К репаративной системе относятся липолитические ферменты (липазы, фосфолипазы), протеазы, пептидазы, ДНК-репаразы, эндо- и экзонуклеазы, лигазы.
В процессах перекисного окисления липидов , _емма_рованных АФК, происходит существенная модификация фосфолипидов плазматической и внутриклеточных мембран. В удалении поврежденных жирнокислотных ацилов мембранных липидов участвуют фосфолипазы А1 и А2, а также фосфолипаза С. Выяснено, что перекисное окисление мембранных липидов может стимулировать липолитическое действие фосфолипазы А2. Исследования показали, что предпочтительными субстратами для данного фермента служат именно перекисные формы фосфолипидов. По-видимому, это может иметь важное значение в процессах мембранной репарации, поскольку предоставляет клетке дополнительную защиту против ПОЛ.
В защите клетки принимают участие и протеолитические ферменты, осуществляющие деградацию окисленных белков, предотвращая тем самым их накопление. В последние годы было установлено, что деградацию окисленных белков осуществляют протеосомы, мультикаталитические протеазные комплексы, состоящие примерно из 28 субъединиц, организованных в цилиндрическую структуру. Комплекс протеаз, селективно деградирующий модифицированные белки (окисленные или помеченные убиквитином), играет главную роль в нелизосомальном расщеплении внутриклеточных белковых молекул. Две главные протеосомы (20S и 26S-частицы) идентифицированы. Только 20S протеосома деградирует окисленные белки. Протеосома содержит три главных активности – трипсиноподобную, химотрипсиноподобную и карбоксипротеазную. Протеолиз протеосомой требует разворачивания полипептидных цепей и транспорта развернутого белка во внутренний активный компартмент комплекса [Tsu-ChungChang,Wei-YuanChou,Gu-GangChang,2000].
1.3. Антиоксиданты плазмы крови
Защита ферментов и белков, в частности липопротеинов, присутствующих в плазме крови, осуществляется внеклеточной АОС. Эта антиоксидантная система, как и клеточная, характеризуется наличием антиоксидантных ферментов и низкомолекулярных биоантиоксидантов и присутствует не только в плазме крови, но и в межклеточной, спинномозговой, синовиальной жидкостях и лимфе.
К высокомолекулярным соединениям, содержащимся в плазме крови и обладающим антиоксидантной активностью, относятся экстрацеллюлярная СОД, каталаза и ГПО, альбумины, церулоплазмин, трансферрин, лактоферрин, ферритин, гаптоглобин и гемопексин (белок, связывающий _емм). По мнению [Halliwell, Gutteridge, 1986] удаление О2- и Н2О2 СОД, каталазой и ГПО вносит небольшой вклад в антиоксидантную активность внеклеточных жидкостей. Авторы считают, что главными защитными системами в плазме являются антиоксидантные белки, связывающие ионы металлов переменной валентности в формы, которые не могут стимулировать свободнорадикальные реакции, либо другим способом, препятствующим ионам металлов принимать участие в таких реакциях. Известно, что церулоплазмин, обладающий ферроксидазной активностью, ингибирует Fe2+-зависимое ПОЛ и образование ·ОН из Н2О2. ЦП считается основным антиоксидантом плазмы крови. Поскольку ЦП неспецифически связывает Cu2+, он тормозит также Cu2+-стимулируемое образование АФК.
К внеклеточной неферментативной АОС в настоящее время относят ураты и билирубин – метаболиты, образующиеся при расщеплении пуриновых нуклеотидов и _емма, а также витамины С, Е и А (каротины), поступающие в организм с пищей.
Компоненты АОС работают в комплексе: ферментативная АОС осуществляет обезвреживание О2- и Н2О2 ингибиторы органических радикалов также участвуют в цепочке взаимопревращений, в результате которых образуется менее активная форма радикала.
ROO·® (токоферол)·® (аскорбат)·® (урат)·
Целесообразность существования таких взаимопревращений заключается в более гибкой регуляции и надежности гомеостазирования свободнорадикальных процессов в клетке [Соколовский, 1988].
