УДК 636.32/38:619:57.043:591.111.1
doi: 10.15389/agrobiology.2015.4.495rus
О ВНЕШНЕМ ВОЗДЕЙСТВИИ γ-ИЗЛУЧЕНИЯ НА АКТИВНОСТЬ
АДЕНИЛАТЦИКЛАЗЫ В КЛЕТКАХ КРОВИ ОВЕЦ
Т.С. ШЕВЧЕНКО, И.В. КОНОПЛЕВА
В механизмах действия неблагоприятных факторов на организм млекопитающих особая роль отводится мессенджерным (регуляторным, или сигнал-трансдукторным) системам. Из них на внутриклеточном уровне к числу важнейших, влияющих на направленность метаболических реакций, относится система циклического аденозинмонофосфата (цАМФ). цАМФ-опосредованный механизм трансдукции сигнала многих гормонов, медиаторов и трансмиттеров, концентрация которых изменяется при действии радиационного фактора, предполагает участие аденилатциклазы — ключевого фермента в системе цАМФ. Поэтому возникает вопрос, вызывает ли внешнее воздействие γ-излучения на организм млекопитающих активацию аденилатциклазного сигнального пути в наиболее радиочувствительных клетках. Основная часть публикаций по этой проблеме связана с исследованиями на лабораторных животных, которые по физиологическим особенностям и радиорезистентности значительно отличаются от сельскохозяйственных. Кроме того, представляется важным определить возможные особенности функционирования аденилатциклазы в радиочувствительных клетках крови при радиационном поражении продуктивных животных. В связи с этим целью нашей работы стало изучение активности аденилатциклазы в лимфоцитах и тромбоцитах овец цыгайской породы, подвергнутых общему внешнему воздействию γ-излучения в дозе 4 Гр (LD50/30). В этих клетках, выделенных из крови овец, определяли базальную и стимулированную простагландином Е1 активность аденилатциклазы. Кровь у животных отбирали из яремной вены до облучения и на 1-е, 3-и, 5-е, 7-е, 10-е, 15-е сут после воздействия. Контролем служила группа из 8 овец, которых содержали в тех же условиях, что и 8 подопытных животных. В лимфоцитах у всех 16 необлученных животных базальная активность аденилатциклазы составляла 2,82±0,64 пмоль/(мин x 106 кл.), стимулированная простагландином Е1 — 2,49±0,43 пмоль/(мин x 106 кл.). В тромбоцитах эти показатели имели значения соответственно 10,90±1,90 и 15,70±5,70 пмоль/(мин x 108кл.). С 1-х сут после воздействия отмечали изменение обеих компонент активности фермента и в лимфоцитах, и в тромбоцитах овец. В лимфоцитах наблюдали возрастание базальной активности аденилатциклазы в 1,7-4,3 раза и стимулированной активности — в 1,3-3,8 раза на протяжении всего срока исследования. Максимальные значения показателей в лимфоцитах регистрировали на 5-е сут. В тромбоцитах обнаружили увеличение базальной активности аденилатциклазы на 1-е и 7-е сут соответственно в 2,7 и 3,5 раза. Значения стимулированной простагландином Е1 активности аденилатциклазы в тромбоцитах на 1-е и 7-е сут после облучения были повышены соответственно в 6,9 и 5,7 раза. В остальные сроки исследования величины изучаемых компонент активности фермента в тромбоцитах практически не отличались от контрольных значений. Таким образом, общее внешнее воздействие γ-излучения на организм овец приводит к увеличению активности аденилатциклазы и, следовательно, активации аденилатциклазного сигнального пути в лимфоцитах и тромбоцитах. Модификация активности аденилатциклазы в исследованных клетках крови вызвана, по-видимому, пострадиационным изменением структурно-функционального состояния цитоплазматических мембран, влияющим на ферменты и рецепторы аденилатциклазного сигнального каскада, а также нарушением морфологического состава периферической крови с преобладанием более устойчивой к лучевому повреждению субпопуляции клеток с повышенной активностью аденилатциклазы.
Ключевые слова: овцы, внешнее воздействие γ-излучения, лимфоциты, тромбоциты, система циклического аденозинмонофосфата (цАМФ), базальная активность аденилатциклазы,стимулированная простагландином Е1 активность аденилатциклазы, сигнальные пути, цитоплазматические мембраны.
EFFECTS OF EXTERNAL g-RADIATION ON ADENYLATE CYCLASE
ACTIVITY IN SHEEP BLOOD CELLS
T.S. Shevchenko, I.V. Konopleva
In the mechanisms of action of various adverse factors on mammals a special part is assigned to the regulatory systems. The main regulatory system of cellular metabolism is the cAMP system. Exposure of animals to external g-radiation results in the modification of different biochemical processes in cells. In studying diversified intercellular disorders after irradiation it is, therefore, necessary to assess functioning of the cAMP system and its key enzyme, the adenylate cyclase. Note that the data published on the effect of γ-irradiation are mainly obtained with laboratory animals which are significantly different from farmed animals in the body features, whereas the effect in highly productive animals is of special interest. We studied an influence of γ-irradiation on cAMP in Tsygai sheep for the first time and showed a cAMP modification both in the lymphocytes susceptible to radiation and in the thrombocytes which are relatively resistant. In this paper the data are shown on the basal and prostaglandin E1 stimulated activity of adenylate cyclase in radiosensitive blood cells of sheep exposed to total external g-radiation at a dose of 4 Gy (LD50/30) for 15 days. In the intact sheep lymphocytes a basal and E1 stimulated adenylate cyclase activity was 2.82±0.64 pmol/(min × 106 cells) and 2.49±0.43 pmol/(min × 106 cells), respectively, and in the thrombocytes it amounted 10.90±1.90 pmol/(min × 108 cells) and 15.70±5.70 pmol/(min × 108 cells), respectively. From the first day after exposure, changes have been revealed in all activity components of this enzyme in the lymphocytes and thrombocytes of sheep. The lymphocytes showed a 1.7-4.3-fold increase in the basal adenylate cyclase activity on days 1-15 and 1.3-3.8-fold increase in the stimulated activity on days 1-10. In thrombocytes the basal activity of adenylate cyclase increased 2.7 and 3.5 times on days 1 and 7, respectively, and the prostaglandin E1 stimulated activity of adenylate cyclase grew 6.9 and 5.7 times on days 1 and 7 after exposure, respectively. In all other days the adenylate cyclase activity components of interest didn’t practically differ from the initial level. This suggests that i) modification of adenylate cyclase activity is caused by postradiation alteration of the structural-functional condition of plasma membranes in these blood cells, and ii) in the peripheral blood there is a prevalence of more resistant to radiation damage subpopulation of lymphocytes and thrombocytes with increased adenylate cyclase activity.
Keywords: sheep, external γ-radiation, lymphocytes, thrombocytes, cyclic adenosine monophosphate system (cAMP), basal and prostaglandin Е1 stimulated activity of adenylate cyclase.
ФГБНУ Всероссийский НИИ радиологии и агроэкологии,
|
Поступила в редакцию |
Оформление электронного оттиска
