Секреция ферментов слюнными железами и гомеостаз ферментов при высокой температуре и инсоляции

 

Исследовали гидролитические ферменты гомогената слюнных желез и крови крыс при температуре внешней среды 20–25С0 и 37–400С. Экспериментальные животные, находящиеся под влиянием высокой температуры (37–400С) подвергались воздействию инсоляции.

Результаты экспериментов показали, что при высокой температуре и инсоляции снижается секреция ферментов слюнными железами: амилазу и пепсиногена, а на липазу они не влияют.

Однонаправленные изменения активности амилазы и пепсиногена в слюнных железах и в крови при действии высокой температуры указывают на значимость слюнных желез в их гомеостазе.

 

Актуальность работы. Вопросы физиологии пищеварения в условиях жаркого климата Узбекистана исследовались в плане сезонных изменений функционального состояния пищеварительных желез и проводились специальные эксперименты, посвященные выяснению влияния однократных или многократных экспозиций животных на солнце. Полученные ими результаты показали, что высокая окружающая температура в сочетании с инсоляцией приводит, как правило, к резкому угнетению моторно-эвакуаторной деятельности желудочно-кишечного тракта и секреции основных пищеварительных соков — желудочного, панкреатического, кишечного и желчи. Кроме того, существенно снижается продукция ферментов, обеспечивающих начальные стадии химической обработки белков, углеводов и жиров в полости желудочно-кишечного тракта и интенсивности резорбции воды, солей и продуктов гидролиза основных компонентов пищи.

Высокая температура и инсоляция как климатический фактор оказывает значительное влияние на организм. Реакция организма на действие высокой температуры и инсоляции чрезвычайно многообразна и сложна. Под их воздействием нарушается водно-солевой обмен, что приводит к глубоким изменениям в деятельности сердечно-сосудистой системы, органов пищеварения и выделения, изменяются морфологический состав и свойства крови [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]. Саливация в своем объеме в большой мере зависит от гидратированности организма [2, 4], резко понижаясь даже при небольшой дегидратации. В этих условиях концентрация многих рекретируемых веществ в составе слюны повышается, а их дебиты могут снижаться.

При чрезмерных или длительных воздействиях стресс факторов, каковыми может быть высокая внешняя температура и инсоляция, отклонения от гомеостатических норм могут быть значительными, что и ведет в дельнейшем к нарушению динамического равновесия в организме.

Отсюда было интересным проанализировать в эксперименте реакцию со стороны взаимосвязанных в своей направленности систем организма при воздействии гипокинезии, высокой температуры и инсоляции.

Цель исследования. Изучить ферментный гомеостазис и секрецию ферментов слюнными железами при сочетанном влиянии на организм высокой температуры и инсоляции.

Методика и техника проведения экспериментов. Эксперименты выполнены на 150 беспородных белых крысах самцах. Эксперименты проведены в разные периоды года — осенью (при температуре внешней среды 20–250С) и летом (при температуре внешней среды 37–400С). Исследовали гидролитические ферменты гомогената слюнных желез и крови крыс при температуре внешней среды 20–25С0 и 37–400С. Экспериментальные животные, находящиеся под влиянием высокой температуры (37–400С) разделялись на две группы: одна группа крыс находилась в комнате, а другая группа содержалась в тех же условиях, как и первая, кроме этого они подвергались воздействию инсоляции на солнцеплощадке каждодневно в 1200-часов дня, в течении 30 минут.

Полученные результаты у экспериментальных животных при высокой температуре (37–400С) сравнивались с показателями другой группы крыс (нами приняты их показатели как контроль) находивщихся при комфортной температуре (20–250С).

Результаты и их обсуждения. Результаты наших исследовании показали, что при высокой температуре внешней среды (табл. 1) амилолитическая активность гомогенатов слюнных желез и крови резко снижается. В первой группе крыс, когда они находились под действием только одной повышенной температуры (без инсоляции) амилолитическая активность гомогенатов подчелюстной и подъязычной слюнных желез и сыворотки крови примерно в 6–7 раз была ниже чем показатели контрольной группы. А в гомогенате околоушной слюнной железы было еще более выраженное снижение активности амилазы (активность ее была в 8–9 раз меньше, чем показатели контрольной группы). Во второй группе крыс, когда они подвергались действию высокой температуры и инсоляции амилолитическая активность гомогенатов подчелюстной и подъязычной слюнных желез снизилась примерно в 2 раза, чем при действии только одной высокой температуры. Значит, одновременное действии двух стрессорных факторов, таких как высокая температура и инсоляция больше подавляют активность амилазы подчелюстной и подъязычной слюнных желез. Амилолитическая активность околоушной слюнной железы и сыворотки крови при сочетанном действии высокой температуры и инсоляции остается на том же уровне, как при действии только одной высокой температуры.