Церулоплазмин: структура, свойства, биологическая роль
Церулоплазмин (КФ 1.16.3.1, ферро- О2- оксидоредуктаза, ЦП) – металлогликопротеин a2 – глобулиновой фракции, относится к семейству голубых оксидаз. ЦП – белок с большой молекулярной массой, представленный одной полипептидной цепью, но имеющий несколько изоформ и характеризующийся сложной картиной распределения в тканях, а также разнообразием кооперативных форм участия в метаболизме меди и железа в организме [Мжельская, 2000]. ЦП связывает более 95 % общего количества меди, содержащейся в сыворотке крови. Молекула ЦП состоит из 1046 аминокислотных остатков, содержит около 8 % углеводов и 6-7 атомов меди. Пространственная организация и каталитические свойства ЦП определяются присутствием меди [Василец, 1975]. ЦП – это мультифункциональный белок, одна из главных его функций – медьтранспортная, реализуется при взаимодействии со специфическими рецепторами, локализованными на наружной поверхности плазматических мембран клеток. Установлено существование специфического белка-рецептора на мембранах различных клеток, в том числе и на мембранах эритроцитов человека [Пучкова, Вербина и др. 1991]. Рецепция осуществляется путем связывания терминальных остатков сиаловых кислот эритроцитарной мембраны и остатков маннозы и ацетилглюкозамина углеводной части молекулы ЦП. Известно, что лишь 40 % ЦП содержит углеводный фрагмент способный прочно связываться с рецепторами эритроцитов [Саенко , Ярополов , 1991].
В гепатоцитах синтезируется три молекулярные формы ЦП: две из них – секретируемые (сывороточный ЦП и ЦП с молекулярной массой 200 кД), третья – внутриклеточный несекреторный ЦП-подобный белок с молекулярной массой 50 кД. Помимо печени мРНК ЦП обнаружены в коре головного мозга, мозжечке, гипоталамусе, сосудистом сплетении мозговых желудочков, кишечнике, почках, сердце, ретикулоэндотелиальной системе селезенки и бронхиолярном эпителии человека и лабораторных животных [Мжельская, 2000]
ЦП является одним из основных АО плазмы крови. Особенностью этого белка является высокая стабильность к токсическому действию АФК, что позволяет ему сохранять биологическую активность в условиях интенсивной генерации АФК [Gutteridge, Richmond, Halliwell,1980].
ЦП проявляет как специфическую, так и неспецифическую антиоксидантную активность. Специфическая активность, связанная со снижением уровня активных метаболитов кислорода, может быть реализована несколькими путями. В плазме крови церулоплазмин окисляет Fe2+ до Fe3+, после чего окисленные ионы железа связываются трансферрином и транспортируются в гепатоциты и развивающиеся ретикулоциты. Существенно, что окисление железа ЦП, в отличие от неферментативного окисления Fe2+ в присутствие О2, не сопровождается образованием супероксидного анион – радикала, поэтому в окислительных реакциях с участием ионов железа ЦП оказывается антиоксидантом [Киселев, 1988]. ЦП обладает способностью удалять из крови супероксидные анион-радикалы. Он вызывает дисмутацию О2-, которая имеет не ферментативный, а стехиометрический характер, таким образом происходит восстановление О2- до воды, а не до перекисей, в отличие от других антиоксидантных ферментов. Со способностью перехватывать О2- связывают ингибирующее действие ЦП на процессы ПОЛ в хиломикронах и липопротеинах [Санина, Бердинских, 1986]. ЦП является наиболее сильным среди белков сыворотки ингибитором образования гипогалоидов в системе милопероксидаза-Н2О2-Сl-, способен инактивировать АФК, генерируемые миелопероксидазой, защищая a1- антипротеиназу от окислительной инактивации гипохлоритом [Зенков и др., 1993].
Неспецифическая антиоксидантная активность Цп обусловлена образованием комплексных соединений с медью [Саенко, Ярополов,1991].
Глава 2. Материалы и методы
2.1. Объект исследования
Были проведены исследования 3-х пациентов женского пола в возрасте от 21 до 51 года, поступивших в стационар ККБ №1 с заболеванием – эндемический зоб. Исследования проводили на крови, взятой из вены медперсоналом ККБ№1. У каждой пациентки кровь бралась 4 раза: А – до оперпции, Б - в день операции, В – через3-4 дня после операции, Г-через неделю после операции. Определяли активность церулоплазмина в плазме крови.
