Научный журнал
Международный журнал экспериментального образования

ISSN 2618–7159
ИФ РИНЦ = 0,757

ВЛИЯНИЕ УГОЛЬНОЙ ПЫЛИ НА АКТИВНОСТЬ ФЕРМЕНТОВ ЦИКЛА ПУРИНОВЫХ НУКЛЕОТИДОВ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ

Ильдербаев О.З. 1 Нурмуканов Д.К. 2 Ильдербаева Г.О. 2 Узбеков Д.Е. 2
1 Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева
2 Государственный медицинский университет
1. Павловская Н.А., Рушкевич О.П. Биомаркеры для ранней диагностики последствий воздействия угольной пыли на организм шахтеров // Медицина труда и пром. экология. – 2012. – № 9. – С. 36–42.
2. Величковский Б.Т. Патогенез и классификация пневмокониозов // Медицина труда и пром. экология. – 2003. – № 7. – С. 8–13.
3. Дуева Л.А. Иммунологические аспекты клиники профессиональных бронхолёгочных заболеваний // Медицина труда и пром. экология. – 2003. – № 6. – С. 5–9.
4. Фоменко Д.В., Горохова Л.Г., Панев Н.И. Клинико-экспериментальные исследования метаболического ответа организма на хроническое воздействие угольно-породной пыли // Медицина труда и пром. экология. – 2011. – № 2. – С. 15–21.
5. Constantin, B. Pathogenesis of silicosis / B. Constantin, C. Mihalach // Rev. Med. Chir. Soc. Med. Nat Iasi. – 1999. – Vol. 103, № 1–2. – Р. 120–123.
6. Lee, J. S. Serum Levels of Interleukin-8 and Tumor Necrosis Factor-alpha in Coal Workers’ Pneumoconiosis: One-year Follow-up Study / J.S. Lee, J.H. Shin, J.O. Lee // Safety and Health at Work. – 2010. – Vol.1. – P. 69–79.
7. Harrington A.D. Inflammatory stress response in A549 cells as a result of exposure to coal: Evidence for the role of pyrite in coal workers’ pneumoconiosis pathogenesis / A.D. Harrington, S.E. Tsirka, M. A. A. Schoonen // Chemosphere. – 2013. – Vol. 93. – P. 1216–1221.
8. Алексеева О.Г. Иммунология профессиональных поражений. – М.: Медицина. 1976. – 171 с.
9. Гришина Т.И. Роль иммунного воспаления в патогенезе пневмокониозов. // Профилактика профессиональных заболеваний пылевой этиологии: сб. научн. трудов по ред. Л.Т. Еловской и В.Н. Ожигановой. – 1991. – С. 190–196.
10. Движков П.П., Пневмокониозы. – М., 1965.
11. Hodel Th., Schlehel H., Ruttner J. – Schweiz. Med. Wschr., 1977, Bd 50. – Р. 1896–1899.
12. Клиническая иммунология и аллергология: в 3 т. / под ред. Л. Йегера; пер. с нем под ред. Р.В. Петрова. – М., 1990.
13. Ибраева Л.К., Сраубаев Е.Н., Пудов А.М., Узбеков В.А., Койгельдинова Ш.С. Устройство для ингаляционной затравки экспериментальных животных полиметаллическими пылями. 15.12.2010, бюллетень № 12.
14. Мансуров И.Д., Стокман Р.З. К методике определения активности 5′-нуклеотидазы в сыворотке крови // Лаб. Дело. – 1973. – № 4. – С. 228–229.
15. Straub H. Клиническая ферментология / под ред. проф. Э. Шеклика. – Варшава, 1996. – ПРМН. – С. 263.
16. Тапбергенов С.О., Тапбергенова С.М. Диагностическое значение определения активности аденилатдезаминазы сыворотки крови // Лаб.дело. – 1984. – № 2. – С. 104–107.

Результаты фундаментальных исследований определили основные прогностические риски развития профессиональной патологии [1]. Существенный вклад в изучение патогенеза профессиональных заболеваний легких внесли исследования ученых [2, 3, 4, 5, 6, 7]. В их работах изложены патогенетические особенности формирования пылевой патологии легких при воздействии пылевых аэрозолей различного состава.

В условиях растущего социального и экологического неблагополучия в последние годы особенностями бронхолегочных заболеваний пылевой этиологии является сравнительно короткий срок развития заболевания. Тенденция к атипичному и прогрессирующему течению, и высокая вероятность осложнения инфекционным, особенно туберкулезным процессом, аллергическими и аутоиммунными проявлениями [8, 9]. Профессиональная патология органов дыхания у рабочих, контактирующих с производственной пылью, проявляется преимущественно в виде пневмокониозов [10, 11].

