CC BY
15
УДК 636:612.6
РЕАКЦИЯ ПЕЧЕНОЧНЫХ ФЕРМЕНТОВ У РАЗНОВОЗРАСТНЫХ КРОЛЬЧАТ НА ВВЕДЕНИЕ ЭТАНОЛА В ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ
REACTION OF LIVER ENZYMES IN RABBITS OF DIFFERENT AGES TO ETHANOL IN EXPERIMENTAL CONDITIONS
Н. Г. Игнатьев, А. Н. Иванова N. G. Ignatyev, A. N. Ivanova
ФГБОУВПО «Чувашская государственная сельскохозяйственная академия»,
г. Чебоксары
Аннотация. Установлена активность печеночных ферментов в тканях хвостатой, сосцевидной, правой, левой наружной, левой внутренней и квадратной долей печени у восемнадцатисуточ-ных и трехмесячных крольчат. Выявлены их возрастные отличия. При функциональной нагрузке с 30 %-м этанолом в тканях изучаемых долей печени у крольчат обнаружено значительные изменения уровней таких ферментов, как аланинаминотрансфераза, аспартатаминотрансфераза, гамма-глутамилтрансфераза, а-амилаза, щелочная и кислая фосфатазы. Дана характеристика реакции каждого изучаемого фермента в условиях эксперимента.
Abstract. The activity of liver enzymes in the tissues of caudate, mastoid, right, left outer, inner, left and the square lobes of the liver at eighteen-day-old and three-month-old rabbits is established. Their age differences are revealed. At functional load of 30% ethanol in the tissues of the studied lobes of the liver of rabbits the significant change in levels of such enzymes as alanine aminotransferase, aspartate aminotransferase, gamma-glutamyltransferase, а-amylase, alkaline and acid phosphatase is revealed. The characteristic of the reaction of each of the studied enzymes in experimental conditions is given here.
Ключевые слова: печеночные ферменты, разновозрастные крольчата, активность ферментов, доли печени, этанол.
Keywords: liver enzymes, rabbits of different ages, activity of enzymes, liver lobe, ethanol.
Актуальность исследуемой проблемы. К проблеме изучения влияния этанола на организм животных и человека посвящены многочисленные научные статьи и монографии. В этом направлении особенно ценны такие труды, как [1], [6], [10]. В них проанализированы основные патогенетические механизмы, участвующие в формировании алкогольной мотивации, толерантности и физической зависимости от этанола. Обоснована целесообразность использования нейропептидов, гормонов, нейромедиаторов и их аналогов для лечения хронического алкоголизма.
Вместе с тем, в научной литературе сведения о выяснении влияния различных доз этанола на разновозрастные организмы на уровне ферментов в основном носят эпизодический характер [8], [9].
Имеется несколько работ, посвященных изучению закономерностей возрастных изменений в тканях разных долей печени и легких у животных [3], [4], [5], [11].
Настоящая работа является попыткой оценить реакцию печеночных ферментов в тканях разных долей печени на терапевтические и наркотические дозы этанола у крольчат
разного возраста. В статье приведены результаты определения в тканях разных долей печени у разновозрастных крольчат активности таких печеночных ферментов, как аланинами-нотрансфераза (АлАТ), аспартатаминотрансфераза (АсАТ), гамма-глутамилтрансфераза (ГГТ), щелочная фосфатаза (ЩФ), кислая фосфатаза (КФ), и реакции печеночных ферментов на 30 %-й этанол. Полученные результаты позволят организовать соответствующие профилактические и лечебные мероприятия с использованием этанола при болезнях печени у молодняка животных.
Материал и методика исследований. Для исследований были использованы 18- и 90-суточные крольчата породы серый великан по 10 голов (контрольные - 5, экспериментальные - 5) в каждом возрастном сроке, выращенные в фермерском хозяйстве В. Н. Оси-пова, д. Мамалаево Вурнарского района Чувашской Республики. Контрольным животным вводили перорально физиологический раствор. Экспериментальным животным перорально вводили 30,0 %-й раствор этанола в дозе 3 г на 1 кг массы животного (терапевтическая доза), приготовленный на физиологическом растворе. Крольчат декапитировали через час после введения этанола, из брюшной полости извлекали печень, промывали ее холодным физиологическим раствором, разделяли на шесть долей и замораживали их жидким азотом в сосуде Дюара. В научной лаборатории кафедры агрохимии и экологии в тканях шести долей печени фотоэлектроколориметрическим (КФК-2) и спектрофотометрическим (ЦУ-1800) методами с использованием набора реагентов компании ОАО «Витал Девелопмент Корпорэйшн» (СПб) определяли активность ферментов в соответствии с методиками, описанными в справочном пособии [7]. Исследования активности ферментов в пробах тканей печени повторяли дважды. Расчет активности ферментов провели по калибровочным графикам с использованием компьютерной технологии [2].
