Еластази за умов природної гібернації у хом‘яків
Природна гібернація у дорослих хом‘яків-самців приводить до зростання активності еластаз та еластазоінгібіторної активності (ЕІА) α-1-інгібітору протеїназ (α-1-ІП) у більшості тканин. Ранній період відновлення (через 2 год після гібернації) характеризується підвищенням рівня еластаз та зниженням ЕІА...
Saved in:
| Published in: | Проблемы криобиологии |
|---|---|
| Date: | 2009 |
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України
2009
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/30856 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Еластази за умов природної гібернації у хом‘яків / Л.М. Самохіна // Пробл. криобиологии. — 2009. — T. 19, № 3. — С. 438-448. — Бібліогр.: 25 назв. — укр., англ. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860008830222467072 |
|---|---|
| author | Самохіна, Л.М. |
| author_facet | Самохіна, Л.М. |
| citation_txt | Еластази за умов природної гібернації у хом‘яків / Л.М. Самохіна // Пробл. криобиологии. — 2009. — T. 19, № 3. — С. 438-448. — Бібліогр.: 25 назв. — укр., англ. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Проблемы криобиологии |
| description | Природна гібернація у дорослих хом‘яків-самців приводить до зростання активності еластаз та еластазоінгібіторної активності (ЕІА) α-1-інгібітору протеїназ (α-1-ІП) у більшості тканин. Ранній період відновлення (через 2 год після гібернації) характеризується підвищенням рівня еластаз та зниженням ЕІА в мозочку та стовбурі мозку. Пізній етап відновлення (через 24 год) є відображенням прагнення організму до рівноваги в системі еластаза-α-1-ІП.
Природная гибернация у взрослых хомяков-самцов приводит к повышению активности эластаз и эластазоингибиторной
активности (ЭИА) α-1-ингибитора протеиназ (α-1-ИП) в большинстве тканей. Ранний период восстановления (через 2 ч после гиберанции) характеризуется повышением уровня эластаз и снижением ЭИА в мозжечке и стволе мозга. Поздний этап
восстановления (через 24 ч) является отображением стремления организма к равновесию в системе эластаза-α-1-ИП.
Natural hibernation in mature male hamsters results in an increased elastase activity and elastase-inhibitory activity (EIA) of α-
1-inhibitor of proteinases (α-1-IP) in the most samples of the studied tissues. An early period of organism recovery (2 hrs after hibernation) is characterised by an increased elastase level and EIA decrease in cerebellum and brain stem, within a later one (24 hrs after hibernation) a balance in the elastase α-1-IP system is established.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:41:01Z |
| format | Article |
| fulltext |
438 PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 19, 2009, №4
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 19, 2009, №4
* Адреса для листування: пр.Постишева, 2а, м.Харків,
Україна, 61039; тел.: (+38 057) 373-90-97, електронна пошта:
info@therapy.gov.ua
* Address for correspondence: 2A, Postysheva ave., Kharkov,
Ukraine 61039; tel.:+380 57 373 9097, e-mail: info@therapy.gov.ua
SD “Institute of Therapy of the L.T. Malaya name of Academy
Medical Sciences of Ukraine” , Kharkov
ДУ “Інститут терапії ім. Л.Т.Малої АМН України”, м. Харків
УДК 547.96:616-005.4:599.323.42
Л.М. САМОХІНА
Eластази за умов природної гібернації у хом‘яків
UDC 547.96:616-005.4:599.323.42
L.M. SAMOKHINA
Elastases Under Natural Hibernation in Hamsters
Природна гібернація у дорослих хом‘яків-самців приводить до зростання активності еластаз та еластазоінгібіторної
активності (ЕІА) α-1-інгібітору протеїназ (α-1-ІП) у більшості тканин. Ранній період відновлення (через 2 год після гібернації)
характеризується підвищенням рівня еластаз та зниженням ЕІА в мозочку та стовбурі мозку. Пізній етап відновлення (через
24 год) є відображенням прагнення організму до рівноваги в системі еластаза-α-1-ІП.
Ключові слова: еластаза, ендотеліальна еластаза, металоеластаза, α-1-інгібітор протеїназ, зимова сплячка.
Природная гибернация у взрослых хомяков-самцов приводит к повышению активности эластаз и эластазоингибиторной
активности (ЭИА) α-1-ингибитора протеиназ (α-1-ИП) в большинстве тканей. Ранний период восстановления (через 2 ч после
гиберанции) характеризуется повышением уровня эластаз и снижением ЭИА в мозжечке и стволе мозга. Поздний этап
восстановления (через 24 ч) является отображением стремления организма к равновесию в системе эластаза-α-1-ИП.
Ключевые слова: эластаза, эндотелиальная эластаза, металлоэластаза, α-1-ингибитор протеиназ, зимняя спячка.
Natural hibernation in mature male hamsters results in an increased elastase activity and elastase-inhibitory activity (EIA) of α-
1-inhibitor of proteinases (α-1-IP) in the most samples of the studied tissues. An early period of organism recovery (2 hrs after
hibernation) is characterised by an increased elastase level and EIA decrease in cerebellum and brain stem, within a later one (24 hrs after
hibernation) a balance in the elastase α-1-IP system is established.
Key words: elastase, endothelial elastase, metalloelastase, α-1-proteinase inhibitor, torpor.
Процес адаптації організму до факторів зовніш-
нього середовища, які змінюються, тісно пов’яза-
ний з перебудовою певних показників гомеостазу
(рівнів функціонування систем і органів).
Для багатьох ссавців низька температура та
дефіцит джерел харчування на початку зими є сиг-
налами до занурення у стан гібернації (зимова
сплячка) [24], який забезпечує виживаність певних
видів тварин і уникання впливу негативних факторів
навколишнього середовища. Одним з прикладів
адаптивних реакцій організму гібернаторів є суттєве
зниження активності метаболічних процесів [13, 19,
24]. При цьому зменшується потреба в кисні, упо-
вільнюється серцевий ритм [13]. Транскрипція,
трансляція, мітоз, мітохондріальне дихання цілком
пригнічуються під час торпору [24], знижується ін-
тенсивність процесів синтезу і розпаду білків [18].
Активність протеолітичних процесів відзначають
на вхідній фазі торпору, коли білкові порушення
компенсуються синтезом протеїнів, які мають
менш кластеризовану організацію [22]. Відомо, що
регіональний розподіл кровотока, транспортування
та утилізації субстратів є тканиноспецифічними
процесами [25].
Однією з особливостей механізмів адаптації до
низьких температур є залучення реактивних форм
кисню, які можуть викликати розвиток оксида-
The process of organism adaptation to changing
environmental factors are tightly related to the re-
arrangements of certain indices of homeostasis (levels
of system and organ functioning).
For many mammals a low temperature and
deficiency in nutrient sources at early winter are the
signals to go into hibernation state (winter hibernation)
[24], providing the survival for certain mammalian
species and protection against negative environmental
factors. One of the examples of adaptive responses
of hibernators’ organism is a significant decrease in
metabolic process activity [13, 19, 24]. Herewith there
are a decrease in oxygen need and the deceleration of
a cardiac rhythm [13]. Transcription, translation,
mitosis, mitochondrial respiration are completely sup-
pressed during torpor [24], the intensity of synthesis
and protein decay processes reduces [18]. The activity
of proteolytic processes is determined in a pre-torpor
phase, when the protein disorders are compensated
with protein synthesis, having less clustered structure
[22]. Regional distribution of blood flow, substrate
transport and utilisation are known to be the tissue-
specific processes [25].
One of the peculiarities of adaptive mechanisms to
low temperatures is the involvement of oxygen reactive
forms, capable to cause the development of oxidative
stress and cell damaging [13]. The activation of
439 PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 19, 2009, №4
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 19, 2009, №4
тивного стресу та пошкодження клітин [13]. При
оксидативному стресі відбувається активація нейт-
рофілів, які здатні вивільняти вільні радикали разом
з серіновою еластазою та іншими ферментами [10].
Активація еластази (Ел) може призводити до
деструктивних змін тканин. Цей фермент гідролізує
еластин, протеоглікани, білки (гемоглобін, фібрино-
ген, неспіральні ланцюги колагену), розщеплює
поперечні зв’язки між ними та інш. Однак відомо,
що рівень оксидативного стресу мінімальний за
умов нормальної зимової сплячки [14]. Автори
вказують на можливість міграції та часткове пош-
кодження нейтрофілів, внаслідок чого зменшується
їх кількість [16]. Крім того, мінімальний рівень окси-
дативного стресу може бути забезпечений за раху-
нок зростання активності металоеластази (МЕл)
або матричної металопротеази 12, яка вивіль-
няється макрофагами [14]. Вважають, що актива-
ція МЕл, яка пов’язана з продукцією макрофагами
кисневих радикалів, є проявом природженого імуні-
тету [11].
