АМЕА-nın Xəbərləri (biologiya və tibb elmləri), cild 68, №2, səh. 59-68 (2013)
59
Prenatal Ontogenezin İki Mərhələsində Hipoksiyaya Məruz Qalmış Ağ
Siçovulların Baş Beynində Piruvatkinazanın Fəallığının Müqayisəli Analizi
A.M. Rəşidova, T.M. Ağayev
АМЕА A.İ.Qarayev adına Fiziologiya İnstitutu, Şərifzadə küç., 2,
Bakı AZ1100, Azərbaycan;
E-mail: afag@mail.ru
Prenatal ontogenezin mayalanma dövründə və 14 - 17 günlərində hipoksemik hipoksiyaya məruz
qalmiş ağ siçovulların postnatal ontogenezin erkən (17- və 30-günlük) və cinsi yetkinlik (90-günlük)
dövrlərində baş beynin müxtəlif strukturlarının toxuma, sitozol və mitoxondri subhüceyrə
fraksiyalarında piruvatkinaza (PK) fermentinin fəallığının dəyişmə dinamikasının bir sıra
göstəricilərdən asılılığı (prenatal dövr, postnatal dövr, nahiyə, subhüceyrə səviyyəsi) aşkar
olunmuşdur. Hipoksiyaya məruz qaldıqdan sonra postnatal ontogenezin 17- , 30- və 90-günlərində ağ
siçovulların baş beyin nahiyələrində PK fermentinin aktivliyinin dəyişməsini müqayisə etdikdə
görürük ki, hipoksiyanın təsirinə cavab olaraq postnatal dövrünün müddəti uzandıqca onun kontrol
göstəricilərinin səviyyəsinə uyğun qismən bərpaya meyilliyi müşahidə olunur. Lakin bu prosesin
dərəcəsi prenatal ontogenezdə hipoksiyanın aparıldığı mərhələdən asılıdır.
Açar sözlər: piruvatkinaza, hipoksemik hipoksiya, ağ siçovul, prenatal ontogenez, postnatal ontogenez, baş
beyin nahiyələri, enerji mübadiləsi, hüceyrə subfraksiyaları
GİRİŞ
Hipоksiya geniş yayılmış, kliniki cəhətdən
əhəmiyyətli stressogen faktorlara aiddir. Prenatal
hipoksik stressin patogenetik effekti prenatal
ontogenezin dövründən çox asılıdır. Prenatal
hipоksiyanın patogenezində hüceyrə
membranlarının struktur-funksional tamlığının
pozulması mühüm rol oynayaraq, mərkəzi sinir
sisteminin (MSS) fəaliyyətinə
təsir edir
(Трофимова, 2008). Bununla bərabər, MSS-in
energetik mübadiləsində də böyük dəyişikliklər baş
verir. Hipoksiya problemi fizioloqların və
həkimlərin böyük maraq dairəsinə aid olmasına
baxmayaraq, orqanizmin bətndaxili keçirdiyi
hipoksiyanın sonrakı təzahürləri, demək olar ki,
öyrənilməyib (Граф, 2006). Oksigenin xeyli hissəsi
baş beyində gedən biokimyəvi reaksiyalarda
istifadə olunur və baş beyin oksigen çatışmazlığına,
yəni hipоksiyaya çox həssasdır. Bu zaman MSS
daha çox patoloji dəyişikliklərə məruz qalır. Qeyd
etmək vacibdir ki, hipоksiya postnatal inkişafın
bütün mərhələlərində MSS-də mühüm fizioiloji,
biokimyəvi və morfoloji dəyişikliklərlə nəticələnir
(Анохина и Буравкова, 2010; Трофимова и др.,
2010; Semenza et al. 2006).
Son illərin elmi ədəbiyyatında hipoksiya və
qlükoza mübadiləsini kataliz edən fermentlər
arasında olan asılılığı aşkar edən və öyrənən işlər
çox məhdud saydadır. Məlumdur ki, oksigenin
azlığı hüceyrələrdə qlükozanın tam parçalanmasına
(üç karbon turşuları tsiklində) imkan vermir və onu
toxumalarda əmələ gələn piruvatı laktata çevirir
(Luc and Pierre, 2003; Mazurek et al. 2001). Bunun
nəticəsində hüceyrənin daxilində pH azalır, yəni
asidoz baş verir və biokimyəvi proseslərin
tənzimlənməsi pozulur. Deyilənlər bu problemin nə
dərəcədə vacib və aktual olduğunu təsdiq edir
(Баба-заде, 2012; Rəşidova, 2011).
