Известно, что контроль метаболизма и физиологических функций всех клеток организма реализуется с помощью сложно организованных специфических многофункциональных ансамблей, включающих надклеточное гормональное звено и субклеточное системы. Ранее нами было установлено функциональное значение адрено-тиреоидной системы в трансбиоэнергетическом механизме становления адаптационных процессов [3]. Установлен синдром адрено-тиреоидной дисфункции лежащий в основе дисстресса, и сопровождающийся изменениями гормональной функции щитовидной железы и надпочечников [4].
Многочисленные и разнообразные по своей природе химические, физические и биологические агенты, способные модифицировать тиолдисульфидную систему, оказывают, тем самым, прямое влияние на биохимические и физиологические процессы, зависящие от функционального состояния её редокс-систем [5].
Особое место среди биотиолов формирующих свою редокс-систему занимает трипептид глютатион. Глутатион является ключевым звеном ферментов антиоксидантной защиты: глутатионпероксидазы, глутатионредуктазы, глутатионтрансферазы. Глутатион является ключевым элементом антиоксидантной защиты, он способен восстанавливать другие антиоксиданты. На реакционной способности тиоловых групп сказывается любое воздействие, в том числе гормональное, способное вызвать конформационные изменения молекулы белка.
Цель исследования. В сравнительном плане изучить функциональное состояние глутатионовой редокс-системы и глутатионредуктазы – фермента антиоксидантной защиты при гипотиреозе и адреналэктомии.
Материалы и методы исследования
Исследования проведены на беспородных белых крысах в возрасте 3–3,5 месяца массой тела 160–200 гр. Гипотиреоз вызывали тотальной тиреоидэктомией. В опыт брали животных на 8-е сутки после тиреоидэктомии. Адреналэктомию проводили общепринятым методом, на 4 сутки ткани животных брали для исследований. Питьевой режим этих животных включал поваренную соль. О состоянии глутатионой редокс-системы судили по количеству общего, окисленного (ОГ) и восстановленного глутатиона (ВГ) которые определяли по Вудворду и Фрею в модификации М.С. Чулковой, описанной С.В.Травиной [2]. Активность НАДФН2–зависимой глутатионредуктазы (ГР) определяли по методу С.Н. Власовой с соавтор. [1]. Результаты исследования проанализированы при помощи t-критерия Стьюдента. Различия считали достоверными при p<0,05.
Результаты исследования и их обсуждение
При гипотиреозе в крови активность глютатинредуктазы снижается, а при адреналэктомии не меняется (табл. 1).
Таблица 1
Глутатинредуктаза и глутатионовая редокс-система в крови при гипотиреозе и адреналэктомии (X±m)
|
Показатель |
Контроль |
Гипотиреоз |
Адреналэктомия |
|
Глутатионредуктаза (ГР) мкмоль НАДФН2 \г Нв в мин |
6.0±0.31 |
2.8±0.16*↓ |
6.5±0.29 |
|
Общий глутатион (мкмоль/л) |
1680.28±82.05 |
2362.72±43.52*↑ |
1394.70±56.41*↓ |
|
Окисленный глутатион (ОГ) (мкмоль/л) |
115.05±9.44 |
273.96±12.09*↑ |
238.67±11.54*↑ |
|
Восстановленный глутатион (ВГ) (мкмоль/л) |
1565.23±72.61 |
2088.82±31.43*↑ |
1156.03±44.87*↓ |
|
Соотношение ВГ/ОГ |
13.6 |
7.64* |
4.84* |
Примечание. * – р<0.05 в сравнении с контролем.
При гипотиреозе одновременно увеличивается уровень всех форм глютатиона: общего, восстановленного и окисленного глутатионаа при адреналэктомии увеличивается уровень только окисленного глутатиона, а уровень других форм глутатиона снижается (табл. 1). Как следует понимать эти результаты? Для этого мы решили основываться на положении о биологической функции тиолдисульфидной глутатионовой редокс – системе и её логической связи с ферментами глутатионовой системы. Для этого мы в сравнительном плане рассчитали соотношение уровней ВГ/ОГ норме, при гипотиреозе и при адреналэктомии (табл. 1). В результате этого нами было обнаружено, что при гипотиреозе соотношение ВГ/ОГ снижается с 13,6 до 7,64, при адреналэктомии это соотношение снижается до 4,84.
