Вплив природного і різних видів штучного гіпометаболізму на активність системи протеїназа – інгібітор протеїназ у хом’яків і щурів
Вивчали особливості впливу природного у хом’яків і різних видів штучного (гіпоксично-гіперкапнічного і аміназинового) гіпометаболізму (ГМ) у щурів на активність системи протеїназа – інгібітор протеїназ. У сироватці крові та без’ядерних фракціях 10%-х гомогенатів тканин кори мозку, легень, серця, п...
Saved in:
| Date: | 2011 |
|---|---|
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України
2011
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/44902 |
| 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: | Вплив природного і різних видів штучного гіпометаболізму на активність системи протеїназа – інгібітор протеїназ у хом’яків і щурів / В.В. Ломако, Л.М. Самохіна, О.В. Шило // Пробл. криобиологии. — 2011. — Т. 21, № 3. — С. 280-290. — Бібліогр.: 35 назв. — укр., англ. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859628703553683456 |
|---|---|
| author | Ломако, В.В. Самохіна, Л.М. Шило, О.В. |
| author_facet | Ломако, В.В. Самохіна, Л.М. Шило, О.В. |
| citation_txt | Вплив природного і різних видів штучного гіпометаболізму на активність системи протеїназа – інгібітор протеїназ у хом’яків і щурів / В.В. Ломако, Л.М. Самохіна, О.В. Шило // Пробл. криобиологии. — 2011. — Т. 21, № 3. — С. 280-290. — Бібліогр.: 35 назв. — укр., англ. |
| collection | DSpace DC |
| description | Вивчали особливості впливу природного у хом’яків і різних видів штучного (гіпоксично-гіперкапнічного і аміназинового)
гіпометаболізму (ГМ) у щурів на активність системи протеїназа – інгібітор протеїназ. У сироватці крові та без’ядерних
фракціях 10%-х гомогенатів тканин кори мозку, легень, серця, печінки та нирок визначали загальну активність протеїназ
(ЗАП), нетрипсиноподібних протеїназ (НТПП) та їх інгібіторів (α-1-інгібітору протеїназ (α-1-ІП) і α-2-макроглобуліну (α-2-
МГ)) високочутливими (10–9–10–10 г) ферментативними методами. Впливи різних видів штучного і природного ГМ викликають
схожі зміни: на фоні незмінної активності α-1-ІП підвищується ЗАП. На відміну від природного, при вивчених видах штучного
ГМ знижується активність α-2-МГ (при природному не змінюється). Виявлено найбільш різноспрямовані розбіжності в
динаміці активності НТПП: якщо при природному ГМ не змінюється (окрім нирок), то при гіпоксично-гіперкапнічному ГМ –
знижується, а при аміназиновому, навпаки, зростає (крім печінки, легенів та кори мозку). Отримані дані укладаються в
концепцію, що розвиток гіпометаболізму, зокрема природного, полягає в перебудові певних молекулярних механізмів, ніж у
наявності спеціалізованих генів, тобто відбувається перепрограмування існуючих біохімічних процесів (наприклад, активності
системи протеїназа – інгібітор протеїназ).
Изучали особенности влияния естественного у хомяков и различных видов искусственного (гипоксическо-гиперкапнического
и аминазинового) гипометаболизма (ГМ) у крыс на активность системы протеиназа – ингибитор протеиназ. В сыворотке крови
и безъядерных фракциях 10%-х гомогенатов тканей коры мозга, легких, сердца, печени и почек определяли общую активность
протеиназ (ОАП), нетрипсиноподобных протеиназ (НТПП) и их ингибиторов (α-1-ингибитора протеиназ (α-1-ИП) и α-2-
макроглобулина (α-2-МГ)) высокочувствительными (10–9–10–10 г) ферментативными методами. Естественный и различные
виды искусственного ГМ вызывают сходные изменения: на фоне неизменной активности α-1-ИП повышается ОАП. В отличие
от естественного, при изученных видах искусственного ГМ происходит снижение активности α-2-МГ (при естественном не
изменяется). Выявлены наиболее разнонаправленные изменения в динамике активности НТПП: при естественном ГМ не
изменяется (кроме почек), при гипоксическо-гиперкапническом ГМ – снижается, а при аминазиновом, наоборот, растет (кроме
печени, легких и коры мозга). Полученные данные укладываются в концепцию о том, что развитие гипометаболизма, в частности
естественного, обуславливается перестройкой определенных молекулярных механизмов, а не наличием специализированных
генов, т. е. происходит перепрограммирование существующих биохимических процессов (например, активности системы
протеиназа – ингибитор протеиназ).
There were studied the peculiarities of the effect of natural in hamsters and different types of artificial (hypoxic-hypercapnic and
aminasin induced) hypometabolism (HM) in rats on activity of protease – protease inhibitor system. In blood serum and nuclear-free
fractions of 10% homogenates of the tissues of brain cortex, lungs, heart, liver and kidneys there was measured protease total activity
(PTA), non-trypsin-like proteases (NTLP) and their inhibitors (α-1-protease inhibitor (α-1-PI)) and α-2-macroglobulin (α-2-MG)
using highly sensitive (10–9–10–10 g) enzyme methods. Effects of various types of artificial and natural HM cause similar changes: the
PTA increases on the background of unchanged activity of α-1-PI. In contrast to natural HM during artificial one the activity of α-2-
MG increase (during natural HM it does not change). The most versatile differences in the dynamics of NTLP activity have been
revealed: during natural HM it does not change (except kidneys), at hypoxic-hypercapnic HM it reduces and during aminasin induced
one it vice versa rises (except liver, lungs and brain cortex). The findings are in the accordance with the concept that hypometabolism
development, in particular natural one, is rather stipulated with the re-arrangements of certain molecular mechanisms, but not with the
presence of specialized genes, i. e. re-programming of existing biochemical processes (for example, activity of protease – protease
inhibitor system) takes place.
|
| first_indexed | 2025-11-29T13:59:05Z |
| format | Article |
| fulltext |
280
* Автор, якому необхідно надсилати кореспонденцію:
вул. Переяславська, 23, м. Харків, Україна 61015; тел.: (+38
057) 372-74-35, факс: (+38 057) 373-30-84, електронна пошта:
victorial2003@list.ru
* To whom correspondence should be addressed: 23,
Pereyaslavskaya str., Kharkov, Ukraine 61015; tel.:+380 57 372
7435, fax: +380 57 373 3084, e-mail: victorial2003@list.ru
1Institute for Problems of Cryobiology and Cryomedicine of the Na-
tional Academy of Sciences of Ukraine, Kharkov, Ukraine
2L.T. Malaya Institute of Therapy of the Academy of Medical Sci-
ences of Ukraine, Kharkov, Ukraine
1Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України,
м. Харків
2Інститут терапії ім. Л.Т. Малої НАМН України, м. Харків
problems
of cryobiology
Vol. 21, 2011, №3
проблемы
криобиологии
Т. 21, 2011, №3
УДК 591.543.42:577.15.042.2
В.В. ЛОМАКО1*, Л.М. CАМОХІНА2, О.В. ШИЛО1
Вплив природного і різних видів штучного гіпометаболізму
на активність системи протеїназа – інгібітор протеїназ
у хом’яків і щурів
UDC 591.543.42:577.15.042.2
V.V. LOMAKO1*, L.M. SAMOKHINA2, O.V. SHYLO1
Effect of Natural and Various Artificial Hypometabolism
on Activity of Protease – Protease Inhibitor System
in Hamsters and Rats
Вивчали особливості впливу природного у хом’яків і різних видів штучного (гіпоксично-гіперкапнічного і аміназинового)
гіпометаболізму (ГМ) у щурів на активність системи протеїназа – інгібітор протеїназ. У сироватці крові та без’ядерних
фракціях 10%-х гомогенатів тканин кори мозку, легень, серця, печінки та нирок визначали загальну активність протеїназ
(ЗАП), нетрипсиноподібних протеїназ (НТПП) та їх інгібіторів (α-1-інгібітору протеїназ (α-1-ІП) і α-2-макроглобуліну (α-2-
МГ)) високочутливими (10–9–10–10 г) ферментативними методами. Впливи різних видів штучного і природного ГМ викликають
схожі зміни: на фоні незмінної активності α-1-ІП підвищується ЗАП. На відміну від природного, при вивчених видах штучного
ГМ знижується активність α-2-МГ (при природному не змінюється). Виявлено найбільш різноспрямовані розбіжності в
динаміці активності НТПП: якщо при природному ГМ не змінюється (окрім нирок), то при гіпоксично-гіперкапнічному ГМ –
знижується, а при аміназиновому, навпаки, зростає (крім печінки, легенів та кори мозку). Отримані дані укладаються в
концепцію, що розвиток гіпометаболізму, зокрема природного, полягає в перебудові певних молекулярних механізмів, ніж у
наявності спеціалізованих генів, тобто відбувається перепрограмування існуючих біохімічних процесів (наприклад, активності
системи протеїназа – інгібітор протеїназ).
Ключові слова: гіпометаболізм, активність протеїназ, хом’яки, щури.
Изучали особенности влияния естественного у хомяков и различных видов искусственного (гипоксическо-гиперкапнического
и аминазинового) гипометаболизма (ГМ) у крыс на активность системы протеиназа – ингибитор протеиназ. В сыворотке крови
и безъядерных фракциях 10%-х гомогенатов тканей коры мозга, легких, сердца, печени и почек определяли общую активность
протеиназ (ОАП), нетрипсиноподобных протеиназ (НТПП) и их ингибиторов (α-1-ингибитора протеиназ (α-1-ИП) и α-2-
макроглобулина (α-2-МГ)) высокочувствительными (10–9–10–10 г) ферментативными методами. Естественный и различные
виды искусственного ГМ вызывают сходные изменения: на фоне неизменной активности α-1-ИП повышается ОАП. В отличие
от естественного, при изученных видах искусственного ГМ происходит снижение активности α-2-МГ (при естественном не
изменяется). Выявлены наиболее разнонаправленные изменения в динамике активности НТПП: при естественном ГМ не
изменяется (кроме почек), при гипоксическо-гиперкапническом ГМ – снижается, а при аминазиновом, наоборот, растет (кроме
печени, легких и коры мозга). Полученные данные укладываются в концепцию о том, что развитие гипометаболизма, в частности
естественного, обуславливается перестройкой определенных молекулярных механизмов, а не наличием специализированных
генов, т. е. происходит перепрограммирование существующих биохимических процессов (например, активности системы
протеиназа – ингибитор протеиназ).
