Взаимосвязь распределения концентрации ферментов системы ПОЛ-АО в сыворотке крови и скелетной мышечной ткани крыс

Борискин П.В.; Гуленко О.Н.; Девяткин А.А.; Каримова Р.Г.; Леонов В.В.; Павлова О.Н.; Тороповский А.Н.; Boriskin P.V.; Gulenko O.N.; Devyatkin A.A.; Karimova R.G.; Leonov V.V.; Pavlova O.N.; Toropovskiy A.N.

doi:10.31588/2413-4201-1883-243-3-36-40

Взаимосвязь распределения концентрации ферментов системы ПОЛ-АО в сыворотке крови и скелетной мышечной ткани крыс

Автор: Борискин П.В., Гуленко О.Н., Девяткин А.А., Каримова Р.Г., Леонов В.В., Павлова О.Н., Тороповский А.Н.

Журнал: Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана @uchenye-zapiski-ksavm

Статья в выпуске: 3 т.243, 2020 года.

Бесплатный доступ

Одной из центральных задач, стоящих перед современными исследователями является поиск маркеров сердечно сосудистых заболеваний, позволяющих своевременно выявлять изменения на ферментативном уровне в системе перекисного окисления липидов - антиоксидантов. Несмотря на достаточно глубокую изученность патологий сердечно-сосудистой системы сведения о функциональной активности клеток миокарда при деструктивных воздействиях и оксидативном стрессе все же недостаточны. В статье представлено исследование взаимосвязей распределения концентраций ферментов системы ПОЛ-АО в сыворотке крови и скелетной мышечной ткани белых беспородных крыс. С помощью коэффициентов корреляции Спирмена, гамма корреляции и Кендела Тау выявлено достоверное наличие слабой силы обратной корреляционной связи между концентрацией каталазы в сыворотке крови и скелетной мышце (Spearman R = -0,21 при p

Еще

Оксидативный стресс, скелетная мышца, сыворотка крови, каталаза, супероксиддисмутаза, глутатионпероксидаза

Короткий адрес: https://sciup.org/142226027

IDR: 142226027 | УДК: 57.023:57.085.2 | DOI: 10.31588/2413-4201-1883-243-3-36-40

The relationship between the concentration distribution of enzymes of the antioxidant lipid peroxidation system in the blood serum and skeletal muscle tissue of rats

One of the central tasks of modern researchers is the search for markers of cardiovascular diseases, which allow timely detection of changes at the enzymatic level in the system of peroxidation of lipids - antioxidants. Despite the rather deep study of cardiovascular system pathologies, data on the functional activity of myocardial cells under destructive effects and oxidative stress are still insufficient. The article presents the study of the interrelations between the distribution of POL-AO enzyme concentrations in blood serum and skeletal muscle tissue of white non-pedigreed rats. By means of Spearman, Gamma and Kendel Tau correlation coefficients it was revealed a reliable presence of a weak force of inverse correlation between the concentration of catalase in blood serum and skeletal muscle (Spearman R = -0.21 at p

Еще

Текст научной статьи Взаимосвязь распределения концентрации ферментов системы ПОЛ-АО в сыворотке крови и скелетной мышечной ткани крыс

Центральной задачей физиологии является изучение процессов адаптации гомойотермных организмов к различным факторам среды. Физическая нагрузка является одним из этих факторов. В естественных условиях она несет в себе оздоровительную функцию и расширяет функциональные возможности различных систем организма, в частности дыхательной и сердечно-сосудистой. Но при увеличении объема физических нагрузок изменяется динамика метаболических процессов и возникает поле возможностей для формирования патологических отклонений [1].

