ВАРИАЦИИ АМИНОКИСЛОТНОГО СОСТАВА КОСТНЫХ

RMS DPI 2010-1-157-0
http://www.minsoc.ru/2010-1-157-0
ВАРИАЦИИ АМИНОКИСЛОТНОГО СОСТАВА КОСТНЫХ ТКАНЕЙ
ЧЕЛОВЕКА
Лемешева С.А. (s_lemesheva@mail.ru) 1, 2, Голованова О.А.
(golovanoa@mail.ru) 1
1
Омский государственный университет им. Ф.М. Достоевского,
2
Омская государственная медицинская академия
VARIATIONS OF THE AMINO ACID COMPOSITION IN HUMAN BONE
TUSSUES
Lemesheva S.A. (s_lemesheva@mail.ru) 1, 2, Golovanova O.A.
(golovanoa@mail.ru) 1
1
Omsk State University named after F.M. Dostoevsky,
2
Omsk State Medical Academy
Минералы составляют твердую основу не только Земли, но живой
природы, в том числе и человека. В отличие от абиогенных образований
биоминералы неразрывно связаны с органическим веществом, образуя вместе с
ним единый органоминеральный агрегат (ОМА), где органическая
составляющая не является пассивной, а определяет процессы образования и
преобразования минеральной компоненты (Волкова, 2006). К таким ОМА
относится костная ткань человека. Известно, что химический состав данного
биоминерала подвергается возрастным изменениям, а также зависит от общего
состояния организма (Wang, 2004). В связи с чем, фактический материал по
костным тканям до сих пор имеет дискуссионный характер.
Цель работы – исследование патогенных и половозрастных (30-79 лет)
особенностей аминокислотного состава костных тканей человека.
Объекты и методы исследования. Материалами исследования
выступали горизонтальные срезы (верхний, средний, нижний) «нормальных» –
контрольных и пораженных коксартрозом головок бедренной кости жителей
Омского региона в возрасте от 30 до 79 лет. Для выявления половозрастных
изменений костных тканей весь материал распределен по четырем возрастным
группам (первая – 30-49, вторая – 50-59, третья – 60-69, четвертая – 70-79 лет).
Определение содержания аминокислот осуществлялось с помощью ионнообменной жидкостной хроматографии на аминокислотном анализаторе
ААА-39М.
Результаты исследования. В костных тканях определено количественное
содержание 13 аминокислот (табл.).
Показано, что патогенные процессы в костных тканях не приводят к
изменению качественного и количественного набора аминокислот.
44
Незначительное уменьшение их суммарного содержания в поврежденных
(∆ = 4 мас.%) костных пробах, по-видимому, связано с понижением
растворимости коллагена вследствие уплотнения его волокон и дегенеративных
изменений при коксартрозе (Лемешева, 2009).
Проведено ранжирование аминокислот по их содержанию в костной
ткани. Полученные концентрационные ряды сопоставлены с аминокислотным
набором патогенных биоминералов (зубные, слюнные, почечные камни)
(табл. 1). Показано, что как в физиогенных, так и в патогенных образцах
преобладают глутаминовая кислота и глицин. Это указывает на важную роль
данных аминокислот в процессах образования кальций-фосфатных ОМА в
организме человека (Бельская, 2009; Голованова, 2009). При этом в
значительных количествах в составе костной ткани (физиогенный биоминерал)
содержится изолейцин и лейцин, а в патогенных – серин, аланин, фенилаланин,
лизин и пролин.
Табл. Концентрационные ряды аминокислот ОМА из организма человека.
Патогенные
Костные
срезы
ОМА
«Норма»
Нижние
Поражение Средние
Верхние
Зубные камни
Слюнные камни
Почечные камни
(фосфатный тип)
Ряды аминокислот
Glu>Gly>Ile>Leu>Ala>Pro>Lys>Arg>Thr>Val>Phe>Ser>Met
Glu>Gly>Ile>Leu>Ala>Lys>Pro>Arg>Thr>Val>Phe>Ser>Met
Glu>Gly>Ile>Leu>Lys>Pro>Ala>Arg>Thr>Val>Phe>Ser>Met
Glu>Gly>Ile>Leu>Ala>Lys>Pro>Arg>Thr>Ser>Val>Phe>Met
Gly>Ser>Ala>Glu>Asp>Lys>Phe>Val>Leu>Thr>Ile>His>Arg>Tyr>Met
(Бельская, 2009)
Gly>Ser>Phe>Lys>Arg>Asp>Tyr > Leu>Glu>Val>Ala>His>Ile>Thr>Met
(Бельская, 2009)
Gly>Lys>Ala>Pro>Thr>Val>Glu>Ser>Phe>Arg>Met>Leu>Ile
(Голованова, 2009)
Для установления половозрастных особенностей аминокислотного
состава «нормальных» костных тканей человека проведена статистическая
обработка данных по содержанию аминокислот в близких к «норме» нижних
пораженных костных срезах.
С помощью t-критерия Стьюдента показано, что до 60 лет, как в группе
мужчин, так и женщин, наблюдается одинаковая тенденция изменения
аминокислотного состава костных проб. После 60 лет выявлены достоверные
отличия содержания аминокислот по половому и возрастному признаку. Так,
костные ткани мужчин и женщин третьей, а также четвертой возрастных групп
достоверно отличаются по общему содержанию аминокислот (Р=0.95, tрасч=2.14
> tтабл=2.06 и tрасч=2.50 > tтабл=2.06 соответственно). Подобных отличий в
образцах костных тканей первой и второй возрастных групп не выявлено.
При этом в образцах, принадлежащих мужчинам, общее содержание
аминокислот уменьшается после 60 лет (Р=0.95, значимое отличие между
первой и третьей возрастным группами tрасч=2.38 > tтабл=2.06, второй и третьей –
45
tрасч=2.85 > tтабл=2.06). Достоверное снижение концентрации аминокислот в
костных тканях женщин отмечено только после 70 лет (Р=0.95, значимое
отличие между первой и четвертой, третьей и четвертой возрастными группами
– tрасч=2.19 > tтабл=2.06; второй и четвертой – tрасч=2.93 > tтабл=2.06). Указанные
половозрастые особенности аминокислотного состава исследуемых проб
подтвержены кластерным анализом.
Таким образом, показано, что течение коксартроза не приводит к
значительным изменениям аминокислотного состава костных тканей человека.
В костных тканях мужчин и женщин вывлено уменьшение общего содержания
аминокислот в возрастных группах 60-69 лет и 70-79 лет, что возможно,
является следствием процессов общего старения организма, наличия
сопутствующих заболеваний (например, остеопороза).
Бельская Л.В. Зубные и слюнные камни – химический состав, генетические
особенности: дис. … канд. хим. наук. Омск, 2009. 158 с.
Волкова Н.Н. Исследование биоминерализационного геоэкологического фактора в
подземных водах Томского района: дис. ... канд. геол.-минерал. наук. Томск, 2006. 152 с.
Голованова О.А. Биоминералогия мочевых, желчных, зубных и слюнных камней из
организма человека: дис. ... доктора геол.-минерал. наук. Омск, 2009. 333 с.
Лемешева С.А., Голованова О.А., Вотяков С.Л. Микрохарактеристики костных тканей
человека – источник информации о процессах патогенной минерализации. //
Минералогическая интервенция в наномир: Материалы Международного минералогического
семинара. Сыктывкар, 2009. С. 199-122.
Wang X. The toughness of cortical bone and its relationship with age / X. Wang, S. Puram //
Annual Review of Biochemistry, 2004, v. 32, No 1, pp. 123-135.
46