При действии высокой температуры в слюнных железах дебит амилазы претерпевает больше изменений, чем ее активность. Более выраженное снижение дебита амилазы наблюдается при действии высокой температуры (табл. 1). В гомогенате околоушной слюнной железы дебит снижен в 30 раз, чем показатели контрольной группы, в гомогенате подчелюстной и подъязычной слюнных железах снижение его было по сравнению с контролем в 10 раз.

При одновременном действии двух факторов — высокой температуры и инсоляции в гомогенате околоушной слюнной железы дебит амилазы остается такой же, как и при действии только высокой температуры, а в гомогенате подчелюстной и подъязычных желез дебит её становится в 2 раза меньше, чем при действии только одной высокой температуры.

 

Таблица 1

Зависимость амилолитической активности гомогената (мг/мин) слюнных желез, выделение ее слюнными железами и содержание амилазы в крови крыс от температуры окружающей среды (M±m)

Исследуемый материал	При температуре20–250С	При температуре 37–400С
		без инсоляции	с инсоляцией
Гомогенат околоушной слюнной железы	8383,0116,9 7207,899,9	938,484,6* 227,521,3*	1715,8205,9*,** 274,926,2*
Гомогенат подчелюстной и подъязычной слюнных желез	5825,2151,9 7870,9481,8	876,969,0* 783,870,54*	443,039,8*,** 419,638,4*,**
Сыворотка крови	257,6±23,2	35,8±3,49*	40,9±3,59*

Примечание: здесь и в табл. 3.3; 3.4 * р<0,05 по сравнению с значениями при температуре 20–250С, **  Р<0,05 по сравнению с значениями при температуре 37–400С без инсоляцией, — числитель активность фермента;  знаменатель выделение фермента.

 

Неоднозначность реакции слюнных желез по секреции амилазы, при действии высокой температуры и инсоляции, можно объяснит наличием в сыворотке крови и в слюне двух типов амилаз, собственной (S) и панкреатической (P) α-амилазы. Соотношение этих амилаз в слюне околоушной железы (S– 55–67 %; P– 33–44 %), подчелюстной и подъязычной слюнных желез неодинаковы [2]. Значит, околоушные железы выделяют слюну большей долей рекретируемой панкреатической амилазы, чем слюна двух других желез

Отсюда можно заключить, что снижение активности амилазы в слюнных железах можно объяснить угнетением секреции данного фермента слюнными железами под влиянием высокой температуры и инсоляции, а резкое уменьшение дебита ее в гомогенатах слюнных желез, по-видимому является результатом дегидратации организма в целом и слюнных желез в частности.

Полученные нами результаты по липазе (табл. 3.2) при различной температуре подтверждают данные литературы, об инертности данного фермента [2].

Изменение внешней температуры и воздействие инсоляции не влияли на липолитическую активность сыворотки крови и слюнных желез (табл. 3.2). Такие же результаты получены по дебиту липазы. При действии высокой температуры и инсоляции дебит ее остался на уровне показателей контрольной группы.

 

Таблица 2

Зависимость липолитической активности гомогената (мг/мин) слюнных желез, выделение ее слюнными железами и содержение липазы в крови крыс от температуры окружающей среды (M±m)

Исследуемый материал	При температуре 20–250С	При температуре 37–400С
		без инсоляции	с инсоляцией
Гомогенат околоушной слюнной железы	0,70±0,10 0,40±0,10	0,90±0,20 0,60±0,10	0,50±0,15 0,40±0,10
Гомогенат подчелюстной и подъязычной слюнных желез	0,60±0,10 0,20±0,10	0,70±0,10 0,40±0,04	0,90±0,20 0,50±0,14
Сыворотка крови	3,80±0,32	3,10±0,31	3,20±0,30

 

При высокой внешней температуре содержание пепсиногена в крови, а также в гомогенате слюнных желез и выделение его слюнными железами снижается (табл. 3). При этом снижение содержания пепсиногена во всех трех слюнных железах было примерно одинаковое, в 5–6 раз меньше, чем показатели контрольной группы. Одинаковые результаты получены также при действии инсоляции и без нее.

