Активация синтеза белка как механизм гепатопротективного действия полисахаридов зостерина и хитозана

Актуальность проблемы.

В последнее десятилетие широкое распространение в медицинской практике и ветеринарии получили пищевые добавки на основе полисахаридов — биологически активных веществ углеводной природы. Внимание фармацевтов и фармакологов этот класс органических соединений привлекает в силу Pix безграничной сырьевой базы (низшие и высшие растения, грибы, ракообразные, насекомые) и широкого спектра фармакологических эффектов. С 90-х годов прошлого столетия ежегодно в электронных базах данных, представленных в Internet, о структуре, физико-химических свойствах, биологической активности и клинической целесообразности применения полисахаридов выходит более 10 000 публикаций.

Первые эмпирические и научные представления о биологической активности полисахаридов появились более ста лет назад, но только в недавнее время появились серьезные, глубокие обзоры-обобщения, посвященные их классификации [99, 119, 196], фармакологическим эффектам пектинов [21, 217], хитозанов [107, 176], фукоиданов [194], альгинатов [213], каррагинанов [231], полисахаридов, выделенных из грибов [228].

Наиболее изучено влияние полисахаридов на функционирование иммунной и пищеварительной систем, липидный статус и процессы детоксикации организма человека и животных в условиях нормы и при различных патологиях [13, 151, 153, 160, 203]. Вместе с тем анализ и обобщение имеющейся на сегодняшний день разрозненной информации в доступной литературе о фармакологических эффектах полисахаридов и результатов собственных исследований позволяет сделать обоснованный и достоверный вывод о гепатопротективном действии полисахаридов. Во-первых, упомянутые выше иммуномодулирующий, гиполипидемический, сорбирующий и позитивно влияющий на функционирование желудочно-кишечного тракта эффекты полисахаридов непосредственно связаны с печенью, играющей важную роль в метаболических и иммунных процессах организма. Во-вторых, известны работы о гипогликемическом [175], антиоксидантном [124], детоксикационном [142,149] действии полисахаридов, в реализации которого участвуют ферменты и метаболиты, синтезируемые печенью.

На сегодняшний день получены данные о влиянии полисахаридов практически на все основные функции печени, обеспечивающей поддержание гомеостаза в организме. Вместе с тем полностью отсутствуют исследования, свидетельствующие о способности полисахаридов регулировать пластические процессы в печени, в частности, биосинтез белков, играющих исключительно важную роль.

Цель и задачи работы.

Целью исследования явилось изучение влияния полисахаридов зостерина и хитозана на белоксинтетическую активность гепатоцитов и сопряженные с ней эндокринно-метаболические процессы. В задачи исследования входило:

1. Изучение влияния пектинового полисахарида зостерина на содержание нуклеиновых кислот в гепатоцитах крыс.

2. Оценка влияния зостерина и хитозана на белоксинтетическую активность гепатоцитов мышей.

3. Исследование влияния зостерина и хитозана на содержание кортикостероидов — гормонов, стимулирующих синтез белка в печени.

4. Выявление влияния зостерина и хитозана на секрецию желчи печеньюпроцесса, сопряженного с активацией синтеза белка в гепатоцитах.

Научная новизна работы.

Установлен ранее неизвестный факт стимуляции полисахаридами зостерином и хитозаном синтеза нуклеиновых кислот в печени. Комплексное исследование в условиях целостного организма вьивило активацию синтеза белка в печени полисахаридами различного происхождения и структуры зостерином и хитозаном в условиях нормы и токсического гепатита. Получены данные о стимуляции ими синтеза глюкокортикоидов, являющихся ре1уляторами синтеза белка в печени. Показана стимуляция исследуемыми полисахаридами желчеобразования в печени. Анализ собственных и литературных данных позволил стимуляцию синтеза белков, рассматривать как один из механизмов гепатопротективного действия полисахаридов.

Практическое значение работы.

Настоящее исследование позволяет дополнить и углубить представления о механизме действия полисахаридов и расширить область их применения в практической медицине и ветеринарии. Полученные данные свидетельствуют о дистатном системном действии полисахаридов на клеточном уровне, в отличие от доминирующего мнения о местном эффекте этих биологически активных веществ. Физиологическую роль и фармакологическое влияние полисахаридов сводят, как правило, к энтеросорбции в желудочно-кишечном тракте бактериальных токсинов, различных эндои экзотоксикантов, снижающей патологическую нагрузку на другие органы и системы. Проведенное исследование дает научное обоснование к целенаправленному использованию полисахаридов при заболеваниях гепатобилиарной системы. Основные результаты работы могут быть включены в программу специализированных курсов в высших учебных заведениях медико-биологического профиля.

Материалы диссертационной работы используются в лекционных курсах Владивостокского государственного медицинского университета «Пропедевтика детских болезней» и Института прикладной биотехнологии Дальневосточного государственного технического рыбохозяйственного университета «Пищевые добавки», «Основы научно-исследовательской работы», «Технология производства аналогов и комбинированных пищевых продуктов из гидробионтов» .

Положения, выносимые на защиту:

1. Полисахариды зостерин и хитозан активируют синтез белка в гепатоцитах.

2. Исследуемые полисахариды активируют стероидогенез и секрецию желчипроцессы, сопряженные с активацией синтеза белка.

Апробация работы.

Основные результаты исследования представлены на Всеросссийской научной конференции с международным участием «Сорбенты как фактор качества жизни и здоровья» (Белгород, 2004), 9 международной Пущинской школе-конференции молодых ученых «Биология — наука XXI века» (Пущино, 2005), X Всероссийской научно-практической конференций «Молодые ученые в медицине» (Казань, 2005), IV и V Молодежной научной конференции «Физиология человека и животных: от эксперимента к клинической практике» (Сыктывкар, 2005, 2006), China-Russia International Conference of Pharmacology (Harbin, China, 2005), II Международной научно-практической конференции «Морские прибрежные экосистемы: водоросли, беспозвоночные и продукты их переработки» (Архангельск, 2005), I съезде физиологов СНГ (Сочи, 2005), Ежегодной научной конференции Института биологии моря ДВО РАН (2005, 2006).

Публикации.

По материалам диссертации опубликовано 15 печатных работ.

Структура и объем диссертации

.

Диссертация содержит 130, страниц текста, состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, 4 глав результатов собственных исследований, обсуждения результатов, выводов, списка литературы и приложения.

Выводы.

1. Пектиновый полисахарид зостерин стимулирует синтез нуклеиновых кислот в гепатоцитах интактных крыс.

2. Полисахариды зостерин и хитозан активируют синтез белка в гепатоцитах интактных мышей, усиливая процесс транскрипции рибосомальной РНК в ядре и увеличивая содержание бежа в цитоплазме.

3. Различные по происхождению, химической структуре и заряду полисахариды зостерин и хитозан имеют общую направленность действия на белоксинтетическую функцию печени.

4. Повышение зостерином и хитозаном базального уровня глюкокортикоидов (кортикостерона) в плазме крови мышей стимулирует синтез белка в гепатоциах.

5. Зостерин и хитозан стимулируют секреторную функцию печени по оси «синтез глюкортикоидов — синтез белка в гепатоцитах — секреция желчи» .

6. Усиление синтеза белка в печени определяет формирование гепатопротективного действия полисахаридов зостерина и хитозана.