Тиаминаза (тиамингидролаза)

Это фермент, играющий.важную роль в обеспечении нормального хода обменных процессов с участием витамина B₁ (тиамина). Тиаминаза расщепляет тиамин на тиазоловый и пиримидииовый компоненты, лишенные биологической активности, т. с. является естественным регулятором действия тиамина. Увеличение активности тиаминазы в различных тканях приводит к снижению количества тиамина и нарушению нормального хода биохимических процессов, характерных для B₁-авитаминоза. В течение минувшего десятилетия киевскими ихтиотоксикологами [206, 208, 15, 16] получены оригинальные данные об изменении активности тиаминазы и содержании общего тиамина в тканях рыб, подвергнутых токсическому действию синезеленых водорослей.

Многократно воспроизведенными опытами на разных видах рыб (окунь, судак, язь, плотва, лещ, толстолобик, красноперка) показано, что под действием метаболитов и продуктов распада синезеленых.водорослей возрастает активность тиаминазы, снижается содержание тиамина, что приводит к развитию специфического Bi-авитаминоза с характерным для него симптомом паралича и последующей скоротечной гибелью. Выраженность изменений системы тиаминаза — тиамин, а также время появления признаков паралича и гибели рыб определяются количеством внесенных в аквариумы синезеленых водорослей и видовыми особенностями токсикореэистентности рыб.

Так, например, в опытах на 2-летнсм толстолобике установлено, что увеличение концентрации синезеленых водорослей с 0,8 до 6 г/л сокращало время выживания подопытных рыб, содержащихся в аквариумах с постоянной аэрйцией воды, с 19 до 1,5 ч [206]. По данным О. М. Арсана [15], к моменту появления первых признаков паралича у рыб, отравленных синезелепыми водорослями, активность тиаминазы в печени окуня увеличивалась на 33-38%, судака — на 39-40%, язя — на 22-34% в сравнении с ее активностью в печени контрольных рыб. Одновременно с этим происходит снижение содержания тиамина в печени окуня на 23-25%, судака на 54-60%. язя на 42-54%. Дальнейшее развитие токсического процесса, завершающееся гибелью подопытных рыб, сопровождается еще более глубоким снижением содержания тиамина в печени (у окуня более чем на 50%, у судака на 74%, у язя на 60-65%). Интересно, что активность тиаминазы печени в момент гибели у окуня несколько возрастала (43-59%) по сравнению с ее активностью у парализованных рыб, у судака осталась практически без изменений (54%), а у язя даже несколько снизилась (30-36%). Иными словами, снижение содержания общего тиамина непропорционально увеличению активности тиаминазы [206]. Сходные по направленности и примерно одинаковые по выраженности изменения системы тпамнназа-тиамнн происходят и в кишечнике рыб, отравленных нативными водорослями.

Исследованиями А. Я. Маляревской [206] показано, что токсины, выделенные из Microcystis aeruginosa, оказывают более выраженное активирующее действие на тиаминазу органов и тканей рыб, чем нативные водоросли. Кроме того, повышение активности тиаминазы и снижение содержания тиамина отмечены у рыб, отравленных ДДТ, хлорофосом и при дефиците кислорода. Следует отмстить при этом, что гипоксия и ДДТ вызывали фазовые изменения активности тиаминазы и снижение уровня тиамина у рыб. Первоначальная фаза повышенной двигательной активности у рыб сопровождалась снижением активности тиаминазы и увеличением содержания тиамина в печени и кишечнике рыб (толстолобик, карп, судак, карась). Следующая за этим вторая фаза — фаза адинамии (начальная стадия паралича) — приводила к противоположным по направленности изменениям системы тиаминаза — тиамин, т. е. к увеличению активности фермента и снижению содержания витамина. Анализируя результаты многолетних исследований, А. Я. Маляревская 1206] приходит к выводу, что «появилась возможность на основании определения величины этих двух показателей судить об интоксикации рыб под влиянием метаболитов синезеленых водорослей и оценить уровень накопления их токсинов в организме рыб, безопасный для потребления последних человеком и животными» (с. 79).

Краткий обзор накопленных к настоящему времени данных по влиянию токсикантов на активность ферментов свидетельствует о перспективности этого направления исследований современной ихтиотоксикологии. Большинство данных получено на тканевых ферментах (за исключением сывороточной холинэстеразы). Ферменты сыворотки крови остаются все еще вне поля зрения их-тиотоксикологов. Между тем их количество у человека, например, варьирует, по данным разных авторов, от 50 до 100. Основная масса ферментов крови образуется клетками тканей и поступает в кровь в результате распада и последующего освобождения ферментов. В связи с этим возникла идея использовать ферменты, образующиеся в тканях и циркулирующие в крови, для диагностических целей. Ведь в основе любого патологического процесса лежат нарушения координированной деятельности ферментных систем. Успехи клинической биохимии позволили всесторонне обосновать представление об определенных биохимических синдромах, характеризующих тот или иной патологический процесс. Особое место при этом заняла энзимодиагностика, т. е. оценка уровня активности отдельных ферментов сыворотки крови в диагностических целях. К настоящему времени установлены три типа изменений ферментного спектра крови. Изменения первого типа заключаются в понижении активности постоянно присутствующих в крови ферментов (гипофермснтемии). Они отражают гипофункцию пораженных органов. Изменения второго типа выражаются в повышении содержания или активности этих же ферментов (гииерферментемии). Они могут быть обусловлены либо повышением функции органа, либо нарушением нормального режима выделения ферментов из-за патологической проницаемости. Наконец, изменения ферментного спектра третьего типа заключаются в появлении в крови ферментов, которые'в нормальных условиях отсутствуют. Нетрудно видеть, что изменения первого и второго типов определяются на основе количественных показателей активности ферментов, а изменения третьего типа характеризуют качественные изменения ферментного спектра и представляют особый интерес. Перечисленные нарушения во многих случаях носят специфический характер. Их выявление служит решающим подтверждением клинического диагноза, а изучение в динамике — ценным прогностическим тестом. Чаще других в клинической биохимии используют щелочные и кислую фосфатазы, трансаминазы, альдолазу, амилазу, холинэстеразы. Некоторые из этих ферментов сыворотки крови стали успешно применяться в токсикологических исследованиях. Не приходится сомневаться в том, что энзимодиагностика займет в ихтиотоксикологии столь же почетное место, которое по праву принадлежит ей в клинической биохимии.