Введение к работе
Актуальность проблемы. Многие фундаментальные и прикладные вопросы биологии и патэлогии репродукции связаны с выяснением строения, механизмов действия и функциональной взаимосвязи белков семенной плазмы человека. Белки семенной плазмы являются важнейшим компонентом системы жизнеобеспечения сперматозоидов. Среди этих белков велика доля ферментов и других регуляторов биологических процессов', обеспечивающих сохранение фер-тильности и последовательность биохимических реакций, опро- -вождаю'дкх оплодотворение.
Важнейшим аспектом, определяющим актуальность изучения белков семенной плазмы/ является необходимость совершенствования лабораторной диагностики патологии мужской репродуктивной системы. А этой патологии по частоте, тяжести течения и социальным последствиям особое место занимают опухолевые и воспалительные заболевания предстательной железы и мужское бесплодие (С.А.Каган, 1974; Е.Б.Маркеябах,1980; В.П.Чернышев, 1985; В.И.Го-валло.1987; Л.С.Еассалык и соавт. ,1989). Эти заболевания сопровождаются различныш по природе и характеру, но совершенно определенными Изменениями белкового состава семенной плазмы и ее компонентов.
На пути создания высокоэффективных специфических методов лабораторной диагностики и перспективных патогенетических направлений лечения патологии мужской репродуктивной системы настоятельной необходимостью становятся знания о отроеняи и свойствах белков обменной плазмы.
До настоящего времени имеются разрозненные данные о белковом составе семенной плазмы, которые не отракают структурные и
2. функциональные связи белковых и ферментных систем этой биологической жиздости / Т,Н.Устинкина,1974,1Э89; Б.Д.Чернигов, 1985; О.П.Шевченко И соавт.,1982,1983,1985; Eafcc R., ,1977; K.Tsai at nil, 1984;3onsaeng ot al, 1986puptaS ct вД988; Chard Т., 1991/. Имеются единичные работы по выделению и очистке белковых компонентов семенной плазмы и их детальному физико-химическому анализу/rfaug м et ,1979; Pave B.et ap98BpkideelHJ99I; Aadhya к., 1991/. Практически не изучен балковий состав семенной плазма при опухолевой и воопалительной патологии пред- , ста тельной железы и мужском бесплодии и применении обнаруженных изменений в диагностических целях.
Цель работа..Целью настоящего исследования.явилось иден-жификация, выделение и изучение физико-химических, иммунохими-ческих и биологических свойств белков семенной плазмы, разработка высокочувствительная методов их обнаружения, оценка возможности использования тестов на белки семенной шшзмы в диагностических целях.
Задачи исслеяования.
1. Дать общую характеристику белкового состава семенной
плазмы человека.
-
Охарактеризовать вакнейіаиа ферментные системы семенной плазмы человека /протеиназы, эстера.зы, фосфатази/.
-
Идентифицировать некоторые важнейшие белки семенной плазмы и разработать опоообы их очистки. ,
-
Провести детальный физико-химичеокий анализ полученных чистых препаратов белков. , ,
5.Разработать высокочувствительный иммунофермантнне тесты на белки семенной плазмы.
3.
-
Охарактеризовать динамику уровня белков семенной плазми при опухолевых заболеваниях предстательной железы.
-
Выяснить изменения белкового состава семенной пла&мы при нарушениях сперматогенеза и фертильности.
-
Провести сравнительный анализ белкового состава простатического сока при хроническом простатите.
-
Оценить возможность использования тестов на белки семенной плазмы в диагностике опухолей предстательной железы, хронического простатита и нарушений сперматогенеза.
Научная новизна.Представлена системная характеристика белкового состава семенной плазмы. Изучены важнейшие ферментативные системы семенной плазмы/ протеяназная, эстеразная, фэсфатазная/ и получены новые данные об их иэзферментном составе, специфичности, ингибиторах. Идентифицировано шесть белковых компонентов семенной плазмы насыворэточного происхождения: спермаспецифичеокий ингибитор трипсина, простатоспе-цифический антиген, специфическая кислая фосфатаза, скаферрин, карбоксилэстераза, сализоспермалышй антиген. Вияснена степень их специфичности и проведена количественная'оценка их содержания в семенной плазме здоровых мужчин.
Разработаны методы очиотки спормаспецкфйчесхого ингибитора трипсина,'скаферрина, карбоксилэстеразы, салявоспермаль-ного антигена.модифицирована схемаочиотки кислой фосфагазы.
Проведён детальный физико-химический анализ полученных чистых препаратов белков. Получены новые данные об аминокислотном и моносахаридном составе спермвспецкфвческзго ингибитора трипсина, карбокоилэствразы семенной плазмы, саливоспер-мального антигена, скаферрина.
4.
