Активность нейтральных протеаз в тканях суслика в динамике

зимней спячки

В клетках различных тканей животных и человека обнаружены протеолитические ферменты с оптимумом действия в зоне нейтральных значений рН. К таким ферментам относят Са2+ - зависимые нейтральные протеазы и различные металлопротеазы, основная функция которых состоит в ограниченном протеолизе белковых молекул. Субстратами данных ферментов являются белки цитоскелета и ядерного матрикса, вещество Р, опиоидные пептиды, нейромедиаторы, протеинкиназа С, фосфолипазы и др. (Гусев., 1998).

Протеолитические ферменты играют значительную роль при адаптации клеточного метаболизма к изменяющимся условиям окружающей среды, в осуществлении защитных функций организма (Cuninghaim, 1987).

Весьма своеобразным и интересным приспособлением для переживания неблагоприятных условий является зимняя спячка, наблюдающаяся у многих видов млекопитающих (Kortner, Geiser, 2000).

Уменьшение температуры тела при зимней спячке может колебаться в очень широких пределах. Температура тела гибернирующих сусликов поддерживается на несколько градусов выше температуры окружающей среды (Carey et al., 2003). В динамике зимней спячки механизмы терморегуляции сохраняются, но они поддерживают температуру тела на еще более низком уровне. При этом биохимические процессы, работа органов и систем организма гибернантов не тормозятся, а перестраиваются так, что даже при очень низкой температуре тела поддерживается определенный гомеостаз (Карманова, 1995; Woods, Storey, 2004).

Гибернация сопровождается экстремальными изменениями в физиологии. Температура тела, уровень метаболизма, сердечные ритмы и другие параметры деятельности организма падают во время зимней спячки до уровня, который может быть летальным для гомойотермов, но не для гибернантов. Кроме того, восстановление функций до, приблизительно, нормального уровня происходит во время пробуждения со скоростью, которая может затрагивать клеточные и системные регуляторные пути, типичные для негибернантов (Carey et al., 2000; Terleky, Dice, 1993). В связи с этим, результаты, полученные на зимоспящих, могут быть использованы и для выяснения механизмов терморегуляции у гомойотермных организмов.

Нами исследована общая активность нейтральных протеаз различных тканей в динамике зимней спячки сусликов.

Как видно из таблицы 1, у бодрствующих сусликов (в июле) максимальная активность нейтральных протеаз наблюдается в печени.

Высокая активность нейтральных протеаз в печени может быть связана с тем, что печень в организме является «биохимической лабораторией», где пересекаются все метаболические пути ,и процессы распада и синтеза белков протекают наиболее интенсивно.

В сентябре, у бодрствующих сусликов, в печени наблюдается незначительное повышение активности нейтральных протеаз. Такие же незначительные колебания общей активности нейтральных протеаз печени происходят и в остальные месяцы осени - перед началом спячки. Таким образом, в печени бодрствующих (лето и осень) и готовящихся к спячке сусликов нет серьезных изменений в общей активности нейтральных протеаз. Резкое, почти в 2 раза, снижение активности ферментов в печени, по сравнению с предыдущими этапами исследования, выражено в 1-ый месяц спячки. Значительно, почти в 3 раза, возрастает активность нейтральных протеаз к третьему месяцу спячки и перед пробуждением, относительно месяца спячки (табл. 1; рис. 1).

Естественно, что перед выходом из спячки в печени происходит подготовка к синтезу новых белков, которому должен предшествовать процесс пополнения пула аминокислот, за счет распада «старых», выполнивших свою функцию белков.

Таблица 1 Общая активность нейтральных протеаз в тканях (мкмоль тирозина/г влажной ткани) и сыворотке крови (мкмоль тирозина /л) сусликов (n=4-5)