Відомо, що Ел вивільняють не тільки нейтрофіли,
макрофаги, але і клітини гладких м’язів (серінова
Ел), ендотеліоцити (тіолова Ел) [2]. Роль різних за
походженням еластаз у формуванні адаптивної від-
повіді організму за умов зимової сплячки не
досліджена.
Регуляція активності еластаз в організмі відбу-
вається за участю α-1-інгібітору протеїназ (α-1-
ІП), роль якого в контролі активності еластаз в
умовах зимової сплячки не визначена, але відомо,
що сезонні коливання його концентрації в плазмі
крові бурих ведмедів пов’язані з незначним
вкладом у протизапальний ефект [21].
Мета роботи – дослідити активність еластаз та
α-1-ІП за умов природної гібернації.
Матеріали і методи
Експерименти проводили на статевозрілих (6-
10 місяців) самцях золотавих хом’яків Mesocre-
chetus auratus, які є факультативними гібернатора-
ми. Тварин утримували в умовах віварію на стан-
дартному раціоні з додаванням пшениці та насіння
соняшнику. За умов перебування при 4–7°С у
неосвітленій камері з нормальним постачанням
кисню хом’яки впадали в зимову сплячку, знаходи-
лись у торпідному стані протягом 3–3,5 діб, потім
пробуджувались і знову впадали в сплячку. На 2–
4-му бауті (епізод сплячки) тварин декапітували.
Експеримент виконували на 4-х групах тварин: 1 –
стан зимової сплячки; 2 – ранній (через 2 год) та
3 – пізній (через 24 год) етапи відновлення орга-
нізму після виходу зі сплячки; 4 – контроль.
Дослідження проводили відповідно до “Загаль-
них етичних принципів експериментів на тваринах”,
схвалених II Національним конгресом з біоетики
neutrophils, capable for free radical release together
with serine elastase and other enzymes, occurs under
oxidative stress [10]. The elastase (El) activation may
result in destructive changes in tissues. This enzyme
hydrolyses elastin, proteoglycans, proteins (hemoglobin,
fibrinogen, non-spiral collagen chains), splits the cross
bonds between them etc. However, the oxidative stress
level is known to be the minimum under normal winter
hibernation [14]. The migration and a partial damage
of neutrophils are possible, resulting in their number
reduction [16]. In addition, the minimum level of
oxidative stress may be stipulated by an increase in
activity of metalloelastase (MEl) or matrix metallo-
protease 12, released by macrophages [14]. The MEl
activation, relating to oxygen radical production by
macrophages, is considered to be the manifestation of
congenital immunity [11].
The El is known to release not only by neutrophils,
macrophages, but smooth muscle cells (serine El),
endotheliocytes (thiol El) as well [2]. The role of
differently originated elastases in an organism’s adap-
tive response formation during winter hibernation has
not been investigated.
The regulation of elastase activity in an organism
occurs with the participation of α-1-inhibitor of
proteinases (α-1-IP), the role of which in controlling
the elastase activity under winter hibernation has not
been determined yet, but seasonal fluctuations of its
concentration in brown bear’s blood plasm are known
to be associated with a slight contribution into an anti-
inflammatory effect [21].
The research aim is to investigate the elastase and
α-1-IP activities under natural hibernation.
Materials and methods
Experiments were performed in mature (6–10
months) males of golden hamsters Mesocrechetus
auratus, being the optional hibernators. Animals were
maintained under vivarium conditions, received the
standard diet with adding wheat and sunflower seeds.
When staying at 4–7°C in an unlighted chamber with
normal oxygen supply the hamsters went into winter
hibernation, being in a torpid state within 3-3.5 days,
then aroused and went again into hibernation. To the
2nd–4th bout (hibernation episode) animals were deca-
pitated. The experiment was carried-out in 4 animal
groups: 1 – winter hibernation state; 2 – early (in 2 hrs)
and 3 – late (in 24 hrs) stages of organism recovery
after arousal; 4 – control.
The research was performed according to the
“General ethical principles of experiments in animals”,
approved by the 2nd National Congress on Bioethics
(Kiev, 2004) and agreed with the statements of the
“European Convention for the Protection of Vertebrate
Animals Used for Experimental and Other Scientific
Purposes” (Strasbourg, 1985).
440 PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 19, 2009, №4
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 19, 2009, №4
(Київ, 2004) та узгоджених з положеннями «Євро-
пейської Конвенції про захист хребетних тварин, які
використовуються для експериментальних та інших
наукових цілей» (Страсбург, 1985).
У без’ядерних фракціях гомогенатів тканин кори
мозку (КМ), гіпоталамуса, мозочка, стовбура моз-
ку (СМ), легень, серця, печінки і нирок визначали
активність Ел (загальну активність), активність
ендотеліальної Ел (ЕЕл), МЕл та еластазоінгі-
біторну активність (ЕІА) α-1-ІП високочутливим
(10-10–10-12 од/мг білка) ферментативним методом
[9]. Рівень активності еластаз та ЕІА α-1-ІП вира-
жали в од/мг білка. Концентрацію білка в без’ядер-
них фракціях гомогенатів тканин визначали за
методом Бредфорда.
Активність еластаз досліджували при темпера-
турі 37°С, що значно перевищує таку за умов зимо-
вої сплячки, тому мова йде про активність Ел (як і
МЕл, ЕЕл, ЕІА) в тканинах гібернуючих тварин,
які отримані при температурі тіла 5–9°С.
У дослідженнях використовували пероксидазу
хрону, фенілметилсульфонілфлюорид, монойодаце-
тат (“ICN”, США), Ala-Ala (“Fluka”, Німеччина),
еластазу, ЕДТА, альбумін сироватки бика, полі-
стиролові плашки стріпові (Росія) та фотометр-
аналізатор імуноферментний Humanreader №2106-
1709 (“Human”, Німеччина).
Статистичну обробку отриманих даних прово-
дили за методом Стьюдента-Фішера з викорис-
танням програмного забезпечення MS Exсel.
Результати та обговорення
Аналіз результатів експериментів показав, що
у хом’яків в період зимової сплячки (1 група)
спостерігається зростання активності Ел в біль-
шості досліджених тканин, крім серця (зміни від-
сутні) та нирок (зниження показника), порівняно з
контролем (рис. 1). Найбільшу активність виявлено
у тканині СМ.
Зростання активності Ел можливе за участю
нейтрофілів, які вивільняють серінову еластазу
разом з іншими протеолітичними ферментами та
реактивними формами кисню, катіонними пепти-
дами, ейкозаноїдами [10]. Цей факт, як відзнача-
лося раніше, є характеристикою оксидативного
стресу, рівень якого мінімальний за умов нормаль-
ної зимової сплячки [14]. Відомо [10], що при
оксидативному стресі активність нейтрофілів обу-
мовлена дією різних цитокінів і хемоатрактантів:
фактору некрозу пухлин – α (ФНП-α), інтерлейкі-
ну-8 (ІЛ-8) та інш. Відсутність змін у серці, де саме
цитокіни (ФНП-α, ІЛ-1, ІЛ-6) ініціюють відповідь
міокарда на екологічний тиск [20], може свідчити
про наявність іншого механізму активації Ел.
В умовах зимової спляч-ки вивільнення Ел в тка-
In non-nucleated fractions of tissue homogenates
of cerebral cortex (CC), hypothalamus, cerebellum,
brain stem (BS), lung, heart, liver and kidneys there
were determined the activities of El (total activity),
endothelial El (EEl), MEl and elastase-inhibitor activity
(EIA) of α-1-IP using the high-sensitive (10-10–10-12
Units/mg of protein) enzyme method [9]. The level of
elastase and EIA α-1-IP activities was expressed in
Units/mg of protein. Protein concentration in non-
nucleated fractions of tissue homogenates as deter-
mined using the Bradford method.
The elastase activity was studied at 37°C, that
significantly exceeds it under winter hibernation,
therefore the matter in the El activity (as well as MEl,
EEl and EIA) in hibernating animals’ tissues, obtained
at 5–9°C body temperature.
In the experiments we used the horseradish pero-
xidase, phenylmethylsulfonyl fluoride, monoiodoacetate
(ICN, USA), Ala-Ala (Fluka, Germany), elastase,
EDTA, bovine serum albumin, polystyrene strip plates
(Russia) and immune-enzyme photometer-analyser
Humanreader N2106-1709 (Human, Germany).
