Всасывание в кишечнике и транспорт 14C-аминокислот при изменении баланса ионов Na+ и Cа2+ крови в условиях недостаточности функции околощитовидных желез у крыс

Известно, что недостаточность функции околощитовидных желез (ОЩЖ) приводит к уменьшению концентрации паратгормона в крови, в результате чего нарушается ряд жизненно важных процессов, в том числе гомеостаз кальция в организме. Ранними исследованиями нашей лаборатории были выявлены существенные сдвиги в содержании нейроактивных аминокислот в ЦНС (гаммааминомасляная, глутаминовая, аспарагиновая кислоты) у паратиреопривных крыс [3|. Было установлено также, что при предварительном введении смеси меченных |4С-аминокислот в желудок контрольных и паратиреопривных крыс у последних по сравнению с контролем изменяется всасывание и переход меченных 14С-аминокислот из крови в отделы ЦНС 11]. Всасывание аминокислот в кишечнике, их уровень в крови и тканях могут изменяться при различных физиологических и патологических состояниях организма [4, 5, 7, 9, 10]. Между тем в условиях гипофункции ОЩЖ процессы транспорта аминокислот из кишечника в кровь и в ткани изучены недостаточно. Определенный интерес представляет также изучение роли ионов натрия и кальция в процессах всасывания в кишечнике и транспорта аминокислот в тканях в условиях недостаточности функции ОЩЖ. Учитывая вышеизложенное, настоящее исследование посвящено изучению всасывания меченных |4С-аминокислот из кишечника в кровь и накопления этих аминокислот в органах крыс (сердце, печень, почки, селезенка), а также определению количественного соотношения ионов натрия и кальция в условиях недостаточности функции ОЩЖ. Материалы и методы Опыты проводили на белых крысах-самцах массой 120-140 г. Недостаточность функции ОЩЖ 48 ПРОБЛЕМЫ ЭНДОКРИНОЛОГИИ, 2003, Т 49, № 3. вызывали электрокоагуляцией этих желез под местной новокаиновой анестезией. О недостаточности функции ОЩЖ судили по степени развития клинических симптомов и снижению количества кальция в сыворотке крови животных. Количество ионов кальция и натрия в сыворотке крови определяли ионселективным методом на анализаторе "Microlite" ("Копе", Финляндия). В эксперименте была использована смесь эквимолярных количеств аминокислот, меченных по углероду с удельной радиоактивностью 240 мКи/мМ (Чехия). Меченые аминокислоты вводили в желудок контрольных и паратиреопривных животных на 5- 6-й день после электрокоагуляции ОЩЖ из расчета 50 мкКи на 100 г массы животного. Время экспозиции составляло 45 мин. Животных декапитировали, брали кровь и органы. Определенное количество крови и измельченных тканей вносили в сцинтилляционные флаконы, солюбилизировали с помощью "Гиамин 10х". После полного растворения продукта среду нейтрализовали с помощью уксусной кислоты до pH 4,0-5,0 и добавляли жидкий сцинтиллятор на основе диоксана. Уровень радиоактивности измеряли на жидкостном сцинтилляционном спектрометре СЛ-42221 ("Рош-Биоэлектроник", Франция). Данные выражали в импульсах на 1 г сырой ткани в минуту. Результаты и их обсуждение Как известно, при недостаточности функции ОЩЖ нарушается гомеостаз кальция в организме, причем гомеостаз кальция в крови и других жидкостях и тканях регулируется главным образом паратгормоном [2, 6, 8]. Ионы Са2+ принимают участие в различных клеточных процессах, в том числе и в транспорте других ионов через мембраны. Вход же самого Са2+ в клетку обеспечивается Са2+ - АТФазой и переносчиком Na+ - Са2+-обмена. Высказано предположение о том, что паратгормон стимулирует выход Са2+ из костной ткани с помощью механизма обмена Na+- Са2+ [8]. Выявлено также действие паратгормона на снижение скорости транспорта Na+ и Н2О в перфузируемой in situ подвздошной кишке интактных крыс. У тиропаратиреоидэктомированных крыс ингибирующее влияние паратгормона на транспорт Na+ и Н2О из просвета кишки в слизистую оболочку выражен в большей степени [6]. Существенное влияние на обменные процессы оказывают ионизированный натрий и кальций сыворотки крови; ионизированный Са2+ составляет около половины общего кальция крови, а ионизированный