Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Обзор литературы биологическая роль и метаболизм плаценты
1. Плацентарный барьер а его функции
2. Белки плаценты и юс обмен 17
3. Аминокислотный состав плаценты и пути его формирования . 31
Глава 2. Собственные исследования динамика аминокислотного и белкового обменов плаценты животных и человека в процессе её нормального развития
1. Материал и методы исследований 46
2. Результаты исследований 57
Глава 3. Обзор литературы характеристика гормональных взаимоотношений в системе мать-плацента-мод
Глава 4. Собственные исследования аминокислотный и белковый обмены плаценты животных и человека при нарушении гормональной регуляции
1. Материал и методы доследований 221
2. Результаты исследований 228
1. Аминокислотный и белковый обмены плаценты морских овинок после овариэктомии
2, Динамика аминокислотного и белкового обменов плаценты человека при эндокринной недостаточности яичников я фетоплацентарной системы 243
Обсуждение результатов 303
Выводы 325
Указатель литературы 330
- Аминокислотный состав плаценты и пути его формирования
- Обзор литературы характеристика гормональных взаимоотношений в системе мать-плацента-мод
- Аминокислотный и белковый обмены плаценты морских овинок после овариэктомии
- Динамика аминокислотного и белкового обменов плаценты человека при эндокринной недостаточности яичников я фетоплацентарной системы
Введение к работе
Актуальность проблемы. Характерной чертой эволюционного процесса явилось усиление независимости развивающегося организма от внешних условий. Появление плацентарных млекопитающих стало вершиной филогенетического развития животных. Относительное постоянство и необходимый состав внутренней среды развивающегося организма высших млекопитающих и человека в процессе пренатального развития в основном обеспечивается плацентой.
Плацента - молодой в эволюционном ряду орган, представляет исключительный интерес, поскольку за небольшой период претерпевает быстрое развитие,достигает полной зрелости и,по мнению ряда исследователей,частично "стареет". Уникальность функций плаценты обусловлена её специфическим и в то же время многообразным биологическим значением. Она является органом, осуществляющим почти весь шюдово-матерйноний обмен,включая трофическую,дыхательную,выделительную, защитную и другие функции,а также эндокринную регуляцию этих процессов. Эволюция морфологических структур и физиологических функций плаценты на разных стадиях внутриутробного онтогенеза обеопечи-вает нормальный рост и развитие плода. Это осуществляется на основе их избирательного и гетерохрояного развития и благодаря интеграции к моменту окончательного формирования органа.
Изучение плаценты имеет большое научно-теоретическое значение в решении многих вопросов эмбриогенеза и физиологии внутриутробного развития плода. Важная роль плаценты обосновывает глубокий интерес,проявляемый к ней многочисленными представителями различных областей биологической и медицинской наук. Исследование структуры и функций плаценты облегчается доступностью её получения не только у экспериментальных животных, но и у человека.
Перспективным направлением среди проблем, связанных с развитием плаценты, является изучение эволюции биохимических систем,обеспечивающих свойственные плаценте специфическую направленность и интенсивность реакций обмена веществ на каждом этапе развития органа. Это направление наряду с важным теоретическим значением имеет большую практическую значимость. Изучение особенностей обменных процессов развивающейся плаценты человека во многом предопределяет вопросы антенатальной охраны плода,способствует выяснению патогенеза ряда заболеваний новорожденного также дает сведения о течении беременности и состоянии матери. Отсутствие достаточных знаний в области биохимии и патохимии плаценты тормозит разработку рациональных,научно обоснованных мероприятий по борьбе с нарушениями внутриутробного развития плода и перинатальной детской смертностью. Последнее придает указанной проблеме не только медико-биологяческий.но и социальный характер.
Изучение опецифики химических процессов в плаценте при различных функциональных и патологических состояниях имеет не только прикладное,но и общебиологическое значение, поскольку позволяет судить о потенциальных возможностях органа, которые в обычных условиях часто скрыты и не проявляются в полной мере.
Сохранение оптимального уровня и направленности обменных процессов в плаценте обеспечивается, главным образом, благодаря согласованному действию гормонов. Многообразное действие гормонов на процессы роста, дифференцировки и метаболизма является причиной тех нарушений,которые проявляются при недостаточной их продукции. Среди факторов,осложняющих беременность и нарушающих нормальное развитие плода,особое место принадлежит эндокринной недостаточности яичников и фе-топлацентарной сие темы проявляющейся сниженной продукцией половых гормонов и нередко приводящей к прерыванию беременности. Между тем,до настоящего времени в литературе практически отсутствуют сведения о характере обменных процессов в развивающейся плаценте при указанном состоянии. Не выяснены роль и механизмы поддержания либо нарушения гомеостаза в плаценте,обусловливающие координацию или,соответственно,дис-координацию процессов в функционально единой биологической системе мать-плацеята-плод.