The results were statistically processed with the
Student-Fisher test using Excel software.
Results and discussion
Analysis of experimental results demonstrated, that
in hamsters during winter hibernation (1st group) there
was observed an increase in El activity in the most
studied tissues, excepting heart (no changes) and
kidneys (reduced index), compared to the control
(Fig. 1). The highest activity was revealed in BS tissue.
An increase in El activity is possible with the parti-
cipation of neutrophils, releasing a serine elastase
together with other proteolytic enzymes and reactive
oxygen forms, cation peptides, eicosanoids [10]. As it
was mentioned previously, this fact was a feature of
oxidative stress, the level of which was the minimum
under normal winter hibernation [4]. Under oxidative
stress the neutrophil activity is known [10]as stipulated
by the effect of different cytokines and chemoattrac-
tants: tumour necrosis factor-α (TNF-α), interleukine-
8 (IL-8) etc. No changes in heart, where namely
cytokines (TNF-α, IL-1, IL-6) initiate the myocardium
response to ecological pressure [20], may testify to
the presence of other mechanism of El activation.
Under winter hibernation the El release in animal
tissues, especially in brain, is possible because of
migration and a partial damage of neutrophils, due to
that their number reduces [16]. The authors [16]
indicate to the absence of pathological changes, coin-
ciding to the results of our research. It is likely stipulated
by the fact, that an enzyme activity is usually measured
at 37°C and during winter hibernation the presence of
elastase active forms does not result in pathological
441 PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 19, 2009, №4
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 19, 2009, №4
вважають потенційним нейропротективним адапто-
геном. Значна активність Ел у СМ може свідчити
про її вплив на механізми регуляції функцій усіх
систем організму. При цьому значна активність Ел
з тканини СМ за умов низької температури орга-
нізму може бути обумовлена слабким її ефектом,
навіть при високій концентрації.
Через 2 год після виходу тварин із гібернації (2
група) відзначено зростання активності Ел у всіх
досліджених тканинах порівняно з контролем,
вірогідне зростання порівняно з природною гібер-
нацією (ПГ) виявлено в зразках, отриманих з тканин
КМ, гіпоталамусу (максимальна активність), серця
та нирок. Зростання цього показника є наслідком
підвищення температури організму, цей факт узго-
джується з даними інших авторів, які відзначають
швидке відновлення на виході зі сплячки кількості
нейтрофілів, як і інших лейкоцитів [16].
Слід зазначити, що у зразках тканин СМ спосте-
рігається тенденція до зниження активності Ел,
можливо воно є ланкою компенсаторного механіз-
му, який запускається в результаті значної активації
Ел при ПГ.
Надмірне зростання активності Ел в зразках з
тканин мозку через 2 год відновлення після ПГ
(рис. 1), можливо, пов‘язано з активацією регуля-
торних механізмів контролю енергетичного балан-
су, мінерального, білкового, вуглеводного, ліпідного
обміну, стимулюванням серцевої діяльності після
зимової сплячки, а також призводити до локального
порушення клітинного гомеостазу. Не виключено,
Ак
ти
вн
іс
ть
Е
л,
О
д/
м
г б
іл
ка
El
a
ct
iv
ity
, U
ni
ts
/m
g
of
p
ro
te
in
�����
�����
�����
�����
�����
�����
������
������
������
������
������
�����������
�����
�����
����
���� ���������� ������
������
������ ����������� ����� ����� ���������� �����
�����
�����
�����
�����
0
0,001
0,002
0,003
0,004
0,005
0,006
0,007
0,008
c
c cd
a
a
af
cc
a
a
ad
bf
a
a
c a
нинах тварин, зокрема в
мозку, можливе за раху-
нок міграції та часткового
пошкодження нейтрофілів,
внаслідок чого змен-
шується їх кількість [16].
Автори [16] вказують на
відсутність патологічних
змін, що співпадає з ре-
зультатами цього дослі-
дження. Можливо, це обу-
мовлено тим, що фермен-
тативну активність прий-
нятно вимірювати при
температурі 37°С, і при зи-
мовій сплячці наявність
активних форм еластаз не
приводить до розвитку па-
тологічних процесів. Але
відзначене в цій роботі
суттєве зростання актив-
ності Ел в тканинах мозку
не є випадковим, тому що
зміну кількості клітин
(зокрема нейтрофілів)
Чрез 24 год
після ПГ
In 24 hrs after NH
(n = 4)
Контроль
Kontrol
(n =14)
Природна
гібернація
Natural
hibernation
(n = 11)
Через 2 год
після ПГ
In 2 hrs after NH
(n = 5)
Рис. 1. Активність еластази за умов ПГ у хом'яків: – кора мозку; – гіпоталамус;
– мозочок;
123
123
123 – стовбур мозку;
123
123
123 – легені; – cерце;
123
123
123 – печінка;
123
123
123 – нирки; a,
b, c – ступінь вірогідності відмінностей порівняно з контролем та d, e, f – з ПГ, р < 0,05,
< 0,01, < 0,001, відповідно.
Fig. 1. Elastase activity under NH in hamsters: – cerebral cortex; – hypothalamus;
– cerebellum; 123123
123 – brain stem;
123
123
123 – lungs; – heart;
123
123
123 – liver;
123
123
123 – kidneys;
a, b, c are the rate of statistical significance of differences compared to the control and d,
e, f – to the NH, p < 0.05; < 0.01; < 0.001, correspondingly.
process development. However a considerable increa-
se we noted in El activity in brain tissue was not
occasional, because a change in cell number (especially
neutrophils) was considered as a potential neuropro-
tective adaptogen. Significant El activity in BS may
testify to its effect on mechanisms of function regula-
tion in all the organism systems. At the same time a
considerable El activity of BS tissue under organism’s
low temperature may be stipulated by its slight effect,
even under high concentration.
In 2 hrs after animal arousal (group 2) there was
noted a rise in El activity in all the studied animals
compared to the control, a statistically significant in-
crease, compared to the natural hibernation (NH) was
found-out in the samples, procured from CC, hypotha-
lamus (maximum activity), heart and kidneys. This
index augmentation is a result of organism’s tempe-
rature rise, correlating with the data of other authors,
mentioning a rapid recovery of neutrophil num-ber and
other leukocytes under arousal [16].
Of note is the fact, that in BS tissue samples there
is observed the tendency to El activity decrease, pos-
sibly being a compensatory mechanism link, triggered
as a result of significant El activation under NH.
An excessive increase in El activity in the samples
from brain tissues in 2 hrs of recovery after NH (Fig. 1)
is possibly associated to the activation of regulatory
mechanisms of the control for energetic balance,
mineral, protein, carbohydrate, lipid metabolisms,
stimulation of heart activity after winter hibernation,
as well as may result in a local disorder of cell
442 PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 19, 2009, №4
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 19, 2009, №4
що збільшення активності Ел також підсилює її
утримання в клітинах гладких м‘язів, це сприяє
розвитку або прогресуванню судинних гіпертензив-
них змін, звуженню судин [25]. Такі зміни можна
розглядати як зворотній процес після зменшення
судинного навантаження, уповільнення кровотока
стані зимової сплячки. Можливість розвитку
патологічних змін вказує на необхідність пригнічен-
ня протеолітичної активності в тканинах гіберную-
чих тварин.
Через 24 год активність Ел знижується і набли-
жається до контрольного рівня у більшості зразків
тканин, окрім СМ та печінки, в яких вона зали-
шається підвищеною. Тенденція до зниження ак-
тивності Ел на пізньому етапі відновлення після ПГ
може бути обумовлена її властивостями. Цей фер-
мент сприяє активації реакцій лімітованого протео-
ліза, підвищує каталітичну спроможність інших
протеолітичних ферментів [23]. Зменшення актив-
ності Ел у більшості зразків тканин на виході тварин
зі сплячки через 24 год свідчить про наявність
локального пригнічення протеолітичних процесів
після їх значної активації на ранньому етапі віднов-
лення. В зразках з тканин СМ та печінки активність
Ел залишається підвищеною, що свідчить про її
подальший вплив на функціональні процеси.
Активність МЕл при гібернації також зростала
порівняно з контролем у зразках більшості дос-
ліджених тканин, окрім легень, серця та печінки
(рис. 2). Зростання активності МЕл, як вказано
раніше, пов’язано з активацією макрофагів і може
забезпечувати мінімаль-
ний рівень оксидатив-
ного стресу [14]. При
цьому відсутність інду-
кованого оксидативним
стресом пошкодження
тканин мозку може бути
обумовлена збільшен-
ням кількості стрес-біл-
ків. Крім того, активація
МЕл може бути пов’яза-
на з проявом природже-
ного імунітету [11]. Ак-
тивацію МЕл в нирках
можна вважати наслід-
ком метаболічної депре-
сії.
