Возрастные изменения активности моноаминоксидазы и бутирилхолинэстеразы у детей, проживающих на Севере РФ

AGE CHANGES IN STRENGTH OF MONOAMINE OXIDASE AND BUTYRYLCHOLIN ESTERASE IN CHILDREN LIVING IN NORTH OF RUSSIA



С.И. Сороко
Б.Н. Кормилицын
О.В. Ягодина
S.I. Soroko
B.N. Kormilitsyn
O.V. Yagodina
soroko@iephb.ru
boris@iephb.ru
yagod@iephb.ru
зав. лабораторией сравнительных эколого-физиологических исследований Института эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова Российской академии наук, академик РАЕН, член-корреспондент РАН, лауреат Государственной Премии СССР, доктор медицинских наук, профессор
научный сотрудник лаборатории функциональной биохимии Института эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова Российской академии наук
старший научный сотрудник лаборатории функциональной биохимии Института эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова Российской академии наук, кандидат биологических наук
Head of the Laboratory of Comparative Ecological and Physiological Studies, the Sechenov Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Russian Academy of Sciences, member of the Russian Academy of Natural Sciences, corresponding member of the Russian Academy of Sciences, Winner of the USSR State Prize, Doctor of Medicine, professor
researcher, the Laboratory of Functional Biochemistry of the Sechenov Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Russian Academy of Sciences
senior researcher, the Laboratory of Functional Biochemistry of the Sechenov Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Russian Academy of Sciences, PhD in Biology
г. Санкт-Петербург
г. Санкт-Петербург
г. Санкт-Петербург
St. Petersburg
St. Petersburg
St. Petersburg

Ключевые слова:

  • Север
  • дети
  • возрастная биохимия
  • моноаминоксидаза
  • бутирилхолинэстераза
  • функциональные системы организма
  • активность фермента
  • гормональный статус
  • морфометрические параметры
  • адренергический медиаторный обмен;
  • инактивация биогенных аминов
  • Keywords:

  • the north
  • children
  • age biochemistry
  • monoamine oxidase
  • butyrylcholin esterase
  • functional systems
  • ferment strength
  • hormonal state
  • morphometric parameters
  • adrenergic claspin exchange
  • inactivation of biogenic amines
  • В статье представлены результаты биохимических исследований изменения активности ключевого фермента в адренергическом медиаторном обмене моноаминоксидазы и фермента печени бутирилхолинэстеразы в различные возрастные периоды у детей и подростков, проживающих на Европейском Севере Российской Федерации. Полученные результаты показали, что в условиях Севера наряду с более медленным развитием нервной, гормональной и иммунной систем у детей и подростков идет и некоторое отставание в формировании биохимического статуса организма. Авторы склонны объяснять это крайне суровыми климатическими условиями северного региона, сложными социально-экономическими условиями, вызывающими не только высокий уровень напряжения регуляционных функций всех систем организма, но и сказывающимися на темпах их морфофункционального развития.

    We present the results of biochemical studies of changes in the strength of the key enzyme in adrenergic claspin exchange of monoamine oxidase and the liver enzyme butyrylcholin esterase in children and adolescents of different age living in the European North of the Russian Federation. The obtained results show slower development of nervous, hormone and immune systems in children and teenagers as well as a certain developmental retardation in developing the biochemical state. We tend to attribute it to extremely severe climate conditions and difficult social and economic conditions not only resulting in high level of strain of regulatory functions of all body systems but also affecting the pace of their morphofunctional development.