2.2. Методика определения активности ЦП
Определение церулоплазмина в плазме крови модифицированным методом Ревина [].
Принцип метода основан на окислении р-фенилендамина при участии церулоплазмина [Камышников, 2000].
Реактивы:
1. 0.5 %-ный водный раствор солянокислого р-фенилендиамина.
2. 0.4 М ацетатный буфер, рН 5.5. Готовят из двух растворов:
1) 54.44 г ацетата натрия растворяют в 1л дистиллированной воды;
2) 22.6 мл ледяной уксусной кислоты доводят до 1л.
Полученные растворы смешивали в отношении 9:1 в большом количестве.
3. 3%-ный раствор фтористого натрия. После растворения соли в дистиллированной воде раствор профильтровывают.
Ход определения:
В пробирки вносят по 8 мл ацетатного буфера и 0.1 мл плазмы. В контрольную пробирку добавляют 2мл раствора фтористого натрия (для инактивации ферментативной активности церулоплазмина). Затем во все пробирки вносят по 1 мл раствора р-фенилендиамина (используемого в качестве субстрата). Пробирки встряхивают, помещают в термостат и инкубируют в течение часа при температуре 37 С. После инкубации во все пробирки (за исключением контрольной) добавляют по 2 мл раствора фтористого натрия. Содержимое пробирок перемешивают, затем их переносят в холодильник, где выдерживают 30 мин при 4С. Пробы колориметрируют против контроля (бледно-розовой окраски) в кюветах с шириной слоя 1,0 см при = 530 нм.
Умножая значение оптической плотности на коэффициент пересчета 875, получают величину концентрации церулоплазмина в мг/л.
2.3 Статистическая обработка результатов
Обработка эксперементальных данный проводилась общепринятыми методами [Лакин, 1980].
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Для определения изменения активности церулоплазмина в течение периода лечения, кровь бралась 4 раза:
А – до операции;
Б – через 1-2 часа после операции;
В – через 3-4 дня после операции;
Г – через 7 дней после операции.
В плазме крови людей в норме согласно литературным данным (http://www.health-ua.com/articles/1368.html) ЦП содержится в концентрации 0.20-0.40 мг/мл, т в среднем 0.3 мг/мл. У больных эндемическим зобом, наблюдается значительное увеличение концентрации данного антиоксиданта (рис.1.).
Рис.1. Содержание ЦП в плазме крови здоровых людей и больных эндемическим зобом (1: конц. ЦП в норме; 2: конц. ЦП до операции).
У пациентов была проведена операция по удалению части ЩЗ.
Динамика изменений концентрации ЦП приведена на рис.2 .
Где
1 – до операции;
2 – через 1-2 часа после операции;
3 – через 3-4 дня после операции;
4 – через 7 дней после операции.
Рис.2.
После удаления части щитовидной железы у больных эндемическим зобом наблюдается постепенное уменьшение концентрации ЦП в плазме крови. Но на стадии 3 (через 3-4 дня после операции), заметно незначительное увеличение концентрации, после чего уровень ЦП приближается к нормальной величине, но не попадает в рамки допустимой нормы.
ВЫВОДЫ
1. Проанализирован литературный материал по теме данной курсовой работы.
2: Отработана методика определния церулоплазмина в плазме крови.
3. У больных с эндемическим зобом отмечается повышенный уровень церулоплазмина в плазме крови, превышающий контрольную величину на (%).
4. При данной патологии щитовидной железы после операции концентрация церулоплазмина в крови не достигает нормы.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ю.А. Владимиров, Свободные радикалы в живых системах / Ю.А. Владимиров, О.А.Азизова, А.И.Деев и др.// Итоги науки и техники. Сер. Биофизика. − 1991. − Т. 29. – С.
2. Кулинский В.И., Активные формы кислорода и оксидативная модификация макромолекул: польза, вред и защита / В.И. Кулинский, Л.С. Колесниченко // Успехи соврем. биологии. − 1993. − Т. 113, вып. 1. − С. 107-122.
3. Владимиров Ю.А., Перекисное окисление липидов в биологических мембранах/ Ю.А. Владимиров, А.И. Арчаков // М.: Наука. – 1972. − С. 282.