Уровень физической активности влияет не только на интенсивность обменных процессов, но и затрагивает процесс формирования и функционирования систем органов, таких как костная, мышечная, сердечно-сосудистая. Так же изменяется эффективность антиоксидантной системы организма за счет интенсификации транспорта кислорода, работы митохондриальной системы. Однако, резервы организма исчерпаемы и сверхнагрузки приводят к нарушению гомеостатического равновесия, вызывая нарушения в окислительно-восстановительных процессах, которые протекают при функционировании всех органов и систем, приводя к патологическим результатам. Причинами являются дефицит кислорода в тканях, избыточная активность симпатоадреналовой системы, сбои в системе ПОЛ-АО [1, 2, 3, 4]. Изменения в работе ПОЛ-АО имеют негативное значение для организма изменяя метаболизм и соответственно отражаются на показателях крови [5, 6, 9, 11, 12]. Вопросы связи гомеостатического равновесия, системы ПОЛ-АО и влияния физических нагрузок на обменные процессы изучены недостаточно, особенно в плане выявления взаимосвязей между ферментами системы ПОЛ-АО в мышечной ткани и сыворотке крови.

Цель исследования: изучить взаимосвязи распределения концентраций ферментов системы перекисного окисления липидов – антиоксидантов в сыворотке крови и скелетной мышечной ткани крыс.

Материал и методы исследований. Исследование проводили на беспородных белых половозрелых крысах мужского пола одного месяца рождения массой 190-210 г в количестве 150 штук. Животных содержали в виварии в стандартных условиях при свободном доступе к воде и пище. Все животные были вовлечены в эксперимент одновременно.

Концентрацию малонового диальдегида определяли по методу В.В. Рогожина [7]. Согласно методике Королюка М.А. проводили определение активности каталазы [8]. Активность глутатионпероксидазы выявляли по методу В.М. Мойн. Методом Гуревича В.С. определяли активность супероксиддисмутазы [7], а активность глутатионредуктазы и диеновых конъюгатов определяли спектрофотометрически при длине волны 340 нм и 233 нм соответственно.

Концентрации ферментов изучали в скелетной мышечной ткани и сыворотке крови. Для забора крови и мышечной ткани крыс убивали под эфирным наркозом методом декапитации в соответствии с этическими нормами, а затем извлекали скелетную мышечную ткань, ее промывали физиологическим раствором и замораживали.

Гомогенаты скелетной мышечной ткани готовили путем механического измельчения 1 г ткани с 9 мл трис-буфера (рН 7,4), со скоростью 5000 об/мин в сосуде с двойными стенками, постоянно охлаждаемом проточной водой. [10].

Цифровой материал подвергали обработке путем непараметрического корреляционного анализа с использованием ко- эффициентов гамма корреляции Спирмена и Кенделла Тау.

Результаты исследований. По результатам опыта был собран массив числовых данных, отражающий значение концентраций ферментов системы перекисного окисления липидов – антиоксидантов в сыворотке крови и скелетной мышечной ткани крыс. Эти данные были подвергнуты статистической обработке (Таблица 1). Изначально, статистический анализ был ориентирован на проверку полученных результатов концентраций ферментов на соответствие нормальному распределению с использованием одновыборочного критерия Колмогорова-Смирнова. В результате было установлено, что распределение концентраций каталазы, МДА, СОД, ГП, ГР и ДК в сыворотке крови и мышечной ткани крыс не соответствует нормальному.

В связи с тем при дальнейшей статистической обработке нами были применены непараметрические методы анализа.

Таблица 1 – Распределение значений концентраций ферментов системы ПОЛ-АО в сыворот- ке крови и скелетной мышечной ткани белых крыс

Показатель	N	M	Me	Min	Max	25 Perc	75 Perc	10 Perc	90 Perc
М			алоновый диальдегид
Сыворотка крови	150	6,31	6,35	5,30	7,90	5,90	6,70	5,70	6,90
Скелетные мышцы	150	5,86	5,80	5,10	6,70	5,60	6,20	5,30	6,40
Каталаза
Сыворотка крови	150	19,72	19,60	17,40	22,10	18,90	20,40	18,35	21,40
Скелетные мышцы	150	35,20	35,20	33,10	37,40	34,50	35,80	33,70	36,45
Глутатионпероксидаза
Сыворотка крови	150	123,50	123,50	122,10	125,10	123,10	124,20	122,60	124,70
Скелетные мышцы	150	143,30	143,40	141,70	145,20	142,70	143,80	142,20	144,35
Супероксиддисмутаза
Сыворотка крови	150	29,01	29,10	27,30	30,70	28,40	29,60	28,00	30,20
Скелетные мышцы	150	96,96	96,80	94,80	98,90	96,30	97,70	95,60	98,45
Глутатионредуктаза
Сыворотка крови	150	70,75	70,80	69,40	71,80	70,40	71,20	69,80	71,60
Скелетные мышцы	150	24,65	24,60	23,10	25,90	24,20	25,10	23,80	25,70
Диеновые конъюгаты
Сыворотка крови	150	34,31	34,30	32,90	35,60	33,90	34,70	33,50	35,10
Скелетные мышцы	150	30,24	30,20	28,50	31,90	29,50	30,80	29,10	31,50