Регуляция пренатального онтогенеза в значительной степени осуществляется воздействием гормонов на ход метаболических процессов и уровень биоорганических субстратов и прежде всего белков. Белкам и их комплексам с другими биологически важными соединениями принадлежит ведущая роль в процессах развития всех тканей организма,в том числе и плацентарной. Фонд низкомоленулярных азотистых соединений обеспечивает синтез макромолекул и необходим для поддержания их конформации. Последнее осуществляется путем образования разного рода комплексов и межмолекулярных взаимодействий. Среди низкомолекулярных азотистых соединений клетки существенное место принадлежит аминокислотам. Аминокислоты и их производные принимают участие в процессах синтеза белка на стадии диффереяци-ровки и роста ткаяи,его ресиятеза в ходе обновления тканевых структур,образования и устранения аммиака,регуляции скорости ферментативных реакций,ионного равновесия и буферных свойств клетки,в синтезе ряда биоактивных соединений. Важная роль аминокислот в функциональной биохимии органов привела к возникновению в ходе эволюции многих способов, поддерживающих стабильную концентрацию аминокислот. В плаценте постоянный уровень аминокислот и сопряженность путей их превращения особенно важны,поскольку они в значительной степени определяют темп синтеза белков и,следовательно,скорость роста и развития не только самого органа,но и плода.
Однако если для большинства органов и тканей более или менее полный спектр аминокислот был изучен биохиминами более 20 лет назад,то плацента в этом отношении долгое время была незаслуженно забыта. Имеющиеся в литературе сведения об аминокислотном обмене между материнским организмом и плодом в основном касаются изучения проницаемости плацентарного барьера ( G.Smith et al. ,1973; R.Miller, W.Bemdt ,1975; H. Schneider- , K.Mohlen ,1979; M.Asai ,1983). В TO же время абсолютное содержание аминокислот,соотношение их свободной и связанной форм,пути превращения в плаценте как в процессе её нормального развития,так и при различных экстремальных воздействиях и патологических условиях почти не изучены.
Исходя из вышеизложенного,изучение аминокислотного состава и путей его формирования также белкового обмена развивающейся плаценты представляет значительный интерес. Оно позволяет судить о биохимической ситуации,возникшей в процессе становления органа,о путях созревания координации и по -двйжяостй метаболических процессов в онтогенезе. Изучение указанных звеньев метаболизма в плаценте животных и человека прокладывает путь к представлению об их формировании в филогенезе. Аналогичные исследования в условиях осложненного внутриутробного развития способствуют выяснению механизмов нарушения метаболизма плаценты и степени её компенсаторно-адаптационных возможностей.
Цель работы. Изучение особенностей становления аминокислотного и белкового обменов плаценты животных и человека как основного органа взаимосвязи между организмами матери и плода. Выявление "критических" периодов Е развитии плаценты,ха-рактеризующихся наиболее лабильным уровнем обменных процессов и повышенной чувствительностью к изменившимся условиям внутриутробного развития. Выяснение молекулярных механизмов дисфункции плаценты и теоретическое обоснование способов её ликвидации.
Задачи исследования: 1. Изучить и сопоставить динамику содержания аминокислот и активности некоторых ферментов аминокислотного обмена в ге-мохориальной плаценте ЖЙЕОТЯЫХ И человека в разные сроки нормального внутриутробного развития. 2. Охарактеризовать особенности фракционного состава водорастворимых и мембранных белкоЕ и некоторых физико-химических свойств этих белкоЕ,состояния протеолитичесних систем в указанных объектах исследования. 3. Для более полного суждения о роли плаценты в материнско-ПЛОДОЕОМ обмене дать сравнительную характеристику аминокислотного обмена в различных тканях последа,крови матери и крови пуповины. 4. Изучить особенности аминокислотного и белкового обменов в плаценте морских свинок с нарушением гормональной регуляции, вызванным овариэктомней. 5. Установить характер метаболических СДЕИГОВ В плаценте че ловека, развивающейся в условиях гормональной недостаточ ности яичников и фетоплацентарного комплекса. Вскрыть возможные механизмы нарушений обменных функций плаценты и их последствия для развития плода. 6. Выработать объективные критерии для оценки функциональной полноценности плаценты,состояния плода и прогноза состояния новорожденного. Выполнение поставленных задач осуществлялось на базе лаборатории биохимии эндокринных нарушений и обмена веществ Ростовского-на-Дону НИИ акушерства и педиатрии МЗ РСФСР.
