CC BY
58
Изучена активность антиокисли-тельного фермента супероксиддис-мутазы, ингибитора перекисного окисления липидов и трансмембранных АТФ-аз эритроцитов крови у женщин родильного отделения кардиологического диспансера г. Сыктывкара. Установлено, что активность изучаемых ферментов изменяется в зависимости от периода родов и сезона года. Выявлены закономерные сезонные изменения СОД у рожениц в условиях Севера, отражающие динамику активности процесса перекисного окисления липидов. Ключевые слова: перекисное окисление липидов, роды, женщины, кровь, АТФ-азы, супероксиддисмута-за, Север.
УДК [577.125:618.4] (470.13)
ПОКАЗАТЕЛИ АКТИВНОСТИ АТФ-аз И СУПЕРОКСИДДИСМУТАЗЫ У РОЖЕНИЦ г. СЫКТЫВКАРА
© 2003 г. *А. В. Козловская, В. Д. Шадрина, Е. Р. Бойко
*Коми филиал Кировской медицинской академии,
Лаборатория экологической и социальной физиологии человека Института физиологии Коми НЦ УрО РАН, г. Сыктывкар
Неблагоприятные климатические и экологические факторы Севера обусловливают показатели здоровья населения и способны вызвать сдвиги гомеостаза вплоть до патологических нарушений. Наиболее чувствительными ответными реакциями на действие экстремальных факторов являются процессы перекисного окисления липидов [1, 6]. Каталитическая активность многих мембранных ферментов зависит от состояния фосфолипидного бислоя [2, 4]. АТФ-азы принимают участие в трансмембранном переносе катионов и ионов, им принадлежит важная биологическая роль в обеспечении внутриклеточного гомеостаза и нормального функционирования метаболических путей.
Целью нашего исследования явилось изучение активности антиокис-лительного фермента супероксиддисмутазы (СОД), ингибитора перекисного окисления липидов (ПОЛ) и трансмембранных АТФ-аз (N8+ и К+, М§2+-АТФ-аз) эритроцитов крови как индикаторов состояния организма человека в разные сезоны года в условиях Севера.
Материалы и методы исследования
Было обследовано 70 практически здоровых жительниц г. Сыктывкара и прилегающих сельских районов в возрасте 20—35 лет, поступавших в родильное отделение Коми республиканского кардиологического диспансера для родов через естественные родовые пути в разные сезоны года. Исследования проводились в дни забора крови. Первородящие составили (68,4 ± 10,0) % обследованных женщин. Средний возраст рожениц был (24,2 ± 1,2) года. Роды в среднем продолжались 9 часов 30 минут ± 1 час. Дети рождались с массой (3435,55 ± 113,00) г и оценкой по шкале Апгар на 1-й минуте после рождения — (7,0 ± 0,4) балла, на 5-й — (8,6 ± 0,2) балла.
Активность ферментов изучали в эритроцитах крови женщин. Забор крови осуществляли самотеком после пункции локтевой вены у каждой обследуемой в определенные периоды: до родов (1-я точка), во время схваток (2-я точка), сразу после рождения ребенка (3-я точка) и через сутки после родов (4-я точка). Исследования проводили в разные сезоны года — в октябре, январе, марте, июне.
Об активности АТФ-аз судили по приросту неорганического фосфора (НФ), образующегося при инкубации гемолизата эритроцитов с АТФ в микрограммах НФ в 1 мл эритроцитов в час [7].
Активность СОД в процентах активности определяли по количеству нитроформазана (продукт восстановления нитрозолия тетрасинего су-
* Исследования А. В. Козловской поддержаны грантом Ford Fondation № 15024293.
пероксидными радикалами) в гемолизатах эритроцитов [3]. Использованы реактивы фирмы «Sigma».
Результаты исследований статистически обработаны в пакете программ Microsoft Excel. Достоверность рассчитана по Т-Уайту и Вилкоксону для непараметрических выборок.
Результаты и их обсуждение
Установлено, что все изучаемые ферменты показали четкую сезонную зависимость — активность энзимов была минимальной в июне, выше — в октябре и марте, а максимальной — в январе. Так, например, активность супероксиддисмутазы (рис. 1-А и В) в январе (точка 3) была на 27,7 % выше, чем в марте, и на 46,8 % больше, чем в октябре.
Расчеты по Т-Уайту для СОД показали достоверность изменений между мартом и январем во всех точках с вероятностью р = 0,95, а для 3-й точки — р = 0,99; между январем и июнем для всех точек с вероятностью р = 0,99; между январем и октябрем для 1, 3, 4-й точек — р = 0,99, а для для 2-й — р = 0,95; между мартом и июнем достоверные изменения во всех точках, причем для 1-й и 2-й точек р = 0,95, для 3-й и 4-й — р = 0,99; между мартом и октябрем достоверные изменения отмечены только между показателями в 1-й и 4-й точках — р = 0,95. Показатели активности СОД в родах между июнем и октябрем достоверно не различались.
