УДК 616.127;616-003.826;616-007.61

300026, Тула, пр. Ленина, 108, НИИ новых медицинских технологий, лаборатория биохимии и адаптации;

тел.: (0872) 25-54-69

Одним из наиболее характерных симптомов развития гипертиреоза у крыс является умеренная гипертрофия сердечной мышцы. Происходящая под влиянием тиреоидных гормонов перестройка внутриклеточных структур [3] и, в частности, изменение изоферментного состава миозина [4] ведут к снижению энергетического обеспечения сократительной функции сердечной мышцы [1, 13].

Недостаточность окислительного фосфорилирования как основного пути образования энергии должна, очевидно, компенсироваться за счет интенсификации других путей, в частности, гликолиза. Исследованиями ряда авторов [1] показано, что при гипертрофии миокарда, индуцированной тиреоидными гормонами, действительно повышается интенсивность гликолиза, о чем свидетельствует освобождение лактата из миокарда. Для правильного понимания механизма активации процесса гликолиза при тироксин-индуцированной гипертрофии миокарда важное значение имеет не только регистрация общих параметров, характеризующих данный процесс, но и изучение его отдельных звеньев, особенно на уровне ключевых ферментов, активность которых определяет скорость протекания всего процесса.

Эксперименты выполнены на 32 белых нелинейных крысах массой 160-210 г. Гипертиреоз у интактных животных вызывали путем подкожного введения L-тироксина в дозе 1 мг/кг ежедневно в течение 7 дней [13]. Активность ключевых ферментов гликолиза в сердечной мышце - гексокиназы (ГК) и фосфофруктокиназы (ФФК) [5] - определяли в растворимой фракции миокарда, как описано [8].

Активность ГК (КФ 2.7.1.1.) определяли спектрофотометрически в сопряженной системе с глюкозо-6-фосфатдегидро-геназой (Г-6-ФДГ) по скорости восстановления НАДФ+. Инкубационная смесь общим объемом 3 мл содержала 50 мМ трис-НСI буфера (рН 7,6), 5 мМ MgCI₂, 10 мМ глюкозы, 6 мМ НАДФ+, 0,4 ед. Г-6-ФДГ (Ferak, Германия) и 0,2 мл исследуемого супернатанта (с примерным содержанием белка 120-200 мкг/мл). После 5-минутной прединкубации реакцию запускали добавлением 3 мМ АТФ.

Активность ФФК (КФ 2.7.1.11.) также определяли спектрофотометрически в ходе сопряженных реакций гликолиза. Группу ферментов сопряжения, содержащих глицерол-3-фосфатдегидрогеназу, фруктозо-1,6-бисфосфатальдолазу и триозофосфатизомеразу, выделяли из скелетных мышц крыс путем двукратного фракционирования сульфатом аммония [2]. Инкубационная смесь общим объемом 3 мл содержала 50 мМ трис-НСI (рН 7,6), 1 мМ фруктозо-6-фосфата, 5 мМ MgCI₂, 6 мМ НАДН Н+, 0,5 мМ дитиотреитола и 0,2 мл сульфатно-аммонийной фракции 50-72% насыщения, содержащей сопрягающие ферменты. После 5-минутной прединкубации реакцию запускали добавлением 3 мМ АТФ и определяли оптическую плотность раствора при 340 нм в течение 2 минут с интервалом в 30 секунд.

Содержание белка в растворимой фракции миокарда определяли микробиуретовым методом [2]. Результаты исследований обрабатывали методом вариационной статистики с использованием коэффициента Стьюдента.

Тиреоидные гормоны вызывают активацию синтеза нуклеиновых кислот и белков [1], приводя к развитию гипертрофии сердца. Об этом свидетельствует увеличение отношения массы миокарда к массе тела у гипертиреоидных животных на 36% по сравнению с контрольной группой (табл.1). Другой механизм развития гипертрофии миокарда связан со снижением активности протеолитических ферментов. На это указывает снижение неседиментируемой активности катепсина Д - наиболее активного протеолитического фермента миокарда - в тиреотоксическом сердце [7]. О стабилизации лизосомальных мембран и, следовательно, меньшем выходе ферментов в цитоплазму свидетельствует и наблюдаемое нами снижение активности -галактозидазы (КФ 3.2.1.23) - фермента матрикса митохондрий - при развитии гипертиреоза с 462,122,54 до 333,845,45 нмоль/час на мг белка (Р < 0,05).

Таблица I                                                 

Примечания: ^* - по данным электрокардиографии

^** - Р < 0,01

Глюкоза является основным энергетическим субстратом для миокарда только при углеводной диете. При нормальном поступлении кислорода утилизация глюкозы миокардом объясняет 27% поглощения кислорода сердцем человека в покое [6].

Поглощение глюкозы кардиомиоцитами - сложный процесс, чувствительный к гормональной регуляции инсулином и тиреоидными гормонами [11], а также к повышению совершаемой сердцем работы [6]. Поскольку последняя определяется степенью напряжения миокардиальной стенки и частотой сердечных сокращений (ЧСС), наши результаты, свидетельствующие об увеличении ЧСС при гипертиреозе, косвенно указывают на увеличение трансмембранного потока глюкозы. Попавшая внутрь клетки глюкоза фосфорилируется под действием гексокиназы. Согласно нашим данным (табл. 2), активность этого фермента в гипертиреоидном сердце повышена на 72%. Фруктозо-6-фосфат, получающийся в результате обратимой реакции из глюкозо-6-фосфата, вливается в поток веществ в цепи гликолиза под действием фосфофруктокиназы, активность которой в гипертиреоидном сердце повышена на 71%. ФФК является ферментом со сложной регуляцией. Продукты расщепления АТФ (АМФ и неорганический фосфат), накапливающиеся в гипертиреоидном сердце [13], стимулируют активность ФФК. In vivo гликолиз ускоряется также при действии катехоламинов [6] вследствие инотропного эффекта, опосредованного стимуляцией -ад-ренорецепторов, и обусловленного этим расщепления макроэргических фосфатов. Этот механизм регуляции гликолиза при гипертиреозе актуален, т.к. тиреоидные гормоны повышают чувствительность миокарда к катехоламинам путем увеличения количества -адренорецепторов [10, 13]. Увеличение концентрации цАМФ в миокарде гипертиреоидных животных, показанное в нашей, более ранней работе [9], также свидетельствует о повышенной чувствительности миокарда гипертиреоидных крыс к эндогенным катехоламинам. Роль катехоламинов в развитии тироксин-индуцированной гипертрофии миокарда убедительно продемонстрирована в экспериментах с -адреноблокаторами: их одновременное применение с тироксином предупреждает развитие сердечной гипертрофии [12].

Таблица 2