 

Таблица 3

Зависимость содержания и выделения пепсиногена в гомогенате (мг/мин) слюнных желез, содержания его в крови крыс от температуры окружающей среды (M±m)

Исследуемый материал	При температуре 20–250С	При температуре 37–400С
		без инсоляции	с инсоляцией
Гомогенат околоушной слюнной железы	74,60±6,74 33,0±3,0	13,50±1,21* 11,50±1,09*	14,50±1,37* 11,60±1,09*
Гомогенат подчелюстной и подъязычной слюнных желез	76,60±6,95 39,0±3,40	14,50±1,39* 11,20±1,06*	12,40±1,18* 11,00±1,07*
Сыворотка крови	76,20±7,58	35,80±3,52*	31,90±3,08*

 

Содержание пепсиногена в крови у подопытных крыс, находящихся под воздействием высокой температуры и инсоляции, примерно в 2,0–2,5 раза уменьшилось по сравнению с показателями контроля.

Дебит пепсиногена в слюнных железах также при действии высокой температуры достоверно уменьшился в 2,8–3,5 раза, по сравнению с показателями контрольной группы.

Основным источником пепсиногена крови являются главные клетки желудочных желез [3] и пепсиноген в составе слюны имеет рекреторную природу, т. е. он выделяется из крови [2].

Установленная нами высокая зависимость содержания и особенно выделения пепсиногена в составе слюны от уровня его содержания в крови, подтверждает рекреторное происхождение его в составе слюны. Коэффициенты корреляции резко увеличиваются при действии высокой температуры и инсоляции, т. е. повышается зависимость выделения пепсиногена в составе слюны, от уровня его в крови.

Значит, такие стрессорные факторы как высокая температура и инсоляция, подавляют секреторную активность главных клеток желудка и уменьшают инкрецию пепсиногена в кровь и это приводит, соответственно, к снижению рекреторного выделения его из крови в составе слюны.

Подытоживая полученные данные, представляется возможным сделать следующие выводы:

1. Высокая температура и инсоляция подавляют секрецию ферментов слюнных желез: амилазу и пепсиногена, а на липазу они не влияют.
2. Однонаправленные изменения активности амилазы и пепсиногена в слюнных железах и в крови при действии высокой температуры указывают на значимость слюнных желез в их гомеостазе.

 

Литература:

 

1.      Воробьева Н. Ф. Особенности гистиоцитарной реакции после предварительного приема с пищей цеолитов в процессе онтогенеза при перегревании и сухоядении // Патологическая физиол. и эксп. терапия. — 2008. № 2. — С. 23–25.
2.      Коротько Г. Ф. Секреция слюнных желез и элементы саливадиагностики. — М.: Издательский Дом Академия естествознания, 2006. — 192 с.
3.      Коротько Г. Ф. Желудочное пищеварение. — Краснодар: Изд.ООО БК «Группа Б», 2007. — 256 с.
4.      РолсБ.Дж., Ролс Э. Т. Жажда. — М.: Медицина, 1984. — 190с.
5.      Boutilier R. G. and St-Pierre J.Surviving hypoxia without really dying // Comp. Biochem. Physiol. — 2000.– v. 126. — P. 481–490.
6.      De Jong G. and Bijma P. Selection and phenotypic plasticity in evolutionary biology and animal breeding // Livestock Product. Sci. — 2002.– v. 78. — Р. 205–214
7.      Mora C. and Maya M. F. Effect of the rate of temperature increase of the dynamic method on the heat tolerance of fishes // J. Therm. Biol. — 2006. — v. 31, № 4. — P. 337–341.
8.      Portner H. O. Physiological basis of temperature — dependent biogeography, trade — offs in muscle design and performance in polar ectotherms // J. Exp. Biol. — 2002. — v. 205. — P. 2217–2230.