Научная новизна. Впервые проведено систематическое сравнительное исследование аминокислотного и белкового обменов гемохориальной плаценты животных и человека в процессе нормального внутриутробного развития и при нарушении гормональной регуляции. Получены новые сведения о формировании некоторых метаболических функций плаценты. Показано,что однотипная плацента грызунов,обезьян и человека имеет как общие черты в химическом составе и характере обменных процессов, определяющие тканевую специфику, так и ряд межвидовых отличий. Одновременно обнаружены межтканевые особенности различных частей последа внутри одного вида организмов. Впервые установлена неоднородность аминокислотного фонда плаценты, состоящего из двух фракций - свободной и нековалентно связанной с биополимерами плаценты. Охарактеризованы активность, субклеточная локализация и некоторые свойства ферментов аминокислотного обмена плаценты. Выявлена высокая гетерогенность водорастворимых и мембранных белков плаценты,отражающая функциональные особенности разных этапов ее развития. Приведены новые материалы о протеолитических системах и ха рактере продуктов деструкции эндогенных белков плаценты.Уста-новлена причинно-следственная взаимосвязь между степенью гормонального дисбаланса в материнском организме и глубиной обменных нарушений в плаценте.
Практическая ценность. Материалы диссертаций используются в учебном процессе на кафедре биохимии Ростовского государственного университета в спецкурсе по сравнительной биохимии и на республиканских семинарах по усовершенствованию врачей акушеров и неонатологов на базе Ростовского НИИ акушерства и педиатрии. Полученные данные могут быть использованы в акушерской практике,т.к на основании проведенных исследований в развитии плаценты выделены периоды,отличающиеся лабильным уровнем обменных процессов и наибольшей чувствительностью к изменению условий внутриутробного развития. Это предполагает особое внимание к соответствующим периодам онтогенеза в плане проведения основных лечебных мероприятий,направленных на нормализацию метаболизма и предотвращение возможного прерывания беременности. Полученные в работе результаты раскрывают некоторые биохимические механизмы,обусловливающие нарушение функции плаценты и осложненное течение беременноети,и обосновывают предпосылки для коррекции метаболических дефектов. Материалы диссертации использованы при разработке комплексной терапии женщин с привычным невынашиванием беременности эндокринного генеза и их новорожденных. Предложены информативные критерий для суждения о функциональной полноценности плаценты,прогноза состояния новорожденного и для оценки эффективности проведенного лечения (активность глутамат-дегидрогеназы,пептидгидролазсодержание аминокислот,особенно
Глутаминовой кислоты,коэффициент j sssvtthhh в плаценте» крови матери Й плода). Выявленная динамика изученных соединений Й путей их превращения в процессе развития нормальной плаценты человека служит контрольным фоном для исследований Е условиях той или ИНОЙ патологии.
Апробация работы. Основные положения работы доложены и обсуждены на Ш Всесоюзном биохимическом съезде (г.Рига,1974), на X и XI Всесоюзных съездах детских врачей (г.Москва,1974, 1981), на ХШ Всесоюзном съезде акушероЕ-гинекологов (г.Москва, 1976), на Всесоюзной конференции "Обмен веществ Й иммунитет у новорожденных в норме и патологии" (г.Москва,1971), на 2-й Всесоюзной конференций "Современные проблемы биохимии дыхания й клиника" (г.Иваново,1972), на 2-й, 3-ей и 4-й Се-Ееро-Кавказских биохимических конференциях (г.Махачкала, 1970; г.Ростов-на-Дону,1974; г.Нальчик,1979), на I съезде акушеров-гинекологов Литвы (г.Каунас,1977) и Дагестана (г.Махачкала, 1979), на научно-практических конференциях Ростовского ШИАІІ (г.Ростов-на-Дону, 1972,1973,1975), на заседаниях з Ростовского отделения Всесоюзного биохимического общества (1972,1975,1980) й общества акушеров-гинекологов (1974). Фрагменты диссертации экспонировались на выставке НТШ-76 (ВДНХ,1976).
По теме диссертации опубликовано 46 научных работ, написаны методические рекомендаций,внедрено 5 рацпредложений.
Практические рекомендации по использованию результатов исследования внедрены в клинике Ростовского НИИ акушерства и педиатрии, в 20-й городской больнице г.Ростова-на-Дону, в роддомах г.Грозного,г.Донецка,в райбольницах Каменского и Миллеровского районов Ростовской области.