Активность СОД в процессе родов (от 1-й точки к 4-й) изменялась незначительно (рис. 2-D). По критерию Вилкоксона только в марте выявлены достоверные изменения между 2-й и 3-й, 2-й и 4-й точками с достоверностью p = 0,95.
В то же время активность трансмембранных ферментов в динамике родов показала сезонные различия. Так, активность Mg2+-АТФ-азы в эритроцитах крови уменьшалась в периоде схваток в январе, марте и июне (рис. 2-А). При этом в январе активность Mg2+-АТФ-азы резко возрастала в момент рождения ребенка, а через сутки после родов снижалась, тем не менее превышая показатели до родов. В марте и октябре в ходе родов происходило постепенное увеличение активности фермента к 4-й точке. В июне активность фермента возрастала в период схваток и понижалась в послеродовом периоде. Анализ результатов активности Mg2+-АТФ-азы с использованием критерия Вилкоксона показал достоверные изменения в январе между 2-й и 3-й точками и в июне между 1-й и 4-й точками — р = 0,95 (рис. 1-А и С).
Аналогично данным, полученным нами для СОД, при сравнении по сезонам года показатели активности Mg^-АТФ-азы были минимальны в июне и максимальны в январе. В марте и октябре они занимали средний уровень между отмеченными крайними значениями (рис. 1).
Для Mg^-АТФ-азы при расчетах по Т-Уайту существуют достоверные изменения в 3-й точке (после
рождения ребенка) между январем и мартом (р =
0,95). Изменения активности фермента достоверны во всех точках при сравнении января и июня, причем в 1, 3 и 4-й (до родов, после рождения ребенка и спустя 1 сутки после родов) уровень значимости составляет 1 % (р = 0,99), во 2-й точке (в ходе первого периода родов) уровень значимости — 5 % (р = 0,95). При сравнении активности в марте и июне достоверны изменения в 1-й точке с уровнем значимости 5 % (р = 0,95).
В октябре, марте и июне в дородовом периоде и периоде схваток активность Na+, ^-АТФ-аз была практически равной, а в январе наблюдали пик активности (рис. 1). В период после рождения ребенка сразу отмечали минимум активности данного энзима с ее восстановлением в точке через сутки после родов для января и марта, а максимум — сразу после рождения ребенка зарегистрировали в октябре и июне, при этом далее активность фермента снижалась (рис. 2-В), однако эти вариации были назначитель-ны. При расчете по Т-Уайту достоверных изменений N8+, К+-АТФ-аз нет.
По Вилкоксону в июне достоверны изменения между 1-й и 2-й, 3-й и 4-й точками (р = 0,95). Данные ферменты в динамике родов в июне достоверно изменились при вступлении женщины в роды (по сравнению с дородовым периодом) и спустя сутки после родов по сравнению с моментом рождения ребенка. В другие месяцы достоверных изменений содержания №+-АТФ-азы в эритроцитах женщин в динамике родов нет.
Таким образом, отмечен рост общей активности АТФ-аз (О-АТФ-аза), в январе в динамике родов с максимумом в 4-й точке (см. рис. 1). В марте активность О-АТФ-азы снижается в ходе родов с восстановлением активности в точке через сутки после них. В октябре показатели аналогичны марту, однако активность в 4-й точке зафиксирована ниже, чем в 1-й. В июне в ходе родов выявлен рост активности ферментов и снижение после родов (рис. 2-С).
Для общей активности АТФ-аз по критерию Т-Уай-та существуют достоверные изменения между мартом и июнем в 1-й и 4-й точках с уровнем значимости 5 %, достоверны различия между январем и июнем во всех точках, причем для 1, 2, 3-й точек — в 5 %, а для 4-й в 1 % интервале.
По Вилкоксону в январе достоверны изменения между 1-й и 4-й точками в 5 % интервале.
Нами определена корреляционная зависимость изменений между АТФ-азами и АТФ-СОД. Выявлено, что такая зависимость существует в октябре между СОД и О-АТФ-азой, СОД и М§2+-АТФ-азой в 1-й и 4-й точках и О-АТФ-азой с М§2+-АТФ-азой в 1, 3 и 4-й точках. В марте значения СОД коррелируют с О-АТФ-азой и №+-АТФ-азой в 3-й точке. В июне О-АТФ-аза и М§-АТФ-аза коррелируют в 1, 2 и 3-й точках. В январе корреляция не выявлена.
Физиологическое значение фермента супероксид-дисмутазы заключается в том, что он блокирует процесс свободнорадикальной деструкции мембран клеток. Считается, что активность СОД зависит от уровня активных форм кислорода (АФК) в тканях и в качестве субстрата АФК служат ненасыщенные липиды мембран, которые подвергаются у человека на Севере процессам перекисного окисления. Показано, что активность транспортных АТФ-аз является маркером фосфолипидного бислоя, являющегося основой мембран. Из литературных данных следует, что N8+, К+-АТФ-аза привлекает внимание исследователей еще и потому, что этот фермент играет существенную роль в функционировании разных тканей. Важную роль N8+, К+-АТФ-аза играет в поддержании проводимости в возбудимых тканях (нервной и мышечной) [5]. В свою очередь, М§2+-АТФ-аза связана с процессом
гликолиза, который обеспечивает энергетику частых быстрых мышечных сокращений в течение продолжительного времени (длительность родов от 6 до 13 часов).
