Roli i anhidrazës karbonik. Problemet moderne të shkencës dhe arsimit

Nga gjaku venoz mund të nxirret 55-58 vol.% e dioksidit të karbonit. Pjesa më e madhe e CO2 që nxirret nga gjaku vjen nga kripërat e acidit karbonik të pranishme në plazmë dhe eritrocite, dhe vetëm rreth 2.5 vol.% e dioksidit të karbonit tretet dhe rreth 4-5 vol.% kombinohet me hemoglobinën në formën e karbohemoglobinës.

Acidi karbonik formohet nga dioksidi i karbonit në qelizat e kuqe të gjakut, të cilat përmbajnë enzimën karbonike anhidrazë, e cila është një katalizator i fuqishëm që përshpejton reaksionin e hidratimit të CO2.

Lidhja e dioksidit të karbonit në gjak në kapilarët e rrethit sistemik. Dioksidi i karbonit i formuar në inde shpërndahet në gjakun e kapilarëve të gjakut, pasi tensioni i CO2 në inde tejkalon ndjeshëm tensionin e tij në gjakun arterial. CO2 i tretur në plazmë shpërndahet në qelizat e kuqe të gjakut, ku nën ndikim anhidraza karbonike shndërrohet menjëherë në acid karbonik,

Sipas llogaritjeve, aktiviteti i anhidrazës karbonike në eritrocite është i tillë që reaksioni i hidratimit të dioksidit të karbonit përshpejtohet me 1500-2000 herë. Meqenëse i gjithë dioksidi i karbonit brenda eritrocitit shndërrohet në acid karbonik, tensioni i CO2 brenda eritrocitit është afër zeros, kështu që gjithnjë e më shumë sasi të reja të CO2 hyjnë në eritrocit. Për shkak të formimit të acidit karbonik nga CO3 në eritrocit rritet përqendrimi i joneve HCO3" dhe ato fillojnë të shpërndahen në plazmë. Kjo është e mundur sepse membrana sipërfaqësore e eritrocitit është e përshkueshme nga anionet. Për kationet, eritrociti membrana është praktikisht e padepërtueshme në vend të joneve HCO3", joni i eritrociteve hyn në klor Kalimi i joneve të klorit nga plazma në eritrocite çliron jonet e natriumit në plazmë, të cilët lidhin jonet HCO3 që hyjnë në eritrocit, duke formuar NaHCO3 Analiza kimike e plazmës së gjakut venoz tregon një rritje të konsiderueshme të bikarbonateve në të.

Akumulimi i anioneve brenda eritrocitit çon në një rritje të presionit osmotik brenda eritrocitit dhe kjo shkakton kalimin e ujit nga plazma përmes membranës sipërfaqësore të eritrocitit. Si rezultat, vëllimi i qelizave të kuqe të gjakut në kapilarët sistemik rritet. Një studim duke përdorur hematokritin zbuloi se qelizat e kuqe të gjakut zënë 40% të vëllimit të gjakut arterial dhe 40.4% të vëllimit të gjakut venoz. Nga kjo rezulton se vëllimi i eritrociteve të gjakut venoz është më i madh se ai i eritrociteve arteriale, gjë që shpjegohet me depërtimin e ujit në to.

Njëkohësisht me hyrjen e CO2 në eritrocit dhe formimin e acidit karbonik në të, oksigjeni lirohet nga oksihemoglobina dhe shndërrohet në hemoglobinë të reduktuar. Ky i fundit është një acid shumë më pak disociues sesa oksihemoglobina dhe acidi karbonik. Prandaj, kur oksihemoglobina shndërrohet në hemoglobinë, H2CO3 zhvendos jonet e kaliumit nga hemoglobina dhe, duke u kombinuar me to, formon kripën e bikarbonatit të kaliumit.

Joni H˙ i çliruar i acidit karbonik lidhet me hemoglobinën. Meqenëse hemoglobina e reduktuar është një acid pak i disociuar, nuk ka acidifikim të gjakut dhe ndryshimi në pH midis gjakut venoz dhe atij arterial është jashtëzakonisht i vogël. Reagimi që ndodh në qelizat e kuqe të gjakut të kapilarëve të indeve mund të përfaqësohet si më poshtë:

KHbO2 + H2CO3= HHb + O2 + KHSO3

Nga sa më sipër rezulton se oksihemoglobina, duke u shndërruar në hemoglobinë dhe duke hequr bazat që lidhen me të në dioksid karboni, nxit formimin e bikarbonatit dhe transportin e dioksidit të karbonit në këtë formë. Përveç kësaj, gcmoglobina formon një përbërje kimike me CO2 - karbohemoglobinë. Prania e hemoglobinës dhe dioksidit të karbonit në gjak u përcaktua nga eksperimenti i mëposhtëm. Nëse në gjakun e plotë i shtohet cianidi i kaliumit, i cili çaktivizon plotësisht anhidrazën karbonike, rezulton se qelizat e kuqe të gjakut të këtij gjaku lidhin më shumë CO2 sesa plazma. Nga kjo u arrit në përfundimin se lidhja e CO2 nga eritrocitet pas inaktivizimit të anhidrazës karbonike shpjegohet me praninë e një përbërje hemoglobine me CO2 në eritrocite. Më vonë u zbulua se CO2 ngjitet në grupin amine të hemoglobinës, duke formuar një të ashtuquajtur lidhje karbamine.

Reagimi i formimit të karbohemoglobinës mund të shkojë në një drejtim ose në tjetrin në varësi të tensionit të dioksidit të karbonit në gjak. Edhe pse një pjesë e vogël e sasisë totale të dioksidit të karbonit që mund të nxirret nga gjaku kombinohet me hemoglobinën (8-10%), roli i këtij përbërësi në transportin e dioksidit të karbonit në gjak është mjaft i madh. Përafërsisht 25-30% e dioksidit të karbonit të absorbuar nga gjaku në kapilarët sistemik kombinohet me hemoglobinën për të formuar karbohemoglobinë.