Аминокислотный состав плаценты и пути его формирования
Фонд свободных аминокислот в значительной степени определяет характер и интенсивность обмена внутриклеточных белков и обеспечивает выполнение других важных метаболических функций органов,в том числе и плаценты. Поэтому для понимания и правильной оценки особенностей многих процессов в плаценте, не обходим о знание количественных соотношений аминокислот в плацентарной ткани. Однако в литературе имеются лишь единичные сведения о содержаний свободных аминокислот в плаценте человека и практически отсутствуют данные об их уровне в плаценте животных.
Еще до разработки хроматографических и других более совершенных методов исследования аминокислот имелись указания на высокое содержание суммарного аргинина в гидролизате плаценты человека. Этот факт связывали со значительным уровнем протаминов,характерным для быстрорастущих тканей. Полуколичественное содержание некоторых аминокислот (тирозина,триптофана, гистидина) в плаценте было оценено с помощью гистохимических методов (С.С.Касабьян,1966; Г.й.МаисаяД968). Показано увеличение их уровня в процессе развития беременности.
Полный аминокислотный спектр доношенной плаценты человека впервые был охарактеризован нами (Т.Н.Погорелова,1968). Подробные данные по этому вопросу будут приведены в главе собственных результатов исследования Позднее аналогичные результаты были получены Пирсом и Сорнсом ( W.Pearse , H.Som-son ,і969),М.ГЛонлйтарь с соавторами (1973) и Филяппсом с соавторами ( А.Р. Phiiipps et aL.,1978). Суммарное содержание свободных аминокислот в зрелой плаценте человека по данным этих авторов колеблется в пределах 100-120 мг . Удивительно высокий уровень свободных аминокислот в доношенной плаценте (1024 мг$) приводит М.М.Гаяйч (1972). Эта величина значительно превышает содержание аминокислот в любой ткани человека и животных, К сожалению,мы не нашли работ М.М.Ганича,в которых бы давалось объяснение такого высокого уровня свободных аминокислот в плаценте.
Указанные выше авторы изучали содержание аминокислот в плацентах 2-3 сроков развития. Детальная динамика аминокислотного состава,соотношение различных форм аминокислот в развивающейся плаценте остаются невыясненными. Мало известно и о процессах превращения аминокислот в гемохориальной плаценте человека и животных в различные периоды её развития.. Более подробно изучен лишь вопрос об участии плаценты в транспорте аминокислот между материнским организмом и плодом.
Важная роль аминокислот в общем метаболизме клетки и, прежде всего,в процессах биосинтеза белков обусловливает наличие разнообразных механизмов,способствующих поддержанию относительного постоянства аминокислотного состава тканей. Существенным источником аминокислот плаценты являются свободные аминокислоты крови материнского организма. Поэтому знание механизмов переноса аминокислот из кровеносного русла матери в плацентарную ткань и кровь плода представляет значительный интерес для выяснения функциональной роли многочисленных процессов, в которых аминокислоты выступают в качестве незаменимых биохимических субстратов»а также для расшифровки особенностей белкового обмена плаценты.
Известно,что быстрорастущие ткани (или клетки с интенсивным синтезом белка) обладают большей способностью аккумулировать аминокислоты,чем ткани с замедленным ростом или клетки, утратившие синтетические возможности. К тканям,обладающим быстрым ростом,относится и плацента.
Исследования,проведенные еще в 50-х годах,показали,что уровень общего аминного азота и концентрация отдельных аминокислот в крови пуповины значительно превышают соответствующие показатели в крови матери,что было расценено как наличие
Акгивного Транспорта аминокислот Через Плаценту ( J.Dancis et al.,I957; Z.wirtschafter , D.Williams ,1958 И др.). Более поздние работы были посвящены выяснению механизмов и способов регуляций процессов трансплацентарного перехода аминокислот от матери к плоду против градиента концентрации в процессе развития беременности.
Изучение основных характеристик трансплацентарного переноса аминокислот проводилось различными методами: определением интенсивности переноса отдельных аминокислот из крови матери в кровь плода (опыты in vivo ) и из инкубационной среды в ворсинки хориона или тканевые срезы (опыты in vitro ), а также перфузией изолированной плаценты или отдельных её частей (опыты in situ ). Сопоставление результатов этих исследований позволяет наиболее полно оценить специфику пла центарного барьера в отношении транспорта аминокислот между организмами матери и плода.