Відсутність зростан-
ня активності МЕл в
зразках з тканин легень,
серця, печінки при ПГ
може обумовлювати стій-
кість вказаних органів
до локального судинного
ремоделювання, цей
�����
�����
�����
�����
�����
�����
�����
�����
�����
�����
�����
�����
�����
�����
�����
�����
�����
�����
�����
���������� ����� ����� ���������� �����
�����
�����
����� ����������� �����
������
������
�����
���������� �����
�����
�����
�����
�����
0
0,002
0,004
0,006
0,008
0,01
0,012
cf
ba
a
c ae
bd
b
a
c
ad
b b
Рис. 2. Активність металоеластази за умов ПГ у хом'яків: – кора мозку; –
гіпоталамус; – мозочок;
123
123
123 – стовбур мозку;
1234
1234
1234 – легені; – cерце;
123
123
123 – печінка;123
123
123 – нирки; a, b, c – ступінь вірогідності відмінностей порівняно з контролем та d, e,
f – з ПГ, р < 0,05, < 0,01, < 0,001, відповідно.
Fig. 2. Metalloelastase activity under NH in hamsters: – cerebral cortex; –
hypothalamus; – cerebellum; 123123
123 – brain stem;
123
123
123
123 – lungs; – heart;
123
123
123 – liver;123
123
123 – kidneys; a, b, c are the rate of statistical significance of differences compared to the
control and d, e, f – to the NH, p < 0.05; < 0.01; < 0.001, correspondingly.
Ак
ти
вн
іс
ть
М
Ел
, О
д/
м
г б
іл
ка
M
El
a
ct
iv
ity
, U
ni
ts
/m
g
of
p
ro
te
in
Контроль
Сontrol
(n =10)
Природна
гібернація
Natural
hibernation
(n = 9)
homeostasis. It is entirely possible, that the El activity
increase strengthens its retention in soft muscle cells,
contributing to either development or progress of
vascular hypertensive changes, vessel constriction [25].
These changes may be envisaged as a reverse process
after vascular charge decrease, blood flow decele-
ration under winter hibernation state. Possible develop-
ment of pathological changes indicates to the need in
proteolytic activity suppression in hibernating animals’
tissues.
In 24 hrs the El activity reduces and approaches to
the control level in the most tissue samples, excepting
BS and liver, where it remains increased. The tendency
to El activity decrease at late stage of recovery after
NH may be stipulated by its properties. This enzyme
contributes to the activation of limited proteolysis
responses, increases a catalytic capability of other
proteolytic enzymes [23]. The El activity decrease in
the most tissue samples under arousal after 24 hrs
testifies to the presence of a local suppression of
proteolytic processes after their significant activation
at an early recovery stage. In the samples from BS
and liver the El activity remains increased, testifying
to its following effect on functional processes.
The MEl activity under hibernation increased as
well, compared to the control in the samples of the
most studied tissues, excepting lung, heart and liver
(Fig. 2). An increase in MEl activity, as mentioned
previously, is associated to macrophage activation and
may provide the minimum oxidative stress [14]. At
the same time the absence of oxidative stress-induced
Через 24 год
після ПГ
In 24 hrs after NH
(n = 4)
Через 2 год
після ПГ
In 2 hrs after NH
(n = 5)
443 PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 19, 2009, №4
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 19, 2009, №4
факт встановлено при тривалому комбінованому
впливі гіперкапнії та гіпоксії [17]. У даному випадку
гіпоксію розглядають як конструктивний фактор,
дія якого на клітини сприяє формуванню довго-
тривалої адаптації до дефіциту кисню [1]. Період
гіпоксії-оксигенації призводить до індукції активних
форм кисню, які не тільки уражують клітини, але й
запускають каскад внутрішньоклітинних перебу-
дов. Активні форми кисню відіграють роль вторин-
них месенджерів, стимулюють фактори транскрип-
ції та відповідні гени, що підсилює синтез протек-
торних білків, передусім ферментів антирадикаль-
ного захисту. Крім того, відсутність змін активності
МЕл в зразках з тканин серця за умов ПГ вказує
на забезпечення збереження життєздатності міо-
карда у відповідь на погіршення коронар-ного
кровопостачання [3].
Через 2 год після виходу тварин з гібернації ак-
тивність МЕл у зразках тканин зростала порівняно
з контролем, найбільше – у КМ та СМ. Порівняно
зі станом ПГ виявлено зростання цього показника
практично у всіх зразках, окрім мозочку. Через 24
год після ПГ відзначено зростання активності МЕл
у зразках гіпоталамуса та мозочка, зниження – в
зразках КМ, серця, а в інших тканинах суттєвих
змін не виявлено. Слід зазначити, що активність
МЕл через 24 год відновлення значно перевищує
контрольний рівень та рівень при гібернації.
Значна активація МЕл в зразках тканин мозку
на етапі відновлення після ПГ пов’язана, найімовір-
ніше, зі зростанням інтенсивності мозкового крово-
тока. При дослідженні СМ на ранньому етапі
відновлення виявлені суттєві зміни активності МЕл
та Ел, які можуть бути пов’язані зі стимулюванням
процесів, що впливають на функції симпатичних і
парасимпатичних еферентних волокон нейронів
неспецифічних нервових центрів, які кодують функ-
ції усіх систем організму.
Активацію МЕл на етапі відновлення можна
розглядати як захисний механізм від порушення
серцевої діяльності, можливого збільшення частоти
серцевих скорочень за умов активації діяльності
систем і органів. Можливе зниження серцевої діяль-
ності обумовлене порушенням функціонування
нирок [4].
Суттєве зростання активності МЕл на виході з
гібернації через 24 год може бути пов‘язано з акти-
вацією реакцій лімітованого протеолізу, підвищен-
ням каталітичної спроможності протеолітичних
ферментів, що обумовлено функціональною актив-
ністю мозку, пошуком їжі, активацією регуляторних
механізмів контролю енергетичного балансу, обмін-
них процесів, стимулюванням серцевої діяльності,
усіх систем організму після зимової сплячки.
У всіх досліджених зразках з тканин гібер-
brain tissue damage may be stipulated by an increase
in stress-protein number. In addition, the MEl activation
may be assosiared to the manifestation of congenital
immunity [11]. The MEl activation in kidneys may be
considered as the metabolic depression consequence.
No increase in MEl activity in the samples of lung,
heart and liver tissues under NH may stipulate the
resistance of the mentioned organs to local vascular
remodelling. This fact was determined under a long-
term combined effect of hypercapnia and hypoxia [17].
In this case hypoxia is considered as a constructive
factor, the effect of which on cells contributes to
formation of a long-term adaptation to oxygen defi-
ciency [1]. The hypoxia-oxygenation period results in
the induction of active oxygen forms, which not only
damage the cells, but trigger the cascade of intracellular
rearrangements as well. Active oxygen forms play the
role of secondary messengers, stimulate the transcrip-
tion factors and responsible genes, strengthening the
synthesis of proteins, primarily enzymes of anti-radical
protection. In addition, no changes in MEl activity in
the samples from animal heart tissue under NH con-
ditions testify to the myocardium viability preservation
in response to coronary blood supply aggravation [3].
In 2 hrs after animal arousal the MEl activity was
the most increased in CC and BS tissues, compared to
the control. If comparing to the state under NH, this
index increased practically in the all samples, excepting
cerebellum. In 24 hrs after NH there were noted an
increase in MEl activity in hypothalamus and cere-
bellum samples and a decrease in CC, heart ones, in
those of other tissues no significant changes were
found-out. Of note is the fact, that the MEl activity in
24 hrs after recovery significantly exceeds the control
level and the one under hibernation.
Significant MEl activation in brain tissue samples
at the recovery stage after NH is the most probably
associated to the augmentation of brain blood flow
intensity. When investigating the brain stem at an early
stage of recovery there were revealed the significant
changes in MEl and El activities, which might be
associated to the stimulation of processes, affecting
the sympathetic and parasympathetic efferent neuron
fibres of non-specific nervous centers, coding the
functions of all the organism’s systems.
The MEl activation at a recovery stage may be
envisaged as a protective mechanism against disorders
in cardiac activity, a possible cardiac rate increase
when activating the systems and organs’ activity.
Possible decrease in cardiac activity is stipulated by
disorders in kidney functioning [4].
