Введение к работе
ак1Эаяц)ОСТЬ_ЛГЛ6ЛеГ)М_ Одной из основных задач современной биохмии и иолекалярной биологии является выяснение тонких механизмов развития различных Физиологических и патологических процессов как на молекулярном и клеточном, так и на оітанизмеином уровнях. Осоьое зчачение приовретаиг исследования, направленные на изучение патологических процессов, приводяцих к нарушении жизненно важных функций в организме человека. Понимание молекулярных механизмов, лежащих в основе различных патологий, является обязательным условием создания научно овоскованных систем их коррекции и профилактики на современной этапе развития медицины.
Наиболее тяжелые функциональные и структурные нарзаения, вплоть до гиаели клеток, во многих случаях связаны с ияениой тканей. Не случайно ишеническая Болезнь сердца занимает особое место среди заболеваний сердечно-сосудистой системы и по прагз названа "величайшей эпидемией века". Актуальность и важность проблемы определяется все возрастайте» смертность!» от этого заболевания, трудностями диагностики и лечения. Б"Лев того, в последние годы навлидается "омоложение" ивеиической Болезни сердца, которая, наряду со"значительной смертность», вызывает временну» и стойкун утрату трудоспособности ямдей молодого и среднего возраста (Януюкявичус 3. И. и др., 1776. Чазов Е. И. , 1770,1VB3).
Скижрние притока крови к сердечной иывце и, следовательно, снижение поступления кислорода и различных векеств приводит к глубоким метаболическим, Функциональным и морфологическим нарушениям как а самом сердце, так и а других органах, в тон числе и в печени. Многие звенья клеточного метаболизма, особенно нарушение энергетического овмена, довольно детально изучены при ишемии миокарда (Праякявичмс А.К. , 1971; Фетисова Т.Н., Фролькис Р. А, 197Ь: Смирнов В. Н. , 1TT9J Меерсон 0.3. , 198ч: Тояейкис А. й. , 1987: Reimer К. A. , Hennings R.B., 140(,). Однако, хотя во многих работах Обнаружено наруїеиие Биосинтеза Белка как в ишемиэированнон сердце, так и в других органах, ииемвиеся данные носят отрывочный и часто противоречивый характер. На их основании невозможно дате схематично представить картину функ-
ционирования аппарата трансляции и развития тех нарушений в гавоте его отдельных компонентов и звеньев і которые приводят к резкому изменении Биосинтеза еелка и снижении! содержания иіиз-ненно необходимых Белков при ин»аркте миокарда. Понимание молекулярных механизмов нарувения Белкового Биосинтеза важно не только в прикладной плане, но имеет и суцественное теоретическое значение, госкольку ивемия ниокарда является естественной моделью для деленного изучения особенностей Биосинтеза Белка в животных организмах, его регуляции и понимания «акторов, приводя них к его наравени» в экстремальных ситуациях.
Шгдь Поддали ИСЛЯвДОВЯНИЯ^ Учитывая актуальность выше
изложенной пРОБлепы, целы» настояиеп работы явилось изучение,
активности аппарата трансляции в целом и отдельных его ком
понентов для выяснения молекулярных механизмов нарувемия Био
синтеза ьелка в миокарде и печени при острой экспериментальной
ишемии миокарда, В соответствии с цель» исследования были по
ставлены следучдие задачи:
-
Изучить стгУкгурно-«ункциональные осоьенпости тРНК миокарда и печени в различные сроки ОЗИМ.
-
Установить влияние ишемии миокарда на амииоцил-тРНК-синтетаэные активности миокарда и печени и состав их высокомолекулярных комплексов.
-
Получить вькокоочикемные препараты лейцил-тРНК-синтетаэы иэ миокарда и печени в норме и при ивепии и изучить свойства ериемт» в свободном и агрегированном состоянии.
-
Сравнить содержание эндогенных апииеацил-тРНК в"печени контрольных и аксперииентальных животных.
-
Изучить Бвлоксинтеэирзкщуи активность ниокарда и печени при ОЭМР) и «акторы, определяишие ее уровень.
Ь. Определит» влияние иаеиии миокарда на риьосомный пул в печанк и миокарде контрольных и экспериментальных животных.
7. Проверить возможность коррекции изменений Биосинтеза Белка ииокагда и печени при ОЭИН путей использования некоторых Биологически активных вецеств.