Lëshimi i CO2 nga gjaku në kapilarët pulmonar. Për shkak të presionit të pjesshëm më të ulët të CO2 në ajrin alveolar në krahasim me tensionin e tij në gjakun venoz, dioksidi i karbonit kalon përmes difuzionit nga gjaku i kapilarëve pulmonar në ajrin alveolar. Tensioni i CO2 në gjak bie.

Në të njëjtën kohë, për shkak të presionit të pjesshëm më të lartë të oksigjenit në ajrin alveolar në krahasim me tensionin e tij në gjakun venoz, oksigjeni rrjedh nga ajri alveolar në gjakun e kapilarëve të mushkërive. Tensioni i O2 në gjak rritet dhe hemoglobina shndërrohet në oksihemoglobinë. Meqenëse ky i fundit është një acid, disociimi i të cilit është shumë më i lartë se ai i hemoglobinës së acidit karbonik, ai zhvendos acidin karbonik nga acidi i tij i kaliumit. Reagimi shkon si më poshtë:

ННb + O2 + KНSO3= KНbO2+H2CO3

Acidi karbonik, i çliruar nga lidhja e tij me bazat, zbërthehet nga anhidraza karbonik në dioksid karboni në ujë. Rëndësia e anhidrazës karbonike në çlirimin e dioksidit të karbonit në mushkëri mund të shihet nga të dhënat e mëposhtme. Që të ndodhë reaksioni i dehidrimit të H2CO3 të tretur në ujë, me formimin e sasisë së dioksidit të karbonit që largohet nga gjaku ndërsa është në kapilarët e mushkërive, duhen 300 sekonda. Gjaku kalon nëpër kapilarët e mushkërive brenda 1-2 sekondave, por gjatë kësaj kohe, dehidratimi i acidit karbonik brenda qelizave të kuqe të gjakut dhe difuzioni i CO2 që rezulton fillimisht në plazmën e gjakut dhe më pas në ajrin alveolar.

Meqenëse përqendrimi i joneve HCO3 në eritrocite zvogëlohet në kapilarët pulmonar, këto jone nga plazma fillojnë të shpërndahen në eritrocite, dhe jonet e klorit shpërndahen nga eritrocitet në plazmë. Për shkak të faktit se tensioni i dioksidit të karbonit në gjakun e kapilarëve pulmonar zvogëlohet, lidhja karbamine shkëputet dhe karbohemoglobina lëshon dioksid karboni.

Kurbat e shpërbërjes së përbërjeve të acidit karbonik në gjak. Siç kemi thënë tashmë, mbi 85% e dioksidit të karbonit që mund të nxirret nga gjaku duke e acidifikuar atë, çlirohet si rezultat i zbërthimit të bikarbonateve (kaliumi në qelizat e kuqe të gjakut dhe natriumi në plazmë).

Lidhja e dioksidit të karbonit dhe lirimi i tij në gjak varet nga tensioni i pjesshëm i tij. Është e mundur të ndërtohen kurbat e disociimit për komponimet e dioksidit të karbonit në gjak, të ngjashme me kurbat e disociimit për oksihemoglobinën. Për ta bërë këtë, përqindjet e vëllimit të dioksidit të karbonit të lidhur në gjak paraqiten përgjatë boshtit të ordinatave dhe sforcimet e pjesshme të dioksidit të karbonit paraqiten përgjatë boshtit të abshisës. Lakorja e poshtme në Fig. 58 tregon lidhjen e dioksidit të karbonit nga gjaku arterial, hemoglobina e të cilit është pothuajse plotësisht e ngopur me oksigjen. Kurba e sipërme tregon lidhjen e gazit acid nga gjaku venoz.

Dallimi në lartësinë e këtyre kthesave varet nga fakti se gjaku arterial, i pasur me oksihemoglobinë, ka një aftësi më të ulët për të lidhur dioksidin e karbonit në krahasim me gjakun venoz. Duke qenë një acid më i fortë se acidi karbonik, oksihemoglobina largon bazat nga bikarbonatet dhe në këtë mënyrë kontribuon në çlirimin e acidit karbonik. Në inde, oksihemoglobina, duke u kthyer në hemoglobinë, heq dorë nga bazat që lidhen me të, duke rritur lidhjen e gazit acid në gjak.

Pika A në lakoren e poshtme në Fig. 58 korrespondon me një tension acid prej 40 mm Hg. Art., d.m.th. tensioni që ekziston në të vërtetë në gjakun arterial. Në këtë tension lidhet 52 vol.% CO2. Pika V në lakoren e sipërme korrespondon me një tension të gazit acid prej 46 mmHg. Art., pra i pranishëm në gjakun venoz. Siç shihet nga kurba, në këtë tension gjaku venoz lidh 58 vol.% dioksid karboni. Linja AV që lidh kthesat e sipërme dhe të poshtme korrespondon me ato ndryshime në aftësinë për të lidhur dioksidin e karbonit që ndodhin kur gjaku arterial shndërrohet në venoz ose, anasjelltas, gjak venoz në arterial.

