problendoПроблемы ЭндокринологииProblems of Endocrinology0375-96602308-1430Endocrinology Research Centre10.14341/probl199743637-39problendo-11216Research ArticleСтатьиArticlesВлияние эстрогендефицитного состояния на обмен ганглиозидов органов крысThe effect of estrogen deficiency on rat ganglioside metabolismСаатовТ. С.SaatovT. S.probl@endojournals.ruИсаевЭ. И.IsaevE. I.probl@endojournals.ruЭргашоваМ. Ж.ErgashovaM. Zh.probl@endojournals.ruКукинаО. Ю.KukinaO. Yu.probl@endojournals.ruАнА. П.AnA. P.probl@endojournals.ru<p>Институт биохимии АН Республики Узбекистан</p>Узбекистан<p>Institute of Biochemistry, Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan</p>Uzbekistan199715121997436ТОМ 43, №6 (1997)3739Copyright &#x00A9; Саатов Т.С., Исаев Э.И., Эргашова М.Ж., Кукина О.Ю., Ан А.П., 19971997Саатов Т.С., Исаев Э.И., Эргашова М.Ж., Кукина О.Ю., Ан А.П.Saatov T.S., Isaev E.I., Ergashova M.Z., Kukina O.Y., An A.P.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.probl-endojournals.ru/jour/article/view/11216

Изучено влияние недостаточности эстрогенов на образование ганглиозидов из предшественников их синтеза. Выявлено, что овариэктомия приводит к изменению синтеза ганглиозидов изученных органов: сердца, скелетных мышц, жировой ткани и поджелудочной железы. При недостаточности эстрогенов наблюдается снижение синтеза моносиалоганглиозидов GMi а &мз сердца, дисиалоганглиозидов Gnib и Gpja и моносиалоганглиозидов GM] и ^МЗ скелетных мышц, дисиалоганглиозида Gq и моносиалоганглиозидов Gmi и Gtfj жировой ткани, моносиалоганглиозида Gw/ поджелудочной железы. Полученные данные указывают на возможность участия эстрогенов в регуляции обмена ганглиозидов.

 

 

The effect of estrogen insufficiency on the formation of gangliosides from precursors is studied. Oophorectomy changes the production of gangliosides in the heart, skeletal muscles, fatty tissue, and pancreas. Estrogen insufficiency is paralleled by decrease of cardiac monosialogangliosides G^j and GM3> skeletal muscle disialogangliosides GDlb and GDla and monosialogangliosides Gmi end Gmj, fatty tissue disialoganglioside GDlb and monosialogangliosides G^] and GM3> and pancreatic monosialoganglioside GMI. The findings indicate that estrogens can contribute to regulation of ganglioside metabolism.

эстрогендефицитные состоянияовариэктомияобмен ганглиозидовestrogen deficient conditionsoophorectomyganglioside metabolism

Сиалогликосфинголипиды, являющиеся анионными гликосфинголипидами с разветвленной углеводородной цепью, присутствуют в основном в плазматических мембранах большого числа клеток. Исследования, проведенные во многих лабораториях, свидетельствуют о том, что эти соединения играют важную роль в контроле роста, социальном поведении клеток в период дифференциации, развитии и онкогенной трансформации [6]. Ранее проведенные исследования зависимости ганглиозидного состава клеток печени крыс от возраста и пола указывают на то, что в печени самок содержится больше ганглиозидов по сравнению с печенью самцов [8]. Параллельное определение активности некоторых ферментов, участвующих в обмене ганглиозидов, свидетельствует о важности роли половых гормонов в превращении моносиалоганглиозидов в полисерии соответственно. Не обнаружено значительной разницы в Орз-синтазной активности у молодых крыс разного пола. Эта разница проявляется после достижения животными половозрелое™, на 50—60-й день. Исследования, проведенные в культурах гепатоцитов крыс, указывают на необходимость инсулина, глюкагона, дексаметазона в поддержании активности Срз-синтазы [8].

В изолированных гепатоцитах эстрогены активировали GD3-cHHTa3y. Кроме прямого влияния эстрогенов на активность ферментов синтеза ганглиозидов, возможно опосредованное их влияние на образование данных соединений. Известно, что эстрогены стимулируют образование белков, в том числе и ферментов [4], к числу которых относится глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа, участвующая в обмене глюкозы. Продукты превращения глюкозы и сама глюкоза также используются в пути образования гликосфинголипидов. Поскольку вышеприведенные данные указывают на возможность участия эстрогенов в обмене сиалогликосфинголипидов, целью настоящего исследования явилось изучение влияния эстрогендефицитного состояния организма на синтез ганглиозидов различных органов крыс.

