Протеомный профиль мочи здорового человека в норме и при действии факторов космического полета (стр. 8 )

Рисунок 6. Ассоциативная сеть выявленных белков ССС системы с помощью корреляции программой ANDvisio.

Частота выявления этих белков в образцах мочи характеризовалась различной динамикой в ходе эксперимента (рис. 7).

Рисунок 7. Динамика белков мочи, выполняющих функции в сердечно - сосудистой системе в 5-суточной «сухой» иммерсии. 1- сывороточный альбумин, 2 - фетуин А, 3- цистатин-С, 4- Е-кадхерин, 5- витамин D связывающий белок, 6- перлекан, 7- калликреин-1, 8- кининоген-1, 9- эпидермальный фактор роста.

Белки образовании ангиотензина II. Показано, что через 24 часа после начала иммерсионного воздействие происходит подавление активности ренин-ангиотензиновой системы, в частности вдвое снижается активность ренина плазмы, повышаются диурез и экскреция натрия. Частота выявления в моче калликреина 1 (KLK1), снизившись вначале СИ, затем нарастала до 100% и не восстанавливалась до фоновых значений в течение недели после окончания иммерсии, что свидетельствует об интенсивности вовлечения калликреин-кининовой системы в регуляторные функции в иммерсии, что ранее не изучалось.

Были также идентифицированы белки, которые демонстрируют чувствительность организма человека к иммерсионному воздействию, что подтверждается корреляцией встречаемости этих белков в образцах, собранных в различные периоды эксперимента с изменяющимися параметрами водно-солевого обмена (на 4 сутки эксперимента по сравнению с фоновыми значениями) (табл. 17).

Таблица 17. Корреляции частоты выявления отдельных белков с параметрами водно-солевого обмена

Белки	Корреляция частоты встречаемости белка с параметром водно-солевого обмена	R	p_val
1	2	3	4
MGA_HUMAN	Водопотребление	0,96	0,01

Продолжение Таблицы 17.

1	2	3	4
KLK1_HUMAN	Экскреция жидкости	-0,87	0,05
Экскреция натрия	-0,97	0,01
Частичный водный баланс	0,96	0,01
PROZ_HUMAN	Экскреция жидкости	-0,90	0,04
Экскреция натрия	-0,87	0,06
Частичный водный баланс	0,90	0,04
CUBN_HUMAN	Экскреция натрия	-0,88	0,05
KNG1_HUMAN	Водопотребление	-0,87	0,06
OSTP_HUMAN	Частичный водный баланс	0,91	0,03
Экскреция натрия	-0,94	0,02

Изучение физиологических функций выявленных белков может, с одной стороны, подтвердить уже устоявшиеся представления о физиологическом ответе на иммерсионное воздействие, а с другой - предоставить новую информацию о ранее неизвестных механизмах адаптивного процесса.

3. Исследования протеома мочи здорового человека в условиях длительного космического полета

Космический полет воздействует на организм человека комплексом факторов, среди которых микрогравитация является ведущим и не воспроизводимым (с большой продолжительностью) на Земле. Возможность на молекулярном уровне выявить механизмы приспособления человека к земной силе тяжести после длительного пребывания на околоземной орбите дает возможность лучше понять направленность и диапазон происходящих в условиях космического полета физиологических изменений в организме человека.

В первые сутки после длительных полетов в образцах мочи космонавтов было выявлено 243 различных белка, среди них отмечались 34 белка, которые встречались хотя бы один раз в трех повторах хромато-масс-спектрометрического анализа, но не обнаруживались, ни в пробах мочи фонового периода, ни в образцах, собранных космонавтами на 7 сутки после КП, ни в моче членов дублирующих экипажей. То есть они с большой вероятностью могут рассматриваться как «специфические» именно для воздействия условий КП. Тканевая принадлежность этих белков была определена согласно базе данных TiGER (табл. 18).