Ключевые слова: гипометаболизм, активность протеиназ, хомяки, крысы.
There were studied the peculiarities of the effect of natural in hamsters and different types of artificial (hypoxic-hypercapnic and
aminasin induced) hypometabolism (HM) in rats on activity of protease – protease inhibitor system. In blood serum and nuclear-free
fractions of 10% homogenates of the tissues of brain cortex, lungs, heart, liver and kidneys there was measured protease total activity
(PTA), non-trypsin-like proteases (NTLP) and their inhibitors (α-1-protease inhibitor (α-1-PI)) and α-2-macroglobulin (α-2-MG)
using highly sensitive (10–9–10–10 g) enzyme methods. Effects of various types of artificial and natural HM cause similar changes: the
PTA increases on the background of unchanged activity of α-1-PI. In contrast to natural HM during artificial one the activity of α-2-
MG increase (during natural HM it does not change). The most versatile differences in the dynamics of NTLP activity have been
revealed: during natural HM it does not change (except kidneys), at hypoxic-hypercapnic HM it reduces and during aminasin induced
one it vice versa rises (except liver, lungs and brain cortex). The findings are in the accordance with the concept that hypometabolism
development, in particular natural one, is rather stipulated with the re-arrangements of certain molecular mechanisms, but not with the
presence of specialized genes, i. e. re-programming of existing biochemical processes (for example, activity of protease – protease
inhibitor system) takes place.
Key words: hypometabolism, activity of proteases, hamsters, rats.
281 problems
of cryobiology
Vol. 21, 2011, №3
проблемы
криобиологии
Т. 21, 2011, №3
Гіпометаболізм (ГМ) – особливий функціональ-
ний стан зниженої життєздатності організму із ста-
білізованим теплообмінним гомеостазом. При ГМ
багатократно знижуються кисневі та енергетичні
потреби організму, зменшується навантаження на
органи, при цьому затримується і розвиток захво-
рювання, завдяки чому у медиків з’являється необ-
хідний резерв часу як для первинної допомоги, так
і радикального втручання. Тому вивчення природ-
ного і розробка способів досягнення штучного
ГМ – актуальні напрямки фундаментальної біології
та медицини.
Відомо, що ссавці здатні впадати в різні за гли-
биною і тривалістю гіпометаболічні стани: від по-
верхневого циркадного ГМ у гомойотермних тва-
рин (сон), коли температура тіла (ТТ) знижується
на 0,5–2,0°С, а метаболізм – на 20%, до глибокого
тривалого ГМ і гіпотермії у представників 3-х під-
класів гетеротермних ссавців, коли ТТ знижується
до 4°С, а обмін речовин – до 2–3% від норми (зимо-
вий сон, денний торпор, естивація і гібернація) [5,
14, 16, 19, 20, 22, 23, 28]. Природний ГМ – генетично
детермінована здатність зворотно знижувати рі-
вень обміну речовин і ТТ, яка набута в ході еволюції
для переживання екстремальних умов (холод,
спека, посуха, відсутність їжі). При гібернації, як
найбільш вираженому ГМ, тварини стійкі до
фатальних доз отруйних речовин та іонізуючого
опромінення; інфекційні захворювання не розви-
ваються навіть при штучному зараженні [5, 12].
Таке широке розповсюдження ГМ в природі
дало підставу групі дослідників для припущення,
що гени, які залучені до розвитку подібних станів, –
загальні для всіх ссавців [31]. Це робить перспек-
тивною можливість індукувати ГМ у гомойотерм-
них ссавців (насамперед, у людини), яким така
здатність не притаманна.
Гомойотермний організм занурити в ГМ складно
і можливо лише на обмежений час. У тварин-негі-
бернаторів ГМ моделюють за допомогою впливу
сірководню [15], комбінації гіпоксичних і гіперкап-
нічних газових середовищ, зниження ТТ, голоду [3,
7, 10, 12], а також шляхом введення фармаколо-
гічних речовин. Серед останніх – аміназин, який вхо-
дить до складу літичних сумішей, що застосовують-
ся для досягнення штучного ГМ (ШГМ) [10, 11].
Він належить до класу транквілізаторів і впливає на
діяльність нервової системи (має антипсихотичний
і виразний седативний ефект з одночасним змен-
шенням рухової активності і тонусу скелетних м’язів;
пригнічує центр терморегуляції, внаслідок чого зни-
жується ТТ), пригнічує активність серцево-судин-
ної системи (знижується артеріальний тиск, голов-
ним чином за рахунок пригнічення гіпоталамічних
центрів, компенсаторних судинно-звужуючих реф-
лексів, сили серцевих скорочень, альфа-адрено-
Hypometabolism (HM) is a special functional state
of a reduced viability of an organism with stabilized
heat exchange homeostasis. During HM the oxidative
and energetic needs of an organism decrease many
times, the loadings to the organs are reduced, herewith
the disease development impedes as well, due to this
health professionals receive the necessary time reserve
for first aid and medical intervention. Therefore the
study of natural HM and development of the methods
to reach artificial HM are actual trends of fundamen-
tal biology and medicine.
It is known that mammals are able of falling into
hypometabolic states differing on depth and duration:
from shallow circadian HM in homoiothermal animals
(sleep) when body temperature (BT) reduces by 0.5–
2°C and metabolism by 20%, to deep long HM and
hypothermia in representatives of 3 subclasses of
heterothermal mammals, when BT decreases down to
4°C, and metabolism down to 2–3% of the norm (win-
ter sleep, daily torpor, aestivation and hibernation) [5,
14, 16, 19, 20, 22, 23, 28]. Natural HM is a genetically
determined ability of reversible decrease of metabo-
lism rate and BT, acquired during evolution to survive
extreme conditions (cold, heat, drought, food absence).
During hibernation as the most manifested HM the
animals are resistant to fatal doses of poisoning sub-
stances and ionizing radiation, infection diseases do not
develop even during artificial contamination [5, 12].
Such a frequent occurrence of HM in nature allo-
wed the group of researchers to speculate that the genes
involved into the development of such states are com-
mon for all the mammals [31]. This makes possible the
inducing of HM in homoiothermal mammals (first of
all, humans) for those this ability is not inherent.
It is difficult to induce HM in homoiothermal or-
ganism and this is possible only for a limited time pe-
riod. In non-hibernating animals HM is induced by the
effect of hydrogen sulphide [15], combination of hy-
poxic and hypercapnic gas composition, reduction of
BT, hunger [3, 7, 10, 12] as well as by means of ad-
ministration of pharmacological substances. Among the
latter is aminasin, as a component of lytic mixtures used
to induce an artificial HM (AHM) [10, 11]. It belongs
to the class of tranquilizers and affects the activity of
nervous system (is of anti-psychotic and manifested
sedative effect with simultaneous reduction in motor
activity and tonus of skeletal muscles; suppresses the
thermoregulation center that results in BT reduction),
suppresses the activity of cardiovascular system (ar-
terial pressure decreases mainly due to the inhibiting
of hypothalamic centers, compensatory vasoexcitatory
reflexes, heart force, alpha-adrenoblocking and spas-
molytic effect), suppresses the muscle contraction [13,
29]. There is a notion that combination of physical and
chemical compounds could induce even high-tempera-
ture HM [10, 11].
282 problems
of cryobiology
Vol. 21, 2011, №3
проблемы
криобиологии
Т. 21, 2011, №3
However, independently on the ways of reaching
HM the basis of this state is the reduced metabolic
activity, i. e. metabolic depression, achieved due to co-
ordinated suppression of cell energy-loss functions, in
particular, maintainance of a transmembrane gradient
of ions and protein synthesis [32].
Namely synthesis of proteins is actively inhibited
during the development of natural HM (NHM) [32].
Herewith to avoid a non-controlled proteolysis, the
decay processes of protein molecules slowed down in
a correspondent way, where a special role is played by
proteases, which participate in degradation of proteins
and generate their active forms as well [18]. It is known
that proteases are actively involved into regulation of
many the most important processes in an organism and
provide its rapid physiological response to the effect of
endo- and exogenous factors [1, 2, 18]. Serine protea-
ses are the most wide-spread and revealed almost in
all the subcellular fractions of different cell types [1,
2]. Limited proteolysis of zymogenes and other protein
substrates with highly specialized serine proteases ena-
bles the reaching of rapid generalized response of an
organism, and partial proteolytic degradation results in
a formation of several hormones and neuropeptides
with various physiological functions [2]. Non-trypsin-
like proteases (NTLP) (in particular, chymase and
tonin), participating in the formation of peptide AII in
tissues, are of a special value [24]. An important role
in proteolysis regulation is played by inhibitors of pro-
teolytic enzymes (serpins), their participation in the con-
trolling of the reaction of limited proteolysis is consid-
ered as main mechanism of an organism protective
system function [1, 18].
The research aim was to examine the peculiarities
of the effect of natural and various types of artificial
(hypoxic-hypercapnic and aminasin induced) hypome-
tabolism on the activity of the protease – protease in-
hibitor system in the tissues of hamsters and rats.
Materials and methods
The research was carried-out in 6–7-month-old rats
and 6–10-month-old golden hamsters (Mesocricetus
auratus) of 200–250 and 85–95 g, correspondingly in
winter period according to General Principles of Ex-
periments in Animals approved by the 3rd National
Congress in Bioethics (Kyiv, 2007) and coordinated
with the statements of European Convention for the
Protection of Vertebrate Animals Used for Experimen-
tal and Other Scientific Purposes (Strasbourg, 1986).
The animals were kept in vivarium on the standard
diet with adding wheat grains and sun flower seeds.
The following experimental groups were used in
the study: hamsters – control and animals in NHM state;
rats – control, the animals in hypoxic-hypercapnic and
aminasin induced AHM.