Na+ - 85% от общего количества натрия крови. Известно важное значение ионов Na+ среды во всасывании аминокислот в кишечнике, их транспорте в тканях организма. В аспекте изложенного определенный интерес представляет изучение количественных изменений Na+ и Са2+ и их соотношения в сыворотке крови у крыс в условиях недостаточности функции ОЩЖ. Содержание и соотношение ионизированных и Са2* в сыворотке крови интактных и паратиреопривных крыс (в мМ/л) Таблица 1 Животные Na' Са2' Коэффициент количественного соотношения Na*/Ca2' Интактные (л = 8) 152,9 ± 2,4 0,86 ± 0,04 177,7 Паратиреопривные (л = 8) 144,8 ± 1.6 0,45 ± 0,02 321,7 р > 0,05 р < 0,001 % изменений -5,0 -48,3 +75,4 Как видно из полученных нами данных (табл. 1), содержание ионизированного кальция в сыворотке крови паратиреопривных крыс по сравнению с содержанием ионизированного кальция в сыворотке крови интактных животных снижается на 48,3%. Что же касается количества ионизированного натрия, то из табл. 1 видно, что у паратиреопривных крыс его содержание в сыворотке крови не меняется в условиях недостаточности функции ОЩЖ. Вместе с тем, хотя содержание ионов натрия в сыворотке крови паратиреопривных крыс сохраняется в пределах контроля, тем не менее, как видно из полученных данных, существенно нарушается количественное соотношение ионов №+ и Са2+. Иначе говоря, в результате происходит относительное увеличение содержания ионов натрия в сыворотке крови по сравнению с содержанием ионов кальция, и тем самым изменяется баланс этих ионов в условиях недостаточности функции ОЩЖ. Так, если коэффициент количественного соотношения ионов Ыа+ и Са2+ у этих крыс составляет 177,7, то у паратиреопривных животных этот показатель равен 321,7, т. е. соотношение этих ионов изменяется на 75,4% в пользу натрия. Такое изменение баланса ионов натрия и кальция в сыворотке крови паратиреопривных крыс в пользу натрия, по-видимому, играет определенную роль в распределении аминокислот в тканях и жидкостях организма. В организме постоянство качественного и количественного состава аминокислот в обменных фондах сбалансировано гомеостатическими механизмами и мембранным транспортом, при этом механизмы транспорта рассматриваются как контролирующие метаболические изменения пула свободных аминокислот (4, 11, 12]. Именно исходя из полученных нами данных и обсуждений, в следующей серии опытов мы провели исследования, касающиеся всасывания смеси радиоактивных аминокислот из кишечника в кровь и их накопления в сердце, печени, почках, селезенке контрольных и паратиреопривных крыс. Из табл. 2 видно, что через 45 мин после введения в желудок смеси эквимолярных количеств меченных |4С-аминокислот радиоактивность крови контрольных крыс составляет 6,842 импульса на 1 г сырой ткани в минуту, а у паратиреопривных - 12,758. За этот же период времени радиоактивность у контрольных крыс составляет в сердечной мышце 37,450, в печени - 133,300, в почке - 138, 225; в селезенке - 43,500 импульса, а у крыс с недостаточ49 ПРОБЛЕМЫ ЭНДОКРИНОЛОГИИ, 2003, Т. 49, № 3. Таблица 2 Всасывание смеси меченных иС-аминокислот из кишечника в кровь и их накопление в органах крыс при недостаточности функции ОЩЖ (количество импульсов на 1 г сырой ткани в минуту у интактных и паратиреопривных животных) Животные Кровь Печень Почки Сердце Селезенка Интактные (и = 5-6) 6,842 ± 0,374 133,300 + 8,341 138,225 + 6,707 37,450 ± 2,466 43,500 ± 2,738 Паратиреопривные (п = 5-6) 12,758 ± 1,145 163,720 ± 13,245 190,909 ± 9,625 58.320 ± 2,346 75,480 ± 4,507 % изменений +86,4 +22,9 +38,1 +55,3 +73,5 Р < 0,001 < 0,05 < 0,001 < 0,001 < 0,001 ностью функции ОЩЖ в тех же органах - 58,320, 163,72, 190,909, 75,480 импульса соответственно. При сравнении уровней меченных 14С-аминокислот в крови и исследуемых органах контрольных крыс с таковыми в крови и тех же органах паратиреопривных крыс видно, что при недостаточности функции ОЩЖ увеличивается накопление меченных 14С-аминокислот из кишечника в кровь на 86,4%, из крови в печень на 22,9%, в почки на 38,1%, в сердце на 55,3%, в селезенку на 73,5%. Итак, в