Обзор литературы характеристика гормональных взаимоотношений в системе мать-плацента-мод
Активность нейтральных и кислых пептид-гидролаз (КФ 3.4.-) в изучаемых объектах определяли по методу Уманьи (R.Umana,l967) с некоторыми модификациями. В предварительных исследованиях были установлены оптимальные пределы рН для соответствующих ферментных систем. Активность ферментов изучали в отсутствие экзогенных белков (автолиз) и с их добавлением (протеолиз) при рН 7,1 для нейтральных и рН 3,6 для кислых пептид-гидролаз. Субстратом для определения активности нейтральных протеиназ служил бычий сывороточный альбумин ("Koch-bight ".Англия),для кислых -лиофилизированный гемоглобин ("Reanai ",Венгрия). Об активности протеолитических процессов судили по нарастанию после 60-минутной инкубации ( t - 37) ТХУ-растворимых Фолин-положительных соединений. Для построения калибровочной кривой использовали стандартные растворы тирозина.
Активность всех изученных ферментов выражали в мкмолях образованного продукта реакции на I мг белка за I час. Количество белка определяли по методу Лоури с соавт. ( O.Lowry et al. , 1951).
Характеристика продуктов ферментативной деструкции белков. Для определения границ молекулярных масс продуктов деструкции белков изучаемыми системами пептид-гидролаз плацентарной ткани безбелковые центрифугаты,полученные после инкубации и осаждения белков,подвергали гель-хроматографии на колонке (1,5x100 см) с сефадексом Г-25 средней зернистости. Колонку калибровали по голубому денстрану (мол.м.100000, " Per ak ", ФРГ), окис ленному (мол. м.612,отечественный) и восстановленному (мол,м.301,отечественный) глутатиону и тирозину (мол.м.181,отечественный). В качестве элюата использовали дистиллированную воду;скорость протекания 0,5 мл/мин. Фракции собирали порциями по 4 мл и определяли в них фолин-положйтельные компоненты. Окисленный и восстановленный глутатион измеряли спектрофотометрически при 220 нм.
В другой серии опытов для характеристики полученных фрагментов деструкции белков определяли содержание свободного ами-ноазота до и после кислотного гидролиза продуктов протеолиза с 6 н неї в течение 24 часов при П0С. Уровень аминоазота определяли по методу Войвуда в модификации Г.А.Глаголевой (1962).
Характеристика белков плаценты. Для выделения водорастворимых белков навеови плацентарной твани гомогенизировали на холоду о ддотиллированной водой (1:-10). Гомогенати дважды замораживали и оттаивали для разрушения влетов и оставляли на 18-20 часов при t 2-4С для эвстранции водорастворимых белков. Нерастворимые в воде белвй отделяли центрифугированием при 9000 g в течение 30 МЙН.
Мембранные белви выделяли из препаратов мембран миировор-СЙНОВ сйнцитйотрофобласта. Последние получали описанным для плаценты методом дифференциального центрифугирования тваневых гомогенатов ( N.с.Smith et al. ,1974),приготоЕленных на 0,01М фосфатном буфере (рН 7,4),после удаления остатвов неразрушенных влетов и грубых фракций (800 g: ,10 мин. и 10000 g,I5 мин.) на центрифуге VAC-60,ротор А-40 (IlOOOOg ,60 мин.) с охлаждением до 4С. Степень чистоты препарата определяли по автив-яости маркерных ферментов б -нувлеотидазы (КФ 3.1.3.5; Э.Шев-лиЕ,1966) и Na+,Kt - АТФ-азы (КФ 3.6.1.3; Р.Н.Глебов с со-авт.,1974).
Элентрофоретичесние исследования. Водорастворимые белки плаценты разделяли методом диск-электрофореза в полианриламид-ном геле (Г.Маурер,І97І) в приборе фирмы " Reanal" (Венгрия). Электрофорез проводили в 7,5% разделяющем геле рН 8,9 с 4% концентрирующим гелем в 0,05 М трис-глициновом буфере рН 8,3 при силе тока 5 ма на трубву в течение 2,5 часов. В вачестве "свидетеля" использовали бромтимоловый синий (БТС). Количество белва на трубку 200-250 мкг„ Белни окрашивали амидочерным 10 В или нумасси бриллиантовым голубым R -250. Избыток врасителя отмывали соответствующим растворителем. Для величественной оценвн оврашенных дисв-элевтрофореграмм использовали денсито-метричесную приставку к спектрофотометру "Спекол". Денситомет рию вели при длине волны 635 щ.
Мембранные белки плаценты последовательно солюбилизирова-ЛЙ 0,5$ раствором тритона Х-ЮО и 0,3$ раствором додецилсуль-фата натрия при 4-5С в течение 3 часов и подвергали диск-электрофорезу, В последнем случае к электродному буферу и разделяющему гелю добавляли додецилсульфат натрия в конечной концентрации 0,1$ ( J.D.Schulman et al. ,1973). В остальном электрофоретическая система и режим разделения аналогичны ранее описанным.
