PANCREAS SECRETORY ACTIVITY AND ENZYME HOMEOSTASIS AT HIGH TEMPERATURE AND INSOLATION

АННОТАЦИЯ

Перед данной работой поставлена цель - исследовать ферментовыделительную деятельность поджелудочной железы и ферментный гомеостаз крыс при различной внешней температуре и под влиянием инсоляции. Опыт проводили на пятидесяти крысах (самцах) массой сто пятьдесят - двести граммов в различные периоды, когда температура окружающей среды резко различается. Зимой (декабрь) температура в опытном помещении была около 10-15⁰С, осенью (октябрь) и весной (апрель) около 20-25⁰С; в (июле) температура была около 37-40⁰С. Были получены следующие результаты. Изменение внешней температуры по-разному влияет на секрецию и инкрецию поджелудочной железы различных гидролитических ферментов. Повышение внешней температуры до 37⁰- 40⁰С подавляет синтез в поджелудочной железе α-амилазы и протеаз, а синтез липазы, наоборот, усиливает. Высокая температура внешней среды подавляет инкрецию поджелу­дочной железы α-амилазы и липазы.

ABSTRACT

The aim is set before this work - to investigate ferment pulling out of pancreas arid ferment homastase of rats at various external temperature and under the influence of insalalion. The ex­periment are carried out at fifty rats (male) with weight of one hundred fifty - two hundred grams during various periods when die temperature of enviranmenl diffe sharply. In winter (December) the temperature in the experimental room was about 10-15⁰C, in autumn (October) and in spring (April) temperature was about 20-25⁰C; in (Iuly) temperature was about 37-40⁰C. The folloving results were received. Changing of external temperature influences at secretion of pancreas of various hydrdytic ferments. Rising of external temperature up to 37-40°C puts down svmhesic in pancreas α-amilaze and proteaze and synthesis of  lipoze increases on the contrary. High tempera­ture of external inviron mem puts down inereation of pancreas α-amilaze and lipaze.

Keywords: ferment homastase, pancreas, rats, external temperature, insalalion, α-amilaze, protease, lipoze, inereation.

Ключевые слова: ферментный гомеостаз, поджелу­дочная железа, крысы, внешняя  температура,инсоляция, α-амилазы, протеаза, липаза.

Функциональная экология, являясь одним из направлений экологии, изучает конкретные механизмы приспособлений к изменяющимся условиям окружающей среды. Познание закономерностей адаптации организмов имеет существенное значение для медицины. Физиологические механизм адаптации у человека и высших животных в принципе одинаковы [1].

Возникшие и закрепившееся в процессе эволюционного развития состояние внутренней устойчивости позволяет организму приспосабливаться к условиям окружающей среды. В процессе приспособления организм может перестраиваться, переходить на новый гомеостатический уровень, активизировать одни физиологические  системы, тормозить другие [2].

Поставщиками гидролитических ферментов в кровь из числа пищеварительных желез являются слюнные, желудочные, поджелудочная железы, печень и тонкая кишка [3,4]. Наиболее изученными в этом плане и востребованными клинической медициной как диагностически значимые тесты эндосекреции ферментов явились желудочные железы (пепсиногены 1 и 2) и поджелудочная железа (α –амилазы, липазы, трипсиноген, ингибитор трипсина). В крови человека содержатся α –амилазы, двух изоэнзимных типов: панкреатическая (р-тип) и слюнная (s-тип), продуцируемые соответст­венно поджелудочной и слюнными железами [2,3, 5,10]

В сыворотке крови липазы имеют в основном панкреатическое происхождение [4]. Одним из факторов, к которым организм должен приспособиться, является изменение внешней температуры и влияние инсоляции. Наша цель - изучить ферментовыделительную деятельность поджелудочной железы и ферментный гомеостаз у крыс при различной внешней температуре и под влиянием инсоляции.

Методика эксперимента. Эксперименты выполнены на 50 беспородных крысах - самцах весом 150-200 г. Эксперименты проводились в раз­ные периоды года, когда температура внешней среды резко отличалась. Зимой (декабрь) - температура экспериментальной комнаты была 10°- 15°С, осенью (октябрь) и весной (апрель) температура составляла 20°-25°С, летом (июль) - температура была 37⁰-40⁰С.

