CC BY
76
Section 1. Physiology
Kuchkarova Lyubov Salijanovna, ProfessorDoctor of Biological Sciences, National University of Uzbekistan E-mail: Lyubakuchkarova@yahoo.com
Kudeshova Gulchehra Tengelbaeina, Research Assistant, National University of Uzbekistan
E-mail: K_gulchi@mail.ru
Effect of hydrocortisone on juvenile and definitive systems of disaccharide assimilation in the rat small intestine
Abstract: Injections of hydrocortisone (1 mg/100g of body weight/24 hours during 3 days) 7-, 17-and 27-dayly Wistar rats had no effect on the activity of lactase and absorption hexoses from lactose in the small intestine. At the same time the activity of enteral maltase and rate of absorption of glucose from maltose prematurely was increased. Effect of exogenous hydrocortisone was age dependent.
Keywords: small intestine, hydrocortisone, disaccharidases, monosaccharides transport, growing rats.
Кучкарова Любовь Салижановна, Профессор, доктор биологических наук, Национальный университет Узбекистана E-mail: Lyubakuchkarova@yahoo.com
Кудешова Гульчeхра Тенгелбаеина, Младший научный сотрудник, Национальный университет Узбекистана E-mail: K_gulchi@mail.ru
Влияние гидрокортизона на ювенильные и дефинитивные системы ассимиляции дисахаридов в тонкой кишке крыс
Аннотация: Инъекции гидрокортизона (1 мг/100 г массы тела/24 ч в течение 3 дней) 7-, 17-и 27-дневным крысам линии Вистар не влияли на активность лактазы и всасывание гексоз из лактозы в тонкой кишке. В тоже время активность энтеральной мальтазы и скорость всасывания глюкозы из мальтозы преждевременно возрастали. Эффект экзогенного гормона зависел от возраста крыс.
Ключевые слова: тонкая кишка, гидрокортизон, дисахаридазы, транспорт моносахаридов, растущие крысы.
Известно, что постнатальное развитие желудочно- лактазы, в период, когда единственным источником кишечного тракта является генетически запрограм- пищи является материнское молоко, проявляется на мированным процессом, существенные перестройки высоком уровне, и резко понижается ко времени отв котором имеют место в период перехода от лакто- нятия. В тоже время активность таких дисахаридаз трофного к смешанному и от последнего к дефини- как мальтаза и сахараза в слизистой оболочке тонкой тивному питанию [ 1 ]. Так, активность кишечной кишки крыс проявляется на низком уровне и/или
Effect of hydrocortisone on juvenile and definitive systems of disaccharide assimilation in the rat small intestine
отсутствует вовсе и резко повышается с переходом растущих крыс на пищу взрослых, содержащей такие углеводы пищи, как крахмал, мальтоза, сахароза и др.
Показано, что в такой функциональной адаптации активности ферментных систем в онтогенезе тонкой кишки в период отнятия гормонам надпочечников принадлежит определяющая роль [2; 4]. Инъекции гидрокортизона растущему организму приводят к преждевременному появлению активностей амилазы, сахаразы, мальтазы [2; 3], а хирургическая или фармакологическая адреналэктомия, напротив, к задержке естественных темпов развития активностей этих ферментов [5].
Однако о роли гормонов надпочечников в развитии всасывания углеводов в раннем постнатальном онтогенезе сведения отсутствуют. К тому же, представляет интерес сопоставить влияние гидрокортизона на ферментно-транспортные комплексы тонкой кишки, активность которых в процессе развития увеличивается и/или уменьшается.
Цель данной работы — изучить влияние гидрокортизона на активность ферментных и транспортных систем ассимиляции дисахаридов, увеличивающих или уменьшающих свою активность в раннем постнатальном онтогенезе.
Материал и методы
Опыты проводились на растущих крысах линии Вистар со строгим соблюдением биоэтических правил Хельсинской декларации [6]. Для получения потомства к 4 самкам после привыкания к клетке подсаживали одного самца. После явных признаков беременности, самок отсаживали в отдельные клетки и регистрировали их день как нулевой. Крысята находились в помещении на стандартном рацоне вивария при температуре 18-24 °С и относительной влажности 60 % с матерями до конца наблюдений.