Система пуриновых нуклеотидов является универсальным внутриклеточным регулятором многих физиологических функций организма. Производные и компоненты пуриновых нуклеотидов участвуют в процессах транскрипции белка, переносе энергии в качестве коферментов и эффекторов внутриклеточной реакций, тесно связанных с функциями иммунной системы. Изменения метаболизма пуриновых нуклеотидов в иммунокомпетентных клетках детерминирует состояние их функциональной активности [12].

При этом исследования ферментов пуринового обмена открывают новые возможности биохимического подхода к коррекции больных с дефицитом ферментов, чему будет способствовать изучение их функционирования на молекулярном уровне после пылевого поражения организма. Для глубокого понимания механизмов развития адаптационного синдрома, степени нарушения адаптивных механизмов и возможностей восстановления нарушенных функций организма изучение активности ферментов пуринового обмена представляет большой интерес при воздействий на организм угольной пыли у лабораторных животных, так как исследований в данном направлении в доступной литературе нами не обнаружено.

Поэтому целью нашей работы было изучение влияния угольной пыли на активность ферментов метаболизма пуриновых нуклеотидов 5′-нуклеотидаза (5′-НТ), аденозиндезаминаза (АДА), аденозинмонофосфат-дезаминаза (АМФ-дезаминаза) в различных органах и тканях в эксперименте.

Материал и методы исследования. Опыты проводили на 30 (опытная группа – 20 экз., контрольная группа – 10 экз., крысы, вдыхавшие угольную пыль средней концентрации 50 мг/м3 в пылевой камере ежедневно по 4 часа в течение 12 недель) белых крысах самцах Вистар, весом около 220 ± 20 г.

Эксперименты на животных проводили в соответствии с Женевской конвенцией (1990 г.) и Хельсинкской декларацией о гуманном отношении к животным, по этическим нормам локального этического комитета университета. Для воспроизведения экспериментального антракоза у подопытных крыс использовали специальную ингаляционную затравочную камеру. Подопытные животные размещаются в специальные конусообразные ячейки, прикрепленные головным концом к боковым стенкам затравочной камеры. Устройство для ингаляционной затравки экспериментальных животных угольными пылями позволяет распылять пыль в ингаляционной затравочной камере, равномерно распределять ее в зону дыхания животных и сохранить заданную концентрацию угольной пыли в затравочной камере с помощью автоматического анализатора [13]. Угольная пыль использованная в эксперименте предварительно измельчали на вибрационном измельчителе. Окончательная доводка до величин, близких к дисперсности аэрозолей, витающих в воздухе рабочих зон, выполнена вручную в агатовой ступке.

Для исследования использовались лимфолизаты крови, гомогенаты печени, селезенки, лимфатических узлов тонкого кишечника, тимуса и надпочечника. Активность 5′-НТ определяли по методу И.Д. Мансурова, Р.З. Стокмана [14], определение АДА проводили по методу H. Straub [15], а АМФ-дезаминазы по В.З. Горкину с соавт. (1968) в модификации С.О. Тапбергенова [16]. Результаты исследований обработаны статистически с применением критерия Стьюдента-Фишера.

Результаты исследования. Анализ результатов показал, что активность 5′-НТ в печени у запыленных животных возросла с 0,024 ± 0,004 нмоль/с на мг белка до 0,091 ± 0,002 нмоль/с на мг белка (р < 0,001) (таблица). У опытных животных активность АДА значительно (почти 3 раза) превышала контрольные значения. У контрольных животных показатель активности АДА регистрировался в пределах 0,165 ± 0,035, у опытных животных – в пределах 0,624 ± 0,026 нмоль/с на мг белка (р < 0,001).

Активность фермента АМФ-ДА в печени была повышена (более чем в 10 раз) в сравнении с контрольными величинами. У контрольных животных активность была 0,010 ± 0,003, а у опытных животных отмечена 0,265 ± 0,008 нмоль/с на мг белка (р < 0,001).

Активность ферментов цикла пуриновых нуклеотидов у животных запыленных угольной пылью