Обнаружено явление межмолекулярного взаимодействия белков семенной плазмы с полисахаридами, полиаминокислотами и белками, выяснены возможные механизмы этих явлений и их значение для теории репродукции и экспериментальных исследований. '
Выявлены направления изменения уровня белков семенной плазмы при нарушениях сперматогенеза. Показано, что хронический простатит вызывает стойкое изменение продукции ор-ганоспецифических белков простаты, секретируемых Bjсеменную-плазму. .Определен характер антигенной перестройки секрета предстательной железы при опухолях простаты.
Разработаны 'иммуноферментные тесты для обнаружения кислой фосфатазы, сперматспецифического ингибитора трипсина, скаферрика. Показана возможность использования тестов на белки семенной плазмы в судебно-медицинской экспертизе.
Практическая ценность работа
-
Разработаны высоко чувствительные иммуноферментные тесты для выявления кислой фосфатазы, спермаспецифического ингибитора трипсина, лактоферрина /скаферрина/.
-
Предложены способы лабораторной диагностики рака предстательной железы,' основанной на определении концентрации спермаспецифического ингибитора трипсина и кислой фосфатазы в секрете простаты /А.С. & ІІ692І2, А.С. К 1828272/,
а также сдоообы выделения и очистки спермаспецифического ин-гибитора трипсина /А.С. & І4890І7/ и лактоферрина из обменной плазмы/ А.С. й І7І7234/. '
-
Разработан способ определения фертильности эякулята /А.С. № 1409943/, а также опособ выделения сперматозоидов /А.С. » 1707234/.
-
Обнаружение специфических для семенной плазмы белков
5. / кислая фосфатаза, спермаспецяфический ингибитор трипсина/ использовано нами при разработке способа обнаружения пятен спермы при судебно-медицинской экспертизе /А.С. :і 946549, А.С. :Ь І68293І/. Метод рекомендован к применению ЦНИИ судебной медицины и принят к производству.
Основное положения, вынесенные на защиту.
-
Сравнительная физико-химическая, структурная и функциональная характеристика белков семенной плазмы,схемы выделения и очистки некоторых белков /спермаспецлфп-ческого ингибитора трипсина, кислой фосфатази, салпвз-спермального ант-нгена, карбоксилзстеразы семенной шгаз-ш, скаферрина/.
-
Процесс малигнизацин предстательной железы сопровождается резким изменением количественного соотношения белков простатического сока.падает концентрация специфических гормонзависимых белков /кислой фосфатази, спорма-спецпфнческого ингибитора трипсина, простатоспвцифичоского антигена/ и относительно растет доля других белков. По данным иммунофермзнтного анализа опухоли простаты сопровождаются появлением в крови спермаспецифического ингибитора трипсина, кислой фосфатазы, яростатоспецпфического антигена и снижением уровня сывороточного лактоферрина.
-
Наруаения сперматогенеза сопровождаются изменением уровня белков семенной плазмы, причем, если уровень кислой
' фосфатазы растет пропорционально снижению числа сперматозоидов з эякуляте, то уровни спермаспецифнческого ингибитора трипсина п скаферрина падают.
6.
4. Иммунзхимические методы идентификации специфических белков семенной плазмы и, в частности, сяермаспецяфическогэ , ингибитора трипсина является надежным и эффективным способом выявления спермы в составе пятен при судебнз-медицикскзй , экспертизе.'
Апробация работы. Результаты работы представлены и до
ложены на II Всесоюзной конференции "Структура и функция
лязосом" / Новосибирск, 1980/, 6-й научно практической конфе
ренции ученых Дагестана Ліахачкала,ІУ85/; Международной кон- -
ференции "Хроматография в биологии и медицине" Діосква,І986/;
Всесоазной конференции ^Биохимия-медицине"/ Ленинград,1988/;
Всесоюзной конференции "Эпидемиология, профилактика и ранняя
диагностика злокачественных новообразований" Домск, 1987,1990/
Всероссийский съезд урологов /Москва, 1991/;. Всесоюзная конфе
ренция " Мета боли—'ческие нарушения и их коррекция в онколо-
нии" /Москва,IS9I/; кроме того результаты работы докладывались
на научно-практических конференциях и сесоиях Астраханского
медицинского института в 1984, 1985,1987,1988,1990 годах; а
также УШ-^fcb Meet. Int.Soc.Oncodevelopiaent Biol.4ed-Tall-I980;
ХЛ1-*Ь Meet. ISOBM ,Moscow_I990; 4-th Intersex
. Wold Conference' on latlasm..Geneva""-''
Публикации. По материалам дасертапда опубликована 41
научная работа, получены авторские свидетельства на 8 изобретений, изданы 2 методические рекомендации.
Структура и объем диссертации. Диссертация.изложена на 244 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, собственных исследований, заключения и выводов^.Она иллюстрирована 41 таблицей и 62 рисунками;
7. Указатель литературы включает 53 источника на русском и 268 на иностранных языках.