Наачлиилаьизн».- Выполнен»*» работа представляет собой
первое детальное исследование по выяснению молекулярных меха
низмов нарувемия Биосинтеза .ьелка в клетках миокарда и печени
при ОЗИМ. Впервые изучена Биологическая активность и свойства
основных компонентов аппарата трзняяции генетической ин*ор-
нации, определяли* эффективность и скорость ьелкового
Биосинтеза» а также установлен ряд «акторові вызывамчих нарушение их функционирования в условиях ишемии. Так > уже при кратковременной мнении в миокарде и печени уменьшается биологическая активность суммарной тРНК за счет появления неактивных конформєров и увеличивается активность ДРСаэ. Впервые показано> что при ишемии ипеет песто изменение активности ряда АРСаэ в составе высокомолекулярных комплексов, вызванное как нарушением структуры ассоциатов, так и регуляцией активности АРСаз с участием неорганической пиро»ос»атаэы. Из миокарда и печени в норне и при иаеиии впервые выделены высокоочиценныа препараты леяцил-тРНК-синтетаэы и проведено сравнительное изучение свойств Фврнентов в свободном и агрегированном состоянии.
Обнаружено изменение ряда парапетров Биосинтеза ьелка в миокарде и печени кролика при изучаемой патологии. Впероые описано резкое увеличение времени синтеза "средней" полипептидной цепи, т.е. замедление процесса элонгации и/или тер-минации при ОЗИМ» Показано, что основной причиной гізвиаанщейсл гипопротеинемии и гипоальвунинении является нарзвеиие велок-синтоэирьмнея функции гепатоцитов, которое определяется в основном недостатком энергетического обеспечения. Основная причина снижения -велоксинтеэирзниея способности миокарда связана с нарушением функциональной активности полирибосом.
Установлена принципиальная возможность направленной коррекции виосинтеэа велка в печени и миокарде при экспериментальной ишемии миокарда. В профилактическом и лечоьнои отно-яениях перспективным является использование биомассы культивируемых клеток Растения Роїуасіаз filicilolla Bailey, препараты которого, обладая антистрессовыми и адалтогенными свойствами, оказывает нормализирующее воздействие на Биосинтез белка в тканях животного организма при данном экстремальном состоянии.
Т^тахаштзл^м^а^зкха^йч ка,а, agtmojc ть. г аыдьи. теоретическое значение диссертации заклинается в выявлении ряда закономерностей Функционирования аппарата трансляции в стрессовой для животного организма ситаации и определении Факторов, зчаствуиш,их в регуляции Биосинтеза келка иа трансляционном уровне. Появление в печени и миокарде при ОЗИМ неактивных в аминоацилировании кон-Фермеров тРНК, способных к полной Ренатзрации при нормализации
ситуации t организме, повышение АРСаэной активности тканей, иле-ЧШ.ЄЄ, по всей вероятности, компенсаторный характер, ассоциация-диссоциация АРСаз, оьратиные изменения риьосопиого пула и его отдельных компонентов - есе іти выявленные в раьоте «акты свидетельствует о "гиькости" и достаточном запасе прочности функционирования эакариотического аппарата трансляции.
Больной вклад внесен в поминание роли надиолекулягнои орга
низации ЙРСаэ в регуляции активности как сапих фєрпєнтов, так и
Биосинтеза ьеяка в целом. Ватным в теоретическом плане моментом
является также установление конкретных механизмов нарушения
биосинтеза (елка в разных тканях лги одном и том же па
тологическом состоянии организма (недостаточное энергетическое
Обеспечение и изменение соотношения ADP/ATP и GDP/GTP,
перераспределение отдельных классов полириьосом, снижение функциональной активности риьосомкой фракции и т.д.).