Результаты исследований и их обсуждение. У восемнадцатисуточных контрольных крольчат активность АлАТ (мкмоль/г*ч) в тканях правой, левой наружной, левой внутренней и квадратной долей печени определяется примерно одинаковыми величинами и находится соответственно на уровне 53,1±1,83, 55,9±2,92, 54,3±2,35 и 51,3±2,43. Вместе с тем, в тканях хвостатой и сосцевидной долей уровень фермента достоверно выше, чем в тканях квадратной доли, соответственно на 25,7 %, р<0,05 (64,5±2,61) и на 22,0 %, р<0,05 (62,6±2,94).
В условиях функциональной нагрузки с 30,0 %-м этанолом у восемнадцатисуточных крольчат активность АлАТ в тканях хвостатой доли печени составляет 21,6±0,24, сосцевидной - 22,6±0,13, правой - 23,1±0,27, левой наружной - 20,1±0,17, левой внутренней -21,2±0,28 и квадратной - 20,7±0,22.
Расчеты свидетельствуют, что активность АлАТ у экспериментальных крольчат по сравнению с контрольными в тканях хвостатой доли уменьшается на 66,5 %, р<0,001, сосцевидной - на 63,9 %, р<0,001, правой - на 56,5 %, р<0,001, левой наружной - на 64,1 %, р<0,001, левой внутренней - на 61,0 %, р<0,001 и квадратной - на 59,6 %, р<0,001.
У контрольных восемнадцатисуточных крольчат активность фермента АсАТ (мкмоль/г*ч) после введения физиологического раствора в тканях хвостатой доли печени составляет 27,6±0,52, сосцевидной - 24,4±0,71, правой - 23,8±0,35, левой наружной - 26,3±0,57, левой внутренней - 22,7±0,43 и квадратной - 21,9±0,64, то есть уровень фермента в тканях всех изучаемых долей печени у молодых крольчат в этих условиях примерно одинаков.
В условиях экспериментальной нагрузки с терапевтической дозой этанола активность АсАТ, также как и фермента АлАТ, в тканях всех изучаемых долей печени у крольчат значительно снижается: хвостатой - на 57,3 %, р<0,001, до 11,8±0,12; сосцевидной -на 62,3 %, р<0,001, до 9,2±0,14; правой - на 64,3 %, р<0,001, до 8,5±0,09; левой наружной -на 67,7 %, р<0,001, до 8,5±0,06; левой внутренней - на 50,7 %, р<0,001, до 11,2±0,12 и квадратной - на 48,9 %, р<0,001, до 11,2±0,11.
Активность ГГТ (мкмоль/г*ч) в тканях изучаемых долей печени у контрольных во-семнадцатисуточных крольчат распределена неравномерно. Она наименьшая в тканях левой внутренней доли и определяется на уровне 184,5±4,8. В тканях левой наружной активность фермента достоверно выше, чем в тканях левой внутренней, на 11,1 %, р<0,05 и составляет 204,9±5,1, сосцевидной - на 16,2 %, р<0,05, 214,4±4,7, квадратной - на 22,1 %, р<0,01, 225,3±6,1, правой доли - на 38,8 %, р<0,001, 256,1±6,5 и хвостатой - 39,7 %, р<0,001, 257,8±5,6.
В экспериментальных условиях с введением перорально 30,0 %-го этанола в тканях печени у молодняка кроликов ГГТ, также как и другие трансферазы, достоверно уменьшается. В тканях хвостатой доли она падает до 169,2±5,8, на 34,4 %, р<0,001, сосцевидной -до 186,9±5,7, на 12,8 %, р<0,05, правой - до 186,9±5,9, на 27,1 %, р<0,05, левой наружной -до 179,3±6,1, на 12,5 %, р<0,05, левой внутренней - до 151,1±4,9, на 18,1 %, р<0,01 и квадратной - до 123,7±5,1, на 45,1 %, р<0,001.