Гидрокортизон (Richter, Венгрия) вводили подкожно (1 мг/100 г. массы тела) в течение трех дней утром 7-, 17- и 27-дневным крысам. В контрольной группе крыс инеъцировали эквивалентным объёмом физиологического раствора. Биохимические показатели (активность ферментов и скорость всасывания гек-соз) определяли у крыс 10-, 20- и 30-дневного возраста.
Для определения активности ферментов после декапитации у крыс вскрывали брюшную полость, извлекали тонкую кишку, очищали её от жировой ткани, промывали 10 мл. раствора Рингера (рН - 7,3), соскабливали с неё слизистую. Последнюю взвешивали, заливали раствором Рингера и гомогенизировали тефлоновым пестиком при 400 об/мин. в течение минуты. Все операции проводили на холоду.
В полученном гомогенате определяли лактазную (КФ 3.2.1.23) и мальтазную (КФ 3.2.1.20) активность глюкозооксидазным методом [7] при помощи набора "Human" (Германия). Активность ферментов выражали в мкмоль образовавшейся глюкозы в минуту на грамм сырой ткани.
Для исследования скорости всасывания моносахаридов у крыс под нембуталовым наркозом (3,5 мг/100 г. массы тела) в условиях in sito перфу-зировали идентичные отрезки тощей кишки, длиной около 10 см., со скоростью 0,3 мл/мин. [8]. Скорость всасывания выражали в мкмоль убывающих в перфу-зируемом растворе связанных гексоз за минуту перфузии на г. сырой ткани.
Полученные данные подвергались статистической обработке с использованием критерия Стьюдента и Фишера, где вычислялись: M — выборочное среднее, m (SEM) — средняя ошибка средней и показатели статистической значимости (t и P).
Рeзyльтаты и их обсуждение
Результаты по изменению активности ювениль-ных и дефинитивных энтеральных систем гидролиза и транспорта дисахаридов в тонкой кишке через три дня после введения гидрокортизона крысам различного возраста представлены в таблице 1.
Видно, что активность лактазы и скорость всасывания гексоз из лактозы в контрольной группе были на очень высоком уровне у крыс периода лактотрофного питания (10-дневные), снижались в период отнятия (20-дневные) и проявлялись на низком уровне в период дефинитивного питания (30-дневные). Экзогенный гидрокортизон не вызывал каких-либо заметных изменений в активности лактазы и скорости всасывания гексоз из лактозы у всех возрастных групп крыс.
Активность мальтазы и скорость всасывания глюкозы из раствора мальтозы прогрессивно возрастали в контроле по мере перехода крыс от молочного к дефинитивному питанию. После введения гормона мальтазная активность увеличивалась в 2,4; 1,4 и 1,3 раза соответственно у 10-, 20- и 30-дневных крыс по сравнению с животными идентичного возраста в контрольной группе.
У крыс опытной группы проявлялась явная индукция скорости всасывания глюкозы из мальтозы. Увеличение скорости всасывания глюкозы у 10-, 20-и 30-дневных животных опытной группы было в 1,7; 1,5 и 1,3 раза больше, чем у сверстников контрольной группы. Влияние гормона на транспорт глюкозы, сопряженный с гидролизом мальтозы в тонкой кишке ослабевало по мере их роста и развития.
Таблица 1.