Gjaku venoz, për faktin se hemoglobina që përmban shndërrohet në oksihemoglobinë, çliron rreth 6 vol.% CO2 në kapilarët e mushkërive. Nëse hemoglobina në mushkëri nuk shndërrohej në oksihemoglobinë, atëherë, siç mund të shihet nga kurba, gjaku venoz me një presion të pjesshëm të dioksidit të karbonit në alveole të barabartë me 40 mm Hg. Arti do të lidhte 54 vol.% CO2, pra, do të hiqte dorë jo nga 6, por vetëm 4 vëllim. Po kështu, nëse gjaku arterial në kapilarët e rrethit sistemik nuk ka hequr dorë nga oksigjeni i tij, domethënë nëse hemoglobina e tij mbetet e ngopur me oksigjen, atëherë ky gjak arterial, nën presionin e pjesshëm të dioksidit të karbonit të pranishëm në kapilarët e trupit. indet, nuk do të ishin në gjendje të lidhnin 58 vol .% CO2, por vetëm 55 vol.%.

Anhidraza karbonike(sinonim: karbonat dehidrataza, karbonat hidroliaza) është një enzimë që katalizon reaksionin e kthyeshëm të hidratimit të dioksidit të karbonit: CO 2 + H 2 O Û H 2 CO 3 Û H + + HCO 3. Përmbahet në qelizat e kuqe të gjakut, qelizat e mukozës së stomakut, korteksin mbiveshkore, veshkat dhe në sasi të vogla në sistemin nervor qendror, pankreasin dhe organet e tjera. Roli i anhidrazës karbonike në trup lidhet me ruajtjen e bilanci acido-bazik, transporti i CO 2, formimi i acidit klorhidrik nga mukoza e stomakut. Aktiviteti i anhidrazës karbonike në gjak është normalisht mjaft konstant, por në disa kushte patologjike ndryshon në mënyrë dramatike. Një rritje e aktivitetit të anhidrazës karbonike në gjak vërehet në anemi me origjinë të ndryshme, çrregullime të qarkullimit të gjakut të shkallës II-III, disa sëmundje të mushkërive (bronkektazi, pneumosklerozë), si dhe gjatë shtatzënisë. Një rënie në aktivitetin e kësaj enzime në gjak ndodh me acidozë me origjinë renale, hipertiroidizëm. Me hemolizën intravaskulare, aktiviteti i anhidrazës karbonike shfaqet në urinë, ndërsa normalisht mungon. Këshillohet të monitorohet aktiviteti i anhidrazës karbonik në gjak gjatë ndërhyrjeve kirurgjikale në zemër dhe mushkëri, sepse mund të shërbejë si tregues i aftësive adaptive të trupit, si dhe gjatë terapisë me frenuesit e anhidrazës karbonik - hipotiazid, diakarb.

Për të përcaktuar aktivitetin e anhidrazës karbonike përdoren metoda radiologjike, imunoelektroforetike, kolorimetrike dhe titrimetrike. Përcaktimi bëhet në gjakun e plotë të marrë me heparinë ose në qelizat e kuqe të gjakut të hemolizuara. Për qëllime klinike, metodat kolorimetrike më të pranueshme për përcaktimin e aktivitetit të anhidrazës karbonike (për shembull, modifikimet e metodës Brinkman), bazuar në përcaktimin e kohës së nevojshme për zhvendosjen e pH të përzierjes së inkubacionit nga 9.0 në 6.3 si rezultat i hidratimit të CO 2 . Uji i ngopur me dioksid karboni përzihet me një zgjidhje tregues-bufer dhe një sasi të caktuar të serumit të gjakut (0.02 ml) ose një suspension i eritrociteve të hemolizuara. Fenoli i kuq përdoret si tregues. Ndërsa molekulat e acidit karbonik shpërndahen, të gjitha molekulat e reja të CO 2 i nënshtrohen hidratimit enzimatik. Për marrjen rezultate të krahasueshme reagimi duhet të vazhdojë gjithmonë në të njëjtën temperaturë, është më e përshtatshme të ruhet temperatura e shkrirjes së akullit në 0°. Koha e reagimit të kontrollit (reagimi spontan i hidratimit të CO 2) është normalisht 110-125 Me. Normalisht, kur përcaktohet me këtë metodë, aktiviteti i anhidrazës karbonike është mesatarisht 2-2,5 njësi konvencionale, dhe për sa i përket 1 milion rruazave të kuqe të gjakut është 0,458 ± 0,006 njësi konvencionale (një njësi e aktivitetit të anhidrazës karbonike merret si një 2-fish rritje e shpejtësisë së reaksionit të katalizuar).

Bibliografi: Vlerësimi klinik i testeve laboratorike, ed. MIRË. Titsa, per. nga anglishtja, f. 196, M., 1986.

Anhidraza karbonike(sinonim: karbonat dehidrataza, karbonat hidroliaza) është një enzimë që katalizon reaksionin e kthyeshëm të hidratimit të dioksidit të karbonit: CO 2 + H 2 O Û H 2 CO 3 Û H + + HCO 3. Përmbahet në qelizat e kuqe të gjakut, qelizat e mukozës së stomakut, korteksin mbiveshkore, veshkat dhe në sasi të vogla në sistemin nervor qendror, pankreasin dhe organet e tjera. Roli i K. në organizëm lidhet me mbajtjen ekuilibri acido-bazik, transporti i CO 2, formimi i acidit klorhidrik nga mukoza e stomakut. Aktiviteti i K. në gjak është normalisht mjaft konstant, por në disa gjendje patologjike ndryshon ndjeshëm. Rritje e aktivitetit të K.-së në gjak vërehet në rastet me origjinë të ndryshme, çrregullime të qarkullimit të gjakut të shkallës II-III, disa sëmundje të mushkërive (bronkektazi, pneumosklerozë), si dhe gjatë shtatzënisë. Një rënie në aktivitetin e kësaj enzime në gjak ndodh me acidozë me origjinë renale, hipertiroidizëm. Me hemolizën intravaskulare aktiviteti i K. shfaqet në urinë, ndërsa normalisht mungon.