Активность фермента а-амилазы (мг/с*г) у контрольных крольчат на наименьшем уровне определяется в тканях левой наружной доли печени и составляет 0,204±0,026. В тканях правой доли она достоверно выше, чем в тканях левой наружной, на 11,3 %, р<0,01, левой внутренней - на 11,7 %, р<0,01, квадратной - на 13,2 %, р<0,001, сосцевидной - на 27,9 %, р<0,001 и хвостатой - на 32,3 %, р<0,001.
После введения перорально 30,0 %-го этанола активность а-амилазы в тканях всех изучаемых долей печени у молодых крольчат существенно повышается: хвостатой доли - на 24,1 %, р<0,05, до 0,335±0,043; сосцевидной - на 36,4 %, р<0,001, до 0,356±0,051; правой - на 70,9 %, р<0,001, до 0,388±0,049; левой наружной - на 59,3 %, р<0,001, до 0,325±0,061; левой внутренней - на 61,4 %, р<0,001, до 0,368±0,057 и квадратной - на 42,4 %, р<0,001, до 329±0,071.
Активность ЩФ (мкмоль/г*ч) у контрольных восемнадцатисуточных крольчат в тканях всех изучаемых долей печени определяется на относительно низком и примерно одинаковом уровне (колеблется от 16,3±0,22 до 19,8±0,26). В экспериментальных условиях, при введении перорально 30,0 %-го этанола, она значительно повышается: в тканях хвостатой доли - до 43,3±0,33, в 2,2 раза, р<0,001, сосцевидной - до 39,7±0,27, в 2 раза, р<0,001, правой - до 40,1±0,42, в 2,1 раза, р<0,001, левой наружной - до 38,6±0,29, в 2,1 раза, р<0,001, левой внутренней - до 47,5±0,38, в 2,9 раза, р<0,001 и квадратной - до 43,1±0,18, в 2,3 раза, р<0,001.
Активность КФ (мкмоль/г*ч) в тканях печени у контрольных восемнадцатисуточных крольчат относительно низкая и во всех изучаемых ее долях относительно равная (колеблется в пределах от 16,8±0,21 до 19,6±0,37). После введения терапевтической дозы этанола она резко падает: в тканях хвостатой доли - на 35,1 %, р<0,001, до 10,9±0,13; сосцевидной - на 41,9 %, р<0,001, до 10,8±0,15; правой - на 28,4 %, р<0,001, до 12,1±0,14; левой наружной - на 43,4 % р<0,001, до11,1±0,12; левой внутренней - на 36,0 %, р<0,001, до 12,1±0,15 и квадратной - на 42,7 %, до 10,2±0,17.
У контрольных трехмесячных, физиологически зрелых крольчат активность АлАТ в тканях изучаемых долей печени определяется примерно на одинаковом уровне и колеблется от 57,2±1,93 до 64,1±2,82. Эти показатели существенно не отличаются от таковых у восемнадцатисуточных, у которых она также находится в пределах от 51,3±2,43 до 64,5±2,61.
В условиях введения в организм крольчат 30,0 %-го этанола активность АлАТ в тканях хвостатой доли превышает показатели контрольных на 21,7 %, р<0,05 и составляет 76,1±3,54, сосцевидной - на 29,4 %, р<0,01 - 77,1±2,72, правой - на 35,7 %, р<0,01 -77,9±3,16, левой наружной - на 36,5 %, р<0,01, 78,1±3,35, левой внутренней - на 21,8 %, р<0,05 - 78,1±2,93 и квадратной - на 16,4 %, р<0,05 - 76,6±2,17.
Активность АсАТ у трехмесячных крольчат по сравнению с восемнадцатисуточными достоверно выше в тканях всех изучаемых долей печени. В тканях хвостатой доли у трехмесячных она превышает показатели более молодых крольчат на 31,5 %, р<0,01 и составляет 36,3±1,67, сосцевидной - на 34,4 %, р<0,001 - 32,8±0,96, правой - на 36,1 %, р<0,001 -32,4±0,49, левой наружной - на 11,4 %, р<0,05 - 29,3±0,54, левой внутренней - на 22,9 %, р<0,01 - 27,9±0,37 и квадратной - на 49,8 %, р<0,001 - 32,8±0,82.
