MATRIX METALLOPROTEINASE ACTIVITIES
AND SOME HORMONES LEVELS DURING
GESTATION PERIOD IN COWS *

TEAMA, F.E.

Biological Applications Department, Radioisotopes Applications Division, Nuclear Research Centre, Atomic Energy Authority, Cairo, Egypt.

Key words: Matrix metalloproteinases, Total protein, 
       Progesterone, Estradiol, Pregnant cows.

نشاط أنزيم الماتركس ميتالوبروتينيز ومستويات بعض الهرمونات
خلال فترة الحمل فى الأبقار

فاطمة إدريس إبراهيم طعيمة

خلاصـة

تهدف هذه الدراسة الى تقييم نشاط انزيمات الماتريكس ميتالوبروتينيز (MMP-2 و MMP-9)  وهرمونات البروجستيرون والاستراديول فى مصل الدم الذى تم جمعه من 8 أبقار من نوع البراون سويس خلال فترات مختلفة من الحمل باستخدام تقنية zymography لتقدير نشاط الأنزيم وتقنية RIA لتقدير المستويات الهرمونية بالإضافة إلى تقدير البروتينات الكلية فى مصل الدم.

أوضحت النتائج زيادة فى نشاط إنزيمMMP-2  بنسبة 98% و 115% و 110% فى الفترات الأولى والثانية والثالثة من الحمل، على التوالى، كما أظهر زيادة معنوية مقدارها 185% فى فترة ما قبل الولادة بالمقارنة مع الأبقار الغير حوامل. أوضحت النتائج أيضاً زيادة كبيرة فى نشاط إنزيم  MMP-9 فى الثلث الثانى من الحمل حيث زاد نشاط الأنزيم بنسبة 85% عن غير الحوامل بينما كان نشاط الإنزيم غير ملحوظ فى الفترتين الأولى والثالثة من الحمل. أما بالنسبة لمستوى هرمون البروجستيرون، فأظهر زيادة معنوية (5.81 نانوجرام/مللى) وصلت تدريجياً إلى الحد الأقصى فى الثلث الثانى من الحمل ثم انخفض قبل الولادة الى 1.26 نانوجرام/مللى. وبالنسبة لمستوى هرمون الاستراديول، فأظهر زيادة ضئيلة )14.7 و 28 بيكوجرام/مللى) فى بداية الفترتين الأولى والثانية من الحمل، على التوالى، ثم أظهر زيادة معنوية (196.7 بيكوجرام/مللى) فى الفترة الثالثة من الحمل وصلت إلى الحد الأقصى فى مرحلة ما قبل الولادة. أوضحت النتائج نقص معنوى فى البروتينات الكلية فى الفترتين الثانية والثالثة من الحمل ثم وصلت تدريجياً الى اقل مستوى لها (6.87 جم/ديسى لتر) فى فترة ما قبل الولادة.

نستخلص من الدراسة أن هناك نشاط عال فى إنزيمMMP-2  وليس MMP-9  وأن له دوراً هاماً فى عملية الحمل فى الأبقار وأن هرمون البروجستيرون له أهمية فى نمو الجنين أما الاستراديول فهو مهم فى عملية فصل المشيمة.

ABSTRACT

Many factors including proteases, growth factors and hormones play important role in implantation and tissue remodelling of endometrium during different stages of gestation.  Matrix metalloproteinases (MMP) such as gelatinases mainly MMP-2 and MMP-9 are implicated in the degradation of extracellular matrix for tissue remodelling.  The aim of the present study is to evaluate the role of matrix metalloproteinases (MMP-2 and MMP-9) and hormones including progesterone (P4) and estradiol (E2) in the gestation process. The enzyme activities of MMP-2 and MMP-9 in serum collected from 8 Brown Swiss cows during different periods of gestation using zymography technique were examined. Hormonal levels for both P4 and E2 were determined using radioimmunoassay and also total proteins were estimated. A significant increase in MMP-2 activity by about 98%, 115% and 110% in the 1^st , 2^nd and 3^rd trimester of gestation were recorded, respectively, whereas it increased to be 185% in the pre-partum period as compared to non-pregnant cows (P<0.001). A significant increase in MMP-9 activity in the 2^nd trimester was recorded where the activity elevated by about 85% of non-pregnant controls (P<0.001).  In the 1^st and 3^rd trimesters, the enzyme activity was not detectable. P4 level was increased gradually until its maximum at the 2^nd trimester then decreased until pre-partum.  E2 level recorded too little increase at the beginning of the 1^st and 2^nd trimesters then sharply increased at the 3^rd one reached its maximum at pre-partum. There were significant decreases in total protein concentrations in the 2^nd and 3^rd trimesters then reached the lowest level before parturition    

It could be concluded that the high activity of MMP-2 but not MMP-9 enzyme has important role throughout the gestation period in cows and P4 has important role in the fetal growth and E2 in the placental loss.