Significant augmentation of MEl activity after
arousal in 24 hrs may be related to the activation of
responses of limited proteolysis, increase in catalytic
capability of proteolytic enzymes, stipulated by brain
444 PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 19, 2009, №4
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 19, 2009, №4
нуючих хом’яків вияв-
лено зростання актив-
ності ЕЕл (рис. 3). Через
2 год відновлення після
ПГ її рівень дуже стрім-
ко підвищувався у всіх
тканинах, крім серця.
Активацію ЕЕл за
умов гібернації та на
виході з неї можна роз-
глядати як складову змін
перебігу ендотелійза-
лежних процесів (тонус,
проникність судин та
інш.) [7]. Ендотелій су-
дин відіграє важливу
роль у регуляції локаль-
них процесів гемостазу,
проліферації, міграції
клітин крові в судинну
стінку. Важливою харак-
теристикою судин є здат-
ність до змін об’єму під
впливом коливання тис-
ку [5]. Зростання актив-
������
�����
�����
�����
�����
�����
����� �����������
�����
�����
����� ����������� ����� ����������
�����
����� ����������
������
������
������
������ �����
0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1
c
c
aab b a
c aa
ad
bf
b afc a
ad
ad
ad
ad
ad
ad
b
Kонтроль
Control
(n = 9)
Природна
гібернація
Natural
hibernation
(n = 9)
Ак
ти
вн
іс
ть
Е
Ел
, О
д/
м
г б
іл
ка
EE
l a
ct
iv
ity
, U
ni
ts
/m
g
of
p
ro
te
in
Рис. 3. Активність ендотеліальної еластази за умов ПГ у хом'яків: – кора мозку;
– гіпоталамус; – мозочок;
123
123
123 – стовбур мозку;
123
123
123 – легені; – cерце;
123
123
123 –
печінка;
123
123
123 – нирки; a, b, c, d, е, f – ступінь вірогідності відмінностей порівняно з
контролем та ПГ, р<0,05, <0,01, <0,001 відповідно.
Fig. 3. Endothelial elastase activity under NH in hamsters: – cerebral cortex; –
hypothalamus; – cerebellum;
123
123
123 – brain stem;
123
123
123 – lungs; – heart;
123
123
123 – liver;
123
123
123 – kidneys; a, b, c,d, e, f are the rate of statistical significance of differences compared
to the control and NH, p < 0.05; < 0.01; < 0.001, correspondingly.
ності ЕЕл може призводити до структурних змін
судин, зменшення еластичності волокон, здатності
судин до опору деформації, підвищення їх жорст-
кості.
Слід зазначити відмінність характеру вказаних
змін активності ЕЕл порівняно з даними, отримани-
ми при дослідженні впливу штучного гіпометабо-
лічного стану (ШГМС) у щурів за методом
Анджуса-Бахметьєва-Джайя, при якому на фоні
тканиноспецифічного зростання активності Ел та
МЕл відбувалося зниження рівня ЕЕл [9]. У
хом‘яків, на відміну від щурів, розвиток ШГМС
призводить до суттєвого зростання активності не
тільки Ел (в гіпоталамусі, легенях), МЕл (в гіпота-
ламусі, СМ, серці), але й ЕЕл (в мозочку) [8]. Важ-
ливо, що зміни активності еластаз в результаті
розвитку ШГМС у хом’яків мають більш вираже-
ний тканиноспецифічний характер, ніж у щурів та у
хом’яків за умов гібернації. Крім того, відсутність
видової специфічності еластаз може свідчити про
відмінність прояву активності ЕЕл у гібернаторів,
особливо в умовах ПГ.
Зростання активності ЕЕл в зразках тканин
мозку на вході у стан гібернації можна розглядати
як наслідок запуску механізмів активації нервових
центрів, які відповідають за пригнічення метаболіз-
му [15]. Це обумовлено тим, що вивільнення ЕЕл
може призводити до змін цитоскелета ендотеліаль-
них клітин мікросудин мозку, дисфункції бар’єра
„кров-мозок”, які виникають в результаті розвитку
гіпоксії. При гіпоксії може знижуватися ендотелій-
functional activity, search for food, activation of
regulatory mechanisms of the control for energetic
balance, metabolic processes, stimulation of cardiac
activity, all the organism’s systems after hibernation.
In all the studied samples from hibernating hamsters’
tissues there was revealed the augmentation of EEl
activity (Fig. 3). In 2 hrs of recovery after NH its level
increased very rapidly in all the tissues, excepting heart.
The EEl activation under hibernation and arousal
may be envisaged as a component of changes in endo-
thelium dependent process proceeding (tonus, vascular
permeability etc.) [7]. Vascular endothelium plays an
important role in regulating the local processes of
hemostasis, proliferation, blood cell migration into
vascular wall. An important vascular feature is the
capability to change the volume under the effect of
pressure oscillations [5]. The EEl activity rise may result
in structural changes in vessels, reduction of fibre
elasticity, vessel capability to resist deformations,
rigidity.
Of note is the difference in the mentioned changes
in EEl activity, compared to the data, obtained when
studying the effect of artificial hypometabolic state
(AHMS) in rats using the Andjus-Bakhmetiev-Jaiva’s
method, where at the background of tissue-specific
increase in El and MEl activities a decrease in EEl
level occurred [9]. In hamsters, in contrast to rats, the
AHMS development results in a significant increase
of activity not only of El (in hypothalamus, lungs), MEl
(in hypothalamus, BS, heart), but EEl (in cerebellum)
as well [8]. Of importance is the fact, that the changes
Через 24 год
після ПГ
In 24 hrs after NH
(n = 4)
Через 2 год
після ПГ
In 2 hrs after NH
(n = 5)
445 PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 19, 2009, №4
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 19, 2009, №4
залежна вазорелаксація, внаслідок якої порушуєть-
ся мозковий кровообіг, розвивається хронічна
недостатність кровопостачання головного мозку,
відбуваються гіпертензивні та атеросклеротичні
зміни [6]. Зниження ендотелійзалежної вазорелак-
сації в інших тканинах за умов гібернації може бути
безпосередньо пов’язано зі зменшенням активності
метаболічних процесів.
Надмірне зростання активності ЕЕл на виході
тварин з гібернації через 2 год обумовлено, найімо-
вірніше, активацією регуляторних механізмів конт-
ролю енергетичного балансу, обмінних процесів, а
також стимулюванням серцевої діяльності. За умов
інтенсивного відновлення кровообігa на цьому етапі
активація ЕЕл може забезпечувати структурні
зміни судин, що пов’язані зі зменшенням їх жорст-
кості, і таким чином сприяти активації обмінних
процесів в організмі без розвитку патологічних змін.
Суттєві зміни активності ЕЕл в зразках печінки
можуть бути пов’язані з тим, що печінка є одним з
основних “споживачів” кисню та джерелом інгі-
біторів протеолітичних ферментів, які захищають
її від надлишкової активації протеїназ.
Зростання активності ЕЕл в зразках з тканин
нирок може бути обумовлено порушенням крово-
постачання нирок при гібернації. Зниження крово-
постачання призводить до істотного зменшення
гемодинамічного навантаження на гілці ниркових
артерій і внаслідок – до атрофії циркулярної муску-
латури і стоншення стінки судин [12]. Ці зміни
мають реактивно-пристосовний характер і сприя-
ють балансу між розвитком та рівнем функціону-
вання циркулярної мускулатури. Зменшення
кровопостачання крові до нирок загрожує розладом
клубочкової фільтрації. При адаптації до нового
гемодинамічного стану в гирлах бічних гілок
ренальних артерій підвищується активність
м’язовоеластичних сфінктерів. Одночасно в ре-
нальному артеріальному руслі збільшується кіль-
кість судин, що мають у внутрішній оболонці пучки
криво- і подовжньоорієнтованих гладком’язових
клітин, які потрапляють з медії через “вікна” в
еластичній мембрані. Подібна міграція є резуль-
татом універсальної реакції судинної стінки на дію
будь-яких, у тому числі гемодинамічних, ушкод-
жуючих, чинників. Активація ЕЕл може сприяти
розвитку такої реакції.
На виході з гібернації через 24 год активність
ЕЕл знижувалась, але її рівень перевищував конт-
рольний практично у всіх зразках тканин, крім
мозочку, що свідчить про недостатній термін для
відновлення організму.
Деякі особливості змін активності Ел (загальна
активність), які відмінні від ЕЕл та МЕл, вказують на
суттєвий вплив серінової еластази на загальну
активність.
in elastase activity as a result of AHMS development
in hamsters have more manifested tissue-specific
character than in rats and hamster under hibernation.
In addition, the absence of species-specificity in
elastases may testify to the difference in EEl activity
manifestation in hibernators, especially under NH
conditions.