Группы Возраст (дни)
животных 10 20 30
Ювенильные системы
Лактазная активность
Контроль* 7,8 ± 0,41 4,2 ± 0,32 1,1 ± 0,09
Опыт** 8,2 ± 0,52 4,5 ± 0,24 1,2 ± 0,11
Р > 0,5 > 0,5 > 0,5
Транспорт моносахаридов
из раствора лактозы
Контроль 7,0 ± 0,33 3,5 ± 0,11 0,9 ± 0,13
Опыт 7,1 ± 0,42 3,4 ± 0,22 1,1 ± 0,12
Р > 0,5 > 0,5 > 0,25
Дефинитивные системы
Мальтазная активность
Контроль 7,81 ± 0,63 21,04 ± 1,73 34,4 ± 2,915
Опыт 19,12 ± 2,43 29,53 ± 2,11 44,0 ± 3,216
Р < 0,001 < 0,01 < 0,05
Скорость всасывания глюкозы
из раствора мальтозы
Контроль 5,32 ± 0,31 17,13 ± 1,42 30,9 ± 2,521
Опыт 9,21 ± 0,75 26,43 ± 1,19 40,2 ± 3,632
Р < 0,001 < 0,001 < 0,05
Таким образом, инъекции гидрокортизона оказывают неидентичное влияние на «ювенильные» и «дефинитивные» системы ассимиляции углеводов в тонкой кишке растущих крыс. Это проявляется в преждевременной индукции мальтазной активности слизистой оболочки тонкой кишки и скорости транспорта глюкозы из мальтозы на фоне неизменной
активности лактазы и скорости всасывания гексоз из лактозы у гормонобработанных крыс. Реакция дефинитивных ферментных и транспортных систем (активность мальтазы и скорость всасывания глюкозы из мальтозы) на экзогенный гидрокортизон имеет возрастзависимый характер, который наиболее четко проявляется в период молочного питания.
Следовательно, известный ранее матурационный эффект кортикостероидных гормонов в отношении "дефенитивных"энтеральных а-глюкозидаз, в том числе и мальтазы [1; 2; 3] распространяется и на транспорт глюкозы из мальтозы.
«Ареактивность» лактазного гидролитическо-транспортного комплекса, возможно, играет положительную роль для сосунков в стресс-ситуациях, когда содержание эндогенных кортикостероидов увеличивается [2; 11]. Можно предположить, что естественно возрастающий поток различных афферентных сигналов в период отнятия, приводя к увеличению концентрации эндогенных кортикостероидов [9], вызывает способность тонкой кишки растущих крыс переваривать углеводы пищи взрослых, на фоне натуральных темпов ассимиляции лактозы. Сохранение хода развития ассимиляции лактозы на фоне индукции гидролитическо-транспортной системы усвоения мальтозы, несомненно, способствует эффективному усвоению углеводов и выживанию потомства, когда его питание полностью зависит от матери, равно как и более успешному переходу его на самостоятельный, качественно новый вид питания.
Список литературы:
1. Шептицкий В. А. Гормональная регуляция мембранного пищеварения углеводов//Изв АН Молдовы. -2007. - 3(303): 5-10.
2. Кучкарова Л. С., Садыков Б. А. Роль гидрокортизона и тироксина в передаче сигналов на функциональное состояние тонкой кишки новорожденного//Узб. биол. журн. - 2003. - № 1-2: 36-41.
3. Solomon N. S., Gartner H., Thomas J., Oesterreicher T. J., Henning S. Development ofGlucocorticoid-Respon-siveness in Mouse Intestine//Pediatric Research. - 2001. - 49, 782-788.
4. Brown R. W., Seck. J. R. Glucocorticoid action in development//Curr Opin End. Diab. Obes. - 2005. - 12: 224-232.
5. Miyata T., Minai Y., Haga M. Impaired Growth of Small Intestinal Epithelium by Adrenalectomy in Weaning Rats//Acta Histochem Cytochem. - 2008. - 41(4): 83-88.
6. WMA Press Release: WMA revises the Declaration of Helsinki. - 9 October 2000.
7. Dahlqvist A. Assay ofintestinal disaccharidases//Scand J Clin Lab Invest. - 1984 Apr. - 44(2): 169-172.
8. Уголев А. М., Зарипов Б. З., Иезуитова Н. Н. и др. Особенности мембранного гидролиза и транспорта в тонкой кишке в условиях, близких к физиологическим//Биол. Мембраны. - 1984. - № 10. - С. 997-1018.
9. Chaudhry K. K., Mahmood S., Mahmood A. Hormone induced expression of brush border lactase in suckling rat intestine//Mol Cell Biochem. - 2008. - 312(1-2): 11-16.
10. Drozdowski L. A., Clandinin N., Thomson A. B. R. Ontogeny, growth and development of the small intestine: Understanding pediatric gastroenterology//World J Gastroenterol. - 2010. - 21: 787-799.
11. Рахимов Е. Р. Механизмы усвоения лактазы в онтогенезе человека и животных. - Ташкент: Фан, 1991. - 136 с.