условиях недостаточности функции ОЩЖ, нарушенного баланса натрия и кальция в организме у паратиреопривных крыс нами впервые получены данные, указывающие на существенное изменение транспорта аминокислот из кишечника в кровь и из крови в исследуемые оганы (печень, почки, сердце, селезенка). В свете наших предыдущих исследований [1,3] особый интерес представляют данные литературы, касающиеся поглощения 3Н-аспартата и 3Н-глутамата пузырьками щеточной каемки кишечника крыс, которое стимулируется при создании натриевого градиента на мембранах [5]. Вместе с тем данные литературы указывают на существование различных транспортных систем переноса аминокислот, причем каждая система переносит определенную группу близких по строению аминокислот. Так, установлено, что аминокислоты проникают через мембраны везикул тощей кишки кролика по 3 основным системам: 1) пассивная диффузия; 2) №+-независимые переносчики; 3) Ма+-зависимые переносчики. Анализ кинетики транспорта аминокислот свидетельствует о наличии в этих мембранах по меньшей мере 2 №+-независимых и 3 №+-зависимых путей, опосредованных переносчиками [12]. Именно поэтому полученные нами данные относительно ускорения всасывания смеси меченных ,4С-аминокислот из кишечника в кровь при недостаточности функции ОЩЖ, по-видимому, следует объяснить активацией как пассивной диффузии, так и №+-независимого и №+-зависимого путей транспорта аминокислот, и в частности, изменением натриевого градиента на мембранах везикул тощей кишки. Как видно из табл. 2, наряду с повышением концентрации аминокислот в крови при недостаточности функции ОЩЖ наблюдается увеличение накопления меченных 14С-аминокислот в тканях исследуемых органов. Ускорение транспорта аминокислот из крови в ткани сердца, печени, почек и селезенки в условиях недостаточности функции ОЩЖ, по-видимому, обусловлено прежде всего усилением пассивной диффузии из-за повышения концентрации аминокислот в крови этих животных. На активацию процесса транспорта аминокислот из крови в ткани паратиреопривных крыс, по-видимому, влияет также и измененный баланс №+-Са2+ в условиях недостаточности функции ОЩЖ. Таким образом, процесс усиления всасывания из кишечника в кровь меченых аминокислот и активации их транспорта во внутренные органы у паратиреопривных крыс, по-видимому, свидетельствует в пользу формирования адаптивных механизмов с целью обеспечения жизненно важных биосинтетических процессов и энергетических потребностей организма в условиях недостаточности функции ОЩЖ. Выводы 1. В условиях недостаточности функции ОЩЖ у крыс в сыворотке крови существенно нарушается баланс между ионами №+ и Са2+. 2. При введении крысам в желудок смеси меченных |4С-аминокислот в условиях недостаточности функции ОЩЖ по сравнению с контрольными животными ускоряется всасывание аминокислот из кишечника в кровь на 86,4%, увеличивается накопление этих же аминокислот в печени на 22,9%, в почке на 38,1%, в сердце на 55,3%, в селелезке на 73,5%. 3. Повышение концентрации меченных 14Саминокислот в крови паратиреопривных крыс, повидимому, объясняется усилением механизмов, ответственных за транспорт аминокислот из кишечника в кровь, в результате изменения баланса №+-Са2+ в крови в условиях недостаточности функции ОЩЖ. 4. Увеличение накопления меченных |4С-аминокислот в исследуемых органах (печень, почки, сердце, селезенка) паратиреопривных крыс, по-видимому, объясняется ускорением пассивной диффузии аминокислот в ткани из-за повышения их концентрации в крови, а также, возможно, активацией механизмов, ответственных за транспорт аминокислот, под влиянием изменения баланса №+- Са2+ в условиях недостаточности функции ОЩЖ 5. Процесс усиления всасывания из кишечника в кровь меченых аминокислот и активация их транспорта во внутренние органы у паратиреопривных крыс, по-видимому, свидетельствуют в пользу формирования адаптивных механизмов с целью обеспечения жизненно важных биосинтети50 ПРОБЛЕМЫ ЭНДОКРИНОЛОГИИ, 2003, Т. 49, N8 3 ческих процессов и энергетических потребностей организма в условиях недостаточности функции ОЩЖ.