Këshillohet të monitorohet aktiviteti i K. në gjak gjatë ndërhyrjeve kirurgjikale në zemër dhe mushkëri, sepse mund të shërbejë si tregues i aftësive adaptive të trupit, si dhe gjatë terapisë me frenuesit e anhidrazës karbonik - hipotiazid, diakarb.

modifikimet e metodës Brinkman), bazuar në përcaktimin e kohës së nevojshme për zhvendosjen e pH të përzierjes së inkubacionit nga 9.0 në 6.3 si rezultat i hidratimit të CO 2. Uji i ngopur me dioksid karboni përzihet me një zgjidhje tregues-bufer dhe një sasi të caktuar të serumit të gjakut (0.02 ml) ose një suspension i eritrociteve të hemolizuara. Fenoli i kuq përdoret si tregues. Ndërsa molekulat e acidit karbonik shpërndahen, të gjitha molekulat e reja të CO 2 i nënshtrohen hidratimit enzimatik. Për të marrë rezultate të krahasueshme, reagimi duhet të vazhdojë gjithmonë në të njëjtën temperaturë, është më e përshtatshme të ruhet temperatura e shkrirjes së akullit në 0°. Koha e reagimit të kontrollit (reagimi spontan i hidratimit të CO 2) është normalisht 110-125 Me. Normalisht, kur përcaktohet me këtë metodë, aktiviteti i K. është mesatarisht i barabartë me 2-2.5 njësi konvencionale, dhe në terma të 1 milion rruazave të kuqe të gjakut, 0.458 ± 0.006 njësi konvencionale (merret një njësi e aktivitetit të K. të jetë një rritje 2-fish e shpejtësisë së reaksionit të katalizuar).

Bibliografi: Vlerësimi klinik i testeve laboratorike, ed. MIRË. Titsa, per. nga anglishtja, f. 196, M., 1986.

I Anhidraza karbonike (sinonim: karbonat dehidratazë, karbonat hidroliazë)

një enzimë që katalizon reaksionin e kthyeshëm të hidratimit të dioksidit të karbonit: CO 2 + H 2 O ⇔ H 2 CO 3 ⇔ H + + HCO 3. Përmbahet në qelizat e kuqe të gjakut, qelizat e mukozës së stomakut, korteksin mbiveshkore, veshkat dhe në sasi të vogla në sistemin nervor qendror, pankreasin dhe organet e tjera. Roli i acidit në trup është i lidhur me ruajtjen e ekuilibrit acid-bazë (ekuilibri acid-bazë) , transporti i CO 2, formimi i acidit klorhidrik nga mukoza e stomakut. Aktiviteti i K. në gjak është normalisht mjaft konstant, por në disa gjendje patologjike ndryshon ndjeshëm. Rritje e aktivitetit të K. në gjak vërehet në anemi me origjinë të ndryshme, çrregullime të qarkullimit të gjakut të shkallës II-III, disa sëmundje të mushkërive (bronkektazi, pneumosklerozë), si dhe gjatë shtatzënisë. Një rënie në aktivitetin e kësaj enzime në gjak ndodh me acidozë me origjinë renale, hipertiroidizëm. Me hemolizën intravaskulare aktiviteti i K. shfaqet në urinë, ndërsa normalisht mungon. Këshillohet të monitorohet aktiviteti i K. në gjak gjatë ndërhyrjeve kirurgjikale në zemër dhe mushkëri, sepse mund të shërbejë si tregues i aftësive adaptive të trupit, si dhe gjatë terapisë me frenuesit e anhidrazës karbonik - hipotiazid, diakarb.

Për të përcaktuar aktivitetin e K. përdoren metoda radiologjike, imunoelektroforetike, kolorimetrike dhe titrimetrike. Përcaktimi bëhet në gjakun e plotë të marrë me heparinë ose në qelizat e kuqe të gjakut të hemolizuara. Për qëllime klinike, metodat kolorimetrike më të pranueshme për përcaktimin e aktivitetit të K (për shembull, modifikimet e metodës Brinkman), bazuar në përcaktimin e kohës së nevojshme për zhvendosjen e pH të përzierjes së inkubacionit nga 9.0 në 6.3 si rezultat i hidratimit të CO 2. Uji i ngopur me dioksid karboni përzihet me një tretësirë tampon tregues dhe një sasi të caktuar të serumit të gjakut (0.02 ml) ose një suspension i eritrociteve të hemolizuara. Fenoli i kuq përdoret si tregues. Ndërsa molekulat e acidit karbonik shpërndahen, të gjitha molekulat e reja të CO 2 i nënshtrohen hidratimit enzimatik. Për të marrë rezultate të krahasueshme, reagimi duhet të vazhdojë gjithmonë në të njëjtën temperaturë, është më e përshtatshme të ruhet temperatura e shkrirjes së akullit në 0°. Koha e reagimit të kontrollit (reagimi spontan i hidratimit të CO 2) është normalisht 110-125 Me. Normalisht, kur përcaktohet me këtë metodë, aktiviteti i K. është mesatarisht i barabartë me 2-2.5 njësi konvencionale, dhe në terma të 1 milion rruazave të kuqe të gjakut, 0.458 ± 0.006 njësi konvencionale (merret një njësi e aktivitetit të K. të jetë një rritje 2-fish e shpejtësisë së reaksionit të katalizuar).

Bibliografi: Vlerësimi klinik i testeve laboratorike, ed. MIRË. Titsa, per. nga anglishtja, f. 196, M., 1986.