Также, нами проведено исследование по поиску корреляций распределения концентраций ферментов системы перекисного окисления липидов – антиокси- дантов в сыворотке крови и скелетных мышцах крыс с использованием непараметрических коэффициентов корреляции Спирмена (Таблица 2).

Таблица 2 – Коэффициент корреляции Спирмена по распределению концентрации фермен- тов системы ПОЛ-АО в сыворотке крови и скелетной мышечной ткани крыс

Фермент	Корреляция по Спирмену	Valid N	Spearman R	p-level
Каталаза	сыворотка крови & мышцы	150	-0,205246	0,011749
Супероксиддисмутаза	сыворотка крови & мышцы	150	0,011671	0,887281
Глутатиопероксидаза	сыворотка крови & мышцы	150	0,074324	0,366039
Глутатионредуктаза	сыворотка крови & мышцы	150	-0,024625	0,764856
Малоновый диальдегид	сыворотка крови & мышцы	150	0,025319	0,758424
Диеновые конъюгаты	сыворотка крови & мышцы	150	0,022562	0,784048

По результатам опыта и табличным данным достоверно установлено наличие обратной корреляционной связи слабой силы между активностью каталазы в сыворотке крови и скелетной мышечной ткани (R= -0,21 при p ≤ 0,011749).

Также был проведен поиск корреляционных связей между активностью ферментов системы ПОЛ-АО в сыворотке крови и скелетной мышечной ткани крыс с использованием критериев гамма корреляции и Кенделла Тау (Таблица 3).

Таблица 3 – Коэффициенты гамма и Кенделла Тау корреляции по распределению концен- трации ферментов системы ПОЛ-АО в сыворотке крови и скелетной мышечной ткани крыс

Коэффициент гамма корреляции
MD pairwise deleted Marked correlations are significant at p <0,05000
Фермент	Корреляция	Valid N	Gamma	Z	p-level
Малоновый диальдегид	сыворотка крови & мышцы	150	0,021870	0,367952	0,712909
Каталаза	сыворотка крови & мышцы	150	-0,144658	-2,54344	0,010977
Глутатиопероксидаза	сыворотка крови & мышцы	150	0,055708	0,966356	0,333866
Супероксиддисмутаза	сыворотка крови & мышцы	150	0,009665	0,167139	0,867261
Глутатионредуктаза	сыворотка крови & мышцы	150	-0,022371	-0,380995	0,703207
Диеновые конъюгаты	сыворотка крови & мышцы	150	0,015628	0,26986	0,787270
Коэффициент Кенделла Тау
MD pairwise deleted Marked correlations are significant at p <,05000
Фермент	Корреляция	Valid N	Kendall Tau	Z	p-level
Малоновый диальдегид	сыворотка крови & мышцы	150	0,020263	0,367952	0,712909
Каталаза	сыворотка крови & мышцы	150	-0,140064	-2,54344	0,010977
Глутатиопероксидаза	сыворотка крови & мышцы	150	0,053216	0,966356	0,333866
Супероксиддисмутаза	сыворотка крови & мышцы	150	0,009204	0,167139	0,867261
Глутатионредуктаза	сыворотка крови & мышцы	150	-0,020981	-0,380995	0,703207
Диеновые конъюгаты	сыворотка крови & мышцы	150	0,014861	0,26986	0,787270

Согласно данным, представленным в таблице 3 достоверно выявлена слабой силы корреляционная связь между концентрацией каталазы в сыворотке крови и скелетной мышечной ткани крыс: Gamma = -0,14 при p≤0,010977; Kendall Tau = -0,14 при p≤0,010977.