    Обзор статьи

    Многочисленными исследованиями показано, что с возрастом у детей и подростков происходит постепенное формирование не только структурной организации различных органов и систем, но и биохимических процессов. При этом условия Севера могут существенно сказываться на биохимическом статусе организма, в частности, на метаболических процессах [1; 9]. Без учета возрастных особенностей биохимических показателей невозможно оценить состояние тех или иных систем конкретного ребенка, понять, являются ли обнаруженные отклонения функциональными или отражают патологический процесс. Известно, что климатогеографические, генетические и фенотипические особенности людей, проживающих в тех или иных регионах, могут существенно отражаться на региональных физиологических нормах.
    При оценке возрастного формирования морфофункциональной организации мозга важнейшее фундаментальное значение приобретают исследования, направленные на выявление корреляций с возрастной динамикой развития биохимических процессов, связанных с анаболизмом и катаболизмом нейромедиаторов. Многочисленными исследованиями показано, что с возрастом изменяется нейрогуморальная и нейромедиаторная регуляция функций организма. Важную роль в интеграции функциональных систем организма, в катаболических и анаболических процессах играют биогенные амины [3; 4; 7]. В последнее время интерес к этой группе биологически активных веществ значительно возрос. В свою очередь, моноаминоксидаза (ключевой фермент обмена биогенных аминов и адренергического медиаторного обмена [3; 4; 7; 23; 24]) (МАО; моноамин О2-оксидоредуктаза дезаминирующая; НФ 1.4.3.4) остается относительно малоисследованной, а в возрастном аспекте и вовсе не исследованной. Вот почему представлялось важным, наряду с изучением морфофункционального возрастного формирования головного мозга детей по данным биоэлектрической активности и интеллектуальных функций [10], изучить возрастные изменения активности МАО в крови обследованной группы детей.
    В данной работе представлены возрастные и половые особенности изменений активности ключевого фермента адренергического медиаторного обмена (моноаминоксидазы – МАО) и показателя функционального состояния печени (активности бутирилхолинэстеразы – БуХЭ) у детей и подростков школьного возраста, проживающих в сельской местности Архангельской области.
    Методика исследований
    В целях изучения состояния здоровья, сравнительной оценки уровня физического и психического развития детей северных территорий РФ, а также исследования процесса адаптации в онтогенезе у человека к влиянию неблагоприятных природно-климатических факторов окружающей среды проведены научные экспедиции в Архангельскую и Мурманскую области. Выполнены комплексные медико-физиологические обследования учащихся 1–11 классов. Основные результаты этих исследований опубликованы в ряде работ [10; 11], однако результаты биохимических исследований в них рассмотрены фрагментарно.
    Результаты данной работы получены при обследовании 55 учащихся сельской средней школы в Архангельской области, из них 32 девочки и 23 мальчика. Активность моноаминоксидазы (МАО) определяли спектрофотометрическим методом (при 420 нм) по количеству аммиака, образующегося (за 30 мин) в результате ферментативной реакции окислительного дезаминирования тирамина гидрохлорида («Sigma», США). Пробы (конечный объем 2,5 мл) содержали 0,25 мл сыворотки крови, 2.10-3 М и 0,01 М фосфатный буфер, рН=7,4. Пробы инкубировали 30 мин при 370С в атмосфере О2. После окончания инкубации в пробы добавляли по 1,0 мл 30% трихлоруксусной кислоты, образовавшийся осадок белков удаляли центрифугированием при 7500 g в течение 5 мин. В безбелковом фильтрате определяли освобожденный в процессе моноаминоксидазной реакции аммиак по модифицированному методу Конвея с последующей несслеризацией. Безбелковый фильтрат (1,0 мл) помещали в пенициллиновую склянку, затем в нее добавляли насыщенный раствор К2CO3 (1,0 мл), склянку быстро закрывали резиновой пробкой со стеклянной ложечкой. В ложечку предварительно помещали 0,02 мл 1 Н H2SO4, для диффузии аммиака содержимое склянок перемешивали и оставляли на 15–20 ч при комнатной температуре. По окончанию диффузии ложечки переносили в стеклянные пробирки, содержащие по 4,8 мл реактива Несслера и определяли интенсивность окраски при 420 нм на спектрофотометре «Spectrol-221» (Zeiss, Германия). Опыты проводили в двух повторностях.