An increase in EEl activity in brain tissue samples
in pre-hibernation stage may be envisaged as a
consequence of triggering the activation mechanisms
of nervous centers, being responsible for metabolism
suppression [15]. This is stipulated by the EEl release,
which may result in changes of cytoskeletal endothelial
cells of brain microvessels, blood brain barrier dys-
function, occurring as a result of hypoxia development.
At hypoxia a decrease in the endothelium-dependent
vasorelaxation is possible, as a result of which the brain
blood circulation is disordered, a chronic insufficiency
in brain blood supply develops, hypertensive and
atherosclerotic changes occur [6]. The reduction of
endothelium-dependent vasorelaxation in other tissues
under hibernation may be directly related to a de-
creased activity of metabolic processes.
An excessive augmentation of EEl activity at animal
arousal in 2 hrs is the most probably stipulated by the
activation of regulatory mechanisms of the control for
energetic balance, metabolic processes, as well as car-
diac activity stimulation. Under intensive blood cir-
culation recovery at this stage the EEl activation may
provide the structural changes in vessels, associated
to a decrease in their rigidity and thereby contributing
to the activation of metabolic processes in organism
with no pathologic change development.
Significant changes in EEl activity in liver samples
may be associated to the fact, that the liver is one of
the principal oxygen “consumers” and the source of
inhibitors of proteolytic enzymes, protecting it against
an excessive activation of proteinases.
The augmentation of EEl activation in kidney tissue
samples may be stipulated by a disorder in kidney blood
supply under hibernation. Blood supply decrease results
in a significant reduction of hemodynamic charge in
branch of renal arteries and finally in the atrophy of
circulatory musculature and vascular wall thinning [12].
These changes are of a reactive-adaptive character
and contribute to the balance between the development
and functioning level of circulatory musculature. A
decrease in kidney blood supply threatens with a
disorder in glomerular filtration. Under the adaptation
to a new hemodynamic state in entrances of lateral
branches of renal arteries there is an increase in the
activity of muscular-elastic sphincters. Simultaneously,
in the renal arterial bed there is an increase in a number
of vessels, which have in internal membrane the
fascicles of bent- and longitudinal-oriented smooth
muscle cells, getting from the medium through the
446 PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 19, 2009, №4
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 19, 2009, №4
�����
�����
�����
�����
�����
�����
�����
�����
�����
�����
�����
�����
�����
�����
�����
�����
�����
�����
�����
�����
�����
�����
�����
������
������
�����
�����
������
������ �����
�����
�����
�����
�����
�����
�����
�����
����������
�����
�����
�����
����� �����
�����
�����
������
������
�����
����� �����
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
c
c
d d
f
d
c
c
c
c
b
e
c
e
c
cf
e
be
b
d
cd
c
Контроль
Control
(n =14)
Природна
гібернація
Natural
hibernation
(n = 11)
Ак
ти
вн
іс
ть
Е
Ел
, О
д/
м
г б
іл
ка
EE
l a
ct
iv
ity
, U
ni
ts
/m
g
of
p
ro
te
in
Рис. 4. Еластазоінгібіторна активність α-1-інгібітору протеїназ за умов ПГ у хом'яків:
– кора мозку; – гіпоталамус; – мозочок;
123
123
123 – стовбур мозку;
1234
1234
1234 – легені; –
cерце;
123
123
123 – печінка;
123
123
123 – нирки; a, b, c, d, е, f – ступінь вірогідності відмінностей
порівняно з контролем та ПГ, р<0,05, <0,01, <0,001, відповідно.
Fig. 4. Elastase-inhibitory activity of α-1-inhibitor of proteinases under NH in hamsters:
– cerebral cortex; – hypothalamus; – cerebellum; 123123
123 – brain stem;
123
123
123 –
lungs; – heart;
123
123
123 – liver;
123
123
123 – kidneys; a, b, c,d, e, f are the rate of statistical signifi-
cance of differences compared to the controland NH, p < 0.05; < 0.01; < 0.001,
correspondingly.
activity of α-1-IP under hibernation statistically and
significantly increased in all the studied tissue samples,
excepting lungs (Fig. 4). At arousal out NH in 2 hrs it
augmented in CC, reduced in cerebellum and BS and
remained unchanged in other tissues. The EIA rise
under NH conditions, as well as at arousal 2 hrs later
points to the protection of organs and tissues against
an excessive elastase activity. No changes in EIA in
lungs under hibernation correlate to the El and MEl
activities, and in 2 hrs of recovery to the El one. The
EIA α-1-IP increase in liver under hibernation and no
its changes at arousal after NH in 2 hrs indicate to its
partial participation in elastase activity suppression,
especially EEl, and may be revealed in the endothelium-
dependent process activation.
In 24 hrs the statistically significant changes, compa-
red to the 2 hrs’ recovery after NH, towards EIA dec-
rease and achieving the control level testify to the
exhausting of α-1-IP reserves. Our findings correlate
to the results of other researches about α-1-IP
involving into the suppression of excessive elastase
activity in some tissues under AHMS in rats [8, 9].
Conclusions
Natural hibernation in mature male hamsters results
in an increased activity of elastases: El – in the most
studied samples, excepting heart and kidneys (the
highest activity in BS); MEl – excluding lungs, heart
and liver; EEl – in all the studied tissues. At the same
time the elastase activation is balanced by the EIA α-
1-IP rise in all the tissue samples, excepting lungs.
Через 24 год
після ПГ
In 24 hrs after NH
(n = 4)
Через 2 год
після ПГ
In 2 hrs after NH
(n = 5)
Еластазоінгібіторна активність α-1-ІП за умов
гібернації вірогідно зростала у всіх досліджених
зразках тканин, крім легень (рис. 4). На виході з
ПГ через 2 год вона зростала в КМ, знижувалась
в мозочку та СМ, в інших тканинах лишалась без
змін. Зростання ЕІА за умов ПГ, на виході зі
сплячки через 2 год вказує на захищеність тканин
і органів від надлишкової активності еластаз.
Відсутність змін ЕІА в легенях за умов гібернації
корелює з активністю Ел та МЕл, через 2 год
відновлення – з активністю Ел. Зростання у печінці
ЕІА α-1-ІП за умов гібернації та відсутність її змін
на виході з ПГ через 2 год вказує на його часткову
участь у пригніченні активності еластаз, зокрема
ЕЕл, і може виявлятися в активації ендотелійзалеж-
них процесів.
Через 24 год вірогідні зміни, порівняно з 2 год
відновлення після ПГ, у бік зниження ЕІА і досяг-
нення контрольного рівня свідчать про вичерпання
резервів α-1-ІП. Отримані дані корелюють з ре-
зультатами інших досліджень щодо залучення
α-1-ІП до пригнічення надлишкової активності
еластаз в окремих тканинах за умов ШГМС у
щурів [8, 9].
Висновки
Природна гібернація у дорослих хом‘яків-самців
призводить до зростання активності еластаз: Ел –
у більшості досліджених зразків, крім серця та
нирок (найбільша активність – в СМ); МЕл – крім
легень, серця та печінки; ЕЕл – в усіх досліджених
“windows” in elastic
membrane. The similar
migration is a result of
vascular wall universal
response to the effect of
any, including hemodyna-
mic, damaging factors. The
EEl activation may contri-
bute to this response deve-
lopment.
After 24 hrs the reco-
very EEl activity reduced,
but its level exceeded the
control practically in all the
tissue samples, excepting
cerebellum, testifying to an
insufficient term for orga-
nism recovery.
Some peculiarities of El
activity changes (general
activity), differing from EEl
and MEl indicate to a
significant effect of serine
elastase on general activity.
The elastase-inhibitor
447 PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 19, 2009, №4
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 19, 2009, №4
References
Gonchar O.O., Man’kovskaya I.M. Adaptation of heart
glutathione system in rats to the effect of acute stress under
the influence of different regimens of hypoxic trainings // Ukr.
Biochim. Zhurnal.– 2007.– Vol. 79, N3.– P. 79–85.
Dosenko V.E. Determination of different forms of elastase in
aorta under experimental atherosclerosis // Lab. Diagnostika.–
1998.– N1.– P.24.
Kiyak Yu.G., Chigryan G.V. Myocardium hibernation in case
of acute myocardium infarction: clinical and functional
manifestations and ultrastructural changes // Blood Circulation
and Hemostasis.– 2007.- N3.- P.33-38.
Kutyrina I.M., Rudenko T.E., Shvetsov M.Yu., Kushnir V.V.
