Комплекс пептидних фрагментів гемоглобіну: роль в регуляції системи крові

Abstract

Дисертація (рукопис) на здобуття наукового ступеня доктора біологічних наук за спеціальністю 14.03.13 - нормальна фізіологія. - Інституті фізіології ім. О.О.Богомольця НАН України, Київ, 2002. Пептидний комплекс, отриманий шляхом ферментативного гідролізу гемоглобіну з наступною екстракцією органічною кислотою в присутності двохвалентних катіонів має власну фізіологічну активність, яка спрямована на підтримку метаболічних та регенераторних процесів у системі крові. Комплекс пептидних фрагментів гемоглобіну можна віднести до медіаторної ланки біорегуляції системи крові, яка здійснює перенос специфічної інформації після взаємодії з мембранними рецепторами, змінюючи активність внутрішньоклітинних білків (зокрема bcl-2) з протеінкіназами, сигнали від яких змінюють експресію ядерних білків (зокрема р53). Виявлена здатність комплексу пептидних фрагментів гемоглобіну посилювати розвиток еритробластних елементів та стимулювати процеси проліферації клітин гранулоцитарного ряду за фізіологічних умов і при розвитку експериментальних патологій. Комплексу пептидних фрагментів гемоглобіну в умовах експериментальної патології системи крові (гемолітичної анемії, викликаній введенням сірчанокислого фенілгідразину, порушенні синтезу порфіринів та гему в умовах хронічної свинцевої інтоксикації, гіпопластичноїї анемії, викликаній променевим пошкодженням організму, депресії кровотворення,, викликаній введенням цитостатика) притаманна нормалізуюча дія на систему вільнорадикального окислення, білки гострої фази запалення, неспецифічну резистентність, що супроводжується відновленням фагоцитарних властивостей нейтрофілів, нормалізацією функцій системи гемостазу та імунітету. Перспективне подальше вивчення комплексу пептидних фрагментів гемоглобіну, як потенційних лікарських речовин, що разом із вирішенням найважливіших теоретичних проблем біологічної регуляції дозволить накреслити нові підходи до лікування різних захворювань системи крові.

Диссертация (рукопись) на соискание ученой степени доктора биологических наук по специальности 14.03.13- нормальная физиология; Институт физиологии им. А.А. Богомольца НАН Украини, Киев, 2002. Пептидный комплекс полученный, путем ферментативного гидролиза гемоглобина имеет собственную биологическую активность, которая направлена на поддержание метаболических и регенераторных процессов в системе крови. Комплекс пептидных фрагментов гемоглобина можно отнести к медиаторному звену системи биорегуляции крови, которая осуществляет перенос специфической информации после взаемодействия с мембранними рецепторами, изменяя активность внутриклеточных белков (в частности, bcl-2) с протеинкиназами, сигналы от которых изменяют експрессию ядерных белков (в частности, р53). Виявлена способность комплекса пептидных фрагментов гемоглобина ускорять развитие эритробластных клеток и стимулировать процессы пролиферации клеток гранулоцитарного ряда в физиологических условиях и при развитии экспериментальной патологии. Комплекс пептидных фрагментов гемоглобина в условиях экспериментальной патологии системы крови (гемолитическая анемия, вызванная введением фенилгидразина, нарушение синтеза порфиринов и гема в условиях хронической интоксикации солями свинца, гипопластическая анемия, вызванная гамма-излучением, депрессия кроветворения, вызванная введеним цитостатика) способен оказывать нормализующее действие на систему свободнорадикального окисления, белки острой фазы воспаления, неспецифическую резистентность организма, что сопровождается восстановлением фагоцитарных функций нейтрофилов, нормализацией функций системы гемостаза и иммунитета. Перспективным является дальнейшее изучение комплекса пептидных фрагментов гемоглобина, как потениального лекарственного препарата, которое вместе с решением теоретических проблем биологической регуляции позволит наметить новые подходы к лечению заболеваний системы крови.

A thesis (manuscript) on the competition of academic degree of Biological Sciences Doctor by speciality 03.00.13-the Normal Physiology; A.A.Bogomoletz Institute of Physiology, National Academy of Sciences of Ukraine, Kiev, 2002. The peptide complex, received by fermentative haemoglobin hydrolysis, has its own biological activity which is aimed to the metabolic and regenerative processes maintaining in a blood system. In the work the chromatographic, haematological, biochemical, coagulological, immunological and histological methods are used. Immunohistochemical investigation of antigens bcl-2 and p53 were performed with the monoclonal antibodies using. The DNA fragmentation was accomplished by means of agarose-gel electrophoresis. The experiments were performed on the models of acute phenylhidrasine anaemia, chronic lead-poisoning (saturnism), acute haematopoesis hypoplasia, caused by the vinblastine application, acute extracorporal г-irradiation. The performed investigation results showed that the haemoglobin peptide fragments complex in vitro is capable to activate the fibrinolysis, to bloke the thrombine transformation, to decrease the mannosecontaining membrane lymphocytes and rod neutrophils structures expression degree. While injecting to the health animals the peptide complex increased the velocity of conducting the visual modality impulses in the specific afferent systems of subcortical and cortical visual analysers regions, stimulated the erythroblastic elements development, the proliferation processes in the bone-marrow granulocytic line, increased the haemoglobin concentration in erythrocytes, and the neutrophils phagocytic activity. In the condition of the chemical oxidant phenylhidrasine action the haemoglobin peptide fragments complex implication restored the glucose-6-dehydrogenase level and the reticulocytes number in a blood, normalized the nitroblue (NBT) test and neutrophil phagocytic activity, decreased the mannosecontaining membrane lymphocytes and rod neutrophils structures expression and inhibited the hypercoagulation development. At the chronic saturnism the haemoglobin peptide fragments complex intramuscular injection restored the morphological blood and bone-marrow picture, while enhancing the erythropoiesis and decreasing the apoptotic cells number and bone-marrow cells DNA-fragmentation. The haemoglobin peptide fragments complex affected radioprotectively the blood system after the extracorporal г-irradiation in a sublethal dose. The animals mortality in experimental group decreased in 13%, in bone marrow there were a myeloid cells restoring, the DNA fragmentation reducing and the cell number with protein hall-marker p53 reducing in 2.3 times. The peptide complex decreased in a blood the malone dialdehyde accumulation level in 1,5 times, increased the young erythrocytes number in a circulation, normalized the coagulative blood potential. In the haemodepression condition, caused by the vinblastine application, the haemoglobin peptide fragments complex decreased the animal lethality in 20%, inhibited the oncoprotein p53 expression and DNA degradation in a bone-marrow cells, increased in it the rod and segment-nuclear neutrophils containing. In a peripheral blood the peptide complex normalized the leucocytes number, neutrophils phagocytic index, T-lymphocytes, B-lymphocytes, theophyllin-perceptible cells, Ig A and Ig G containing. Thus, the haemoglobin peptide fragments influence the blood cells exit from the bone marrow, the cell differentiation and specialization. To our point of view, the haemoglobin peptide fragments interact with the cell membrane receptors, changing the intracellular messengers and corresponding proteinkinases activity, modulate the nuclear proteins expression. All processes mentioned above lead to the genome activity change and secondary new proteins synthesis. The further studying of the haemoglobin peptide fragments physical role side by side with the most important theoretical problems of biological regulation solving will allow to substantiate the new ways of different blood system diseases treatment.