II Anhidraza karbonike

- një enzimë që katalizon reaksionin e kthyeshëm të formimit të acidit karbonik nga dioksidi i karbonit dhe uji. Inhibitorët K përdoren në mjekësi për trajtimin e disa sëmundjeve kardiovaskulare dhe sëmundjeve të tjera...
Shkenca natyrore. fjalor enciklopedik
- I Anhidraza karbonike është një enzimë që katalizon reaksionin e kthyeshëm të hidratimit të dioksidit të karbonit: CO2 + H2O ⇔ H2CO3 ⇔ H+ + HCO3...
Enciklopedia mjekësore
- një enzimë që përmban zink të grupit liazë karbon-oksigjen, që katalizon reaksionin e kthyeshëm të ndarjes së acidit karbonik ndaj dioksidit të karbonit dhe ujit...
Fjalor i madh mjekësor
- anhidraza karbonike, hidroliaza karbonate, një enzimë e klasës së liazës, që katalizon formimin e kthyeshëm të acidit karbonik nga dioksidi i karbonit dhe uji: CO2 + H2O ↔ H2CO3. K. është një metaloproteinë që përmban Zn...

Qëllimi i punës është të përcaktojë faktorët që ndikojnë në aktivitetin e anhidrazës karbonik që përmban zink në sistemin riprodhues të minjve meshkuj në kushtet e ekspozimit ndaj rrezatimit mikrovalë me intensitet të ulët. Anhidraza karbonike luan një rol të rëndësishëm në metabolizmin e plazmës seminale dhe maturimin e spermës. Aktiviteti i anhidrazës karbonike në ekstraktet ujë-kripë të epididymis dhe testikujve të minjve në grupin e kontrollit, sipas të dhënave tona, varion nga 84,0 ± 74,5 U/ml, që për sa i përket peshës së indeve është 336,0 ± 298,0 U/mg. U studiua lidhja midis përqendrimit të joneve të zinkut dhe poliaminës dhe aktivitetit të anhidrazës karbonik. Aktiviteti i anhidrazës karbonike në sistemin riprodhues të minjve meshkuj ka një skemë komplekse rregullimi, e cila padyshim nuk kufizohet në faktorët që kemi përshkruar. Bazuar në rezultatet e marra, mund të konkludohet se roli i rregullatorëve të ndryshëm të aktivitetit të kësaj enzime ndryshon në varësi të shkallës së aktivitetit të anhidrazës karbonik. Ka të ngjarë që përqendrimet e larta të sperminës të kufizojnë transkriptimin e gjenit të anhidrazës karbonik, duke pasur parasysh të dhënat mbi funksionet e kësaj poliamine. Spermidina ndoshta shërben si një faktor kufizues në fazat post-tribozomale të rregullimit të aktivitetit të anhidrazës karbonik, dhe putrescina dhe përqendrimi i joneve të zinkut janë faktorë aktivizimi të ndërlidhur.

sistemi riprodhues i minjve meshkuj

përqendrimi i joneve të zinkut

poliaminat

anhidraza karbonike

1. Bojko O.V. Aspektet metodologjike të përdorimit të sperminës së acidit klorhidrik dhe spermidinës për identifikimin e mikroflorës uropatogjene / O.V. Bojko, A.A. Terentyev, A.A. Nikolaev // Problemet e riprodhimit. – 2010. – Nr 3. – F. 77-79.

2. Ilyina O.S. Ndryshimet në përmbajtjen e zinkut në gjakun e njeriut në diabetin mellitus të tipit I dhe tiparet e efektit hipoglikemik të kompleksit sulfat insulinë-kondroitin që përmban zink: abstrakt. dis. ...cand. biol. Shkencë. – Ufa, 2012. – 24 f.

3. Lutsky D.L. Spektri proteinik i ejakulateve me fertilitet të ndryshëm / D.L. Lutsky, A.A. Nikolaev, L.V. Lozhkina // Urologji. – 1998. – Nr 2. – F. 48-52.

4. Nikolaev A.A. Aktiviteti i enzimave spermoplazmike në ejakulat me fertilitet të ndryshëm / A.A. Nikolaev, D.L. Lutsky, V.A. Bochanovsky, L.V. Lozhkina // Urologji. – 1997. – Nr. 5. – F. 35.

5. Ploskonos M.V. Përcaktimi i poliaminave në objekte të ndryshme biologjike / M.V. Ploskonos, A.A. Nikolaev, A.A. Nikolaev // Shteti i Astrakhanit. mjaltë. akad. – Astrakhan, 2007. – 118 f.

6. Polunin A.I. Përdorimi i zinkut në trajtimin e subfertilitetit mashkullor / A.I. Polunin, V.M. Miroshnikov, A.A. Nikolaev, V.V. Dumchenko, D.L. Lutsky // Mikroelemente në mjekësi. – 2001. – T. 2. – Nr.4. – F. 44-46.

7. Haggis G.C., Gortos K. Aktiviteti i anhidrazës karbonike të indeve të traktit riprodhues të minjve meshkuj dhe lidhja e tij me prodhimin e spermës // J. Fert. Riprodhoni. – 2014. - V. 103. - F. 125-130.

Dihet se aktiviteti i anhidrazës karbonike që përmban zink është i lartë në sistemin riprodhues të shpendëve meshkuj, gjitarëve dhe njerëzve. Aktiviteti i kësaj enzime ndikon në maturimin e spermatozoideve, numrin e tyre dhe vëllimin e spermës. Por nuk ka asnjë informacion në lidhje me ndryshimet në aktivitetin e anhidrazës karbonik nën ndikimin e përbërësve të tjerë të përhershëm të sistemit riprodhues, siç janë jonet e zinkut dhe poliaminat (putrescina, spermina dhe spermidina), të cilat ndikojnë në mënyrë aktive në spermatogjenezën. E dhënë vetëm karakteristikat e përgjithshme pasojat e ndryshimeve në aktivitetin e anhidrazës karbonik në gjendjen morfofunksionale të organeve të sistemit riprodhues të minjve meshkuj, numrin e spermës, lëvizshmërinë e tyre.