Таким образом, в ходе исследования были выявлены закономерные сезонные изменения СОД у рожениц в условиях Севера, отражающие динамику активности процесса перекисного окисления липидов. Максимум активности СОД и АТФ-аз приходится на январь, минимум — на июнь. В ходе родов изменения активности СОД незначительны, а динамика АТФ-аз зависит от сезона года. Можно полагать, что изменения активности процессов перекисного окисления липидов сказываются на функционировании трансмембранных систем. Это определяет гомеостатические процессы у женщин-северянок в целом и в течение родов в частности.
Динамика АТФ -аз и СОД в ходе родов (январь)
Динамика АТФ -аз и СОД в ходе родов (март)
Мд-АТФ N8-АТФ О-АТФ СОД
Мд-АТФ N8-^ О-АТФ СОД
А
140
120
100
80
60
40
20
0
Динамика АТФ -аз и СОД в ходе родов (июнь)
Мд-АТФ N8-АТФ О-АТФ СОД
140
120
100
80
60
40
20
0
Динамика АТФ -аз и СОД в ходе родов (октябрь)
Мд-АТФ
Na-АТФ
О-АТФ
СОД
С D
Рис. 1. Динамика активности О-АТФ, Mg2+ и №+,К+-АТФ-аз и супероксиддисмутазы в разные месяцы года.
По оси абсцисс 1...4 — точки исследования крови: до родов, в первом периоде родов (схватки), сразу после рождения ребенка, в послеродовом периоде (через сутки после родов) соответственно; по оси ординат — активность АТФ-аз, в мкг/мл в час; активность СОД, %
Динамика Mg-АТФ-азы в ходе родов по сезонам года
Динамика Na,K- АТФ-азы в ходе родов по сезонам года
40
35
янв 30
март 25
июнь 20
15
окт
10
янв
март
июнь
окт
А
Динамика Общей АТФ -азы в ходе родов по сезонам года
Динамика СОД в ходе родов по сезонам года
С D
Рис. 2. Динамика активности АТФ-аз и супероксиддисмутазы в ходе родов в разные месяцы года.
По оси абсцисс 1...4 — точки исследования крови: до родов, в первом периоде родов (схватки), сразу после рождения ребенка, в послеродовом периоде (через сутки после родов) соответственно; по оси ординат — активность АТФ-аз, в мкг/мл в час; активность СОД, %
Список литературы
1. Авцын А. П., Жаворонков А. А., Марачев А. Г. Патология человека на Севере. — М.: Медицина, 1985. — 1386 с.
2. Бойко Е. Р. Физиологические закономерности гормональных, метаболических, иммунологических изменений в организме человека на Европейском Севере // Физиология человека. — 1996. — Т. 22, № 4. — С. 496—502.
3. Галактионова Л. П. // Клиническая и лабораторная диагностика. — 1998. — № 6. — С. 56—57.
4. Куликов В. Ю., Ким Л. Б. Кислородный режим при адаптации человека на Крайнем Севере. — Новосибирск: Наука, 1987. — С. 12.
5. Лопина О. Д. Взаимодействие каталической субъединицы N8+, К+-АТФ-азы с клеточными белками и другими эндогенными регуляторами // Биохимия. — 2001. — Т. 66, вып. 10. — С. 1389—1400.
6. Панин Л. Е. Механизмы адаптации человека в условиях высоких широт. — Л.: Медицина, 1980. — С. 87—109.
7. Якушева И. Я., Орлова Л. И. // Лабораторное дело. — 1970. — № 8. — С. 497—502.
ACTIVITY INDICES OF ANTIOXID FERMENT AND SUPEROXID DISMUTASES OF WOMEN IN CHILDBIRTH IN THE TOWN OF SIKTIVKAR
A. V. Kozlovskaya, V. D. Shadrina, E. R. Boyko
Komi department of Kirov Medical Academy,
Laboratory of Ecological and social human physiology of the Physiology Institute of Komi Scientific center of RAMS, Siktivkar
The activity of antioxid ferment of superoxiddismutase, the inhibitor of peroxide oxidation of lipid and transmembrane red corpuscles of women of maternity department of cardioclinic center of Siktivkar has been studied. The activity of studied ferments in dependence on a year season has been determined.
Regular season changes of superoxiddismutase of women in childbirth in the conditions of the North have been also determined. They show the dynamics of the process activity of lipid oxidation.
Key words: peroxide lipid oxidation, childbirth, women, blood, antioxid ferments, superoxiddismutase, North.