Идентификация природы белков. Для выявления природы водорастворимых белков часть гелей полиакриламида-,не обработанных белковыми красителями,окрашивали Суданом черным В (липо-протеины),реактивом Шиффа (гликопротеины) и пиронином Г (нук-леопротеины) по Р,Н.Глебову с соавт.(1972). О наличии тех или иных сложных белков судили по появлению окрашенных в соответствующий цвет дисков. Для идентификации нуклеиновых компонентов нуклеопротеиновых зон проводили качественные реакции с ор-цином и дифениламином (Э.Б.Сквирская,0.ПЛепинога,1964).
Аминокислотный и белковый обмены плаценты морских овинок после овариэктомии
Наиболее высоким уровнем свободных и связанных аминокислот и значительной активностью ферментов аминокислотного обмена характеризуется плодовая часть плаценты,представленная у человека и обезьяны ворсинчатым хорионом,у морской свинки - лабиринтными и внелабиринтными отделами трофобласта. О высокой метаболической активности ворсинчатого хориона по сравнению с другими тканями последа свидетельствуют также значительная концентрация в нем нуклеиновых кислот (Т.Н.Погорелова,Т.С.Длужевская, 1973),общего белка (Ю.В.Тарадайко,Л.С.Милованова,1972),наибольшая скорость обновления белков (J. Daneis,I979). Эти метаболические "преимущества" ворсинчатого хориона,очевидно,связаны с его центральной ролью в обмене веществ между материнским организмом и плодом. В то же время присутствие всех изученных ферментов,хотя и имеющих значительно меньшую активность,в оболочках плода указывает на определенные биохимические функции последних.
Наряду с неоднозначностью в интенсивности обменных процессов между отдельными тканями плаценты и плодными оболочками, для аналогичных тканей выявлены определенные межвидовые отличия. Особенно выраженные различия в общем аминокислотном составе, соотношении свободных и связанных аминокислот,активности ферментов аминокислотного обмена обнаружены между тканями морской свинки и соответствующими тканями обезьяны и человека. Ворсинчатый хорион,отпадающая и плодные оболочки обезьяны и человека,наиболее близко стоящих на эволюционной лестнице,в меньшей степени отличаются по изученным показателям обмена и имеют более сходные метаболические характеристики.
Функционирование любой клетки,органа,ткани определяется спецификой их белков. Вся система биохимических процессов действует при обязательном участии белковых макромолекул. В полной мере это относится и к плаценте. Одним из условий метаболической и функциональной полноценности плаценты на каждом этапе развития является поддержание определенного уровня и структурной организации ее белков. Значительные изменения аминокислотного состава и активности ферментов аминокислотного обмена,выявленные нами в процессе развития плаценты,очевидно, в определенной степени связаны с модификацией белкового компонента плаценты.
Задачей этого фрагмента наших исследований явилось изучение состава и некоторых физико-химических свойств белков плаценты животных и человека в процессе ее развития. Оценены следующие характеристики белков плаценты: общее содержание,фракционный состав водорастворимых и мембранных белков,природа белковых комплексов,границы молекулярных масс,УФ-абсорбционные спектры и константы ионизации боковых групп водорастворимых белков,аминокислотный состав водорастворимых и нерастворимых в воде белков.
Результаты проведенных нами исследований показали,что в процессе развития плаценты морской свинки и человека происходит постепенное повышение общего содержания белков (рис.3,4). Причем темп накопления различен в разные периоды развития и отличается для водорастворимых и нерастворимых белков. Наиболее выраженное увеличение общего уровня белка (при расчете на влажную ткань) наблюдается в первой половине внутриутробного развития,затем кривая подъёма имеет более пологий характер. На начальных этапах развития плаценты доля водорастворимой фракции белков от общего их содержания значительно выше (48,5% -для плаценты морской свинки и 45,6% - для плаценты человека), чем в конце развития (39,2 и 27,5%,соответственно). Это связано с более интенсивным изменением уровня водонерастворимых белков по сравнению с водорастворимыми,количество которых,рассчитанное на влажную ткань,увеличивается в меньшей степени. Такое неравнозначное изменение приводит к значительному снижению в процессе развития плаценты отношения водорастворимых белков к общим и нерастворимым. При пересчете на сухое вещество плаценты содержание водонерастворимых белков также увеличивается,однако это увеличение,особенно в плаценте морской свинки, менее выражено,по сравнению с соответствующими величинами,рассчитанными на влажную ткань. В уровне общих и водорастворимых белков, отнесенном к сухому весу ткани,достоверных отличий не обнаружено.