Qëllimi i punës sonë ishte një studim i aktivitetit të anhidrazës karbonik që përmban zink dhe lidhjes së saj me nivelin e poliaminave dhe joneve të zinkut në indet e sistemit riprodhues të minjve meshkuj të pjekur.

Materiale dhe metoda. Pjesa eksperimentale e studimit përfshiu 418 minj meshkuj albino Wistar. Minjtë ishin 6-7 muajsh (individë të pjekur). Pesha trupore e minjve ishte 180-240 g, e mbajtur në kushte standarde të vivariumit. Për të shmangur ndikimin e ndryshimeve sezonale në përgjigjet ndaj ndikimeve eksperimentale, të gjitha studimet u kryen në periudhën vjeshtë-dimër të vitit. Mbledhja e testiseve dhe epididymis nga minjtë u krye nën anestezi eter ( studime eksperimentale janë kryer në përputhje të plotë me Deklaratën e Helsinkit për Trajtimin Human të Kafshëve).

Objektet e studimit tonë ishin ekstraktet e kripës së ujit të epididymis dhe testikujt e minjve të bardhë meshkuj seksualisht të pjekur. Ekstraktet u përgatitën në tampon acidi tris-klorhidrik pH = 7,6 në një raport peshë/vëllim 1/5, pas katër herë ngrirjes, shkrirjes dhe centrifugimit në 8000 g për 50 minuta, mostrat u ngrinë dhe u ruajtën në -24 °C derisa studimin.

Përcaktimi i zinkut. Në 2 ml të ekstraktit në studim u shtuan 0,1 ml NaOH 10% dhe 0,2 ml një tretësirë 1% të ditizonit në tetraklorur karboni. Në kontrollin negativ, u shtuan 2 ml ujë të distiluar, në kontrollin pozitiv - 2 ml një tretësirë të sulfatit të zinkut 20 μmol (përqendrimi molar i një tretësire standarde të sulfatit të zinkut). Mostrat u fotometruan në 535 nm. Përqendrimi i kationeve të zinkut në kampion është llogaritur duke përdorur formulën: CZn=20 µmol × Mostra OD535/Standard OD535, ku kampioni OD535 është densiteti optik i kampionit, i matur në 535 nm; OD535 Standard - dendësia optike e një solucioni standard 20 mikromolar të sulfatit të zinkut, i matur në 535 nm.

Përcaktimi i anhidrazës karbonik. Metoda bazohet në reagimin e dehidrimit të bikarbonateve me heqjen e dioksidit të karbonit të formuar si rezultat i dehidrimit me flluska intensive të mjedisit të reagimit me ajrin e çliruar nga monoksidi i karbonit dhe regjistrimin e njëkohshëm të shkallës së ndryshimit të pH. Reaksioni fillon duke futur shpejt një tretësirë të substratit - bikarbonat natriumi (10 mM) në përzierjen e reaksionit që përmban mostrën e provës. Në këtë rast, pH rritet me 0,01-0,05 njësi. Mostrat (10.0-50.0 mg) të epididymis dhe testikujt e minjve meshkuj të bardhë seksualisht të pjekur u homogjenizuan dhe u centrifuguan në 4500 g për 30 minuta. në 4 °C, dhe supernatanti hollohet me ujë të dyfishtë të distiluar në 4 °C deri në një vëllim që do të lejonte matjen e kohës së reagimit. Aktiviteti i anhidrazës karbonik përcaktohet nga ndryshimi i vlerës fillestare të pH nga 8.2 në 8.7 në reaksionin e dehidrimit të CO2. Shpejtësia e akumulimit të joneve hidroksil matet në mënyrë elektrometrike duke përdorur një matës të ndjeshëm të pH të programueshëm (InoLab pH 7310) i ndërlidhur me një PC. Zhvendosja e pH nga 8.2 në 8.7, në funksion të kohës në seksionin linear, merr parasysh aktivitetin e enzimës. Është llogaritur koha mesatare (T) për 4 matje. Koha e ndryshimit të pH gjatë hidratimit spontan të CO2 në një mjedis pa mostër është marrë si kontroll. Aktiviteti i anhidrazës karbonik u shpreh në njësi enzimë (U) për mg ind të lagësht sipas ekuacionit: ED = 2 (T0 - T)/ (T0 × mg ind në përzierjen e reaksionit), ku T0 = koha mesatare për 4 matje të një tretësirë e pastër prej 4 ml dioksid karboni të ftohur, të ngopur, ujë të dydistiluar.

Përcaktimi i poliaminave. Mostrat (100-200mg) të epididymis dhe testikujt e minjve meshkuj albino të pjekur u homogjenizuan, u pezulluan në 1 ml acid perklorik 0,2 normal për të nxjerrë poliaminat e lira dhe u centrifuguan. Në 100 μl të supernatantit, u shtuan 110 μl karbonat natriumi 1,5 m dhe 200 μl klorur dansil (7,5 mg/ml tretësirë në aceton; Sigma, Mynih, Gjermani). Përveç kësaj, 10 μL diaminoheksan 0,5 mM u shtua si standard i brendshëm. Pas 1 h inkubimi në 60°C në errësirë, 50 μL tretësirë proline (100 mg/mL) u shtuan për të lidhur klorurin e lirë të dansilit. Më pas derivatet dansil të poliaminave (në tekstin e mëtejmë të referuara si DNSC-poliamines) u nxorrën me toluen, u sublimuan në një avullues vakum dhe u tretën në metanol. Kromatografia u krye në një kolonë LC 18 të fazës së kundërt (Supelco), në një sistem kromatografie të lëngshme me performancë të lartë (Dionex) i përbërë nga një mikser gradient (modeli P 580), një injektor automatik (ASI 100) dhe një detektor fluoreshence (RF 2000) . Poliaminat u eluan në një gradient linear nga 70% në 100% (v/v) metanol në ujë me një shpejtësi rrjedhjeje prej 1 mL/min dhe u zbuluan në një gjatësi vale ngacmimi prej 365 nm dhe një gjatësi vale emetimi prej 510 nm. Të dhënat u analizuan duke përdorur software Dionex Chromeleon, dhe kuantifikimi u krye me kthesa kalibruese të marra nga një përzierje substancash të pastra (Fig. A).