Материалы и методы

Опыты проводили на белых беспородных половозрелых крысах-самках массой 150—170 г. Овари- эктомию крыс производили по общепринятому методу [1]. Через 1 мес после операции интактным и овариэктомированным крысам внутрибрюшинно вводили О-1-6-14С-глюкозу в дозе 1 мкКи на 1 г массы тела животных. Через 3 ч после введения радиоактивной метки животных декапитировали под эфирным наркозом. Экстрагировали липиды внутренних органов модифицированным методом Фольча [5]. Ганглиозиды фракционировали в системе растворителей хлороформ:метанол:амми- ак:вода (60:35:3:5) на тонком слое силикагеля марки L и LS (1:1) [2]. Фракции ганглиозидов идентифицировали в парах йода, соскабливали и подсчитывали радиоактивность каждой фракции. Подсчет радиоактивности производили в жидкостносцинтилляционном счетчике “Rackbeta”.

Результаты и их обсуждение

Исследования по включению меченых углеводов в молекулу сиалогликосфинголипидов, показывают, что недостаточность эстрогенов приводит к заметным изменениям обмена ганглиозидов. Данные по изучению включения 14С-глюкозы в отдельные фракции ганглоизидов органов крыс и влияния эстрогендефицитного состояния организма на этот процесс приведены в табл. 1—4.

Как видно из полученных данных, недостаточ ность гормонов по-разному влияет на обмен отдельных фракций ганглиозидов в разных органах. В частности, недостаточность эстрогенов приводит к снижению обменной активности моносиалоганглиозидов сердца (табл. 1). При овариэктомии обмен фракции моносиалоганглиозида GM1 снижается на 40%, GM3 — на 52%, в то время как в обмене остальных фракций ганглиозидов заметных изменений не наблюдается. Полученные данные указывают на то, что дефицит эстрогенов сопровождается замедлением образования моносиалоганглиозидов в сердечной ткани. Известно, что моносиалоганглиозиды являются основными компонентами сиалогликосфинголипидов сердца. На их долю приходится около 80% от общего содержания всех фракций ганглиозидов. Концентрация GM1 и GM3 составляет соответственно 63 и 17%. Изменение обмена основных фракций ганглиозидов сердца отражается на функциональной активу ности клеток данного органа. Ганглиозиды сердца участвуют в поддержании электрической активности клеток миокарда. Они в значительной степени определяют заряд поверхности клеток. Ганглиозиды мембран сердца регулируют скорость притока ионов Са2+ [9]. В этот процесс включаются все фракции ганглиозидов и естественно их основные фракции. Многочисленны сообщения о роли ганглиозидов в регуляции активности Na+, К+-АТФазы [10].

В последние годы выявлена роль ганглиозидов в предохранении липидов мембран от перекисного окисления. Замедляя перекисное окисление, ганглиозиды могут предохранять мембраны от дальнейшей деструкции. Выявленное нами при эстро- гендефицитном состоянии организма снижение обмена ганглиозидов сердца может отразиться и на образовании перекисей в ткани сердца.

В табл. 2 представлены данные о влиянии овариэктомии на включение 14С-глюкозы в отдельные фракции ганглиозидов скелетных мышц. Недостаточность эстрогенов сопровождается ингибированием включения меченого предшественника синтеза во фракции ди- и моносиалоганглиозидов. Полученные данные показывают, что при недостаточности гормонов происходит снижение включения 14С-глюкозы в дисиалоганглиозидную фракцию GD|b на 35%, во фракцию GDla на 40%, во фракцию GM1 на 37% и во фракцию GM3 на 30%. Подобное изменение скорости синтеза ганглиозидов должно отражаться на поверхностных свойствах клеток данной ткани. Будучи не только Таблица 1

Влияние овариэктомии на включение 14С-глюкозы в ганглиозиды сердца крыс (в имп/мин/г ткани; п = 6)

Фракция ганглиозидовКонтрольОпытP
Gq85 ± 1269 ± 9<0,2
GDlb269 ± 18296 ± 22<0,5
GDla275 ± 17248 ± 24<0,5
GM1725 ± 26434 ± 30<0,001
GM32096 ± 441013 ± 37<0,001

Таблица 2

Влияние овариэктомии на включение 14С-глюкозы в ганглиозиды скелетных мышц крыс (в имп/мин/г ткани; п = 6)

Фракция ганглиозидов           КонтрольОпытP
Gq74+1442±9>0,1
Gy62±752±8<0,5
Gd370+1056+13<0,5
GDlb340+19218±16<0,01
GDla2044±451286±37<0,001
GM31986±29776±21<0,001
Gmi2044+451286+37<0,001

Таблица 3

Влияние овариэктомии на включение 14С-глюкозы в ганглиозиды жировой ткани (в имп/мин/г ткани; п = 6)

Фракция ганглиозидов      КонтрольОпытP
Gq74+1362±18<0,5
GTi116±21130±24<0,5
GDlb346+19120+14<0,001
GDla156±7142±13<0,2
СМ2300±24262±20<0,2
GM1800±33206+13<0,001
GM3704±29236+17<0,001

Таблица 4

Влияние овариэктомии на включение 14С-глюкозы в ганглиозиды поджелудочной железы крыс (в имп/мин/г ткани; п = 6)

Фракция ганглиозидов           КонтрольОпытP
gq62+1266+10<0,5
Gx184±17182±19<0,5
GDlb318+23322+32<0,5
GDla112±21184±27<0,05
GD3218±14296±17>0,01
GM1658±26494±31<0,01
GM3286+13298±17<0,5

 структурными, но и функциональными компонентами мембран, ганглиозиды участвуют во многих аспектах действия внешних лигандов клетки. Естественно, снижение их обмена в скелетных мышцах при дефиците эстрогенов может отражаться на контакте клеток с окружающей средой.