Летом изучали влияние высокой температуры и инсоляции. Крысы подвергались влиянию инсоляции на солнечной площадке каждодневно, в 12 ч дня в течение 30 мин. Питание было смешанное, белково-углеводное. В клетке постоянно находился сосуд с питьевой водой. Крысы непосредственно перед забоем находились под наркозом. Они забивались путем декапитации. Поджелудочная железа извлекалась и гомогенизировалась добав­лением физиологического раствора в соотношении 1:10 к ее массе. После этого фильтровалась и в фильтрате определяли активность гидролитиче­ских ферментов - амилазы (методом Смидта-Роя в модификации А.М.Уголева), липазы (методом Титца) и общую протеолитическую ак­тивность (методом Кунитца) [11,12,13]. Дебит ферментов вычисляли путем соотно­шения активности к массе поджелудочной железы.

После декапитации крыс собиралась их кровь и в ее сыворотке определяли активность гидролитических ферментов.

Результаты и обсуждение. Полученные результаты экспериментов приведены в табл. 1, 2. Результаты, полученные в разные периоды года, сравнивались с показателями экспериментов, проведенных в апреле, когда температура окружающей среды составляла 20⁰-25⁰С. Установлено, что самая высокая амилолитическая активность и ее дебит в гомогенате под­желудочной железы наблюдаются весной.

Таблица 1.

Ферменты поджелудочной железы при различной внешней температуре (М±m, )

Примечание: числитель- активность фермента, знаменатель – выделение фермента;

* - достоверность отличия.

Осенью и зимой эти показатели, особенно активность её, достоверно снижаются. Самые низкие показатели по амилолитической активности и ее дебита в гомогенате поджелудочной железы наблюдаются летом, когда температура внешней срезы повышается, до 37°-40°С. Летом активность α-амилазы и ее дебит в поджелудочной железе примерно в 800-4000 раз меньше, чем показатели весной. Значит, повышение температуры внешней среды подавляет образование α -амилазы в поджелудочной железе. Наши результаты подтверждают данные К.Рахимова [6], полученные в острых опытах на белых крысах, об уменьшении продукции α-амилазы поджелудочной железой при действии высокой температуры.

Таблица 2.

Ферменты крови при различной внешней температуре (М±m)

Примечание: * - достоверность отличия.

Аналогичные результаты получены по амилолитической активности крови при различной температуре внешней среды (см. табл. 2). Более высокие показатели получены при одинаковой температуре внешней среды весной и осенью, что отличается от результатов амилолитической активно­сти поджелудочной железы. Осенью активность и дебит амилазы в поджелудочном железе были намного меньше, чем весной. Значит, температур­ный фактор неодинаково влияет на экзосекрецию и инкрецию α -амилазы поджелудочной железой.

Высокие положительные коэффициенты корреляции (табл. 3) между содержанием амилолитической активности в крови и дебитом ее в поджелудочной железе при различной внешней температуре свидетельствуют об однонаправленности изменения в них. Это подтверждает данные Г.Ф.Коротько [3,4] об инкреции α -амилазы в кровь поджелудочной железой.

Полученные нами результаты показали, что под действием температурного фактора далеко неодинаково изменяется продукция различных панкреатических ферментов. Так, липолитическая активность в гомогенате поджелудочной железы при различной температуре внешней среды изме­нилась в противоположном направлении, чем амилаза (см. табл. 1). Наблюдаются самая низкая активность липазы и ее дебит в поджелудочной железе весной, а в остальные периоды года эта показатели в 2-5 раз боль­ше. Самый высокий показатель по липазе получен летом при высокой внешней температуре (37⁰-40⁰С) и инсоляции.

Таблица 3.

