов показало, что его интенсивность определялась регионом проживания детей. В Северном топодеме золотистый стафилококк обнаруживали у 52,7% обследуемых, у школьников, проживающих в Центре города частота носительства составила 44,б%. В наиболее неблагополучном Южном цифры носительства достигали 55,1%.
Изучение антилизоцимной активности (АЛА) выделенных штаммов показало, что данный признак регистрировали у большинства изучаемых культур, однако степень его выраженности варьировала в зависимости от места проживания бактериовыде-лителей. Максимальные уровни выявляли у культур, полученных в экологически благополучном центральном топодеме -1,37±0,12 мкг/мл, а в Северном и Южном значения признака были выше, составляя 2,30±0,02 и 2,80±0,10 мкг/мл (р<0,05). Изучение показателей бактериальной колонизации выявило неоднородность плотности обсеменения слизистых оболочек носа стафилококками, которая в Южном и Северном топодемах была максимальна (3,17 и 3,00 у.е.), а в Центральном - ниже (2,25 у.е.) (табл.).
* Волгоградский ГМУ, каф. микробиологии, вирусологии и иммунологии