В экспериментальных условиях с введением 30,0 %-го этанола в тканях всех долей печени у трехмесячных крольчат существенных изменений в активности АсАТ не выявляется, она сохраняется на таком же уровне, как и у контрольных, и колеблется в пределах от 29,7±0,39 до 34,4±0,33.
Активность ГГТ у контрольных трехмесячных крольчат в разных долях печени распределена неравномерно. Наименьшая величина определяется в тканях хвостатой доли и составляет 203,4±4,9. В тканях сосцевидной доли она выше, чем в тканях хвостатой, на 3,6 % и находится на уровне 210,7±5,5, однако такое отличие недостоверно, р>0,05. В тканях квадратной доли она превышает значения хвостатой на 4,9 % - 216,1±4,6, и эта разница также недостоверна, р>0,05. В тканях правой доли активность ГГТ составляет 222,9±4,8, что выше, чем в хвостатой, на 9,6 %, разница достоверна, р<0,05. В тканях левой внутренней доли уровень фермента достоверно превышает таковой в тканях хвостатой доли на 21,2 %, р<0,01 и составляет 246,6±5,7. Наибольшая величина ГГТ у контрольных трехмесячных крольчат обнаруживается в тканях левой внутренней доли, что превышает хвостатой на 32,1%, р<0,001 и выявляется на уровне 268,6±5,3.
Активность ГГТ у трехмесячных крольчат находится на уровне восемнадцатисуточных в тканях сосцевидной и квадратной долей печени. В тканях других долей печени между двумя возрастными группами крольчат выявляется достоверная разница уровней фермента. Так, в тканях хвостатой доли у трехмесячных он достоверно ниже, чем у крольчат более молодого возраста на 21,1 %, р<0,001, в тканях правой - на 13,0 %, р<0,01, и, наоборот, у трехмесячных данный показатель достоверно превышает таковой у молодых крольчат в тканях левой наружной - на 20,3 %, р<0,01 и левой внутренней долей - на 45,6 %, р<0,001.
В условиях перорального введения 30,0 %-го этанола трехмесячным крольчатам активность ГГТ по сравнению с контрольными животными достоверно возрастает в тканях всех изучаемых долей печени: хвостатой - на 40,6 %, р<0,001, до 286,1±7,3; сосцевидной -на 31,7 %, р<0,001, до 277,6±6,9; правой - на 14,8 %, р<0,05, до 256,0±7,7; левой наружной - на 8,4 %, р<0,05, до 267,3±3,6; левой внутренней - на 7,6 %, р<0,05, до 289,1±4,7 и квадратной - на 11,9 %, р<0,05, до 241,8±5,3.
Активность а-амилазы у контрольных трехмесячных крольчат в тканях хвостатой, сосцевидной и правой долей печени распределена одинаково и определяется соответственно следующими величинами: 0,130±0,038, 0,125±0,037 и 0,133±0,039. В тканях левой наружной, левой внутренней и квадратной долей печени она также находится примерно на одинаковом уровне, соответственно 0,169±0,049, 0,168±0,044 и 0,160±0,037, однако эти величины достоверно выше, р<0,01, чем в тканях предыдущих долей.
При сравнении активности а-амилазы в тканях изучаемых долей печени у трехмесячных и восемнадцатисуточных крольчат обнаруживается, что уровень этого фермента у физиологически зрелых достоверно ниже, чем у крольчат младшего возраста. Так, в тканях хвостатой доли у восемнадцатисуточных составляет 0,270±0,025, а у трехмесячных -лишь 0,130±0,038, что ниже на 51,9 %, р<0,001. В тканях сосцевидной доли данный показатель у трехмесячных также достоверно ниже, чем у младших, на 52,1 %, р<0,001, правой -на 41,4 %, р<0,001, левой наружной - на 51,0 %, р<0,001, левой внутренней - на 26,3 %, р<0,001 и квадратной - на 30,7 %, р<0,001.
