About changes in protein and nucleic acid metabolism in the myocardium in hyperthyroidism

Abstract

According to Yu. I. Kardakov (1963), thyrotoxicosis is one of the most common causes of cardiovascular disorders.

Full Text

По данным Ю. И. Кардакова (1963), тиреотоксикоз является одной из наиболее частых причин сердечно-сосудистых расстройств. Совершенно очевидно, что рациональ­ная терапия не может не учитывать интимных нарушений метаболизма миокарда. Одна­ко многие стороны патогенеза таких нарушений недостаточно изучены. Л. М. Гольбер и В. И. Кандрор (1966) рассматривают нарушения пластического обеспечения сократи­тельной функции миокарда как причину недостаточности сердца при тиреотоксикозе. В основе этого нарушения, по их мнению, лежит воздействие тиреоидных гормонов на окислительное фосфорилирование в митохондриях. Ряд исследователей считает, что биохимические изменения, наблюдаемые в миокарде при тиреотоксикозе, являются лишь следствием раннего воздействия тиреоидных гормонов на протеоаннтез (Tata, Г. К. Парсаданян).

Мы изучали синтез белка по включению глицина 1-С¹⁴ в суммарный белок и сокра­тительный белок миокарда — актомиозин, а также синтез нуклеиновых кислот по вклю­чению Р³² в РНК субклеточных фракций миокарда на стадиях развития тиреоидинового токсикоза.

Опыты проводили на кроликах-самцах весом 2,5—3,2 кг. Животные одной группы служили контролем (К), а остальные в течение 7, 14, 28 дней (Т-7, Т-14, Т-28) получали тиреоидин по специальной схеме, обеспечивающей выраженную (не менее 25%) потерю веса к 28-му дню опыта, резкую тахикардию и другие признаки клинического тиреоток­сикоза. За 24 часа до забоя кроликам всех групп вводили внутривенно глицин 1-С¹⁴ из расчета 10 000 имп/мин/г веса. Сердце извлекали под эфирным наркозом, освобождали от крови, отсекали левый желудочек и осаждали белок. Осажденный и переосажденный убывающими концентрациями три хлор уксусной кислоты белок обезжиривали, промывали спиртом, смесью спирта и эфира и эфиром. Сухой белок растирали в ступке в тонкий порошок, который по 10 мг наносили на мишени.

Актомиозин выделяли по И. И. Иванову с некоторыми модификациями.

При исследовании нуклеинового обмена применялась 4-часовая метка РНК радио­активным фосфором Р³² из расчета 500 мккюри на кг веса. Ткань левого желудочка промывали 0,14 М NaCl с додецилсульфатом натрия до 0,5%. Просушенную навеску ткани измельчали и гомогенизировали на холоду в сахарозном растворе (0,25 М саха­розы, 0,003 М СаСl2, 0,05 М трис) 1 : 10. Ядра и рибосомы выделяли с помощью диффе­ренциального центрифугирования по методу, описанному Di Girolamo. РНК из цельного гомогената, ядерной и рибосомальной фракций миокарда выделяли по методу Tata и Widnell. О количестве РНК судили по результатам спектрофотометрии гидролизатов РНК по А. С. Спирину. Радиоактивность на мишенях подсчитывали с помощью торцо­вого счетчика Т25-БФЛ и пересчетной схемы ПС-64 (установка Б2).

Таблица 1

Включение глицина С¹⁴ в белок и актомиозин миокарда кроликов в динамике развития тиреотоксикоза (имп/мин/10 мг сухой навески)

Белок	К	Т-7	Т-14	Т-28
Суммарный белок	277+9,4	286+12,3	327+20,4	226+6,7
Актомиозин	236+17,4	237+17	293+8,5	181+10,7

Таблица 2

Включение Р³² в НК миокарда левого желудочка кроликов в динамике развития тиреотоксикоза (имп/мин/100 у РНК)

РНК	К	Т-7	Т-14	Т-28
Общая РНК	232+19,86	289+15.7 Р<0,05	323+24,6 Р<0,02	168+17,8 Р<0,05
Ядерная РНК	251+19,4	314+13,5	325+21,5	188+11
Рибосомы	234+18	272+10,4	325+21,5	213+11