Bu tədqiqat işində biz prenatal ontogenezin
mayalanma dövründə və 14 - 17 günlərində
hipoksemik hipoksiyaya məruz qalmiş
ağ
siçovullarda postnatal ontogenezin erkən (17-və 30-
günlük) və cinsi yetkinlik dövründə (90-günlük) baş
beynin müxtəlif strukturlarının toxuma, sitozol və
mitoxondri subhüceyrə səviyyələrində piruvatkinaza
(PK; АТF: piruvate phosphotransferase; ЕК
2.7.1.40) fermentinin fəallığının dəyişmə
dinamikasının bir sıra göstəricilərdən asılılığını aşkar
və müqayisəli analiz etməyi qarşımıza məqsəd
qoymuşduq.
TƏDQIQATIN MATERIAL VƏ METODLARI
Tədqiqatlar Avropa elm fondu və heyvanlara
qarşı humanist münasibət haqqında Helsinki
bəyannaməsinin tövsiyə etdikləri prinsip və
normativ sənədlər əsasında 3 yaş dövrünə aid (17-,
30- və 90-günlük) ağ siçovullar üzərində
aparılmışdır. Təcrübə heyvanları prenatal
ontogenezin mayalanma dövründə və 14 - 17
günlərində hipoksiyaya məruz qalmış - xüsusi
kamerada hər gün 20 dəqiqə olmaqla 5 gün ərzində
95% azot və 5% oksigen qaz qarışığı ilə nəfəs
almışlar. Hipokiyaya məruz qaldıqdan sonra
Prenatal Ontogenezin İki Mərhələsində
60
postnatal ontogenezin 17, 30 və 90 günlərində
dekapitasiya edilmiş, onların hipotalamus, beyincik,
sensomotor, orbital və limbik qabıqlarının toxuma
və subhüceyrə fraksiyalarında PK-nın ümumi və
xüsusi fəallığı öyrənilmiş, zülalın miqdarı təyin
edilmişdir (Лакин, 1990; Прохорова, 1982;
Светухина,1968; Bergmeyer, 1975; Осадчая,
1999). Baş beyin nahiyələrinin toxumaları 1:9
nisbətində 0,2M tris-HCl buferi (pH 7,4); 1mM
EDTA; 0,25M saxaroza tərkibli mühitdə
homogenizasiya edilmiş və 10 dəq. ərzində 1000g
rejimində K-24 markalı (Almaniya) refrijeratorlu
sentrifuqada sentrifuqasiya edilmişdir. Alınan
çöküntüdə qalmış tam dağılmamış hüceyrələr,
nüvələr, toxuma qırıntıları xaric edilir. Supernatant
11000-14000 g-da 20 dəqiqə
ərzındə
sentrifuqalaşdırılır. Supernatantda sitozol mayesi,
çöküntüdə isə mitoxondri kütləsi alınır. Sitozol
mayesi 100000g-da, 1,5-2,0 saat ərzində
differensial sentrifuqalaşma üsulu ilə “VAC-25”-də
(Almaniya) sentrifuqalaşdırıldıqdan sonra
supernatantda alınır. Mitoxondri kütləsi 5 ml 0,32M
saxaroza məhlulunda teflon dəstəciklə resuspenziya
edildikdən sonra 14000g-da sentrifuqalaşdırılır.
Supernatant xaric edilir, yuyulmuş mitoxondri
kütləsi fermentin fəallığını və zülalın qatılığını
təyin etmək üçün istifadə olunur. PK fermentinin
mitoxondridaxili maksimal fəallığını aşkar etmək
üçün ilk növbədə cisimləri dağıtmaq lazımdır.
Adətən mitoxondriləri dağıtmaq ücün bir neçə
üsuldan istifadə olunur: ultrasəs vasitəsilə,
dondurmaq və sonra onun donunu açmaq və
detergentlər ilə təsir etmək. Biz tədqiqatlarımızda
detergent təsirindən sonra dondurmaq və donunu
açmaq üsulundan istifadə etmişik.
Kontrol kimi vivarium şəraitində saxlanılmış
və hipoksiyaya məruz qalmamış eyni yaşda olan
heyvanlardan istifadə olunmuşdur.
PK-nın aktivliyi H.U.Berqмеyеr (1973) üsulu
ilə LKB Ultralab-sisteminin reaksiya sürətinin
analizatorunda (İsveç), ümumi zülalın miqdarı isə
Louri üsulu ilə təyin olunmuşdur (Кочетов, 1980).