блокуючої і спазмолітичної дії), пригнічує скорот-
ливість м’язів [13, 29]. Вважають, що за допомогою
комбінації фізичних та хімічних сполук можна
викликати навіть високотемпературний ГМ [10, 11].
Але незалежно від способів досягнення ГМ в
основі ініціації цього стану лежить зниження мета-
болічної активності – метаболічна депресія, яка
досягається за рахунок координованого пригні-
чення енергетично затратних клітинних функцій,
зокрема, підтримки трансмембранного градієнта
іонів та синтез білка [32].
Саме синтез протеїнів активно гальмується при
розвитку природного ГМ (ПГМ) [32]. При цьому
для уникнення неконтрольованого розщеплення
білків відповідним чином уповільнюються і процеси
розпаду білкових молекул, де особливу роль віді-
грають протеїнази, які не тільки беруть участь в
деградації білків, але й утворюють їх активні форми
[18]. Відомо, що протеїнази активно задіяні в регу-
ляції багатьох найважливіших процесів в організмі
та забезпечують його швидку фізіологічну відпо-
відь на вплив ендо- і екзогенних факторів [1, 2, 18].
Серінові протеїнази найбільш розповсюджені та
виявлені практично у всіх субклітинних фракціях
різних типів клітин [1, 2]. Лімітований протеоліз зи-
могенів та інших білкових субстратів високоспеціа-
лізованими серіновими протеїназами дозволяє
досягти швидкої генералізованої відповіді організ-
му, в результаті часткової протеолітичної деградації
утворюється ряд гормонів і нейропептидів з різними
фізіологічними функціями [2]. Особливого значення
набувають нетрипсиноподібні протеїнази (НТПП)
(зокрема, хімаза і тонін), які беруть участь в утво-
ренні вазоконстрикторного пептиду АII в тканинах
[24]. Важливу роль у регуляції протеолізу відіграють
інгібітори протеолітичних ферментів (серпіни), їх
участь в контролі реакцій лімітованого протеолізу
розглядають як основний механізм функціонування
захисних систем організму [1, 18].
Мета роботи – визначити особливості впливу
природного і різних видів штучного (гіпоксично-
гіперкапнічного і аміназинового) гіпометаболізму
на активність системи протеїназа – інгібітор протеї-
наз у тканинах хом’яків і щурів.
Матеріали і методи
Роботу проведено на самцях 6–7-місячних щурів
та 6–10-місячних золотавих хом’яків (Mesocricetus
auratus) масою 200–250 і 85–95 г відповідно у зи-
мовий період згідно з “Загальними принципами
експериментів на тваринах”, схваленими III Націо-
нальним конгресом з біоетики (Київ, 2007) і узго-
дженими з положеннями “Європейської Конвенції
про захист хребетних тварин, що використовуються
для експериментальних та інших наукових цілей”
283 problems
of cryobiology
Vol. 21, 2011, №3
проблемы
криобиологии
Т. 21, 2011, №3
Natural HM developed under the conditions of stay-
ing in dark chamber at 4–7°C with normal air compo-
sition, where the hamsters hibernated being in torpid
state during 3–3.5 days with periodic arousal and again
entering the hibernation. The research material was
collected in 2–4 hibernation bouts (episodes).
Hypoxic-hypercapnic AHM in rats was initiated by
Bakhmet’ev-Anjus-Giaja method [3, 7]: the animals in
hermetically closed tank (3 dm3) were placed for 3 hrs
into dark cold chamber (3–5°C).
Aminasin AHM was achieved by intraperitoneal
introduction of 2.5% aminasin by 0.2 ml once in 3 days
for 2 weeks. Body temperature was recorded by means
of copper-constantan thermocouple, adjusted to B7-
21A voltmeter (Russia). Control group represented the
intact animals.
The animals were sacrified by decapitation. In blood
serum and nuclear-free fractions of 10% tissue homo-
genates of brain cortex, lungs, heart, liver and kidneys
there was measured a protease total activity (PTA),
NTLP and their inhibitors (α-1-protease inhibitor (α-
1PI)) and α-2-macroglobulin (α-2-MG) using highly
sensitive (10–9–10–10 g) enzymatic methods [9]. The
principle of these methods consists in the use as the
substrate of proteolytic reaction of polystyrol-surface-
immobilized marker enzyme (horse radish peroxidase),
which was pre-conjugated with the substrate of pro-
tein origin. To examine the activity of proteases, NTLP
and α-1-PI, bovine serum albumin served as a substrate
and protamine sulfate was the substrate for α-2-MG.
After the reaction of protease – protease inhibitor com-
plex formation the reaction mixture was supplemented
1:1 (v/v) with soybean trypsin inhibitor (STI) in con-
centration of 150 µg/ml and incubated for 5 min at 37°C
to bind free proteases. The level of α-2-MG in the
studied samples was calculated on the residual activity
of the bound trypsin.
To examine NTLP the inhibition reaction of such
enzymes as trypsin, plasmin, serum kallikrein, tonin
(possessing both trypsin and chymotrypsin-like activi-
ties) was performed by adding 1:1 (v/v) STI in con-
centration of 0.01 µg/ml and incubation for 5 min at
37°C. Later there was performed the reaction on dis-
sociation of immobilized complex of marker enzyme
and bovine serum albumin.
The indices were assessed by the change in the
activity of marker enzyme and expressed in mg/l of
trypsin and then re-calculated in microequivalents (µEq)
of involved chemical bonds per minute, because the
substrate is a polymer and enzyme “attacks” more than
one chemical bond (1 µEq corresponds to the activity
of 1 mg/l trypsin).
In the study there were used horse radish peroxida-
se, bovine serum albumin, protamine sulfate, trypsin
(Spofa, Czech Republic), STI (Reanal, Hungary), poly-
styrol plates (Linbro, UK), reagents of ukrainian produc-
tion, as well as universal photometer (StatFax, USA).
(Страсбург, 1986). Тварин утримували в віварії на
стандартному раціоні з додаванням зерен пшениці
і насіння соняшника.
Представлено такі експериментальні групи:
хом’яки – контроль та тварини в стані ПГМ; щури –
контроль, тварини в стані гіпоксично-гіперкапніч-
ного та аміназинового ШГМ.
Природний ГМ розвивався в умовах перебуван-
ня в неосвітленій камері при 4–7°С з нормальним
складом повітря, де хом’яки гібернували, знаходя-
чись у торпідному стані 3–3,5 доби, періодично
пробуджуючись й знову впадаючи у сплячку. Мате-
ріал для досліджень забирали на 2–4-му бауті
(епізоді) сплячки.
Гіпоксично-гіперкапнічний ШГМ у щурів викли-
кали за методом Анджуса-Бахмет’єва-Джайя [3, 7]:
тварин у герметично закритій посудині (3 дм3) по-
міщали на 3 години у темну холодову камеру (3–5°С).
Аміназиновий ШГМ досягали шляхом внут-
рішньочеревного введення 2,5%-го аміназину по
0,2 мл 1 раз у 3 доби протягом 2 тижнів. Температу-
ру тіла реєстрували за допомогою мідь-константа-
нової термопари, приєднаної до вольтметра В7-21А
(ЗИП, СРСР). Контрольна група представлена ін-
тактними тваринами.
Тварин з експерименту виводили шляхом дека-
пітації. У сироватці крові та без’ядерних фракціях
10%-х гомогенатів тканин кори мозку, легень, сер-
ця, печінки та нирок визначали загальну активність
протеїназ (ЗАП), НТПП та їх інгібіторів (α-1-
інгібітору протеїназ (α-1-ІП) і α-2-макроглобуліну
(α-2-МГ)) високочутливими (10–9–10–10 г) фермен-
тативними методами [9], принцип яких полягає у
використанні в якості субстрату протеолітичної
реакції іммобілізованого на поверхні полістиролу
маркерного ферменту (пероксидази хрону), який
був наперед кон’югований із субстратом білкової
природи. Для визначення активності протеїназ,
НТПП, α-1-ІП субстратом був альбумін сироватки
бика, α-2-МГ – протамінсульфат. Після проведен-
ня реакції утворення комплексу протеїназа –інгібі-
тор протеїназ до реакційної суміші додавали 1:1 за
об’ємом соєвий інгібітор трипсину (СІТ) у концент-
рації 150 мкг/мл та інкубували 5 хв при 37°С для
зв’язування вільних протеїназ. Рівень α-2-МГ у
досліджених зразках розраховували по залишковій
активності пов’язаного з ним трипсину.
Для визначення НТПП окремо проводили реак-
цію пригнічення таких ферментів, як трипсин, плаз-
мін, сироватковий калікреїн, тонін (має трипсин- і
хімотрипсинподібну активність) доданням 1:1 за
об’ємом СІТ у концентрації 0,01 мкг/мл та інкубу-
вали 5 хв при 37°С. Далі проводили реакцію роз-
щеплення іммобілізованого комплексу маркерного
ферменту і альбуміну сироватки бика.
Показники оцінювали за зміною активності мар-
керного ферменту і виражали в мг/л трипсину, а
284 problems
of cryobiology
Vol. 21, 2011, №3
проблемы
криобиологии
Т. 21, 2011, №3
Statistical processing was done by Student-Fisher’s
method using Excel software and one-way analysis
Kruskal-Wallis’ test.
Results and discussion
Both ways of reaching AHM we used were char-
acterized with following physiological changes in an
organism of experimental animals.
During hypoxic-hypercapnic AHM the rats were
immobile, tactile and pain non-sensitive, as well as a
significant decrease of heart rate (HR) (from 360 to
80 beats/min) and BT (down to 16.5 ± 0.5°C) was
found, bioelectrical activity (BEA) of brain was not
recorded (data are not shown).
In rats with aminasin induced AHM the BT reduced
by 3.5 ± 1.5°C, the encephalogram had changes (data
are not shown), characteristic for the state of a deep
natural sleep. At behavioral level the administration of
aminasin resulted in a significant weakening of move-
ment activity, need in food and water, absence of
grooming, tactile and, partially, pain reaction, as well
as manifestated apathy, retarding, atonia.