В условиях функциональной нагрузки с 30,0 %-м этанолом активность фермента а-амилазы у трехмесячных крольчат достоверно снижается в тканях всех изучаемых долей печени: хвостатой - на 10,8 %, р<0,05, до 0,116±0,022; сосцевидной - на 22,4 %, р<0,001, до 0,097±0,14; правой - на 12,8 %, р<0,05, до 0,116±0,025; левой наружной - на 35,0 %, р<0,001, до 0,110±0,018; левой внутренней - на 32,7 %, р<0,001, до 0,113±0,017 и квадратной - на 20,0 %, р<0,001, до 0,128±0,029.
Активность ЩФ в тканях разных долей печени у трехмесячных контрольных крольчат неодинаковая. Она наименьшая и примерно равная в тканях сосцевидной (149,6±3,6) и правой (141,4±3,9) долей печени. В тканях хвостатой доли активность ЩФ выше, чем в тканях правой доли, на 17,9 %, р<0,01 и составляет 166,8±4,5, левой внутренней - на 21,8 %, р<0,01 и равна 172,2±4,6, квадратной - на 31,2 %, р<0,001 - 185,6±4,5 и левой наружной - на 34,6 %, р<0,001 - 190,4±5,5.
При сравнении с показателями младшего возраста выясняется, что активность ЩФ в тканях печени у трехмесячных крольчат значительно выше: она превышает показатели во-семнадцатисуточных в тканях хвостатой доли в 8,7 раза, сосцевидной - в 7,5 раза, правой -в 10,3 раза, левой наружной - в 12,4 раза, левой внутренней - в 10,6 раза и квадратной -в 10,0 раза.
В экспериментальных условиях у трехмесячных крольчат активность ЩФ существенно снижается в тканях всех изучаемых долей печени: хвостатой - на 30,3 %, р<0,001, до 116,3±2,7; сосцевидной - на 26,7 %, р<0,001, до 111,3±3,1; правой - на 24,2 %, р<0,001, до 107,5±2,8; левой наружной - на 44,1 %, р<0,001, до 106,6±4,0; левой внутренней - на 36,0 %, р<0,001, до 110,3±3,7 и квадратной - на 42,4 %, р<0,001, до 106,9±3,7.
Активность КФ у контрольных трехмесячных крольчат в тканях всех изучаемых долей печени находится примерно на одинаковом уровне и колеблется в пределах от 16,4±0,43 до 18,7±0,51. Если сравнивать эти величины со значениями восемнадцатисуточ-ных, то выясняется, что они примерно равны.
После введения в организм трехмесячных крольчат 30,0 %-го этанола активность данного фермента возрастает в тканях всех долей печени: в хвостатой - на 58,4 %, р<0,001, до 28,2±0,21; сосцевидной - на 46,8 %, р<0,001, до 27,3±0,29; правой - на 24,3 %, р<0,001, до 22,0±0,37; левой наружной - на 60,4 %, р<0,001, до 26,3±0,33; левой внутренней - на 67,4 %, р<0,001, до 31,3±0,25 и квадратной - на 56,3 %, р<0,001, до 28,3±0,38.
Таким образом, в разных долях печени у контрольных разновозрастных крольчат активность аспартатаминотрансферазы, аланинаминотрансферазы, гамма-глутамилтранс-феразы, а-амилазы, щелочной и кислой фосфатаз определяется на разных уровнях, обнаруживаются и их возрастные отличия.
В экспериментальных условиях после введения перорально 30 %-го раствора этанола реакция каждого исследуемого фермента специфическая и зависит от вида ткани доли печени и возраста животных. Анализ реакции ферментов, участвующих в обмене белков (АсАТ, АлАТ и ГГТ), свидетельствует, что при этаноловой нагрузке их уровень в тканях печени у трехмесячных крольчат повышается. Вместе с тем, в тканях печени у крольчат в возрасте восемнадцати суток он, наоборот, уменьшается. По-видимому, у трехмесячных крольчат, физиологически более зрелых, функциональные возможности систем, обеспечивающих синтез этих ферментов, достаточно высокие, чтобы приспособить деятельность тканей печени к такой дозе этаноловой нагрузки. Снижение уровня ферментов у более молодых крольчат, вероятно, связано с низкой приспособительной возможностью у них фер-ментосинтезирующих систем, влияющих на белковый обмен.