В процессе развития плаценты происходит изменение ее белкового состава. Об этом свидетельствуют прежде всего результаты нашей (совместно с Т.С.Длужевской) работы по фракционированию водорастворимых белков плаценты в ПААГ.
На ранних этапах развития плаценты морских свинок (15-25 дни) водорастворимые белки разделяются в основном на 19 фракций (табл.19,фото I,рис.5). В этот период в зоне,обладающей относительной электрофоретической подвижностью преальбумняов сыворотки крови ( Rm 0,6-1,0),обнаруживаются 3 фракции (№ 2,3,4)
Динамика аминокислотного и белкового обменов плаценты человека при эндокринной недостаточности яичников я фетоплацентарной системы
Проведенные нами исследования выявили,что при гормональной недостаточности яичников и фетоплацентарной.системы имеет место нарушение закономерностей в становлении аминокислотного состава плаценты человека,характерных для ее физиологического развития (табл.57). Приведенные в таблице величины содержания аминокислот рассчитаны на влажную ткань. Поскольку статистически значимых различий в концентрации ЕОДЫ В плацентах обеих групп в аналогичные сроки развития не обнаружено,оцененные таким способом уровни аминокислот могут быть сопоставлены без учета степени влажности.
Уже на ранних стадиях развития - в 6-8-недельном хорионе содержание большинства аминокислот отличается от соответствующих нормальных величин. Для многих аминокислот: лизина,гистиди- .на, аргинина,аспарагиновой кислоты,глутаминовой кислоты,глицина, валйна,метйонина и лейцина характерно достоверное увеличение их концентраций по сравнению с таковой в условиях нормального развития плаценты.1 Наиболее выраженное увеличение (на 37-40%) выявлено для аспарагиновой (р 0,01) и глутаминовой (р 0,001) кислот. Количество серина обнаруживает тенденцию к увеличению (р-і0,І). Содержание пролина,аланина,цистина,тирозина и глутамнна снижено в среднем на 20-30% (вероятность различия для разных аминокислот 95,0-99г9%). В последующие сроки развития плаценты направленность изменения концентрации аминокислот сохраняется,но степень его существенно возрастает. Особенно значительные нарушения в общем фонде аминокислот наблюдаются в 12-14 и 18-20 недель. В эти сроки изменяется содержание всех изученных аминокислот. Уровень глутаминовой и аспарагиновой кислот увеличен почти на 50% (р 0,001),лизина,гистидина,аргинина, ва лина, лейцина, в среднем на 30% (р :0,01),серина и изолей-цина на 20% (р 0,05) относительно нормальных величин. Количество глутамина и аланина снижено на 30-38% (р 0,001),тирозина, триптофана, фе нила ланина,пролина, треонина и цистина на 20- 30% (р :0,01). В указанные периоды суммарный уровень аминокислот увеличивается на 19,0 и 20,5%,соответственно (p 0,05).v В более поздние сроки эта величина не претерпевает достоверных отклонений количество отдельных аминокислот изменяется в меньшей степени.; Сдвиги в аминокислотном составе плаценты имеют место не только в разные сроки самопроизвольно прервавшейся беременности,но и после своевременных родов,хотя в последнем случае они наименее выражены и затрагивают меньшее число аминокислот. В доношенной плаценте,развившейся в условиях нарушенной гормональной регуляции содержание глутаминовой и аспарагиновои внелот,аргинина и лейцина на 15-20% (р 0,05) выше,а аланина, глутамйна,фенилаланйяа и тирозина в аналогичной степени ниже, чем в нормально развивающейся плаценте.1 Уровень гистидина,глицина и важна обнаруживает тенденцию к увеличению (р- 0,1).
Таким образом,наиболее значительные изменения в содержании аминокислот плаценты,вызванные нарушением эндокринной ситуации в фетоплацентарнои системе,характерны для первой половины пренатального развития.