Some above mentioned physiological changes cor-
respond to those observed at natural HM. For exam-
ple, hamsters during NHM represented immobility, non-
sensitivity to pain and tactile irritation, characteristic
posture (curling into a ball) a sharp reduction of HR
(from 360 down to 7–8 beats/min), and BT from 39
down to 8–10°C, BEA of brain was not recorded (data
are not shown).
Regarding the changes in the activity of protease –
protease inhibitor system, in should be noted that NHM
is accompanied with a rise in PTA in all the studied
samples, activity of NTLP was elevated only in kid-
neys, and in other tissues it was not changed (Table 1).
The activity of inhibitors of α-1-PI and α-2-MG re-
mained unchanged in all the studied tissues (Table 2).
Entering the hypoxic-hypercapnic HM was respon-
ded by the protease – protease inhibitor system as fol-
lows: in al the studied tissue samples PTA increased,
especially in heart and kidneys, and NTLP activity vice
versa reduced except blood serum, wherein it does
not change (Table 3); the activity of one of main inhibi-
tors of proteolytic enzymes, α-1PI, does not change,
meanwhile α-2-MG decreases, except blood serum and
lungs (no changes) (Table 4).
In response to the effect of aminasin, TPA rises in
all the studied tissue samples of rats, the activity of
NTLP also increases (especially in kidneys and blood
serum), except brain cortex (see Table 3). There was
also revealed a strong reduction in the activity of α-2-
MG in all the investigated samples, except blood se-
rum (rise), likely pointing to its removal from tissues
(Table 4). The mentioned changes take place on the
background of the absence of changes in α-1-PI ac-
tivity.
потім перераховували в мікроеквівалентах (мкЕкв)
задіяних хімічних зв’язків за хвилину тому, що суб-
стратом є біополімер і фермент “атакує” більш ніж
один хімічний зв’язок (1 мкЕкв відповідає актив-
ності 1 мг/л трипсину).
У дослідженнях використовували пероксидазу
хрону, альбумін сироватки бика, протамінсульфат,
трипсин (“Spofa”, Чехія), СІТ (“Reanal”, Угорщина),
реагенти вітчизняного виробництва, а також полі-
стиролові плашки (“Linbro”, Великобританія), фото-
метр загального призначення (“StatFax”, США).
Статистичну обробку проводили за методом
Стьюдента-Фішера з використанням програмного
забезпечення Exсel та непараметричної статистики
Крускала-Уолліса.
Результати та обговорення
Обидва використані нами способи досягнення
ШГМ характеризувалися наступними фізіологіч-
ними змінами в організмі експериментальних
тварин.
При гіпоксично-гіперкапнічному ШГМ у щурів
спостерігалися нерухливість, тактильна і больова
нечутливість, істотне зменшення частоти серцевих
скорочень (ЧСС) (з 360 до 80 уд/хв) та ТТ (до 16,5 ±
0,5°С), біоелектрична активність (БЕА) мозку не
реєструвалась (дані не наводяться).
У щурів з аміназиновим ШГМ ТТ знижувалась
на 3,5 ± 1,5°С, на енцефалограмі реєструвалися
зміни (дані не наводяться), характерні для стану
глибокого природного сну. На поведінковому рівні
введення аміназину приводило до значного послаб-
лення рухової активності, потреби в їжі та воді,
відсутності грумінгу, тактильної і частково больової
реакції та проявів апатії, загальмованості, млявості.
Деякі наведені вище фізіологічні зміни збігають-
ся з такими, що спостерігаються при природному
ГМ. Так, у хом’яків при ПГМ відзначали нерухли-
вість, нечутливість до больового і тактильного под-
разнення, характерну позу (скручувались у “клубо-
чок”), різке зниження ЧСС (з 360 до 7–8 уд/хв), ТТ
(з 39 до 8–10°С), БЕА мозку не реєструвалася (дані
не наводяться).
Щодо змін активності системи протеїназа-інгі-
бітор протеїназ, то при ПГМ відбувається підви-
щення ЗАП у всіх вивчених зразках, активності
НТПП – тільки в нирках, а в інших тканинах – вона
не змінювалась (табл. 1). Активність інгібіторів
α-1-ІП і α-2-МГ залишалась незмінною у всіх
досліджених тканинах (табл. 2).
На занурення у гіпоксично-гіперкапнічний ГМ
система протеїназа-інгібітор протеїназ реагує нас-
тупним чином: у всіх вивчених зразках тканин під-
вищується ЗАП, особливо в серці і нирках, а актив-
ність НТПП, навпаки, знижується, окрім сироватки
крові, де вона не змінюється (табл. 3); активність
йинчiголоiБ
козарз
lacigoloiB
elpmas
анчитiлоеторпаньлагаЗ
ьтсiнвитка
ytivitcacityloetorplareneG
ьтсiнвиткА
хинбiдопониспиртен
еторп ї зан
noN - nispyrt - ytivitcaesaetorpekil
ьлортноK
lortnoC
МГП
MHN
ьлортноK
lortnoC
МГП
MHN
актавориС
iворк
muresdoolB
575,1±727,2 529,1±981,2 2,0±10,335 49,13±67,515
укзомароK
xetrocniarB 219,1±905,3 81,1±925,2 96,4±13,425 91,41±15,915
iнегеЛ
sgnuL 899,0±48,2 90,2±120,3 54,0±75,235 33,0±56,235
ецреС
traeH 13,3±857,5 97,1±316,3 59,0±80,235 59,0±80,235
акнiчеП
reviL 874,3±954,7 851,1±82,2 72,0±27,235 72,0±27,235
икриН
yendiK 634,2±672,5 188,1±749,3 51,21±78,725 12,0±28,325
йинчiголоiБ
козарз
lacigoloiB
elpmas
анчитiлоеторпаньлагаЗ
ьтсiнвитка
ytivitcacityloetorplareneG
ьтсiнвиткА
хинбiдопониспиртен
еторп ї зан
noN - nispyrt - ytivitcaesaetorpekil
ьлортноK
lortnoC
МГП
MHN
ьлортноK
lortnoC
МГП
MHN
актавориС
iворк
muresdoolB
290,0±452,0 *421,0±176,0 690,0±773,0 530,0±422,0
укзомароK
xetrocniarB 70,0±412,0 *972,0±686,0 731,0±446,0 473,0±767,0
iнегеЛ
sgnuL 530,0±431,0 *242,0±607,0 911,0±995,0 503,0±457,0
ецреС
traeH 531,0±433,0 81,0±25,0 271,0±766,0 693,0±867,0
акнiчеП
reviL 133,0±346,0 561,0±317,0 980,0±495,0 760,1±73,1
икриН
yendiK 921,0±763,0 432,0±637,0 170,0±393,0 *392,0±38,0
285 problems
of cryobiology
Vol. 21, 2011, №3
проблемы
криобиологии
Т. 21, 2011, №3
percapnia stipulates the changes in pH, level of PCO2
and HCO3
– in tissues and namely this phenomenon has
одного з основних інгібіторів протеолітичних фер-
ментів α-1-ІП не змінюється, тоді як α-2-МГ –
Таблиця 1. Активність протеїназ в тканинах хом‘яків
при природному гіпометаболізмі (мкЕкв × 103 /хв)
Table 1. Protease activity in hamster tissues during natural
hypometabolism (µEq × 103/min)
Примітка: * – відмінності достовірні в порівнянні з контрольною групою
(р < 0,05).
Note: * – the differences are statistically significant as compared to the control
group (p < 0.05).
The analysis of the results has shown
that the effect of both artificial and natu-
ral HM causes the rise in PTA on the back-
ground of unchanged activity of α-1-PI.
In contrast to NHM there was observed
the decrease in the activity of α-2-MG (no
changes during NHM). In addition, there
are found the biggest differences in the
dynamics of NTLP activity: during NHM
it does not change excluding kidneys, but
during hypoxic-hypercapnic AHM it re-
duces and during aminasin induced AHM
vice versa rises (except liver, lungs and
brain cortex).
During AHM the activity of NTLP
changes maximally, likely pointing to ei-
ther special role of these proteases in the
development of hypometabolic states or
specific sensitivity to the applied effects.
These changes may be caused by dif-
ferent levels of BT reduction during the
studied hypometabolic states, and during
hypoxic-hypercapnic AHM this may be
various proportions of O2 and CO2 in gas
composition, rising respiratory acidosis, un-
der which proteolytic activity rises [8]. It
has been established recently [7] that hy-
Таблиця 2. Активність інгібіторів протеїназ в тканинах хом‘яків
при природному гіпометаболізмі (мкЕкв × 103 /хв)
Table 2. Activity of protease inhibitors in hamster tissues during
natural hypometabolism (µEq × 103/min)
Примітка: * – відмінності достовірні в порівнянні з контрольною групою
(р < 0,05).
Note: * – the differences are statistically significant as compared to the control
group (p < 0.05).
знижується, окрім сироватки крові та
легенів (не змінюється) (табл. 4).
У відповідь на дію аміназину підви-
щується ЗАП у всіх досліджених зраз-
ках тканин щурів, активність НТПП
також зростає (особливо в нирках та
сироватці крові), окрім кори мозку (див.
табл. 3). Виявлено також істотне зни-
ження активності α-2-МГ в усіх дослі-
джених зразках, окрім сироватки крові
(підвищення), що може вказувати на
його видалення з тканин (табл. 4). Від-
значені процеси відбуваються на фоні
відсутності змін активності α-1-ІП.
Аналіз результатів показав, що
вплив як штучного, так і природного ГМ
викликає підвищення ЗАП на тлі незмін-
ної активності α-1-ІП. На відміну від
ПГМ спостерігається зниження актив-
ності α-2-МГ (при ПГМ не змінюєть-
ся). Крім того, виявляються найбільші
розбіжності в динаміці активності
НТПП: якщо при ПГМ вона не змі-
нюється (окрім нирок), то при гіпоксич-
но-гіперкапнічному ШГМ знижується,
а при аміназиновому ШГМ, навпаки,
зростає (крім печінки, легенів та кори
мозку).