Kromatografia me performancë të lartë të poliaminave DNSC:

A - kromatogrami i një përzierjeje standarde të DNSC-poliamines; B - kromatogrami i DNSC-poliamines nga një prej mostrave të indeve të epididymis dhe testikujve të minjve meshkuj. 1 - putrescine; 2 - kadaverinë; 3 - hexanediamine (standard i brendshëm); 4 - spermidinë; 5 - spermatozoidet. Boshti x është koha në minuta, boshti y është fluoreshenca. Maja të panumërta - papastërti të paidentifikuara

Rezultatet e hulumtimit dhe diskutimi. Siç dihet, anhidraza karbonike luan një rol të rëndësishëm në metabolizmin e plazmës seminale dhe maturimin e spermës. Aktiviteti i anhidrazës karbonike në ekstraktet ujë-kripë të epididymis dhe testikujve të minjve në grupin e kontrollit, sipas të dhënave tona, varion nga 84,0 ± 74,5 U/ml, që për sa i përket peshës së indeve është 336,0 ± 298,0 U/mg. Një aktivitet kaq i lartë i enzimës mund të shpjegohet me rolin e saj të rëndësishëm fiziologjik. Për krahasim, niveli i aktivitetit të kësaj enzime në indet e tjera të të njëjtave kafshë është shumë më i ulët (Tabela 1), me përjashtim të gjakut të plotë, në të cilin njihet aktiviteti i lartë i anhidrazës karbonike eritrocitare. Megjithatë, ajo që bie në sy është shpërndarja shumë e gjerë e vlerave të aktivitetit të anhidrazës karbonike në epididymis dhe testikuj, koeficienti i variacionit të të cilit është më shumë se 150% (Tabela 1).

Tabela 1

Aktiviteti i anhidrazës karbonik në indet e meshkujve seksualisht të pjekur

Ind i miut mashkullor	Aktiviteti i enzimës, njësi	Numri i vëzhgimeve	Koeficienti i variacionit, %


indet e trurit
Muskujt
Mukoza e traktit gastrointestinal
epididymis dhe testikuj
Gjak i plotë

Kjo tregon ndikimin e faktorëve të pa llogaritur në aktivitetin e enzimës. Ka dy rrethana që shpjegojnë këtë veçori. Së pari, dihet se aminat biologjikisht aktive, duke përfshirë poliaminat spermidine dhe spermine, janë të afta të aktivizojnë anhidrazën karbonike. Është sistemi riprodhues i mashkullit që është burimi më i pasur i sperminës dhe spermidinës. Prandaj mbajtëm përcaktim paralel përqendrimet e poliaminave në ekstraktet e kripës së ujit të epididymis dhe testikujt e minjve meshkuj. Poliaminat spermidina, spermina dhe putrescina u analizuan me HPLC siç përshkruhet në Metodat. U tregua se spermina, spermidina dhe putrescina u zbuluan në indet e epididymis dhe testikujt e minjve meshkuj (Fig. B).

Në minjtë meshkuj seksualisht të pjekur, niveli i sperminës ishte 5,962±4,0,91 µg/g ind, spermidine 3,037±3,32 µg/g ind, putrescine 2,678±1,82 µg/g ind dhe spermine/spermidine .19 Për më tepër, sipas të dhënave tona, si niveli i spermidinës ashtu edhe niveli i sperminës (në një masë më të vogël) janë subjekt i luhatjeve të konsiderueshme. Analiza e korrelacionit tregoi një lidhje pozitive të rëndësishme (r=+0.3) ndërmjet niveleve të sperminës dhe spermidinës, përkatësisht spermidinës dhe putrescinës (r=+0.42). Me sa duket, kjo rrethanë është një nga faktorët që ndikon në shpërndarjen e lartë të rezultateve të përcaktimit të aktivitetit të anhidrazës karbonik.

Një rregullator tjetër i aktivitetit të anhidrazës karbonik mund të jetë niveli i zinkut në indin riprodhues të minjve meshkuj seksualisht të pjekur. Sipas të dhënave tona, niveli i jonit të zinkut varion shumë, nga 3,2 në 36,7 μg/g ind të përgatitjes totale të testiseve dhe epididimit të minjve meshkuj seksualisht të pjekur.

Analiza e korrelacionit të niveleve të zinkut me nivelet e aktivitetit të sperminës, spermidinës dhe anhidrazës karbonik tregoi nivele të ndryshme të korrelacionit pozitiv midis përqendrimit të joneve të zinkut dhe këtyre metabolitëve. Një nivel i parëndësishëm i lidhjes u gjet me sperminën (+0.14). Duke pasur parasysh numrin e vëzhgimeve të përdorura, ky korrelacion nuk është i rëndësishëm (p≥0.1). U gjet një korrelacion i rëndësishëm pozitiv midis nivelit të joneve të zinkut dhe përqendrimit të putrescinës (+0.42) dhe përqendrimit të spermidinës (+0.39). Një korrelacion i pritshëm pozitiv i lartë (+0.63) u gjet gjithashtu midis përqendrimit të joneve të zinkut dhe aktivitetit të anhidrazës karbonik.