Role of large vessel remodelling in left ventricle hypertrophy
development at a pre-dialysis stage of chronic renal failure //
Terapevt. Arkhiv.– 2008.– N6.– P. 37–41.
Martynov A.I., Ostroumova O.D., Sinitsyn V.E. et al. Aorta
distensibility at arterial hypertension // Kardiologiia.– 2001.–
N2.– P. 59–65.
Martynov A.I., Shmyrov V.I, Ostroumova O.D. et al. Peculia-
rities of damage of cerebral white substance in adult people
with arterial hypertension // Klinicheskaia Meditsina.– 2000.–
N6.– P. 11–15.
Menshutina M.A. Comparative estimation of vessel reactivity
as the form of endothelium dysfunction in patients with
atherosclerosis and chronic renal disease // Nefrologiia.-
2004.– Vol. 8, N3.– P. 56–61.
Samokhina L.M. Elastases under conditions of artificial
hypometabolic state // Achievements in Biology and Medicine.-
2009.– N1.– P. 32–36.
Samokhina L.M., Lomako V.V., Shilo O.V. Elastases under
artificial hypometabolism in rats // Problems of Cryobiology.–
2008.– Vol. 18, N4.– P. 557–560.
Література
Гончар О.О., Маньковська І.М. Адаптація глутатіонової
системи серця щурів до дії гострого стресу під впливом
різних режимів гіпоксичних тренувань // Укр. біохім.
журнал.– 2007.– Т. 79, №3.– С. 79–85.
Досенко В.Е. Определение различных форм эластазы в
аорте при экспериментальном артериосклерозе // Лаб.
диагностика.– 1998.– №1.– С. 24.
Кияк Ю.Г., Чнгрян Г.В. Гібернація міокарда у разі гострого
інфаркту міокарда: клініко-функціональні прояви та
ультраструктурні зміни // Кровообіг та гемостаз.– 2007.–
№3.– С. 33–38.
Кутырина И.М., Руденко Т.Е., Швецов М.Ю., Кушнир В.В.
Роль ремоделирования крупных сосудов в развитии
гипертрофии левого желудочка на додиализной стадии
хронической почечной недостаточности // Терапевт.
архив.– 2008.– №6.– С. 37-41.
Мартынов А.И., Остроумова О.Д., Синицын В.Е. и др.
Растяжимость аорты при артериальной гипертонии //
Кардиология.– 2001.– №2.– С. 59–65.
Мартынов А.И., Шмыров В.И., Остроумова О.Д. и др.
Особенности поражения белого вещества головного
мозга у пожилых больных с артериальной гипертонией //
Клиническая медицина.– 2000.– №6.– С. 11–15.
Меншутина М.А. Сравнительная оценка реактивности
сосудов, как формы дисфункции эндотелия, у больных
атеросклерозом и хронической болезнью почек //
Нефрология.– 2004.– Т. 8, №3.– С. 56–61.
Самохіна Л.М. Еластази за умов штучного гіпометаболіч-
ного стану // Досягнення біології та медицини.– 2009.–
№1.– С. 32–36.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
An early period of organism recovery is characteri-
sed with an increased activity of elastases: El –
compared to the hibernation in CC tissues, hypothala-
mus (maximum activity), heart and kidneys; MEl –
the highest in CC and BS tissues, compared to the
hibernation, excepting cerebellum; EEl – in all the
tissues, excepting heart (the lowest level). The EIA
α-1-IP augmented in CC, but reduced in cerebellum
and BS.
Late stage of recovery after NH is the reflection
of balance establishment in the elastase – α-1-IP sys-
tem. The El activity reduced and approached the control
level in the most tissues, excepting BS and liver; the
MEl level reduced in BS, heart, but augmented in
hypothalamus and cerebellum. Herewith the EEl
activity decreased, but exceeded the control indices in
all the tissues, excluding cerebellum. The EIA decrea-
sed, compared to 2 hrs of recovery and achieved the
control level.
The author is grateful to the colleagues of the
Cryophysiology Department of the Institute for Problems
of Cryobiology and Cryomedicine of the National Academy
of Sciences of Ukraine V.V. Lomako, senior research fellow,
candidate of biol. sciences and O.V. Shilo, senior research
fellow, candidate of biol. sciences.
тканинах. При цьому активація еластаз збалан-
сована зростанням ЕІА α-1-ІП у всіх зразках тка-
нин, крім легень.
Ранній період відновлення організму характери-
зується підвищеною активністю еластаз: Ел – по-
рівняно з гібернацією в тканинах КМ, гіпоталамусу
(максимальна активність), серця та нирок; МЕл –
найбільша в тканинах КМ та СМ, порівняно з
гібернацією, крім мозочку; ЕЕл – у всіх тканинах,
крім серця (найменший рівень). ЕІА α-1-ІП зроста-
ла надалі в КМ, але знижувалася в мозочку та СМ.
Пізній етап відновлення після ПГ є відображен-
ням встановлення рівноваги в системі еластаза –
α-1-ІП. Активність Ел знижувалась і наближалась
до контрольного рівня у більшості тканин, крім СМ
та печінки; рівень МЕл знижувався у КМ, серці,
але зростав у гіпоталамусі та мозочку, при цьому
перевищував рівень контролю та рівень за умов гі-
бернації. Активність ЕЕл знижувалась, але переви-
щувала контрольні показники у всіх тканинах, крім
мозочку. ЕІА знижувалась порівняно з 2 год віднов-
лення і досягала контрольного рівня.
Автор висловлює вдячність співробітникам відділу
кріофізіології Інституту проблем кріобіології і
кріомедицини НАН України ст.н.с., к.б.н. В.В. Ломако
та ст.н.с., к.б.н. О.В.Шило.
448 PROBLEMS
OF CRYOBIOLOGY
Vol. 19, 2009, №4
ПРОБЛЕМЫ
КРИОБИОЛОГИИ
Т. 19, 2009, №4
Samokhina L.M., Samokhin A.A. Chymase, tonin and elastase
in rats under oxidative stress, caused by cobalt chloride
introduction // Ukr. Biochim. Zhurnal.– 2001.– Vol. 73, N5.–
P. 47–51.
Topchiy I.I. Oxidative stress, increase in content of asymmetric
dimethyl arginine and NO-synthase dissociation as factors
of development of arterial hypertension under chronic renal
disease // Urk. Terapevt. Zhurnal.– 2007.– N3.– P. 8–14.
Shormanov I.S., Shormanov V.S. Morphological grounds of
renal function disorder under damaged blood supply to this
organ // Nefrologiia.– 2008.– Vol. 12, N2.– P. 61–65.
Andrews M.T. Advances in molecular biology of hibernation
in mammals // Bioessays.– 2007.– Vol. 29, N5.– P. 431–440.
Carey H.V., Andrews M.T., Martin S.L. Mammalian Hibernation:
Cellular and Molecular Responses to Depressed Metabolism
and Low Temperature // Physiol. Rev.– 2003.– Vol. 83.–
P. 1153–1181.
Chen J., Yuan L., Sun M. et al. Screening of hibernation-
related genes in the brain of Rhinolophus ferrumequinum
during hibernation // Comp. Biochem. Physiol. B.– 2008.–
Vol. 149, N2.– P. 388–393.
Drew K.L., Rice M.E., Kuhn T.B., Smith M.A. Neuroprotective
adaptations in hibernation: therapeutic implications for
ishemia-reperfusion, traumatic brain injury and neurodegene-
rative diseases // Free Rad. Biol. Med.– 2001.– Vol. 31, N5.–
P. 563–573.
Kukacka J., Bibova J., Ruskoaho H., Pelouch V. Protein
remodeling of extracellular matrix in rat myocardium during
four-day hypoxia: the effect of concurrent hypercapnia //
Gen. Physiol. Biophys.– 2007.– Vol. 26, N2.– Р. 133–142.
Lohuis T.D., Harlow H.J., Beck T.D. Hibernating black bears
(Ursus americanus) experience skeletal muscle protein
balance during winter anorexia // Comp. Biochem. Physiol.
Biochem. Mol. Biol.– 2007.– Vol. 147, N1.– P. 20–28.
Magarinos A.M., McEwen B.S., Saboureau M., Pevet P. Rapid
and reversible changes in intrahippocampal connectivity
during the course of hibernation in European hamsters //
Proc. Natl. Acad. Sci. USA.– 2006.– Vol. 103, N49.–- P. 18775–
18780.
Mann D.L. Stress-activated cytokines and the heart: from
adaptation to maladaptation // Annu. Rev. Physiol.– 2003.–
Vol. 65.– P. 81–101.