Коэффициенты корреляции между содержанием фермента в крови и содержанием, выделением его в гомогенате поджелудочной железы в зависимости от температуры внешней среды (r±m)

Несколько иные результаты получены по липазе крови.(см. табл. 2) при различной температуре внешней среды и инсоляции

При температуре среды 10⁰-15⁰С и 37⁰-40⁰С получасовой экспозицией животных на солнце достоверно снижается липолитическая активность в крови, а при температуре 20⁰-25⁰С и 37⁰-40⁰С без прямого действия солнечных излучений она остается на уровне исходных величин. Значит, действие низкой (до 10⁰С) и высокой (до 40⁰С) температуры в сочетании с инсоляцией уменьшает инкрецию липазы. Коэффициенты корреляции между содержанием липазы в крови и выделением ее поджелудочной железой только осенью были положительными и достоверными (см. табл. 3), а в остальные периоды года - очень низкими и не достоверными. Отсюда можно заключить, что резкие колебания температуры среды и одновре­менное действие при этом инсоляции отрицательно влияют на гомеостаз липазы.

Летняя жара, особенно при одновременном действии высокой температуры и солнечной радиации, подавляет активность и дебит протеазы под­желудочной железы (см. табл. 1). Аналогичные изменения претерпевают общий белок поджелудочной железы и крови при действии высокой температуры и солнечной радиации. Следовательно, под действием высокой температуры происходит диссоциация протеинсинтеза различных ферментов, что, вероятно, важно учитывать при составлении режимов питания в условиях воздействия на организм теплового фактора (см. табл. 1, 2).

Таким образом:

1. Изменение внешней температуры по-разному влияет на секрецию и инкрецию поджелудочной железы различных гидролитических ферментов.

2. Повышение внешней температуры до 37⁰- 40⁰С подавляет синтез в поджелудочной железе α-амилазы и протеаз, а синтез липазы, наоборот, усиливает.

3. Высокая температура внешней среды подавляет инкрецию поджелу­дочной железы α-амилазы и липазы.

Список литературы:

1. Брайнина И.А., Пашкова О.В., Чулкова Г.Ф. Реактивность и повре­ждаемость биологических структур при действии гипертермии //Материалы IV Меж­дународного конгресса по интегративной анропологии. СПб.,-2002. С. 36-38.
2. Смирнов К.В. Пищеварение и гипокинезия. М.: Медицина, 1990. - 224 с.
3. Коротько Г.Ф. Ферменты пищеварительных желез в крови (очерки о ферментном гомеостазе). Ташкент: Медицина, 1983. —212 с.
4. Коротько Г.Ф. Секреция поджелудочной железы. Краснодар. 2005. - 311 с.
5. Вилкинсон Д. Принципы и методы диагностической энзимологии / Пер. с англ. М. Медицина 1986. - 240 с.
6. Пермяков H.K., Подольский A.E., Титова Г.П. Ультраструктурный анализ секреторного цикла, поджелудочной железы. М.: Медицина. 1973. - 238 с.
7. Рахимов К. Некоторые актуальные вопросы физиологии пищеварения в жарком климате. Функции организма в жаром климате и некоторые вопросы адаптации. Таш­кент: Фан. 1975. - 168 с.
8. Lауег Р.J ., Сhегial L. еt al. Feedback regulation of human pancreatic sesretion: effects of protease inhibition jn duodenal delivery and small intestinal transit of pancreatic en­zymes // Gastroenterology. 1990.’ Vol. 98. N5. P. 1311-1319.
9. Miyasaka K., Funakoshi A. Stimuiatorg effect of sinthetic luminal cholecystokinin reiesing tastor (LCRF) fragment (1-35) on panereatic exocrine secretion in conscions rets // Pancreas. 1997. Vol. 15. №3. P. 310-313.
10. Skandalakis I.E., Skandalakis L.J., Colborn V.L. Condetal anomfilas and extrahepatis bile ducts. In: The Pancreas (End. H.Y. Beger et al.), Blackwell Science, 1998. P. 27-59.
11. Smith R.W.,Roe J.H. Photometric method for determination α -amilase in blood and urine, with use of starch iodine color//J.Blol.Chem.-1949.-vol.-P.53-56.
12. Богер М.М. Методы исследования  поджелудочной железы. – Новосибирск: Наука,1982.-240 с.
13. Нортроп Д., Кунитц М.,Херриот Р. Кристаллические ферменты.-М.:ИЛ,1960.-347с.