Скорости включения глицина С¹⁴ в суммарный белок и актомиозин миокарда у кро­ликов группы Т-7 примерно такие же, как у контрольных животных (табл. 1). У кро­ликов, которым тиреоидин давали в течение 14 дней, наблюдается достоверное увеличе­ние включения глицина С¹⁴ как в суммарную белковую фракцию, так и в актомиозин. Это соответствует представлениям о том, что тиреоидные гормоны стимулируют биосин­тез белка в органах. Наши данные позволяют распространить эти представления и на специфический сократительный белок миокарда — актомиозин. При оценке полученных результатов следует отметить, что они внешне противоречат концепции Л. М. Гольбера и В. И. Кандрора о недостаточности пластического обеспечения сократительной функции тиреотоксического сердца. Вместе с тем, как показано этими авторами, на данной стадии тиреоидинового токсикоза сердечно-сосудистая система еще успешно удовлетворяет ки­слородные и другие запросы организма. Недостаточность миокарда отчетливо выявляется лишь на более позднем этапе тиреотоксикоза, к 28—30-му дню. В наших опытах такое продолжительное скармливание тиреоидина привело к значительному и достоверному торможению включения меченого глицина как в общий белок, так и в актомиозин сер­дечной мышцы. Что касается суммарного белка миокарда, то наши показатели соответ­ствуют результатам опытов В. И. Кандрора с метионином S³⁵ и Б. В. Покровского с глицином 2-С¹⁴. Торможение обновления актомиозина согласуется с данными других авторов, обнаруживших падение содержания миозина Б в скелетной мышце и снижение скорости обновления миозина в миокарде при тиреотоксикозе (3. С. Архангельская, Е. И. Медовар). Учитывая современные представления о действии гормонов на генети­ческом уровне и о зависимости между скоростью образования РНК и интенсивностью белкового синтеза, мы сочли нужным исследовать динамику нуклеинового обмена в мио­карде кроликов с тиреоидиновым токсикозом.

Уже недельная дача животным препарата приводит к увеличению включения Р³² в суммарную и ядерную РНК миокарда. Дальнейшее скармливание тиреоидина (до 14 дней) приводит к еще более интенсивному, включению Р³² в суммарную РНК миокарда. Увеличение интенсивности обновления нуклеиновых кислот обнаруживается у этой груп­пы животных также и в ядерной и рибосомальной фракциях. На 28-й день скармлива­ния наблюдается совершенно иная картина — скорость включения меченого фосфата в суммарную РНК значительно ниже, чем у животных контрольной группы. Уменьшена также и скорость включения метки в РНК ядерной фракции. Снижение радиоактивности рибосомальной фракции констатируется лишь относительно этого показателя у живот­ных группы Т-14. В. И. Кандрор и Т. Б. Рахманова также установили торможение вклю­чения Р³² в суммарную РНК к 28-му дню скармливания.

Анализ полученных данных обнаруживает параллелизм в динамике синтеза белка и РНК в миокарде кроликов на различных стадиях тиреоидинового токсикоза: повыше­ние интенсивности этих процессов в раннем периоде и торможение их при тяжелой сте­пени этого заболевания. Показано также, что введение тиреоидина в первую очередь влияет на темп синтеза РНК в ядерных фракциях. Изменение в рибосомах наблюдается, по-видимому, лишь позднее. Полученные результаты подтверждают хорошо известный факт о двухфазном действии тиреоидных гормонов на белковый обмен: малые дозы обладают анаболическим, тогда как большие — катаболическим действием. Что касается механизма такого двухфазного действия тиреоидных гормонов, то здесь существуют различные точки зрения. Tata и др. полагают, что в основе первой фазы действия тирок­сина лежит стимулирующее влияние его на генетический аппарат клетки, тогда как в основе второй фазы лежит иные механизмы. Hoch, а также Л. М. Гольбѳр и В. И. Канд­рор считают, что объектом любых доз тиреоидных гормонов являются энергопродуци­рующие образования в клетке — митохондрии. Различные фазы действия тироксина, по мнению этих авторов, можно объяснить тем, что малые дозы гормона, ослабляя дыха­тельный контроль в митохондриях, ведут к увеличению суммарного выхода АТФ и та­ким образом обеспечивают энергией процессы биосинтеза белка. Большие дозы гормона, полностью разобщая окислительное фосфорилирование, резко ограничивают энергетиче­ское снабжение анаболических процессов и обусловливают тем самым их торможение. Этот вопрос требует, по-видимому, дальнейших исследований.