Все эти данные свидетельствуют об усиленном использовании восстановленной форма глютатиона в глутатионпероксидазной системе и при гипотиреозе, и при адреналэктомии. Но при адреналэктомии использование восстановленной формы глютатиона для антиоксидантной функции глутатионпероксидазы значительно выше.
Таким образом, и при гипотиреозе и при адреналэктомии в крови имеет место функциональный сдвиг колебаний тиолдисульфидного равновесия глутатионовой редокс-системы в сторону усиления использования восстановительных эквивалентов, т.е. имеет место интенсивное использование для антиоксидантной защиты глутатионовой редокс-системы.
В печени гипотиреозных животных, как и в крови, резко снижается активность глутатионредуктазы. Но при адреналэктомии активность этого фермента в печени возрастает (табл. 2). Вместе с тем, эти изменения активности глутатионредуктазы сопровождаются увеличением уровня всех форм глутатиона, что свидетельствует об усилении процессов антиоксидантной защиты в печени и при гипотиреозе, и при адреналэктомии.
Таблица 2
Глутатинредуктаза и глутатионовая редокс-система в печени при гипотиреозе и адреналэтомии (X±m)
|
Показатель |
Контроль |
Гипотиреоз |
Адреналэктомия |
|
Глутатионредуктаза (ГР) мкмоль НАДФН2 \г Нв в мин |
229.6±11.14 |
141.1±7.34*↓ |
332.4±11.23*↑ |
|
Общий глутатион (мкмоль/г) |
9.24±0.29 |
12.80±0.23*↑ |
12.73±0.42*↑ |
|
Окисленный глутатион (ОГ) (мкмоль/г) |
0.45±0.03 |
1.12±0.04*↑ |
0.83±0.05*↑ |
|
Восстановленный глутатион (ВГ) (мкмоль/г) |
8.79±0.26 |
11.68±0.34*↑ |
11.90±0.37*↑ |
|
Соотношение ВГ/ОГ |
19.53 |
10.35* |
14.34* |
Примечание. * различия статистически значимы в сравнении с контролем р<0.05.
Активация антиоксидантной защиты в печени при гипотиреозе и адреналэтомии подтверждаются усилением использования восстановленного глутатиона для антиоксиданиной защиты, что видно из снижения соотношения ВГ/ОГ при гипотирозе до 10.35, при адреналэктомии до 14.34 (табл. 2).
Таким образом, при гипотиреозе и при адреналэктомии в печени, как реакция на недостаток гормонов, имеет место интенсивное вовлечение для антиоксидантной защиты глутатионовой редокс-системы и интенсивное использование глутатионпероксидазой восстановленной формы глутатиона (ВГ). Об этом явлении свидетельствует и снижение соотношения ВГ/ОГ при одновременном увеличении уровня общего глутатиона и уровня восстановленной формы глутатиона.
Все эти данные указывают на функциональный сдвиг колебаний тиолдисульфидного равновесия в сторону увеличения потребности восстановленной формы глутатиона для антиоксидантной защиты клеток печени как при гипотиреозе, так при адреналэктомии.
Заключение и выводы
1. Для адекватной оценки состояния антиоксидантной защиты следует использовать не только определение активности глутатионредуктазы и не просто уровня общего глутатиона, окисленного (ОГ) и восстановленного глутатиона (ВГ), а вычислять коэффициенты соотношения количества ВГ/ОГ, как наиболее полноценные показатели функционального состояния антиоксидантной защиты и показатели вероятных функциональных колебаний тиолдисульфидного равновесия глутатионовой редокс-системы.
2. В крови при гипотиреозе и при адреналэктомии, как адаптационная реакция организма на недостаток гормонов, имеет место функциональный сдвиг колебаний тиолдисульфидного равновесия в сторону усиленного расхода восстановленной формы глютатиона ферментом глутатионпероксидазой.
3. В печени при гипотиреозе при адреналэктомии на фоне разнонаправленных изменений активности глутатионредуктазы, имеет место функциональный сдвиг колебаний тиолдисульфидного равновесия в сторону увеличения использования восстановленной формы глутатиона для антиоксидантной защиты клеток.
4. В печени в крови при гипотиреозе и при адреналэктомии имеет место интенсивное вовлечение глутатионовой редокс-системы в антиоксидантный процесс.