йинчiголоiБ
козарз
elpmaslacigoloiB
ьтсiнвиткаанчитiлоеторпаньлагаЗ
ytivitcacityloetorplareneG
еторпхинбiдопониспиртеньтсiнвиткА ї зан
noN - nispyrt - ytivitcaesaetorpekil
ьлортноK
lortnoC
йивонизанiмА
МГ
decudninisanimA
MH
ончископiГ -
йинчiнпакрепiг
МГ
xopyH ic-
MHcinpacrepyh
ьлортноK
lortnoC
йивонизанiмА
МГ
decudninisanimA
MH
ончископiГ -
йинчiнпакрепiг
МГ
xopyH ic-
inpacrepyh c MH
iворкактавориС
muresdoolB 600,0±811,0 *59,0±01,4 *800,0±62,0 500,0±55,0 *64,0±66,41 *150,0±04,0
укзомароK
xetrocniarB 500,0±661,0 *86,0±09,3 *40,0±03,0 229,0±745,2 16,1±63,4 *01,0±07,0
iнегеЛ
sgnuL 101,0±82,0 *38,0±60,4 47,0±83,0 332,1±310,2 29,2±48,6 470,0±88,0
ецреС
traeH 200,0±900,0 *01,1±55,3 *260,0±13,0 90,0±133,3 *38,3±86,8 *21,0±87,0
акнiчеП
reviL 820,0±1,0 *05,1±56,4 *02,0±04,0 68,1±356,2 58,3±2,7 03,0±09,0
икриН
yendiK 900,0±80,0 *86,1±61,5 *71,0±83,0 25,0±0,2 *26,6±35,12 *01,0±84,0
286 problems
of cryobiology
Vol. 21, 2011, №3
проблемы
криобиологии
Т. 21, 2011, №3
an important role in the development and maintenance
of hypoxic-hypercapnic AHM.
So, both ways of reaching AHM resulted in a multi-
directional changes in the studied indices: PTA in-
creased, the activity of α-1-PI occurred to be resis-
tant to the effect of hibernation factors (hypoxia, hy-
percapnia and hypothermia) and aminasin, and did not
alter, whilst the activity of NTLP and α-2-MG occurred
to be sensitive to the effect of these factors, i. e. the
reduction in the activity of NTLP and α-2-MG takes
place monodirectionally and might be stipulated by
higher specificity of α-2-MG namely to NTLP (in par-
ticular, chymase of mast cells). The activation of pro-
teolytic processes occurs mainly due the rise in the
activity of trypsin-like enzymes and reduction of α-2-
MG in all the studied tissues, excluding blood serum
during aminasin induced AHM.
Inhibitor of α-2-MG determines proteolytic activity
of blood coagulation cascade enzymes, fibrinolytic and
kinin systems [1, 2]. Development of HM is accompa-
nied with the reduction in blood pressure [28], there-
fore the changes in the activity of α-2-MG (when it
does not decrease during natural and hypoxic-hyper-
capnic HM and significantly increases during aminasin
induced HM) may be considered as adaptive ones. The
changes in the activity of NTLP in kidneys could be
characterized in a similar way, because NTLP com-
prises chimase which is one of main proteolytic en-
zymes of mast cells and participates in local formation
of vasoconstrictor peptide AII in kidneys [24].
It should be noted that activation of kidney renin-
angiotensin system is an important link of hypertension
pathogenesis development and damages in kidneys, at
При ШГМ максимально змінюється активність
НТПП, що може вказувати на особливу роль цих
протеїназ у розвитку гіпометаболічних станів або
особливу чутливість до використаних впливів.
Причиною таких змін можуть бути різні рівні
падіння ТТ при вивчених нами видах гіпометабо-
лічних станів, а при гіпоксично-гіперкапнічному
ШГМ – різні пропорції О2 і СО2 у газовому середо-
вищі, наростаючий респіраторний ацидоз, при якому
підвищується протеолітична активність [8]. Вста-
новлено, що гіперкапнія обумовлює зміни рН, рівня
РСО2 і НСО3
– в тканинах і саме їй належить важ-
лива роль у розвитку і підтримці гіпоксично-гіпер-
капнічного ШГМ [7].
Отже, при обох способах досягнення ШГМ від-
бувається різноспрямована зміна вивчених показни-
ків: ЗАП підвищувалася, активність α-1-ІП вияви-
лася стійкою до впливу фізичних факторів гібернації
(гіпоксії, гіперкапнії та гіпотермії) та аміназину і не
змінювалася, тоді як активність НТПП і α-2-МГ
виявилася чутливою до дії цих факторів, тобто
зниження активності НТПП і α-2-МГ відбувається
односпрямовано і може обумовлюватися більшою
специфічністю α-2-МГ саме до НТПП (зокрема,
хімази опасистих клітин). Активація протеолітич-
них процесів відбувається в основному за рахунок
підвищення активності трипсиноподібних ферментів
і зниження α-2-МГ у всіх вивчених тканинах, окрім
сироватки крові при аміназиновому ШГМ.
Інгібітор α-2-МГ визначає протеолітичну актив-
ність ферментів каскаду згортання крові, фібрино-
літичної і кінінової систем [1, 2]. Розвиток ГМ су-
проводжується зниженням кров'яного тиску [28],
Таблиця 3. Активність протеїназ в тканинах щурів при різних видах штучного гіпометаболізму (мкЕкв х 103 /хв)
Table 3. Protease activity in rat tissues during different types of natural hypometabolism (µEq x 103/min)
Примітка: * – відмінності достовірні в порівнянні з контрольною групою (р < 0,05).
Note: * – the differences are statistically significant as compared to the control group (p < 0.05).
йинчiголоiБ
козарз
goloiB i elpmaslac
ьтсiнвиткаанчитiлоеторпаньлагаЗ
ityloetorplareneG c ytivitca
еторпхинбiдопониспиртеньтсiнвиткА ї зан
noN - nispyrt - ytivitcaesaetorpekil
ьлортноK
lortnoC
йивонизанiмА
МГ
decudninisanimA
MH
ончископiГ -
йинчiнпакрепiг
МГ
xopyH ic-
inpacrepyh c MH
ьлортноK
lortnoC
йивонизанiмА
МГ
decudninisanimA
MH
ончископiГ -
йинчiнпакрепiг
МГ
xopyH ic-
inpacrepyh c MH
iворкактавориС
muresdoolB 556,0±651,3 *05,6±10,02 303,0±72,3 5,2±0,035 38,3±89,525 0,51±0,815
укзомароK
xetrocniarB 67,2±705,7 *50,1±32,2 *8,0±1,2 50,01±0,515 13,3±18,815 3,8±1,025
iнегеЛ
sgnuL 209,1±705,5 *14,0±29,0 58,1±36,2 1,1±7,135 77,1±56,035 7,11±13,135
ецреС
traeH 805,1±29,4 83,1±69,2 *47,0±69,1 3,4±1,525 84,0±09,035 79,1±78,925
акнiчеП
reviL 832,4±42,11 *11,0±85,0 *5,0±4,2 7,3±2,135 89,0±03,135 2,2±8,925
икриН
yendiK 48,8±35,91 *11,0±36,0 *63,2±69,4 7,3±3,625 19,4±57,325 76,1±77,925
287 problems
of cryobiology
Vol. 21, 2011, №3
проблемы
криобиологии
Т. 21, 2011, №3
the same time aminasin is excreted by kidneys [30].
Herewith local activation of the formation of vasocon-
strictor peptide on the background of hypotonic effect
of aminasin may be considered as compensatory re-
action of an organism, directed to equilibration of hemo-
dynamic state. It has been shown that aminasin con-
tributes to immunity decrease; leads to the rise in UV-
stimulated apoptosis of lymphocytes in rats and reduc-
tion of their mitochondrial potential depending on the
dose and duration of the effect [35]; is capable of elimi-
nation of adenovirus action [17]; causes the morpho-
logical changes of cancer cells [27] and affects the
hormone concentration [26].
Comparing the effect of various type HM on the
activity of the studied enzymes and their inhibitors re-
vealed some similarity, as well as the distinctions in the
reaction of protease – protease inhibitor system. Mono-
directional were the changes of PTA and activity of
α-1-PI in response to the development of both studied
artificial HM and they coincide with that during natu-
ral HM, and exactly PTA rise and absence of changes
in α-1-PI activity. This may testify to the activation of
proteolysis due to both the rise in the activity of
proteases and suppression of α-2-MG.
It should be noted that the changes in the activity of
NTLP and α-2-MG during AHM are the most multidi-
rectional and significantly differ from the level of ac-
tivity during NHM. For example, during hypoxic-hy-
percapnic and natural HM the changes in the activity
of α-2-MG coincide with their direction in blood se-
rum and lungs, as well as the activity of NTLP in lungs.
тому зміни активності α-2-МГ, коли вона не зни-
жується при природному і гіпоксично-гіперкапніч-
ному ГМ та значно зростає при аміназиновому ГМ,
можна розглядати як адаптивні. Подібним чином
можна охарактеризувати і зміни активності НТПП,
що виявляються у нирках, тому що НТПП вклю-
чають до свого складу хімазу, яка є одним з основ-
них протеолітичних ферментів опасистих клітин та
бере участь у локальному утворенні вазоконстрик-
торного пептиду АII в нирках [24].
Слід зазначити, що активація ниркової ренін-
ангіотензинової системи – це важлива ланка розвит-
ку патогенезу гіпертензії та пошкодження нирок, в
той же час аміназин виводиться з організму нирка-
ми [30]. При цьому локальна активація утворення
вазоконстрикторного пептиду на тлі гіпотонічного
впливу аміназину може розглядатися як компен-
саторна реакція організму, яка спрямована на зрів-
новаження гемодинамічної ситуації. Було показано,
що аміназин сприяє зниженню імунітету; призво-
дить до зростання ультрафіолет-стимульованого
апоптозу лімфоцитів у щурів і зниження їх мітохонд-
ріального потенціалу залежно від дози і тривалості
дії [35]; здатен нівелювати дію аденовірусу [17];
викликає морфологічні зміни ракових клітин [27] та
впливає на концентрацію гормонів [26].
