Біологічні
науки / 8.Фізіологія людини і тварин
Григорова Н.В.
Запорізький національний університет
Вивчення взаємовідносин цинку та магнію
в інсулінпродукуючих клітинах
Активність багатьох
металоензимів залежить від присутності цинку та магнію, які підтримують
структуру та функцію біомембран [3, 4]. За допомогою високоселективних
цитохімічних реакцій 8 - (п - толуолсульфоніламіно) - хіноліну (8 - ТСХ) та
люмомагнезону (ЛМ) визначаються в клітинах відповідно цинк і магній. Вони були
нами використані для вивчення взаємовідносин двох металів у панкреатичних
клітинах В.
У дослідах були використані 41 миша та 45 щурів, у
тому числі тварини, які отримали внутрішньоочеревинно ін’єкції сульфату цинку
та магнію. До забою у тварин брали кров з хвоста. Забивали їх декапітацією.
Шматочки підшлункової залози фіксували в холодному (4 ºС)
ацетоні та рідині Буена, а також застосовували для приготування заморожених
зрізів.
Шматочки залози, фіксовані в ацетоні,
проводили через ксилоли, суміш ксилолу та парафіну (40 ºС), а також два
рідких парафіни (56 ºС), після чого заливали в парафін. У випадках з
використанням рідини Буена шматочки спочатку зневоднювали в серії спиртів зростаючої міцності, а потім доводили через
ксилоли до парафіну, як вказано вище.
Парафінові зрізи готували 5 – 10 мкм
завтовшки. Депарафінували їх витримуванням у двох ксилолах, двох спиртах,
дистильованій воді. Для постановки цитохімічної 8–ТСХ – реакції на зрізи
залози, фіксованої в ацетоні, наносили по краплі ацетонового розчину реагенту.
Потім зрізи промивали дистильованою водою, замикали в гліцерин і розглядали під
люмінесцентним мікроскопом (світлофільтри ФС–1, ЖС-18). На
препаратах у цитоплазмі острівцевих клітин В визначали гранули, що
люмінесціювали жовто-зеленим
світлом. Кількість гранул – показник вмісту в клітинах цинку.
Для постановки цитохімічної реакції АФ на інсулін
зрізи залози, фіксованої в рідині Буена, обробляли після їх депарафінування в
окислювачі та відновнику, промивали дистильованою водою та забарвлювали
спиртовим розчином фарбника альдегідфуксину, промивали водопровідною водою,
замикали в гліцерин-желатин. На препаратах у цитоплазмі клітин В
визначали синьо-фіолетові гранули, кількість яких – вміст інсуліну в клітинах.
Для цитохімічного визначення магнію заморожені зрізи обробляли
ацетоновим розчином ЛМ, промивали в дистильованій воді, замикали в гліцерин і
розглядали під люмінесцентним мікроскопом, обладнаним конденсором темного поля.
На препаратах у цитоплазмі клітин В визначали гранули, що
люмінесціювали оранжевим
світлом. Кількість гранул – вміст магнію в клітинах.
Інтенсивність
цитохімічних реакцій оцінювали за трибальною системою, запропонованою
В.В.Соколовським [1] та Хейхоу Ф. і Квагліно Д. [2].
У контрольних (інтактних)
мишей рівень цукру в крові складав 5,9 ±
0,21 ммоль/л, а вміст інсуліну в
В-клітинах дорівнював 1,5 ± 0,12 ум.од. При введенні сульфату цинку
концентрація глюкози в крові була підвищена на 63 % (р < 0,001), а кількість
інсуліну – на 33 % (р < 0,01). Сіль магнію викликала схожі зміни: глікемія була
підвищена на 44 % (р < 0,001), а інтенсивність альдегідфуксинової реакції –
на 27 % (р < 0,05).
У контрольних щурів глікемія
складала 5,7 ± 0,18 ммоль/л, інтенсивність реакції на інсулін – 1,6 ± 0,12
ум.од. Уведення солі цинку викликало зростання концентрації цукру в крові на 56
% (р < 0,001), а інсуліну в клітинах – на 31 % (р < 0,01). Сульфат магнію
викликав підвищення глікемії на 44 % (р < 0,001), а інсуліну в В-клітинах –
на 31 % (р < 0,01).
Таким чином, сполуки цинку
та магнію викликали підвищення рівня цукру в крові та вмісту інсуліну в
В-клітинах, що вказує на гальмування секреторної активності В-клітин.
У контрольних (інтактних)
мишей інтенсивність у панкреатичних клітинах В 8-ТСХ-реакції складала 2,0 ±
0,06 ум.од., ЛМ-реакції 1,1 ± 0,08 ум.од. Сіль цинку викликала підвищення в
В-інсулоцитах вмісту цинку на 30 %
(р < 0,001), а магнію – на 27 % (р < 0,01). При введенні сульфату
магнію отримані дані 15 % (р < 0,01) і 27 % (р < 0,01) відповідно.
У контрольних щурів у
В-інсулоцитах визначалось цинку 0,5 ± 0,03 ум.од., а магнію – 1,3 ± 0,09 ум.од.
При введенні сульфату цинку інтенсивність 8-ТСХ-реакції у клітинах В зростала
на 60 % (р < 0,001), а реакції ЛМ – на 23 % (р < 0,05). Сіль магнію
викликала підвищення в В-інсулоцитах концентрації цинку на 20 % (р < 0,05),
а магнію – на 23 % (р < 0,05).
Отже, введення сульфату
цинку та магнію викликало накопичення двох металів у панкреатичних клітинах В,
що можна пояснити здібністю двох металів стабілізувати мембрани клітин,
гальмувати секрецію інсуліну. Накопичення гормону в клітинах, очевидно,
стимулює біосинтез у клітинах металотіонеїну, який транспортує всередину гранул
цинк і магній. У результаті утворюється комплекс металу з інсуліном
(«депо-форма» інсуліну).
1. Соколовский В.В. Гистохимические исследования в токсикологии.- Л.: Медицина, 1971. - 176c.
2. Хейхоу Ф., Кваглино Д.
Гематологическая цитохимия. - М.: Медицина, 1983. - 320с.
3. Tonyz
R.M. Magnesium in clinical medicine // Front Biosci. – 2004. – Vol.
9. – P. 1278-1293.
4. Vallee
B.L. Zinc: biochemistry, physiology, toxicology and clinical patho-logy //Biofactors. – 1988. – Vol. 1. – P. 31-36.