4. Н.К. Зентов, Окислительный стресс. Биохимические и патофизиологические аспекты/ Н.К. Зентов, В.З. Ланкин, Е.Б. Меньщикова //М: Наука. −2001. −С. 340.
5. С.Д. Варфоломеев, Простагландины – новый тип биологических регуляторов / С.Д. Варфоломеев // Соросовский Образовательный Журнал. −1996. −Т 1. −С. 40-47.
6. В.И. Кулинский, Лекционные таблицы по биохимии/ В.И. Кулинский// Биохимия регуляций. −1994. −вып. 4. − С.94.
7. S.M. Rapport , Catalase and glutathione peroxidaze. / S.M. Rapport, M.W.Muller//J.Biol.Chem. – 1979. −№ 14.−P.176−179.
8. B.J. Halliwell, Free radicals in Biology and Medicine. Third edition. / B.J. Halliwell, M.C. Cutteridge// Oxford: Oxford University Press. – 1999. – P. 937.
9. Е.Б. Меньщикова, окислительный стресс. Прооксиданты и антиоксиданты/ Е.Б. Меньщикова, В.З. Ланкин Н.К. Зенков, И.А. Бондарь и др. // М.:фирма «слово». – 2006. – С. 556.
10. М.Н. Кондрашов, Отрицательные аэрономы и активные формы кислорода/ М.Н. Кондрашов// Биохимия. – 1999. – 64, №3. – С.430 – 432.
11. В.П. Комов, Гормональная регуляция оборота супероксиддисмутазы в печени крыс/ В.П. Комов, Е.Ю. Иванова// Вопр. мед. химии. – 1983. −№5. −С.79 – 82.
12. В.И.Кулинский, Биологическая роль глутатиона/ В.И.Кулинский Л.С. Колесниченко // Успехи соврем. биологии. −1990. −Т. 110, вып. 1(4) . − С. 20-33.
13. В.П. Скулачев, Кислород в живой клетке: Добро и зло/ В.П. Скулачев // Соросовский Образовательный Журнал. −1996. −Т. 3. −С. 4-10.
14. И.А.Зборовская, Антиоксидантная система организма, ее значение в метаболизме. Клинические аспекты/ И.А. Зборовская, М.В. Банникова// Вестн. Рос АМН. −1995. −№6. − С.53 – 60.
15. Г.И. Клебанов , Антиоксидантная активность сыворотки крови / Г.И. Клебанов, Ю.О. Теселкин, И.В. Бабенкова и др.//Вестн. Рос. АМН. −1999. − №2. − С. 15-22.
16. М.В.Кения, Роль низкомолекулярных антиоксидантов при окислительном стрессе / М.В. Кения, А.И. Лукаш, Е.П. Гуськов// Успехи соврем. биологии. −1993 . −№4. −С. 456-470.
Приложение 1
Динамика ЦП в плазме больных эндемическим зобом.
| № пробы | мг/л |
| 1А | 525 ± 31 |
| 1Б | 402 ± 35 |
| 1В | 481 ± 39 |
| 1Г | 350 ± 22 |
| 2А | 612 ± 27 |
| 2Б | 525 ± 41 |
| 2В | 604 ± 30 |
| 2Г | 525 ± 38 |
| 3А | 568 ± 14 |
| 3Б | 481 ± 34 |
| 3В | 525 ± 35 |
| 3Г | 394 ± 26 |
Приложение 2
Данные измерений ЦП в плазме крови больных эндемическим зобом.
| № пробы | мг/л | ||||
| 1А | 519 | 533 | 547 | 502 | |
| 1Б | 371 | 401 | 422 | 413 | |
| 1В | 501 | 450 | 487 | 485 | |
| 1Г | 369 | 338 | 343 | 351 | |
| 2А | 601 | 595 | 632 | 619 | |
| 2Б | 557 | 509 | 533 | 500 | |
| 2В | 587 | 615 | 590 | 625 | |
| 2Г | 552 | 510 | 500 | 537 | |
| 3А | 578 | 561 | 571 | 560 | |
| 3Б | 457 | 504 | 494 | 470 | |
| 3В | 512 | 502 | 533 | 552 | |
| 3Г | 390 | 405 | 409 | 373 | |
8-09-2015, 19:54