При порівнянні впливу різних видів ГМ на ак-
тивність вивчених ферментів та їх інгібіторів було
виявлено як подібність, так і відмінність в реакції
системи протеїназа-інігбітор протеїназ. Односпря-
мованість відзначена в змінах ЗАП і активності
Таблиця 4. Активність інгібіторів протеїназ в тканинах щурів при різних видах
штучного гіпометаболізму (мкЕкв х 103 /хв)
Table 4. Activity of protease inhibitors in rat tissues during different types
of artificial hypometabolism (µEq x 103/min)
Примітка: * – відмінності достовірні в порівнянні з контрольною групою (р < 0,05).
Note: * – the differences are statistically significant as compared to the control group (p < 0.05).
288 problems
of cryobiology
Vol. 21, 2011, №3
проблемы
криобиологии
Т. 21, 2011, №3
α-1-ІП у відповідь на формування обох вивчених
штучних ГМ і вони збігаються з таким при природ-
ному ГМ, а саме: зростання ЗАП та відсутність
змін активності α-1-ІП. Це може свідчити про
активацію протеолізу як за рахунок підвищення
активності протеїназ, так і пригнічення α-2-МГ.
Слід зазначити, що зміни активності НТПП та
α-2-МГ при ШГМ є найбільш різноспрямованими
та суттєво відрізняються від рівня активності при
ПГМ. Так, при гіпоксично-гіперкапнічному та при-
родному ГМ зміни активності α-2-МГ збігаються
за напрямком у сироватці крові та легенях, а актив-
ності НТПП – у легенях. У той же час природний
ГМ має деяку схожість з аміназиновим ГМ за
показниками активності НТПП (крім підвищення
активності в нирках при ПГМ) та α-2-МГ – не змі-
нюються в легенях. При порівнянні штучних спосо-
бів досягнення ГМ встановлено, що зміни активнос-
ті НТПП різноспрямовані: при гіпоксично-гіперкап-
нічному ГМ вона знижується, а при аміназиновому
зростає; активність α-2-МГ, навпаки, змінюється
односпрямовано – в обох випадках знижується, ок-
рім сироватки крові, де його активність при гіпоксич-
но-гіперкапнічному ГМ не змінюється, а при аміна-
зиновому ГМ – значно зростає.
Відомо, що α-2-МГ також здатен транспортува-
ти інтерлейкіни, інтерферони, фактор некрозу пухли-
ни, стимуліни, інгібітори і фактори росту [1, 2, 21,
25] і таким чином регулювати імунологічні реакції,
активність цитокінів, рост і диференціацію тканин.
Оскільки α-2-МГ пригнічує протеїназозалежні реак-
ції, задіяні в імунологічних процесах, його можна
розглядати як важливий компонент імунної системи
організму [4]. Висловлюється припущення, що
характерна для природного ГМ метаболічна депре-
сія складає основу і гіпометаболізму, який спостері-
гається в результаті нейробіологічних і вегетатив-
них змін у людини при депресивно подібних станах,
які розвиваються на тлі активації, у тому числі й
імунної системи [33, 34]. До того ж показано, що у
щурів з експериментальною моделлю депресії знач-
но підвищується рівень активності α-2-МГ [6].
Таким чином, отримані дані укладаються в
концепцію [31], що розвиток гіпометаболізму, зокре-
ма природного, полягає в перебудові певних моле-
кулярних механізмів, ніж у наявності спеціалізо-
ваних генів, тобто відбувається перепрограмування
існуючих біохімічних процесів (наприклад, актив-
ності системи протеїназа – інгібітор протеїназ).
Висновки
Впливи різних видів штучного і природного ГМ
викликають подібні зміни в активності системи
протеїназа – інгібітор протеїназ: на фоні незмінної
активності α-1-ІП підвищується ЗАП. На відміну
від природного, при штучних ГМ спостерігається
At the same time, natural HM is similar to aminasin
induced HM in terms of NTLP activity indices (ex-
cluding the rised activity in kidneys during NHM) and
α-2-MG, which are not changed in lungs. Comparing
the ways to achieve artificial HM revealed that the
changes in NTLP activity are multidirectional: during
hypoxic-hypercapnic HM it reduces and during ami-
nasin induced one it increases; and vice versa the ac-
tivity of α-2-MG alters monodirectionally: in both cases
it decreases except blood serum, where its activity
during hypoxic-hypercapnic HM does not change and
during aminasin induced HM it increases significantly.
The α-2-MG is also known to transport interleuki-
nes, interferons, tumor necrosis factor, stimulins, in-
hibitors and growth factors [1, 2, 21, 25] and thereby
to regulate immunological reactions, activity of cyto-
kines, growth and differentiation of tissues. Since α-2-
MG inhibits proteinase-dependent reactions, involved
into immunological processes, it can be considered as
an important component of an organism immune sys-
tem [4]. There is a supposition, that metabolic depres-
sion, being inherent for natural HM, underlie the hy-
pometabolism as well, which is observed as a result of
neurobiological and vegetative changes in humans dur-
ing depression-like states, developing on the background
of activation of immune system i.a. [33, 34]. As well it
has been demonstrated that in rats with experimental
model of depression the level of α-2-MG activity in-
creases [6].
Thus the findings meet the concept [31] that the
development of hypometabolism, in particular natural
one, consists rather in the re-arrangement of certain
molecular mechanisms, than in the presence of spe-
cialized genes, i. e. re-programming of existing bio-
chemical processes takes place (e. g. activity of pro-
tease – protease inhibitor system).
Conclusions
The effects of various types of artificial and natu-
ral HM cause similar changes in the activity of pro-
tease – protease inhibitor system: on the background
of unchanged activity of α-2-PI the PTA rises. Unlike
the natural HM during artificial HMs the reduced ac-
tivity of α-2-MG is found (no changes during natural
HM). In addition, the most multidirectional differences
in the dynamics of NTLP activity are revealed: during
NHM it does not change (except kidneys), but during
hypoxic-hypercapnic AHM it reduces, and during
aminasin induced one it vice versa increases (exclud-
ing liver, lungs and brain cortex).
References
Veremeyenko K.N. Proteolysis inhibitors are the blood pro-
tective proteins // Vrachebnoye Delo.– 1987.– N5.– P. 45–48.
1.
289 problems
of cryobiology
Vol. 21, 2011, №3
проблемы
криобиологии
Т. 21, 2011, №3
зниження активності α-2-МГ (при природному не
змінюється). Крім того, виявляються найбільш різ-
носпрямовані розбіжності в динаміці активності
НТПП: якщо при ПГМ вона не змінюється (окрім
нирок), то при гіпоксично-гіперкапнічному ШГМ –
знижується, а при аміназиновому, навпаки, зростає
(крім печінки, легенів та кори мозку).
Литература
Веремеенко К.Н. Ингибиторы протеолиза – защитные
белки крови // Врачебное дело.– 1987.– №5.– C. 45–48.
Веремеенко К.Н., Кизим А.И., Доценко В.Е. α -2-
макроглобулин: структура, физиологическая роль и
клиническое значение // Лаб. диагностика.– 2000.– №2.–
С. 3–8.
Гордон Р.Я., Игнатьев Д.А., Мельникова Е.В. и др.
Защитный эффект гипотермии для нейронов головного
мозга крыс при действии ионизирующей радиации //
Биофизика.– 2007.– Т. 52, №3.– С. 565–571.
Дроздов В.О., Лянна О.Л. α-2-Макроглобулін у патогенезі
мігрені // Вісник проблем біології і медицини.– 2010.–
Вип. 3.– С. 129–132.
Калабухов Н.И. Зимняя спячка млекопитающих.– М.:
Наука, 1985.– 264 с.
Ломако В.В., Самохіна Л.М. Вплив ритмічного охоло-
дження на деякі етологічні та біохімічні показники щурів з
експериментальною депресією // Проблемы криобиоло-
гии.– 2011.– Т. 21, №1.– С. 22–33.
Мельничук С.Д., Мельничук Д.О. Гіпобіоз тварин. Моле-
кулярні механізми та практичне значення для сільського
господарства і медицини.– Київ, 2007.– 220 с.
Раппопорт Э.А., Казарян В.А. Адаптационно-патологи-
ческие изменения скелетных мышц при атрофических
реакциях и их аппаратурная и фармакологическая
коррекция: Тез. докл. Всерос. науч. конф. "Прикладные
аспекты исследований скелетных, сердечных и гладких
мышц".– Пущино, 1996.– С. 71–72.
Самохіна Л.М., Гольдрін Є.М., Коваль С.М. Система
протеїназа-інгібітор протеїназ у хворих гіпертонічною хво-
робою під впливом антигіпертензивної терапії // Медична
хімія.– 2000.– Т. 2, №3.– С. 11–15.
Тимофеев Н.Н. Искусственный гипобиоз.– М.: Медицина,
1983.–192 с.
Тимофеев Н.Н., Прокопьева Л.П. Нейрохимия гипобиоза
и пределы криорезистентности организма.– М.: Медици-
на, 1997.– 208 с.
Чернилевский В.Е. Проблемы гипобиоза и продления жиз-
ни // Сборник МОИП №41. Секция геронтологии.– М.,
2008.– C. 105–123.
Amobi N., Guillebaud J., Smith I.C. Contractile actions of L-
type Ca2+ agonists in human vas deferens and effects of
structurally different Ca2+ antagonists // Eur. J. Pharmacol.–
2010.– Vol. 627, N1–3.– Р. 285–294.
Arnold W., Ruf T., Reimoser S. et al. Nocturnal hypometabolism
as an overwintering strategy of red deer (Cervus elaphus) //
Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol.– 2004.– Vol. 286,
N1.– P. R174–R181.
Blackstone E., Morrison M., Roth M.B. H2S induces a
suspended animation-like state in mice // Science.– 2005.–
Vol. 308, N5721.– P. 518.