Monioki K., Morimatsu M., Karjalainen M. et al. Elevated
plasma concentrations of haptoglobin in European brown
bears during hibernation // Comp. Biochem. Physiol. A.– 2005.–
Vol. 142.– P. 472–477.
Ohe C.G., Garner C.C., Darian-Smith C., Heller H.C. Synap-
tic Protein Dynamics in Hibernation // J. Neurosci.– 2007.–
Vol. 27, N1.– P. 84–92.
Shamamian P., Pocock B. J., Schwarts J. D. et al. Neutrophil-
derived serine proteinases enhance membrane type-1 matrix
metalloproteinase-dependent tumor cell invasion // Surgery.–
2000.– Vol. 127, N2.– Р. 142–147.
Utz J.C., Velickovska V., Shmereva A., Breukelen F. Temporal
and temperature effects on the maximum rate of rewarming
from hibernation // J. Therm. Biol.– 2007.– Vol. 32, N5.– P. 276–
281.
Yamada E., Hazama F., Kataoka H. et al. Elastase-like enzyme
in the aorta of spontaneously hypertensive rats // Virchows
Arch. B. Cell. Pathol. Incl. Mol. Pathol.– 1983.– Vol. 44, N2.–
P. 241–245.
Accepted in 20.10.2009
Самохіна Л.М., Ломако В.В., Шило О.В. Еластази за умов
штучного гіпометаболічного стану у щурів // Проблемы
криобиологии.– 2008.– Т. 18, №4.– С. 557–560.
Самохина Л.М., Самохин А.А. Химаза, тонин и эластаза
у крыс при окислительном стрессе, вызванном
введением хлорида кобальта // Укр. биохим. журн.–
2001.– Т. 73, №5.– С. 47–51.
Топчий И.И. Окислительный стресс, повышение
содержания ассимметричного диметиларгинина и
разобщенность NO-синтаз как факторы развития
артериальной гипертензии при хронической болезни
почек // Укр. терапевт. журн.– 2007.– №3.– С. 8–14.
Шорманов И.С., Шорманов В.С. Морфологические
основы расстройства функции почки при нарушении
притока крови к этому органу // Нефрология.– 2008.– Т. 12,
№2.– С. 61–65.
Andrews M.T. Advances in molecular biology of hibernation
in mammals // Bioessays.– 2007.– Vol. 29, N5.– P. 431–440.
Carey H.V., Andrews M.T., Martin S.L. Mammalian Hibernation:
Cellular and Molecular Responses to Depressed Metabolism
and Low Temperature // Physiol. Rev.– 2003.– Vol. 83.–
P. 1153–1181.
Chen J., Yuan L., Sun M. et al. Screening of hibernation-
related genes in the brain of Rhinolophus ferrumequinum
during hibernation // Comp. Biochem. Physiol. B.– 2008.–
Vol. 149, N2.– P. 388–393.
Drew K.L., Rice M.E., Kuhn T.B., Smith M.A. Neuroprotective
adaptations in hibernation: therapeutic implications for
ishemia-reperfusion, traumatic brain injury and neurodegene-
rative diseases // Free Rad. Biol. Med.– 2001.– Vol. 31, N5.–
P. 563–573.
Kukacka J., Bibova J., Ruskoaho H., Pelouch V. Protein
remodeling of extracellular matrix in rat myocardium during
four-day hypoxia: the effect of concurrent hypercapnia //
Gen. Physiol. Biophys.– 2007.– Vol. 26, N2.– Р. 133–142.
Lohuis T.D., Harlow H.J., Beck T.D. Hibernating black bears
(Ursus americanus) experience skeletal muscle protein
balance during winter anorexia // Comp. Biochem. Physiol.
Biochem. Mol. Biol.– 2007.– Vol. 147, N1.– P. 20–28.
Magarinos A.M., McEwen B.S., Saboureau M., Pevet P. Rapid
and reversible changes in intrahippocampal connectivity
during the course of hibernation in European hamsters //
Proc. Natl. Acad. Sci. USA.– 2006.– Vol. 103, N49.–- P. 18775–
18780.
Mann D.L. Stress-activated cytokines and the heart: from
adaptation to maladaptation // Annu. Rev. Physiol.– 2003.–
Vol. 65.– P. 81–101.
Monioki K., Morimatsu M., Karjalainen M. et al. Elevated
plasma concentrations of haptoglobin in European brown
bears during hibernation // Comp. Biochem. Physiol. A.– 2005.–
Vol. 142.– P. 472–477.
Ohe C.G., Garner C.C., Darian-Smith C., Heller H.C. Synap-
tic Protein Dynamics in Hibernation // J. Neurosci.– 2007.–
Vol. 27, N1.– P. 84–92.
Shamamian P., Pocock B. J., Schwarts J. D. et al. Neutrophil-
derived serine proteinases enhance membrane type-1 matrix
metalloproteinase-dependent tumor cell invasion // Surgery.–
2000.– Vol. 127, N2.– Р. 142–147.
Utz J.C., Velickovska V., Shmereva A., Breukelen F. Temporal
and temperature effects on the maximum rate of rewarming
from hibernation // J. Therm. Biol.– 2007.– Vol. 32, N5.– P. 276–
281.
Yamada E., Hazama F., Kataoka H. et al. Elastase-like enzyme
in the aorta of spontaneously hypertensive rats // Virchows
Arch. B. Cell. Pathol. Incl. Mol. Pathol.– 1983.– Vol. 44, N2.–
P. 241–245.
Поступила 20.10.2009
Рецензент Л.И. Релина
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-30856 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0233-7673 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:41:01Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Самохіна, Л.М. 2012-02-16T17:18:02Z 2012-02-16T17:18:02Z 2009 Еластази за умов природної гібернації у хом‘яків / Л.М. Самохіна // Пробл. криобиологии. — 2009. — T. 19, № 3. — С. 438-448. — Бібліогр.: 25 назв. — укр., англ. 0233-7673 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/30856 547.96:616-005.4:599.323.42 Природна гібернація у дорослих хом‘яків-самців приводить до зростання активності еластаз та еластазоінгібіторної активності (ЕІА) α-1-інгібітору протеїназ (α-1-ІП) у більшості тканин. Ранній період відновлення (через 2 год після гібернації) характеризується підвищенням рівня еластаз та зниженням ЕІА в мозочку та стовбурі мозку. Пізній етап відновлення (через 24 год) є відображенням прагнення організму до рівноваги в системі еластаза-α-1-ІП. Природная гибернация у взрослых хомяков-самцов приводит к повышению активности эластаз и эластазоингибиторной
 активности (ЭИА) α-1-ингибитора протеиназ (α-1-ИП) в большинстве тканей. Ранний период восстановления (через 2 ч после гиберанции) характеризуется повышением уровня эластаз и снижением ЭИА в мозжечке и стволе мозга. Поздний этап
 восстановления (через 24 ч) является отображением стремления организма к равновесию в системе эластаза-α-1-ИП. Natural hibernation in mature male hamsters results in an increased elastase activity and elastase-inhibitory activity (EIA) of α-
 1-inhibitor of proteinases (α-1-IP) in the most samples of the studied tissues. An early period of organism recovery (2 hrs after hibernation) is characterised by an increased elastase level and EIA decrease in cerebellum and brain stem, within a later one (24 hrs after hibernation) a balance in the elastase α-1-IP system is established. Автор висловлює вдячність співробітникам відділу кріофізіології Інституту проблем кріобіології і кріомедицини НАН України ст.н.с., к.б.н. В.В. Ломако та ст.н.с., к.б.н. О.В.Шило. ru Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України Проблемы криобиологии Теоретическая и экспериментальная криобиология Еластази за умов природної гібернації у хом‘яків Elastases Under Natural Hibernation in Hamsters Article published earlier |
| spellingShingle | Еластази за умов природної гібернації у хом‘яків Самохіна, Л.М. Теоретическая и экспериментальная криобиология |
| title | Еластази за умов природної гібернації у хом‘яків |
| title_alt | Elastases Under Natural Hibernation in Hamsters |
| title_full | Еластази за умов природної гібернації у хом‘яків |
| title_fullStr | Еластази за умов природної гібернації у хом‘яків |
| title_full_unstemmed | Еластази за умов природної гібернації у хом‘яків |
| title_short | Еластази за умов природної гібернації у хом‘яків |
| title_sort | еластази за умов природної гібернації у хом‘яків |
| topic | Теоретическая и экспериментальная криобиология |
| topic_facet | Теоретическая и экспериментальная криобиология |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/30856 |
| work_keys_str_mv | AT samohínalm elastazizaumovprirodnoígíbernacííuhomâkív AT samohínalm elastasesundernaturalhibernationinhamsters |