Në fazën tjetër, ne u përpoqëm të kombinojmë përqendrimin e zinkut dhe nivelin e poliaminave si faktorë që rregullojnë aktivitetin e anhidrazës karbonik. Gjatë analizimit të serive të variacioneve të përcaktimit të përbashkët të përqendrimit të joneve të zinkut, poliaminave dhe aktivitetit të anhidrazës karbonik, u zbuluan disa rregullsi. U tregua se nga 69 studime të kryera mbi nivelin e aktivitetit të anhidrazës karbonik, mund të dallohen tre grupe:

Grupi 1 - aktivitet i lartë nga 435 në 372 njësi (numri i vëzhgimeve 37),

Grupi 2 - aktivitet i ulët nga 291 në 216 njësi (numri i vëzhgimeve 17),

Grupi 3 - aktivitet shumë i ulët nga 177 në 143 njësi (numri i vëzhgimeve 15).

Gjatë renditjes së niveleve të poliaminave dhe përqendrimit të joneve të zinkut me këto grupe, u zbulua një veçori interesante që nuk u shfaq kur analizohej seria e variacionit. Përqendrimet maksimale të sperminës (mesatarisht 9,881±0,647 μg/g ind) shoqërohen me grupin e tretë të vëzhgimeve me aktivitet shumë të ulët të anhidrazës karbonik, dhe minimale (mesatarisht 2,615±1,130 μg/g ind) me grupin e dytë me aktivitet të ulët. aktiviteti i enzimës.

Numri më i madh i vëzhgimeve lidhet me grupin e parë me nivel të lartë Aktiviteti i anhidrazës karbonik, në këtë grup përqendrimet e sperminës janë afër vlerave mesatare (mesatarisht 4,675 ± 0,725 μg/g ind).

Përqendrimi i joneve të zinkut shfaq një marrëdhënie komplekse me aktivitetin e anhidrazës karbonik. Në grupin e parë të aktivitetit të anhidrazës karbonik (Tabela 2), përqendrimi i joneve të zinkut është gjithashtu më i lartë se vlerat në grupet e tjera (mesatarisht 14,11±7,25 μg/g ind). Më tej, përqendrimi i joneve të zinkut zvogëlohet në përputhje me uljen e aktivitetit të anhidrazës karbonik, por kjo rënie nuk është proporcionale. Nëse në grupin e dytë aktiviteti i anhidrazës karbonike zvogëlohet në krahasim me të parin me 49,6% dhe në të tretën me 60,35%, atëherë përqendrimi i joneve të zinkut zvogëlohet në grupin e dytë me 23%, dhe në të tretën me 39%.

tabela 2

Marrëdhënia midis përqendrimit të poliaminave dhe joneve të zinkut dhe aktivitetit të anhidrazës karbonik

Grupet e aktiviteteve anhidraza karbonike, njësi	Përqendrimi mesatar spermine, μg/g ind	Përqendrimi mesatar spermidina, μg/g ind	Përqendrimi mesatar putrescine, μg/g ind	Përqendrimi mesatar jonet e zinkut, μg/g ind

Kjo tregon faktorë shtesë që ndikojnë në aktivitetin e kësaj enzime. Dinamika e përqendrimit të putrescinës duket disi e ndryshme (Tabela 2). Niveli i kësaj poliamine po bie me ritme më të shpejta, dhe në grupin e tretë krahasues niveli i putrescinës është mesatarisht më i ulët për gati 74%. Dinamika e niveleve të spermidinës ndryshon në atë që vlerat e përqendrimit "të shfaqura" të kësaj poliamine lidhen kryesisht me grupin e dytë të niveleve të aktivitetit të anhidrazës karbonik. Me aktivitet të lartë të kësaj enzime (grupi 1), përqendrimi i spermidinës është pak më i lartë se mesatarja për të gjitha vëzhgimet, dhe në grupin e tretë është pothuajse 4 herë më i ulët se përqendrimi në grupin e dytë.

Kështu, aktiviteti i anhidrazës karbonike në sistemin riprodhues të minjve meshkuj ka një skemë komplekse rregullimi, e cila padyshim nuk kufizohet në faktorët që kemi përshkruar. Bazuar në rezultatet e marra, mund të konkludohet se roli i rregullatorëve të ndryshëm të aktivitetit të kësaj enzime ndryshon në varësi të shkallës së aktivitetit të anhidrazës karbonik. Ka të ngjarë që përqendrimet e larta të sperminës të kufizojnë transkriptimin e gjenit të anhidrazës karbonik, duke pasur parasysh të dhënat mbi funksionet e kësaj poliamine. Spermidina ndoshta shërben si një faktor kufizues në fazat post-tribozomale të rregullimit të aktivitetit të anhidrazës karbonik, dhe putrescina dhe përqendrimi i joneve të zinkut janë faktorë aktivizimi të ndërlidhur.

Në këto kushte, vlerësimi i ndikimit të faktorëve të jashtëm (përfshirë ata që ndryshojnë funksionin riprodhues) në aktivitetin e anhidrazës karbonike, si një nga hallkat e rëndësishme në metabolizmin e sistemit riprodhues të gjitarëve meshkuj, bëhet jo vetëm i rëndësishëm, por edhe një proces kompleks, që kërkon një numër të madh kontrollesh dhe vlerësimesh shumëpalëshe.

Lidhje bibliografike

Kuznetsova M.G., Ushakova M.V., Gudinskaya N.I., Nikolaev A.A. RREGULLIMI I AKTIVITETIT TË KARBONHIDRAZËS ME ZINK NË SISTEMIN RIPRODUKTIV TË MIJVE MESHKUJ // çështje bashkëkohore shkencës dhe arsimit. – 2017. – Nr.2.;
URL: http://site/ru/article/view?id=26215 (data e hyrjes: 19.07.2019).