Таблица 18. Тканевая принадлежность 34 специфичных для КП белков по базе данных TiGER

Орган, ткань организма	Число белков
легкие	1
жкт (гортань, язык, желудок)	6
костный мозг	3
почки, мочевой пузырь	3
глаза	2
печень	2
кожа	1
сердце	2
предстательная железа	3
клетки крови	3
мышцы	3
селезенка	1

Для специфичных в условиях КП белков с помощью программы BiNGO были определены 63 сверхпредставленных процесса. Наиболее сверхпредставленным, среди них, оказался процесс регуляции гомеостаза электролитов и минеральных веществ. Три белка, включенные в эту биологическую функцию (утероглобин, β-субъединица гемоглобина, глутатион-пероксидаза 3), - также являются участниками системы антиоксидантной защиты, активация которой является специфичным для +1 суток сверхпредставленным процессом. Вторым по значимости процессом оказалась регуляция водного баланса организма, связанная с функцией почек. Всего для первых суток после приземления достоверно выявлялось 10 сверхпредставленных процессов.

Далее была попытка связать основные из выявленных 63-х сверхпредставленных процессов с физиологическими изменениями, происходящими в различных системах организма в ранний восстановительный период, что ранее не осуществлялось.

В них вошли 9 процессов, связанных с функцией почек и состоянием водно-электролитного обмена; 3 процесса – с мышечной системой; 3 – с функциями сердечно-сосудистой системы; 9 – с перекисным окислением липидов и системой антиоксидантной защиты; 11 – с иммунной системой; 5 – с системой гемостаза; и 2 – с обменом веществ (рис. 8).

Рисунок 8. Примеры некоторых процессов первых суток после космического полета

Что касается белков мочи, выявленных в образцах, собранных у космонавтов на первые сутки после полета, они были участниками 9 процессов, которые связаны с функцией почек и состоянием водно-электролитного обмена (Таблица 19). Данные биологические процессы определяют в организме человека, как транспорт воды, так и транспорт ионов.

Таблица 19. Процессы, связанные с функцией почек и состоянием водно-электролитного обмена

Биологические процессы	Белки
1	2
Транспорт воды и водный обмен
Регуляция реабсорции осмотически свободной воды в нефроне	аквапорин-2
Клеточный ответ на водные стимулы
Регуляция водного гомеостаза	CD 63, протеин C, аквапорин-2, β-субъединица гемоглобина, титин, просапозин
Системный почечный процесс	аквапорин-2, β-субъединица гемоглобина
Транспорт ионов
Ионный транспорт	карбоновая ангидраза 1, протеин C, α-альбумин, β-субъединица гемоглобина, кальпротектин, липокалин-1, просапозин, eIF-6, аквапорин-2, Ig лямбда -7 chain C регион, Ig kappa chain V-I регион Ni, агрин, титин, CD 63,

Продолжение Таблицы 19.

1	2
Транспорт бикарбонатов	карбоновая ангидраза 1, β-субъединица гемоглобина
Регуляция транспорта ионов	CD 63
Клеточный ответ на ионы магния	фруктозо-1,6-бисфосфатаза 1
Транспорт кислорода через мембрану эритроцитов	аквапорин-2

Так, в образцах мочи после полетов выявлялась представленность аквапорина 2, белка апикальной мембраны эпителия собирательных трубок почек, формирующего молекулярный водный канал (пору) для переноса воды через липидный бислой мембран. Показано, что активация регуляции со стороны вазопрессина усиливает экскрецию аквапорина-2 с мочой, который поступает в мочу в составе экзосом небольшого размера. AQP2 может теряться при нарушении внутриклеточной рециркуляции, а также в состоянии усиленной почечной реабсорбции воды. Именно этот процесс является характерным для состояния почки после приземления космонавтов. Практически все белки, указанные в Таблице 19 являются новыми участниками хорошо известных в космической физиологии процессов. Все белки, обнаруженные в моче участников АНОГ, входят также и в список 17 почечных белков космонавтов и дублеров ( с соавт., 2013). При сравнении белковой композиции мочи при наземном моделировании эффектов КП (21-суточная АНОГ) с таковыми после длительных космических полетов было показано, что, в моче добровольцев не обнаруживается аквапорин-2, это, возможно связано с более длительным и значимым воздействием на организм космических полетов. Так, от количества аквапорина-2 зависит повторное всасывание воды почками и, как следствие, объем выделяемой мочи, а так же, вероятно, выделяемого с мочой кальция (Peng J., Jones G. L., Watson K., 2000; Fröhlich M., Deen P. M., Klipp E. A., 2010).