TƏDQIQATIN NƏTICƏLƏRI VƏ ONLARIN
MÜZAKIRƏSI
Prenatal ontogenezdə hipoksiyaya məruz qalmış
ağ siçovulların beyninin erkən
postnatal
ontogenezdə (17- və 30-günlük) və cinsi yetkinlik
dövründə (90-günlük) baş beynin müxtəlif
strukturlarının toxuma, sitozol və mitoxondri
səviyyələrində piruvatkinaza fermentinin fəallığının
dinamikasının dəyişməsi təyin olunmuş və sübut
olunmişdur ki, heyvanların beyninin müxtəlif
strukturlarının toxuma, sitozol və mitoxondri
səviyyələrində piruvatkinaza fermentinin ümumi və
xüsusi fəallığı dəyişilir.
Aparılan tədqiqatların nəticələri göstərdi ki,
mayalanma dövründə prenatal hipoksiyаya məruz
qalmış heyvanların beyninin müxtəlif
strukturlarında toxuma, sitozol və mitoxondri
səviyyələrində piruvatkinaza fermentinin ümumi və
xüsusi fəallığı heç də həmişə birmənalı dəyişmir.
Onun heyvanın yaşından, tədqiq olunan baş beyin
nahiyəsindən və subhüceyrə fraksiyasının
səviyyəsindən asılı olduğu aşkar edilmişdir (Cədvəl
1 və 2).
Belə ki, bu cədvəllərdən göründüyü kimi,
təcrübi qrupdan olan 17-günlük siçovullarda baş
beyin strukturlarının toxumasında PK-fermentinin
göstəriciləri hər bir tədqiq olunan nahiyədə kontrol
səviyyəsində olmuş, lakin xüsusi fəallığı təxminən
4-8 dəfə azdır, və hətta hipotalamusda öz kritik
göstəricisinə çatır və kontrola nisbətən bu
dəyişiklik yalnız 6% təşkil edir (<0.001).
30-günlük siçovullarda 17-günlük
siçovullardan fərqli olaraq hər bir tədqiq olunan
nahiyədə PK-fermentinin istər ümumi, istər xüsusi
aktivliyi kontrola nisbətən toxumada 1.3-4.4 dəfə
yüksəlir. Beyincikdə PK-nın xüsusi fəallığının
göstəricisi istisna təşkil etmiş və kontrola nisbətən
18% (<0.001) olmuşdur.
90-günlük siçovullarda PK-nın aktivliyi
nahiyədən asılı olaraq heç də birmənalı dəyişmir:
orbital və sensomotor qabıqlarda ümumi fəallıq
1,7-3.0 dəfə yüksəldiyi halda, limbik qabıqda,
hipotalamus və beyincikdə kontrolla müqayisədə
fərq etibarsız olmuşdur (>0.05). Xüsusi fəallığının
göstəricilərində belə bir mənzərə alınırdı: orbital
qabıqda 2,7 dəfə yüksələn zaman, qalan
nahiyələrdə kontrola nisbətən azalma müşahidə
olunurdu (<0.01).
Mitoxondri səviyyəsində 17-günlük
siçovullarda PK-nın fəallığı hər bir nahiyədə
kontrol göstəricilərindən 3.0-5.0 dəfə, 30-günlük
siçovullarda 1.3-12.5 dəfə, 90-günlüklərdə isə 2.0-
7.4 dəfə artmış, yaxud kontrol səviyyəsində idi
(<0.01; <0.001). Xüsusi fəallıq isə 30-günlük
siçovullarda 3-4 dəfə azalmış (<0.001), 90-
günlüklərdə isə1.3-3.0 dəfə kontrola nisbətən
yüksəlmiş, orbital qabıq istisna olmaqla – burada
25% kontrola nisbətən azalmışdır(>0.05).
Sitozol subhüceyrə fraksiyasında 17-günlük
siçovullarda PK-nın ümumi aktivliyi hər bir nahiyədə
azalmış (<0.05;<0.001), lakin postnatal dövrü
uzandıqca artması müşahidə olunur. Xüsusi fəallıq isə
17-günlük siçovullarda 2.4-4.0 yüksələn zaman, 30-
və 90-günlərdə kontrola nisbətən azalması müşahidə
olunur (<0.05; >0.05) (cədvəl 1, 2).
Prenatal ontogenezin 14-17 günlərində hipok-
siyaya məruz qalmış ağ siçovulların baş beyninin
müxtəlif strukturlarının - hipotalamus, beyincik,
sensomotor, orbital və limbik qabıqların toxuma,