Carey H., Andrews M., Martin S. Mammalian hibernation:
cellular and molecular responses to depressed metabolism
and low temperature // Physiol. Rev.– 2003.– Vol. 83, N4.–
P. 1153–1181.
Diaconu I., Cerullo V., Escutenaire S. et al. Human adenovirus
replication in immunocompetent Syrian hamsters can be
Veremeyenko K.N., Kizim A.I., Dotsenko V.Ye. Alpha-2-
macroglobulin: structure, physiological role and clinical value //
Laboratornaya Diagnostika.– 2000.– N2.– P. 3–8.
Gordon R.Ya., Ignatyev D.A., Melnikova E.V. et al. Protective
effect of hypothermia on brain neurons in rats exposed to
ionizing radiation // Biophysics.– 2007.– Vol. 52, N3.– P. 565–
571.
Drozdov V.O., Lyanna O.L. Alpha-2-macroglobulin in migraine
pathogenesis // Visnyk Problem Biologii I Medytsyny.– 2010.–
Issue 3.– P. 129–132.
Kalabukhov N.I. Mammalian hibernation.– Moscow: Nauka,
1985.– 264 p.
Lomako V.V., Samokhina L.M. Effect of rhythmic cooling on
some ethological and biochemical indices in rats with
experimental depression // Problems of Cryobiology.– 2011.–
Vol. 21, N1.– P. 22–33.
Melnichuk S.D., Melnichuk D.O. Hypobiosis of animals.
Molecular mechanisms and practical value for agriculture and
medicine.– Kyiv, 2007.– 220 p.
Rapoport E.A., Kazaryan V.A. Adaptive and pathological
changes of skeletal muscles during atrophic reactions and
their instrumental and pharmacological correction: Abstracts
of All-Russian Scientific Conference "Applicative Aspects of
Investigations of Skeletal, Cardiac and Smooth Muscles".–
Puschino, 1996.– P. 71–72.
Samokhina L.M., Goldrin Ye.M., Koval S.M. Protease-
protease inhibitor system in patients with hypertensive
disease under influence of antihypertensive therapy //
Medychna Khimiya.– 2000.– Vol. 2, N3.– P. 11–15.
Timofeev N.N. Artificial hypobiosis.– Moscow: Meditsina,
1983.– 192 p.
Timofeev N.N., Prokopyeva L.P. Neurochemistry of hypobiosis
and limits of organism cryoresistance.– Moscow: Meditsina,
1997.– 208 p.
Chernilevskiy V.Ye. Problems of hypobiosis and prolongation
of life // Collection of Moscow Society of Naturalists N41.
Section Gerontology.– Moscow, 2008.– P. 105–123.
Amobi N., Guillebaud J., Smith I.C. Contractile actions of L-
type Ca2+ agonists in human vas deferens and effects of
structurally different Ca2+ antagonists // Eur. J. Pharmacol.–
2010.– Vol. 627, N1–3.– Р. 285–294.
Arnold W., Ruf T., Reimoser S. et al. Nocturnal hypometabolism
as an overwintering strategy of red deer (Cervus elaphus) //
Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol.– 2004.– Vol. 286,
N1.– P. R174–R181.
Blackstone E., Morrison M., Roth M.B. H2S induces a
suspended animation-like state in mice // Science.– 2005.–
Vol. 308, N5721.– P. 518.
Carey H., Andrews M., Martin S. Mammalian hibernation:
cellular and molecular responses to depressed metabolism
and low temperature // Physiol. Rev.– 2003.– Vol. 83, N4.–
P. 1153–1181.
Diaconu I., Cerullo V., Escutenaire S. et al. Human adenovirus
replication in immunocompetent Syrian hamsters can be
attenuated with chlorpromazine or cidofovir // J. Gene. Med.–
2010 – Vol. 12, N3.– Р. 435–445.
Dickinson D.J. Cysteine peptidases of mammals: their biolo-
gical roles and potential effects in the oral cavity and other
tissue in health and diseases // Crit. Rev. Oral. Biol. Med.–
2002.– Vol. 13, N3.– P. 238–275.
Geiser F. Metabolic rate and body temperature reduction du-
ring hibernation and daily torpor // Annu. Rev. Physiol.– 2004.–
Vol. 66, N1.– P. 239–274.
Geiser F., Ruf T. Hibernation versus daily torpor in mammals
and birds: physiological variables and classification of torpor
patterns // Physiol. Zool.– 1995.– Vol. 68, N6.– P. 935–966.
Gourin A.V., Gourin V.N., Tesfaigzi Y. et al. Role of alpha(2)-
macroglobulin in fefer and cytokine responses induced by
lipopolysaccharide in mice // Am. J. Physiol. Regul. Integr.
Comp. Physiol.– 2002.– Vol. 283, N3.– P. 218–226.
Heldmaier G., Ortmann S., Elvert R. Natural hypometabolism
during hibernation and daily torpor in mammals // Respiratory
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
290 problems
of cryobiology
Vol. 21, 2011, №3
проблемы
криобиологии
Т. 21, 2011, №3
attenuated with chlorpromazine or cidofovir // J. Gene. Med.–
2010 – Vol. 12, N3.– Р. 435–445.
Dickinson D.J. Cysteine peptidases of mammals: their biolo-
gical roles and potential effects in the oral cavity and other
tissue in health and diseases // Crit. Rev. Oral. Biol. Med.–
2002.– Vol. 13, N3.– P. 238–275.
Geiser F. Metabolic rate and body temperature reduction du-
ring hibernation and daily torpor // Annu. Rev. Physiol.– 2004.–
Vol. 66, N1.– P. 239–274.
Geiser F., Ruf T. Hibernation versus daily torpor in mammals
and birds: physiological variables and classification of torpor
patterns // Physiol. Zool.– 1995.– Vol. 68, N6.– P. 935–966.
Gourin A.V., Gourin V.N., Tesfaigzi Y. et al. Role of alpha(2)-
macroglobulin in fefer and cytokine responses induced by
lipopolysaccharide in mice // Am. J. Physiol. Regul. Integr.
Comp. Physiol.– 2002.– Vol. 283, N3.– P. 218–226.
Heldmaier G., Ortmann S., Elvert R. Natural hypometabolism
during hibernation and daily torpor in mammals // Respiratory
Physiology & Neurobiology.– 2004.– Vol. 141, N3.– P. 317–329
Heldmaier G., Ruf T. Body temperature and metabolic rate
during natural hypothermia in endotherms // J. Comp. Physiol.
B. Biochem. Syst. Environ. Physiol.– 1992.– Vol. 162, N8.–
P. 696–706.
Kobori H., Nangaku M., Navar L.G., Nishiyama A. The intra-
renal renin-angiotensin system: from physiology to the patho-
biology of hypertension and kidney disease // Pharmacol.
Rev.– 2007.– Vol. 59, N3.– P. 251–287.
Koo P.H. Human alpha2-macroglobulin: a major serum factor
cytotoxic for tumor cells // Cancer Lett.– 1983.– Vol. 18, N2.–
P. 169–177.
Kunimatsu T., Kimura J., Funabashi H. et al. The antipsycho-
tics haloperidol and chlorpromazine increase bone metabolism
and induce osteopenia in female rats // Regul. Toxicol. Pharma-
col.– 2010.– Vol. 58, N3.– Р. 360–368.
Li Y., Zhang J., Zhang B. Atomic force microscopy study on
chlorpromazine-induced morphological changes of living HeLa
cells in vitro // Scanning.– 2009.– Vol. 31, N6.– Р. 259–265.
Lyman C. P. Hibernation in mammals // Circulation.– 1961.–
Vol. 24, N8.– P. 434–445.
Nsimba S.E. Effects of daily chlorpromazine administration
on behavioural and physiological parameters in the rat // Indian
J. Physiol. Pharmacol.– 2009.– Vol. 53, N3.– Р. 209–218.
McIntosh M.P., Leong N., Katneni K. et al. Impact of chlorpro-
mazine self-association on its apparent binding constants
with cyclodextrins: Effect of SBE(7)-beta-CD on the dispo-
sition of chlorpromazine in the rat // J. Pharm. Sci.– 2010.–
Vol. 99, N7.– P. 2999–3008.
Srere H.K., Wang L.C., Martin S.L. Central role for differential
gene expression in mammalian hibernation // Proc. Nat. Acad.
Sci. USA.– 1992.– Vol. 89, N15.– P. 7119–7123.
Storey K.B., Storey J.M. Metabolic rate depression in animals:
transcriptional and translational controls // Biol. Rev. Camb.
Philos. Soc.– 2004.– Vol. 79, N1.– Р. 207–233.
Tsiouris J.A., Mehta P.D., Patti P.J. et al. Alpha2-macroglobulin
elevation without an acute phase response in depressed
adults with Down's syndrome: implications // J. Intellect. Disabil.
Res.– 2000.– Vol. 44, N12, Pt. 6.– Р. 644–653.
Tsiouris J.A. Metabolic depression in hibernation and major
depression: an explanatory theory and an animal model of
depression // Med. Hypotheses.– 2005.– Vol. 65, N5.– P. 829–
840.
Wolnicka-Glubisz A., Fraczek J., Skrzeczynska-Moncz-
nik J. et al. Effect of UVA and 8-methoxypsoralen, 4, 6, 4'-
trimethylangelicin or chlorpromazine on apoptosis of lympho-
cytes and their recognition by monocytes // J. Physiol. Pharma-
col.– 2010.– Vol. 61, N1.– Р. 107–14.
Надійшла 06.09.2011
Рецензент А.Ю. Семенченко
Physiology & Neurobiology.– 2004.– Vol. 141, N3.– P. 317–
329
Heldmaier G., Ruf T. Body temperature and metabolic rate
during natural hypothermia in endotherms // J. Comp. Physiol.
B. Biochem. Syst. Environ. Physiol.– 1992.– Vol. 162, N8.–
P. 696–706.
Kobori H., Nangaku M., Navar L.G., Nishiyama A. The intra-
renal renin-angiotensin system: from physiology to the patho-
biology of hypertension and kidney disease // Pharmacol.
Rev.– 2007.– Vol. 59, N3.– P. 251–287.