Под влиянием гормонального дисбаланса изменяется не только общий уровень исследуемых аминокислот,но и оптимальное соотношение их свободной и связанной фракций С табл.58). В хорионе 6-ІІ недель беременности для большинства аминокислот имеет место преимущественное изменение содержания свободной франции. Так,содержание свободных лизина,гистидина,серина,важна и лейцина увеличено в этот период по сравнению с контрольными величинами, соответственно на 26,8% (р :0,02), 33,5% (р 0,0Г), 20,7% (р 0,05), 29,8% (р 0,01) и 24,9% (р г0,02). В то же время количество связанной формы этих аминокислот в указанный период почти не изменяется или обнаруживает лишь тенденцию к изменению.5 Увеличение уровня свободных глутаминовой,аспарагиновои кислот,аргинина уже на ранних стадиях развития плаценты сопровождается усилением их связывания. Концентрация свободной и связанной глутаминовой кислоты увеличивается,соответственно на 47,5% (р 0,001) и 30,1% (р. 0,01),аспарагиновои кислоты -на 41,3% (р -0,001) и 32,9% (р-г:0,01),аргинина - на 34,8% (р : 0,01) и 19,1% (р 0,05).; В отличие от вышеуказанных аминокислот,для которых характерно более выраженное изменение свободной фракций,общий уровень аланина,цистина и тирозина изменяется в равной степени за счет обеих фракций или даже в большей степени за счет их связанного фонда. Причем содержание как свободной,так и связанной фракций этих аминокислот снижается. Количество свободного аланина уменьшается на 30,4% (р -0,001), тирозина - на 24,3% (р«-0,01),цистина - на 19,2% (р 0,01). Уровень связанных аминокислот падает,соответственно на 33,2% (р 0,001), 27,3% (р 0,01) и 24,1% (р 0,02). В период 12-20 недель внутриутробного развития изменения Е содержании как СЕободных,так и связанных аминокислот наиболее выражены. Для большинства аминокислот,за исключением аланина,тирозина и цис-тина,накопление общего уровня происходит за счет обеих фракций. Количество связанных глутаминовой и аспарагиновой кислот возрастает в это время на 35-40% по сравнению с соответствующими величинами в нормально развивающейся плаценте (р 0,01). Уровень свободной фракции каждой из этих аминокислот увеличивается среднем на 50% (р 0,001)." В несколько меньшей степени возрастает количество связанных диаминокислот (на 19-25%,р г 0,05) и некоторых нейтральных аминокислот: серина,глицина,лейцина (на 15-25%,р :0,05). Степень увеличения содержания свободных фракций этих аминокислот на 10-20% выше,чем связанных. Содержание свободных и связанных фракций аланина,тирозина и цис-тина,как и в предыдущий период развития,снижено по сравнению с таковым в соответствующие сроки физиологически развивающейся плаценты. Концентрация связанной фракции указанных аминокислот снижена на 30-40% (р 0,001),свободной - 21-33% (р 0,0Ш Параллельное уменьшению свободного фонда,падение уровня связанных аминокислот может быть обусловлено усиленным использованием аминокислотных резервов для покрытия возможно еще более значительного недостатка вышеназванных аминокислоте
После 20-й недели беременности степень изменения уровня свободных и связанных аминокислот постепенно снижается. Так, содержание связанных лизина,гистидина,валина в период с 21-й по 26чо недели обнаруживает лишь тенденцию к увеличению (р . 0,1). С 27-й недели кроме названных аминокислот подобная степень достоверности изменений имеет место для глицина и лейцина. Одновременно происходит уменьшение степени изменения содержания свободных аминокислот, однак о для большинства из них еще характерны достоверные изменения. В 39-40-недельной плаценте, развившейся на фоне гормонального дисбаланса,несмотря на своевременное родоразрешение,содержание свободных и связанных аминокислот также отличается от нормальных величин, В этот завершающий период функционирования плаценты остается сниженным уровень связанных аланина (на 25,3%,р і0,01),тирозина (на 26,8%,р :0,01) и цистина (на 15,4%,р 0,05). Количество связанных глутаминовой и аспарагиновои кислот увеличено,соответственно на 17,1 и 20,0% (р 0,05). Содержание свободной глутаминовой кислоты повышено на 24,5% (р 0,02),а аспарагиновои - на 26,7% (р 0,02) по сравнению с концентрацией этих аминокислот в доношенной плаценте,развившейся в условиях нормальных гормональных соотношений в фетоплацентарной системе. Повышенным сохраняется и уровень свободных аргинина (на 22,4%,р- 0,02),лейцина (на 21,4%,р-:0,05),валина (на 17,6%,р=0,05). Различная степень нарушений в содержании свободных и связанных аминокислот приводит к изменению величины отношения между ними, Во все периоды развития плаценты при эндокринной недостаточности яичников и фетоплацентарной системы указанный показатель выше,чем при неосложненном течении беременности. Это обусловлено,в одних случаях,менее выраженным увеличением,в других - напротив, более интенсивным снижением содержания связанных аминокислот по сравнению с динамикой свободных аминокислот.