Заключение. Примененные три способа непараметрического корреляционного анализа для оценки взаимосвязи распределения концентраций ферментов системы ПОЛ-АО в сыворотке крови и скелетных мышцах крыс выявили, что при активности каталазы в организме животных в пределах физиологической нормы определяется достоверная обратная корреляционная связь слабой силы (R= -0,21 при p≤ 0,011749; Gamma = -0,14 при p≤0,010977; Kendall Tau = -0,14 при p≤0,010977).

ВЗАИМОСВЯЗЬ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ФЕРМЕНТОВ СИСТЕМЫ

Резюме

В статье представлено исследование взаимосвязей распределения концентраций ферментов системы ПОЛ-АО в сыворотке крови и скелетной мышечной ткани белых беспородных крыс. С помощью коэффициентов корреляции Спирмена, гамма корреляции и Кендела Тау выявлено достоверное наличие слабой силы обратной корреляционной связи между концентрацией каталазы в сыворотке крови и скелетной мышце (Spearman R = -0,21 при p≤0,011749, Gamma = -0,14 при p≤0,010977; Kendall Tau = -0,14 при p≤0,010977).

Список литературы Взаимосвязь распределения концентрации ферментов системы ПОЛ-АО в сыворотке крови и скелетной мышечной ткани крыс

Алиев, С.А. Новые аспекты исследований в биохимии физических упражнений и спорта / С.А. Алиев, А.К. Гасанова, С.С. Алибекова // Научный альманах. - 2015. - № 12-2 (14). - С. 397-404.
Болдырев, А.А. Роль активных форм кислорода в жизнедеятельности нейрона / А.А. Болдырев // Успехи физиологических наук. - 2003. - Т. 34. - № 3. -С. 391.
Воейков, В.Л. Биофизикохимические аспекты старения и долголетия / В.Л. Воейков // Успехи геронтологии. - 2002. - № 9. - С. 261.
Гаджиев, А.М. Роль эндогенных и экзогенных антиоксидантов в адаптивной мышечной деятельности / А.М. Гаджиев, С.А. Алиев, С.Е. Агаева // Теория и практика физической культуры и спорта. -Москва. - 2014. - №8. - С. 53-56.
Закирова, А.Н. Клиникогемодинамические эффекты карведилола, влияние на перекисное окисление липидов и маркеры воспаления у больных ИБС с ХСН. / А.Н. Закирова, Р.Р. Габидуллин, Н.Э. Закирова // Сердечная недостаточность. -2006. - № 7. - С. 1-14.
Керимова А.К. Влияние физических нагрузок на уровень перекисного окисления липидов в скелетных мышцах / А.К. Керимова, А.М. Гаджиев // Актуальные проблемы физиологии и биохимии. -2004. - C. 256-264.
Коробейникова, О.Н. Модификация определения продуктов перекисного окисления липидов в реакции с тиобарбитуровой кислотой / О.Н. Коробейникова // Лаб. дело. - 1989. - № 7. - C. 8-10.
Королюк, М.А. Метод определения активности каталазы / М.А. Королюк, Л.И. Иванова, И.Т. Майорова // Лаб. дело. - 1988. - № 1. - С. 16-19.
Максимович, Д.И. Исследование активности антиоксидантных ферментов у крыс с экспериментальным метаболическим синдромом / Д.И. Максимович, Е.О. Корик // ИНТЕРНАУКА. - 2017. - № 12-1 (16). - С. 10-12.
Руководство по экспериментальному (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ / под ред. Р.У. Хабриева. 2-изд., перераб. и доп. - М.: Медицина. - 2005. - 832 с.
Mittal, M. Reactive Oxygen Species in Inflammation and Tissue Injury / M. Mittal, M.R. Siddiqui, K. Tran [et al.] / Antioxid. Redox Signal. - 2014. - V. 20. - P. 1126-1167
Xu, J. Inflammation, innate immunity and blood coagulation / J. Xu, F. Lupu, C. Esmon // Hamostaseol. - 2010. - V. 1.30. - P. 5-9.

Еще