Активность нейтральных протеаз в тканях суслика в динамике

P - значение достоверно относительно бодрствующих сусликов (июль)

Рис. 1. Динамика изменения (в % по отношению к контролю) активности нейтральных протеаз печени сусликов на разных этапах зимней спячки. Здесь и далее: * - достоверность различий относительно бодрствующих сусликов в июле

Рис. 2. Динамика изменения (в % по отношению к контролю) активности нейтральных протеаз мозга сусликов на разных этапах зимней спячки.

В мозгу бодрствующих (июль) сусликов общая активность нейтральных протеаз составляет 1/3 часть от активности ферментов в печени (табл.1). В сентябре общая активность нейтральных протеаз достоверно повышается на 79% по сравнению с июлем (рис.2).

Общая активность нейтральных протеаз в мозгу сусликов в октябре выше, чем летом (в июле), но начинает уменьшаться по сравнению с бодрствующими сусликами в сентябре. В начале спячки (ноябрь) уровень общей активности нейтральных протеаз снижен на 60%, а в 1-ый месяц зимней спячки падает до нуля. Эти данные согласуются с тем, что в этот период в головном мозгу происходит подавление синтеза и распада белков (Эмирбеков, Львова, 1985; Жегунов и др., 1993; Storey, 2004).

Ко 2-му месяцу зимней спячки активность ферментов начинает повышаться и составляет 20% от летнего контроля. Третий месяц зимней спячки и пробуждение от нее характеризуются повышением общей активности нейтральных протеаз в мозгу, по сравнению с таковой у бодрствующих животных. Таким образом, перед зимней спячкой и при выходе из спячки общая активность нейтральных протеаз в мозгу находится на одинаково повышенном уровне (~ в 2 раза) по сравнению с летними бодрствующими животными.

По данным Фрерихс с сотр. (Frerichs et al., 1998) скорость синтеза белков в мозге сусликов при гибернации составляет всего 0.04% от его уровня у активных животных. В большей степени синтетические процессы в тканях гибернирующих сусликов сохраняются в коре почки, поджелудочной железе и печени (Жегунов, 1990). Наиболее низкая скорость синтеза белков при гибернации отмечается в тканях селезенки, мозга, мышц и легких (Жегунов, Микулинский, 1987). Интенсивность синтеза белков при этом снижается не только за счет уменьшения скорости этого процесса, но и за счет полного прекращения синтеза некоторых индивидуальных белков (Storey, 2004).

Считают, что снижение интенсивности белкового синтеза при гибернации связано с необходимостью экономить энергетические ресурсы, когда уменьшается скорость кровотока, содержание субстратов и потребление кислорода (Frerichs et al., 1998; Storey, 2004).

Выход из зимней спячки готовится заранее. Еще в состоянии гибернации в нейронах гиппокампа активным образом идет синтез, накопление и выход в цитоплазму РНК, резко повышается синтез белка (Гордон и др., 1987). Интенсификацию синтеза белка в тканях пробужающихся сусликов можно связать с общей для всех клеток необходимостью восполнения потерянных и измененных во время зимней спячки функциональных и структурных белков или же замены части энзимов на специфические изоформы, необходимые при данной температуре.

Усиленный синтез в мозгу белков, в особенности некоторых фракций, в первый период после пробуждения от зимней спячки носит репаративный характер и связан с активацией всех жизненных процессов в организме, а также с необходимостью восполнить количество белков, содержание которых было уменьшено при зимней спячке. Наряду с ускорением синтеза происходит и распад белковых молекул (Эмирбеков, Львова, 1985).

Процесс пробуждения от гибернации находится по контролем ЦНС. При этом важную роль играют эндокринные железы, особенно надпочечники, значительно активируется симпатическая нервная система.

Известно, что одними из субстратов нейтральных протеаз являются энкефалины, которые, как и все регуляторные пептиды, обладают широким спектром биологического действия. Для проявления широкого спектра физиологических свойств энкефалинов одну из главных ролей играют нейтральные протеазы, определяющие количество их активных форм в организме, а также «качественный» состав секретируемых регуляторных пептидов.

Выделение из клетки активных энкефалинов, которые мигрируют к клеткам-мишеням (через кровеносное русло или синаптическую щель), где связываются со специфическими рецепторами, происходит при изменении концентрации Са2+ (Лишманов и др., 1997). Выполняя в организме функции нейромодуляторов, нейромедиаторов и гормонов, энкефалины влияют на многие системы организма (Панченко и др., 1999).