Введение

Общеизвестно, что любой адаптивный процесс протекает на фоне образования активных форм кислорода и усиления свободнорадикального окисления биосубстратов [1, 2]. Конечный результат процесса адаптации – приспособление организма к новым условиям окружающей среды определяется в итоге взаимоотношением прооксидантных и антиоксидантных механизмов, иными словами, способностью организма иннактивировать избыток свободных радикалов и перекисей [3, 4]. Учитывая то обстоятельство, что эволюционные изменения, могли привести к изменению реакции на различные стрессы, в том числе окислительный, весьма актуальным представляется оценка состояния процессов окислительной модификации белков у представителей разных классов.

Таким образом, целью исследования явилось изучение воздействия модели окислительного стресса (среды Фентона) на показатель окислительной модификации белков в сыворотке крови Ranaridibunda, Susscrofa и Galusgalus.

Материалы и методы

Объектом исследований служили лягушка озёрная (Ranaridibunda), свинья домашняя (Susscrofa) и курица домашняя (Galusgalus).

Ranaridibunda относится к классу земноводные (Amphibia), отряду бесхвостые Anura, подотряду Diplasiocoela.

Susscrofa относится к классу млекопитающие (Mammalia), отряду парнокопытные Artiodactyla, подотряду нежвачные Nonruminantia, семейству свиные Suidae, роду Sus.

Galus galus относится к классу птицы (Aves), отряду Galliformes, семейству куриные Gallidae, роду Galus. Порода – чёрный австралорп.

Эти виды выбраны для изучения, так как являются типичными представителями класса Amphibia, Mammalia и Aves.

Материалом исследований служила сыворотка крови Ranaridibunda, Susscrofa и Galusgalus до (в исходном состоянии) и после 15 минутной инкубации в среде Фентона, содержащей 10 мМ FеSO₄ и 0,3 мМ Н₂О₂.

Содержание продуктов окислительной модификации белков в сыворотке крови определяли по методу Е. Е. Дубининой и др. [5]. В качестве модели воздействия окислительного стресса использовали среду Фентона, содержащую раствор 10 мМ сернокислого железа и 0,3 мМ перекиси водорода [7]. Инкубацию осуществляли в течение 15 минут.

Среда Фентона является источником свободных радикалов кислорода по реакции:

Fe²⁺ + H₂O₂ → Fe³⁺ + ОН^• + ОН^- (1)

ОН^• + H₂O₂ → H₂O + Н⁺ + О₂^{- •} (2)

Результаты

Анализ полученных данных свидетельствует о достоверных отличиях в содержании продуктов окислительной модификации белков крови у представителей разных классов в исходном состоянии (до воздействия окислительного стресса) (табл. 1). 

Показано, что у Ranaridibunda уровень продуктов окислительной модификации изначально отличается от данного показателя у Susscrofa  и Galusgalus: для λ регистрации 356 нм и 530 нм (альдегиды нейтрального характера и кетоны основного характера) отмечена исходная разница изученного показателя в 2 раза; для λ регистрации 370 нм и 430 нм (кетоны нейтрального характера и альдегиды основного характера) – в 5,7 раз.

Анализ содержания продуктов окислительной модификации белков в сыворотке крови Susscrofa  свидетельствует о достоверном снижении альдегид- и кетонпроизводных нейтрального характера, и повышении продуктов основного характера (для кетонов основного характера на уровне тенденции).

В сыворотке крови Galus galus после инкубации показана тенденция к увеличению содержания продуктов окислительной модификации белков, определяемых при длинах волн 356 и 370 нм. При длинах волн регистрации 430 и 530 нм наблюдаются достоверные изменения – уменьшение и увеличение, соответственно.

Обсуждение

Таким образом, отмечена определенная закономерность в распределении и содержании окисленных форм белков у Ranaridibunda, Susscrofa и Galusgalus. Возможно, разный уровень окислительных процессов белков у представителей разных классов обусловлен, прежде всего, интенсивностью метаболических процессов у Ranaridibunda, Susscrofa и Galusgalus, и, в определенной мере, различием аминокислотного состава белков, функционирующих в русле крови [8].

Полученные данные свидетельствуют о том, что окислительная модификация белков является нормальным биохимическим процессом, наблюдающимся как у гомойотермных, так и у пойкилотермных животных с той лишь разницей, что у первых этот процесс протекает более активно, о чем свидетельствуют достоверные различия в содержании окисленных продуктов белков. Возможно, окислительная модификация белков является одним из видов постсинтетической модификации белков, которая, как известно, может увеличивать сродство белков к определенным веществам различных структур организма [9, 10].

Воздействие окислительного стресса приводит к увеличению разницы в содержании продуктов окислительной модификации белков в сыворотке крови между Ranaridibunda, Susscrofa и Galusgalus за счет, прежде всего, повышения уровня данного показателя у представителя Mammalia на 10–20% по сравнению с исходным состоянием.

Полученные результаты интересны с той точки зрения, что у представителей разных классов воздействие среды Фентона приводит к изменениям изученного показателя разного уровня интенсивности.

Выявлено, что белки сыворотки крови Susscrofa в большей степени подвержены окислительной модификации. Это вызывает несомненный интерес, поскольку такая модификация может являться регуляцией координированного действия энзимов в разных тканях и органеллах на доступный белок. В литературе имеются данные о том, что окисление белков приводит к их деградации, с образованием соответствующих пептидов [11, 12], а, как известно низкомолекулярные соединения – пептиды играют важную роль в регуляции метаболических процессов, и особенно при стрессовом воздействии [13, 14].

Заключение

Таким образом, были выявлены различия в реакции белков сыворотки крови на окислительный стресс у представителей разных классов:(Ranaridibunda), относящегося к классу земноводных, класса млекопитающих (Sus scrofa) и класса птиц (Galus galus): у Suss crofa в сыворотке крови достоверно увеличивается содержание продуктов окислительной модификации белков, регистрируемых при длине волны 430 нм, а у Galus galus – достоверно уменьшается. Отмечено снижение продуктов окислительной модификации окисления белков, определяемых при длине волны 370 нм, в сыворотке крови Suss crofa.

Можно предположить, что такой рода изменения изученного показателя связаны с тем, что, приобретая высокую специализацию, организм с высшим уровнем организации утрачивает свойства широкой приспосабливаемости с последующим уменьшением устойчивости к изменению определенного фонового режима.

Возможно, выявленные изменения имеют существенное значение при переходе на другой уровень организации с высоким уровнем метаболизма, так как при повышении количества компонентов системы регуляции, в частности молекул средней массы увеличивается и потенциал коррекции метаболических изменений, происходящих в организме при различных видах воздействия, в том числе и стрессового характера.