Повышенная активность а-амилазы в тканях печени в экспериментальных условиях у восемнадцатисуточных крольчат, на наш взгляд, связана с повышением потребностей в энергетических ресурсах тканей печени при этаноловой нагрузке, с увеличением затрат энергии в организме молодых крольчат. У физиологически зрелых трехмесячных крольчат обнаруживается снижение активности этого фермента, что, вероятно, объясняется подключением других приспособительных систем организма при этаноловой нагрузке.
Влияние фосфатаз на обменные процессы зависит от кислотно-щелочных отношений. Можно полагать, что под влиянием этанола у восемнадцатисуточных крольчат происходит сдвиг среды в щелочную сторону, что обуславливает у них повышение активности фермента ЩФ и снижение активности КФ. У трехмесячных, наоборот, в условиях введения в организм 30 %-го этанола уровень фермента ЩФ снижается, а КФ повышается. Такие изменения, по-видимому, обусловлены более высокими компенсаторными возможностями взрослых крольчат, так как повышение ЩФ вызывает возрастание в организме энергетических затрат.
Резюме. Реакция печеночных ферментов в тканях изучаемых долей печени свидетельствует, что 30 %-й этанол нарушает обменные процессы, происходящие в тканях печени у крольчат, и компенсаторные возможности ферментосинтезирующих систем у физиологически зрелых крольчат выше, чем у крольчат более младшего возраста.
ЛИТЕРАТУРА
1. Буров, Ю. В. Нейрохимия и фармакология алкоголизма / Ю. В. Буров, Н. Н. Ведерникова. - М. : Медицина, 1985. - 240 с.
2. Животовский, Л. А. Популяционная биометрия / Л. А. Животовский. - М. : Наука, 1991. - 283 с.
3. Иванова, Н. Н. Активность а-амилазы и фосфатаз в тканях печени у поросят в ранний постнаталь-ный период / Н. Н. Иванова, Н. Г. Игнатьев // Ученые записки КГАВМ им. Н. Э. Баумана. - 2010. - Т. 204. -С. 103-107.
4. Иванова, Н. Н. Активность аминотрансфераз в тканях печени у разновозрастных поросят / Н. Н. Иванова, Н. Г. Игнатьев // Ученые записки КГАВМ им. Н. Э. Баумана. - 2010. - Т. 204. - С. 98-103.
5. Иванова, Н. Н. Уровень а-амилазы и фосфотаз в тканях печени у разновозростных поросят, полученных от помесных свиноматок / Н. Н. Иванова // Молодые ученые в решении актуальных проблем сельского хозяйства: материалы VII Всероссийской научно-практической конференции, посвященной 80-летию ЧГСХА. - Чебоксары, 2011. - С. 101-105.
6. Кампов-Полевой, А. Б. Изучение особенностей формирования алкогольной мотивации у крыс / А. Б. Кампов-Полевой // Фармакология экспериментального алкоголизма : сб. трудов НИИ фармакологии АМН СССР / под ред. Ю. В. Бурова. - М. : Медицина, 1982. - С. 130-135.
7. Методы биохимического анализа : справочное пособие / под ред. Б. Д. Кальницкого. - Боровск : КолосС, 1997. - 356 с.
8. Пурсанов, К. А. Влияние гепарина, протамин сульфата, этанола и их сочетанного применения на показатели сна экспериментальных животных / К. А. Пурсанов и др. // Медицинский альманах. - 2009. -№ 3(8). - С. 136-137.
9. Пурсанов, К. А. Модификация гепарином активности аминотрансфераз при действии пчелиного яда и этанола / К. А. Пурсанов, З. В. Перепелюк // Актуальные вопросы и тенденции развития биологии, химии, физики : материалы международной заочной научно-практической конференции. - Новосибирск : Сибирская ассоциация консультантов, 2012. - С. 6-14.
10. Сытинский, И. А. Биохимические основы действия этанола на центральную нервную систему / И. А. Сытинский. - М. : Медицина, 1980. - 191 с.
11. Чеплашкина, Е. Б. Активность а-амилазы и фосфатаз в тканях разных долей легких у крольчат / Е. Б. Чеплашкина // Вестник Чувашского государственного педагогического университета им. И. Я. Яковлева. - 2014. - № 2(82). - С. 29-34.
