Возрастные особенности кальпаин-кальпастатиновой церебральной системы крыс в аспекте кальциевой гипотезы старения мозга

Abstract

Исследовали возрастные изменения активности кальпаина, активности его эндогенного ингибитора кальпастатина и соотношения этих показателей в головном мозгу крыс четырех возрастных групп (две-три недели, два-три, пять-шесть и 24 месяца). Активность кальпаина определяли с использованием FITC-казеина в качестве субстрата. В растворимой фракции гомогената мозга активность фермента с возрастом увеличивалась, превышая у взрослых крыс (пять-шесть месяцев) аналогичный показатель у ювенильных животных в 3.65 раза, а у старых крыс несколько снижалась. Во фракции, полученной после отделения кальпаина от других компонентов с помощью хроматографии на ДЕАЕ-целлюлозе, тенденция к увеличению активности кальпаина с возрастом сохранялась, но была менее выраженной. Активность кальпастатина проявляла иную направленность возрастных изменений: она была самой высокой у двух-трехнедельных животных с постепенным снижением (на 27 %) у старых. Обнаружено также, что эффективность ингибирующего действия кальпастатина в ткани мозга по отношению к активности кальпаина, как правило, избыточна. При этом соотношение активностей ингибитора и фермента с возрастом уменьшалось; данный индекс составлял 1.65 у двух-трехнедельных, 1.33 у двухмесячных, 1.1 у взрослых и 1.0 и менее у старых животных. Таким образом, показано, что интенсивность протеолиза, опосредуемого кальпаином, в головном мозгу крыс возрастает от ювенильного периода до зрелого возраста и несколько снижается при старении. Такие изменения происходят за счет как повышения активности фермента, так и о слабления действия его ингибитора кальпастатина.

Досліджували вікові зміни активності кальпаїну, активності його ендогенного інгібітора кальпастатину та співвідношення цих показників у головному мозку щурів чотирьох вікових груп (два-три тижні, два-три, п’ять-шість і 24 місяці). Активність кальпаїну визначали з використанням FITC-казеїну як субстрату. У розчинній фракції гомогенату мозку активність ферменту з віком збільшувалася, перевищуючи у дорослих щурів (п’ять-шість місяців) аналогічний показник у ювенільних тварин у 3.65 разу, а у старих щурів дещо знижувалась. У фракції, отриманій після відділення кальпаїну від інших компонентів за допомогою хроматографії на ДЕАЕ-целюлозі, тенденція до збільшення активності кальпаїну з віком зберігалась, але була менш вираженою. Активність кальпастатину проявляла іншу спрямованість вікових змін: вона була найбільш високою у дво-тритижневих тварин з поступовим зниженням (на 27 %) у старих Виявлено також, що ефективність інгібуючої дії кальпастатину в тканині мозку відносно активності кальпаїну є надмірною. При цьому співвідношення активності інгібітора та ферменту з віком зменшувалося; даний індекс складав 1.65 у дво-тритижневих, 1.33 у двомісячних, 1.1 у дорослих і 1.0 і менше у ст арих тварин. Таким чином, показано, що інтенсивність протеолізу, опосередкованого кальпаїном, у головному мозку щурів зростає від ювенільного періоду до зрілого віку і дещо знижується при старінні. Такі зміни відбуваються за рахунок як підвищення активності ферменту, так і послаблення дії його інгібітора кальпастатину.

We studied age-related changes in the activity of calpain, those in the activity of its endogenous inhibitor calpastatin, and the ratio of these indices in the brain of rats of four age groups (2-3 weeks, 2-3, 5-6, and 24 months). The activity of calpain was estimated using FITC casein as the substrate.