    Список использованной литературы

    1. Бойко Е.Р. Физиолого-биохимические основы жизнедеятельности человека на Севере. Екатеринбург: УрО РАН, 2005. 89 с.
    2. Гичев Ю.П. Современные проблемы экологической медицины. Новосибирск, 1999. 183 с.
    3. Горкин В.З. Аминоксидазы и их значение в медицине. М.: Медицина, 1981. 234 c.
    4. Ильичева Р.Ф., Горкин В.З. Определение моноаминоксидазной активности в сыворотке крови человека // Лабораторное дело. 1979. № 9. С. 534–536.
    5. Киселева И.П. Повышение активности моноаминоксидазы мозга крыс под влиянием лития in vitro // Вопросы медицинской химии. 1972. № 7(5). С. 502–505.
    6. Кубасов Р.В., Демин Д.Б., Типисова Е.В., Ткачев А.В. Гормональное обеспечение системы «гипофиз – щитовидная железа – гонады» у мальчиков в процессе полового созревания, проживающих в Коношском районе Архангельской области // Экология человека. 2004. Т. 1(4). С. 265–268.
    7. Моралев С.Н., Нестеров В.П., Ягодина О.В. Структура и механизм действия ингибиторов ферментов метаболизма нейромедиаторов // Нейрохимия. 1996. № 13(3). С. 168–178.
    8. О санитарно-эпидемиологической обстановке в Архангельской области в 2003 году. Региональный доклад. Архангельск: ФГУ Центр Госсанэпиднадзора МЗ РФ в Архангельской области, 2004. 130 с.
    9. Панин Л.Е. Полярный метаболический тип // Вопросы экологии человека в условиях Крайнего Севера. Новосибирск: Наука СО, 1979. С. 23–32.
    10. Сороко С.И., Бурых Э.А., Сидоренко Г.В. Особенности возрастного развития мозга у детей в условиях Севера // Росс. физиол. журн. им. И.М.Сеченова. 2005. № 91(7). С. 729–739.
    11. Сороко С.И., Максимова И.А., Протасова О.В. Возрастные и половые особенности содержания макро- и микроэлементов в организме детей на Европейском Севере // Физиология человека. 2014. № 40(6). С. 23–33.
    12. Ткачев А.В. Влияние природных факторов Севера на эндокринную систему человека // Проблемы экологии человека. Архангельск, 2000. С. 209–224.
    13. Щеголева Л.С., Добродеева Л.К. Функциональная активность иммунокомпетентных клеток (ИКК) у человека на Севере // Проблемы экологии человека. Архангельск, 2000. С. 267–269.
    14. Ahlstrom H., Alvero J., Alvero R., Espos R., Fajutrao L., Herrera J., Kjellman B., Kubista J., Leviste C., Meyer P., Oldaeus G., Siricururat A., Vichyanond P., Wettrell G., Wong E., Laxmyr L., Nyberg L., Olsson H., Weibull E., Rosenborg J. Pharmacokinetics of bambuterol during oral administration to asthmatic children // Br. J. Clin. Pharmacol. 1999. № 48(3). P. 299–308.
    15. Aygun D., Doganay Z., Altintop L., Guven H., Onar M., Deniz T., Sunter T. Serum acetylcholinesterase and prognosis of acute organophosphate poisoning // J. Toxicol. Clin. Toxicol. 2002. № 40(7). P. 903–910.
    16. Barta C., Sasvari-Szekely M., Devai A., Kovacs E., Staub M., Enyedi P. Analysis of Mutations in the Plasma Cholinesterase Gene of Patients with a History of Prolonged Neuromuscular Block during Anesthesia // Mol. Genet. Metab. 2001. № 74(4). P. 484–488.
    17. Bartels C.F., James K., La Du B.N. DNA mutations associated with the human butyrylcholinesterase J-variant // Am. J. Hum. Genet. 1992. № 50(5). P. 1104–1114.
    18. Ellman G.L., Courtney K.D., Andres V.Jr., Featherstone R.M. A new and rapid colorimetric determination of acetylcholinesterase activity // Biochem. Pharmacol. 1961. № 7(1). P. 88–95.
    19. Estabrook R.W., Franklin M., Cohen B. Influence of hepatic microsomal mixed function oxidation reactions on cellular metabolic control // Metabolism. 1971. № 20. P. 187–199.
    20. Mitchel S.C., Waring R.H. The early history of Xenobiotic sulfoxidation // Drug Metabolism Reviews. 1985. № 16(3). P. 255–284.

    РФ, Ленинградская область, г. Гатчина, ул. Рощинская, д. 5 к.2