Выполненная раьота является часты* заданий Всесоюзных научно-технических программ: О. 74. OS "Раэгаьотать новые направления исследований генетического аппарата, ьиополииєров и структур клетки, осуместолянких важнейшие проявления ни энедеятель-ности. и внедрить достижения яолекулягной биологии и молекулярной генетики в народное хозяйство" по тепе О. 74. 05. 19Н5 "Изучить функциональные характеристики транспортных риьонук леиновых кислот и анимоацил-тРНК-синтетаз миокарда и печени при непродолжительной гипоксии сердца" (No. гос. регистрации 61067760) и О. ЬЧ. 01 "Раэраьотать Эффективные методы и средства профилактики, диагностики и лечения основных заболеваний сердечно-сосудистой системы" по теме 01.0І.07И "'Изучить ьолоксинтеэиручвие, энергетические и иннунохимические особенности клеток печени и миокарда при гипоксических состояниях органов" (No. гос. регистрации 018500020320).
Полученные результаты расширяет представления о причинах и механизмах, вызывании* нарушение ьиосинтеэа Белка в органах при ОЭИП, что неоьходино при создании Фундаментальной теоретической «азы для целенаправленного поиска наиболее эффективных путей нормализации Белкового оьнеиа при аамной патологии. Результаты проведенных исследований указывает на перепектионость использования Биомассы культивируемых клеток растения Polysclas fl Псі foil а Bailey в качестві антистрессового препарата, вли-яицего на процесс Биосинтеза Белка.
Теоретические выводы гавоты о Функциональных свойствах тРНК, АРСаэ и их высокомолекулярных комплексов в пиокарде и печени пги ишемии включены в каре лекций по биохимии для ста-дентов Каунасского медицинского института и в учєбник "Биохимия" (Правкявичнс fl. , Лукоиявичюс Л. «Глемжа Д. и др. . Вильнюс: "Минтис", 1975, 510 с, Государственная прения Литовской ССР, 197В). Реэалктаты изучения механизмов нарушения Биосинтеза Белка при ишемии приведены в учебнике "Клиническая биохимия" ІГІРавкявичис Я. , Лукоиявичюс Л. , Йстрааскас В. и др. , Вильнюс! "Мокслас", 1767, 301 с). Кроме того, некоторые положения диссертационной гзботы включены в учевные пособия: "Обнєн Белков" (Правкявичюс Д., Лукоиявичюс Л., Каунас, 197*, 150 с), "Биохимия тканей" ІЛравкявичюс ft. , бурнецкеме К). , Лэковявичюс Л. и др. , Вильнюс, 1977, 135 с.) и "Биохимия крови" (Лукоіявичюс Л. , Праткявичюс ft. , Гриьааскас П. , Вильнюс, 19В0, 96 с. >.
Данная гаьота является основной часты* цикла исследований
"Закономерности биохимических и морфологических нагаеений
органов и особенности их развития при гипоксии
(экспериментальный инфаркт миокарда) (1965-1985)", адостоемного Госадарственноя премии Литовской ССР за 1987 год.
Алг.аеїЦИЯ..-tlUOTMi. Основные положения диссертационной рэботы доложены на следаюцих конгрессах,съездах и конференциях; 1) на IX яежданародном конгрессе ОБвества по изучению сердца (Нью Дели, 1978)J 2) на XI международном Биохимическом конгрессе (Торонто, 1979): 3) на респаБЛиканских иаачмых конференциях! Вильиюс-1979, 19ВЗ, 19В7, Каанас- 19В2-19В7; <*) на Всесоюзном симпозиуме "Реализация наследственной информации" (Паланга, 1980)-; 5) на IV Украинском Биохимическом съезде (Днепропетровск, 1902); Ь) на III Всесоюзном съезде патофизиологов (Тбилиси, 1982); 7) на XV конференции Федерации Европейских Биохимических оБХвств (Брюссель, 1903)) В) на Всесоюзном симпозиуме "Метаболизм, структура и функция сердечной клетки" (Ташкент, 1983): 9) на V Всесоюзном Биохимическом съезде (Киев, 19ВЫ; 10) на XXIII съезде Польского ьиохияического оБцества (Бялысток, 1987); II) на XIV международном Биохимическом конгрессе (Прага, 1988)
Публикации, По материалам диссертации опубликовано S9
РЭБОТ.
Схгичтсл. и_о*лйИ__дисівсхашліа. Диссертация состоит из вве
дения, обзора литератары, методической части, иэлоиеиия реэаль-
татов и их Обсужденияt заклинення, выводов и списка цитируемой литератзры, еклмчаимго 1*?Т отечественных и ^01 заработных источников. Диссертация изложена на 355 страницах машинописи, содержит 49 таблиц и 45 рисанков.