№ п/п

Показатели

Контрольная группа

Опытная группа

Печень

1

5′-нуклеотидаза

0,024 ± 0,004

0,091 ± 0,002***

2

АДА

0,165 ± 0,035

0,624 ± 0,026***

3

АМФ-дезаминаза

0,010 ± 0,003

0,265 ± 0,008***

Селезенка

1

5′-нуклеотидаза

0,460 ± 0,028

0,089 ± 0,005***

2

АДА

1,510 ± 0,080

1,049 ± 0,090 **

3

АМФ-дезаминаза

0,385 ± 0,085

0,388 ± 0,019

Лимфатические узлы тонкого кишечника

1

5′-нуклеотидаза

0,132 ± 0,005

0,204 ± 0,014**

2

АДА

0,895 ± 0,049

1,776 ± 0,058***

3

АМФ-дезаминаза

0,139 ± 0,006

0,722 ± 0,059***

Тимус

1

5′-нуклеотидаза

0,188 ± 0,012

0,204 ± 0,027

2

АДА

0,611 ± 0,016

1,983 ± 0,087***

3

АМФ-дезаминаза

0,327 ± 0,031

0,711 ± 0,026***

Надпочечники

1

5′-нуклеотидаза

0,038 ± 0,005

0,195 ± 0,029***

2

АДА

0,808 ± 0,084

1,523 ± 0,086***

3

АМФ-дезаминаза

0,054 ± 0,006

0,346 ± 0,020**

Лимфолизаты крови

1

5′-нуклеотидаза

0,002 ± 0,0004

0,032 ± 0,004***

2

АДА

0,005 ± 0,001

0,007 ± 0,0009

3

АМФ-дезаминаза

0,005 ± 0,0008

0,019 ± 0,001***

Примечание. Различия с контрольной группой достоверны ** – р < 0,01, *** – р < 0,001.

Из приведенных в таблице данных видно, что активность 5′-нуклеотидазы в селезенке у животных с антракозом, по сравнению с контрольной группой, снижена с 0,460 ± 0,028 до 0,089 ± 0,005 нмоль/с на мг белка (р < 0,001). Активность аденозиндезаминазы в селезенке у контрольных животных регистрировался в пределах 1,510 ± 0,080 нмоль/с на мг белка, тогда как у животных II группы находилась в пределах 1,049 ± 0,090 нмоль/с на мг белка (р < 0,01), снижен на 30,5 % сравниваемого показателя. Со стороны АМФ-дезаминазы существенных изменений нами не фиксировалось (р > 0,05).

В надпочечниках активность 5′-НТ у контрольных животных отмечена 0,038 ± 0,005 нмоль/с на мг белка, когда у запыленных животных активность фермента была в пределах 0,195 ± 0,029 нмоль/с на мг белка (р < 0,001). Активность фермента у опытных животных повышена более чем в 4 раза в сравнении с контрольными величинами.

Активность ферментов АДА и АМФ-ДА в надпочечниках у опытных животных отмечено достоверное повышение в сравнении с контрольными величинами (активность АДА: опытная группа – 1,523 ± 0,086, контрольная группа – 0,808 ± 0,084 нмоль/с на мг белка, р < 0,001; активность АМФ-ДА: опытная группа – 0,346 ± 0,020, контрольная группа – 0,054 ± 0,006 нмоль/с на мг белка, р < 0,01).

Активность 5′-нуклеотидазы в лимфатических узлах тонкого кишечника у животных II группы повышена с 0,132 ± 0,005 нмоль/с на мг белка до 0,204 ± 0,014 нмоль/с на мг белка (р < 0,01). Активность аденозиндезаминазы у контрольных животных регистрировался в пределах 0,895 ± 0,049 нмоль/с на мг белка, тогда как у опытных животных в пределах 1,776 ± 0,058 нмоль/с на мг белка (р < 0,001), активность увеличена на 98,43 %. Активность фермента АМФ-дезаминазы в лимфоузлах тонкого кишечника у запыленных животных была повышена более чем в 5,2 раза в сравнении с контрольными величинами (р < 0,001).

В сторону повышения наблюдались со стороны пуринового обмена в тимусе при пылевом факторе воздействии. Наблюдалось достоверное повышение активности фермента аденозиндезаминазы в 3,25 раза (р < 0,001) и АМФ-дезаминазы в 2,17 раза (р < 0,001), а активность 5′-нуклеотидазы имеет тенденцию к повышению до 0,204 ± 0,027 нмоль/с на мг белка (р > 0,05).

Как показали исследования при воздействии угольной пыли активность АДА в лимфоцитах периферической крови не претерпевает особых изменений, а АМФ-дезаминаза достоверно увеличивается на 280,0 % (р < 0,001), а активность 5′-нуклеотидазы с 0,002 ± 0,0004 до 0,032 ± 0,004 нмоль/с на мг белка (р < 0,001).

Обобщая результаты, полученные в экспериментах можно констатировать, что воздействие угольной пыли вызывает значительные нарушения ферментов пуринового обмена. Под воздействием пылевого фактора происходит активация обмена пуриновых нуклеотидов в печени, лимфоузлах, надпочечниках, тимусе и лимфолизате, снижение в селезенке, что характеризует напряжение адаптационно-компенсаторных механизмов организма на воздействие изученного пылевого фактора, путем активации ферментов цикла пуриновых нуклеотидов.


Библиографическая ссылка

Ильдербаев О.З., Нурмуканов Д.К., Ильдербаева Г.О., Узбеков Д.Е. ВЛИЯНИЕ УГОЛЬНОЙ ПЫЛИ НА АКТИВНОСТЬ ФЕРМЕНТОВ ЦИКЛА ПУРИНОВЫХ НУКЛЕОТИДОВ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ // Международный журнал экспериментального образования. – 2015. – № 11-3. – С. 457-459;
URL: http://expeducation.ru/ru/article/view?id=8467 (дата обращения: 24.10.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074