Koo P.H. Human alpha2-macroglobulin: a major serum factor
cytotoxic for tumor cells // Cancer Lett.– 1983.– Vol. 18, N2.–
P. 169–177.
Kunimatsu T., Kimura J., Funabashi H. et al. The antipsycho-
tics haloperidol and chlorpromazine increase bone metabolism
and induce osteopenia in female rats // Regul. Toxicol. Pharma-
col.– 2010.– Vol. 58, N3.– Р. 360–368.
Li Y., Zhang J., Zhang B. Atomic force microscopy study on
chlorpromazine-induced morphological changes of living HeLa
cells in vitro // Scanning.– 2009.– Vol. 31, N6.– Р. 259–265.
Lyman C. P. Hibernation in mammals // Circulation.– 1961.–
Vol. 24, N8.– P. 434–445.
Nsimba S.E. Effects of daily chlorpromazine administration
on behavioural and physiological parameters in the rat // Indian
J. Physiol. Pharmacol.– 2009.– Vol. 53, N3.– Р. 209–218.
McIntosh M.P., Leong N., Katneni K. et al. Impact of chlorpro-
mazine self-association on its apparent binding constants
with cyclodextrins: Effect of SBE(7)-beta-CD on the dispo-
sition of chlorpromazine in the rat // J. Pharm. Sci.– 2010.–
Vol. 99, N7.– P. 2999–3008.
Srere H.K., Wang L.C., Martin S.L. Central role for differential
gene expression in mammalian hibernation // Proc. Nat. Acad.
Sci. USA.– 1992.– Vol. 89, N15.– P. 7119–7123.
Storey K.B., Storey J.M. Metabolic rate depression in animals:
transcriptional and translational controls // Biol. Rev. Camb.
Philos. Soc.– 2004.– Vol. 79, N1.– Р. 207–233.
Tsiouris J.A., Mehta P.D., Patti P.J. et al. Alpha2-macroglobulin
elevation without an acute phase response in depressed
adults with Down's syndrome: implications // J. Intellect. Disabil.
Res.– 2000.– Vol. 44, N12, Pt. 6.– Р. 644–653.
Tsiouris J.A. Metabolic depression in hibernation and major
depression: an explanatory theory and an animal model of
depression // Med. Hypotheses.– 2005.– Vol. 65, N5.– P. 829–
840.
Wolnicka-Glubisz A., Fraczek J., Skrzeczynska-Moncz-
nik J. et al. Effect of UVA and 8-methoxypsoralen, 4, 6, 4'-
trimethylangelicin or chlorpromazine on apoptosis of lympho-
cytes and their recognition by monocytes // J. Physiol. Pharma-
col.– 2010.– Vol. 61, N1.– Р. 107–14.
Accepted 06.09.2011
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-44902 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-11-29T13:59:05Z |
| publishDate | 2011 |
| publisher | Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Ломако, В.В. Самохіна, Л.М. Шило, О.В. 2013-06-06T17:44:51Z 2013-06-06T17:44:51Z 2011 Вплив природного і різних видів штучного гіпометаболізму на активність системи протеїназа – інгібітор протеїназ у хом’яків і щурів / В.В. Ломако, Л.М. Самохіна, О.В. Шило // Пробл. криобиологии. — 2011. — Т. 21, № 3. — С. 280-290. — Бібліогр.: 35 назв. — укр., англ. https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/44902 591.543.42:577.15.042.2 Вивчали особливості впливу природного у хом’яків і різних видів штучного (гіпоксично-гіперкапнічного і аміназинового) гіпометаболізму (ГМ) у щурів на активність системи протеїназа – інгібітор протеїназ. У сироватці крові та без’ядерних фракціях 10%-х гомогенатів тканин кори мозку, легень, серця, печінки та нирок визначали загальну активність протеїназ (ЗАП), нетрипсиноподібних протеїназ (НТПП) та їх інгібіторів (α-1-інгібітору протеїназ (α-1-ІП) і α-2-макроглобуліну (α-2- МГ)) високочутливими (10–9–10–10 г) ферментативними методами. Впливи різних видів штучного і природного ГМ викликають схожі зміни: на фоні незмінної активності α-1-ІП підвищується ЗАП. На відміну від природного, при вивчених видах штучного ГМ знижується активність α-2-МГ (при природному не змінюється). Виявлено найбільш різноспрямовані розбіжності в динаміці активності НТПП: якщо при природному ГМ не змінюється (окрім нирок), то при гіпоксично-гіперкапнічному ГМ – знижується, а при аміназиновому, навпаки, зростає (крім печінки, легенів та кори мозку). Отримані дані укладаються в концепцію, що розвиток гіпометаболізму, зокрема природного, полягає в перебудові певних молекулярних механізмів, ніж у наявності спеціалізованих генів, тобто відбувається перепрограмування існуючих біохімічних процесів (наприклад, активності системи протеїназа – інгібітор протеїназ). Изучали особенности влияния естественного у хомяков и различных видов искусственного (гипоксическо-гиперкапнического и аминазинового) гипометаболизма (ГМ) у крыс на активность системы протеиназа – ингибитор протеиназ. В сыворотке крови и безъядерных фракциях 10%-х гомогенатов тканей коры мозга, легких, сердца, печени и почек определяли общую активность протеиназ (ОАП), нетрипсиноподобных протеиназ (НТПП) и их ингибиторов (α-1-ингибитора протеиназ (α-1-ИП) и α-2- макроглобулина (α-2-МГ)) высокочувствительными (10–9–10–10 г) ферментативными методами. Естественный и различные виды искусственного ГМ вызывают сходные изменения: на фоне неизменной активности α-1-ИП повышается ОАП. В отличие от естественного, при изученных видах искусственного ГМ происходит снижение активности α-2-МГ (при естественном не изменяется). Выявлены наиболее разнонаправленные изменения в динамике активности НТПП: при естественном ГМ не изменяется (кроме почек), при гипоксическо-гиперкапническом ГМ – снижается, а при аминазиновом, наоборот, растет (кроме печени, легких и коры мозга). Полученные данные укладываются в концепцию о том, что развитие гипометаболизма, в частности естественного, обуславливается перестройкой определенных молекулярных механизмов, а не наличием специализированных генов, т. е. происходит перепрограммирование существующих биохимических процессов (например, активности системы протеиназа – ингибитор протеиназ). There were studied the peculiarities of the effect of natural in hamsters and different types of artificial (hypoxic-hypercapnic and aminasin induced) hypometabolism (HM) in rats on activity of protease – protease inhibitor system. In blood serum and nuclear-free fractions of 10% homogenates of the tissues of brain cortex, lungs, heart, liver and kidneys there was measured protease total activity (PTA), non-trypsin-like proteases (NTLP) and their inhibitors (α-1-protease inhibitor (α-1-PI)) and α-2-macroglobulin (α-2-MG) using highly sensitive (10–9–10–10 g) enzyme methods. Effects of various types of artificial and natural HM cause similar changes: the PTA increases on the background of unchanged activity of α-1-PI. In contrast to natural HM during artificial one the activity of α-2- MG increase (during natural HM it does not change). The most versatile differences in the dynamics of NTLP activity have been revealed: during natural HM it does not change (except kidneys), at hypoxic-hypercapnic HM it reduces and during aminasin induced one it vice versa rises (except liver, lungs and brain cortex). The findings are in the accordance with the concept that hypometabolism development, in particular natural one, is rather stipulated with the re-arrangements of certain molecular mechanisms, but not with the presence of specialized genes, i. e. re-programming of existing biochemical processes (for example, activity of protease – protease inhibitor system) takes place. uk Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України Теоретическая и экспериментальная криобиология Вплив природного і різних видів штучного гіпометаболізму на активність системи протеїназа – інгібітор протеїназ у хом’яків і щурів Effect of Natural and Various Artificial Hypometabolism on Activity of Protease – Protease Inhibitor System in Hamsters and Rats Article published earlier |
| spellingShingle | Вплив природного і різних видів штучного гіпометаболізму на активність системи протеїназа – інгібітор протеїназ у хом’яків і щурів Ломако, В.В. Самохіна, Л.М. Шило, О.В. Теоретическая и экспериментальная криобиология |
| title | Вплив природного і різних видів штучного гіпометаболізму на активність системи протеїназа – інгібітор протеїназ у хом’яків і щурів |
| title_alt | Effect of Natural and Various Artificial Hypometabolism on Activity of Protease – Protease Inhibitor System in Hamsters and Rats |
| title_full | Вплив природного і різних видів штучного гіпометаболізму на активність системи протеїназа – інгібітор протеїназ у хом’яків і щурів |
| title_fullStr | Вплив природного і різних видів штучного гіпометаболізму на активність системи протеїназа – інгібітор протеїназ у хом’яків і щурів |
| title_full_unstemmed | Вплив природного і різних видів штучного гіпометаболізму на активність системи протеїназа – інгібітор протеїназ у хом’яків і щурів |
| title_short | Вплив природного і різних видів штучного гіпометаболізму на активність системи протеїназа – інгібітор протеїназ у хом’яків і щурів |
| title_sort | вплив природного і різних видів штучного гіпометаболізму на активність системи протеїназа – інгібітор протеїназ у хом’яків і щурів |
| topic | Теоретическая и экспериментальная криобиология |
| topic_facet | Теоретическая и экспериментальная криобиология |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/44902 |
| work_keys_str_mv | AT lomakovv vplivprirodnogoíríznihvidívštučnogogípometabolízmunaaktivnístʹsistemiproteínazaíngíbítorproteínazuhomâkívíŝurív AT samohínalm vplivprirodnogoíríznihvidívštučnogogípometabolízmunaaktivnístʹsistemiproteínazaíngíbítorproteínazuhomâkívíŝurív AT šiloov vplivprirodnogoíríznihvidívštučnogogípometabolízmunaaktivnístʹsistemiproteínazaíngíbítorproteínazuhomâkívíŝurív AT lomakovv effectofnaturalandvariousartificialhypometabolismonactivityofproteaseproteaseinhibitorsysteminhamstersandrats AT samohínalm effectofnaturalandvariousartificialhypometabolismonactivityofproteaseproteaseinhibitorsysteminhamstersandrats AT šiloov effectofnaturalandvariousartificialhypometabolismonactivityofproteaseproteaseinhibitorsysteminhamstersandrats |