Как видно из представленных в табл. 3 данных, при дефиците эстрогенов обнаружено снижение обмена дисиалоганглиозидной фракции GDlb на 65%, во фракциях моносиалоганглиозидов GM1 на 75%, GM3 на 65% по сравнению с контролем в жировой ткани крыс.

Дальнейшие исследования показали, что овариэктомия сопровождается изменением обмена некоторых фракций ганглиозидов поджелудочной железы (табл. 4). При недостатке эстрогенов происходит снижение обмена моносиалоганглиозида Gm! и некоторое повышение обмена дисиалоганглиозидных фракций GD|a и G^.

Таким образом, проведенные нами исследования показали, что недостаточность эстрогенов в организме приводит к изменению образования ганглиозидов в экстрагенитальных органах. По данным некоторых авторов, эстрогенные рецепторы выявлены в различных субклеточных фракциях не только органов-мишеней, но и других органов: печени, почек, легких, скелетных мышц, поджелудочной железы, селезенки, гипофиза и гипоталамуса [3]. Характеристики этих рецепторов близки к таковым рецепторов органов-мишеней. Эстрогены повышают экспрессию многих генов. Продемонстрировано стимулирующее действие эстрогенов на синтез рибосом, а также ускоряющее действие этих гормонов на скорость элонгации пептидов на полисомах [7]. Значительное стимулирующее влияние оказывают эстрогены на экспрессию гена глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы в органах-мишенях на транскрипционном и на посттранскрипционном уровнях. Стимулируя экспрессию гена глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы, эстрогены могут оказывать опосредованное влияние на образование сиалогликосфинголипидов в органах-мишенях. Обнаружена также активация Срз-синтазы печени под действием половых гормонов: тестостерона, эстрадиола и прогестерона [8]. Пока отсутствуют данные о влиянии эстрогенов на активность других ферментов пути метаболизма ганглиозидов. Будучи ферментом промежуточного обмена, GD3-cHHTa3a может участвовать в регуляции и обмене остальных ганглиозидов. Недостаточность эстрогенов может влиять на активность GD3-CHHTa3bi, и изменение активности данного фермента, вероятно, отражается на обмене и других ганглиозидов.

ВыводыReferencesКиршенблат Л. Д. Практикум по эндокринологии. — М., 1969.Киршенблат Л. Д. Практикум по эндокринологии. — М., 1969.Прохорова М. И. Методы биохимических исследований. — Л., 1982.Прохорова М. И. Методы биохимических исследований. — Л., 1982.Cschwendt М., Hantel R., Ratajczack Т. // Biochim. biophys. Acta. - 1983. - Vol. 780, N 2. - P. 238-245.Cschwendt М., Hantel R., Ratajczack Т. // Biochim. biophys. Acta. - 1983. - Vol. 780, N 2. - P. 238-245.Donohue T. M., Barker K. L. // Ibid. - Vol. 739, N 2. - P. 148-157.Donohue T. M., Barker K. L. // Ibid. - Vol. 739, N 2. - P. 148-157.Folch J., Lees K. J. // J. Endocrinol. - 1974. - Vol. 62. - P. 251.Folch J., Lees K. J. // J. Endocrinol. - 1974. - Vol. 62. - P. 251.Hakomori S. I. // J. Neurochem. — 1989. — Vol. 52, Suppl. — P. 54.Hakomori S. I. // J. Neurochem. — 1989. — Vol. 52, Suppl. — P. 54.Jacobelli S., Marchetti P., Bartaccioni E. // Mol. Cell. Endocrinol. - 1981. - Vol. 23, N 3. - P. 321-331.Jacobelli S., Marchetti P., Bartaccioni E. // Mol. Cell. Endocrinol. - 1981. - Vol. 23, N 3. - P. 321-331.Mesaric M., Decker K. // Biochem. biophys. Res. Commun. — 1990- Vol. 171, N 3. - P. 1188-1191.Mesaric M., Decker K. // Biochem. biophys. Res. Commun. — 1990- Vol. 171, N 3. - P. 1188-1191.Probst Ж, Rahmann H. // NATO AS1 Series. Vol. 7. Gangliosides and Modulation of Neuronal Functions / Ed. H. Rahmann. - Berlin, 1987. - P. 139-154.Probst Ж, Rahmann H. // NATO AS1 Series. Vol. 7. Gangliosides and Modulation of Neuronal Functions / Ed. H. Rahmann. - Berlin, 1987. - P. 139-154.Viscosil P., Gregorio P., Gorio A. // Pfluger’s Arch. — 1985. — Bd 43, N I. - S. 1-6.Viscosil P., Gregorio P., Gorio A. // Pfluger’s Arch. — 1985. — Bd 43, N I. - S. 1-6.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.