CC BY
25
Дьяконов Дмитрий Андреевич, кандидат медицинских наук, научный сотрудник лаборатории патомор-фологии крови ФГБУН «Кировский научно-исследовательский институт гематологии и переливания крови ФМБА России», Россия, 610027, г. Киров, ул. Красноармейская, д. 72, тел.: (8332) 67-37-38, е-шаИ: [email protected].
Федоровская Надежда Станиславовна, кандидат медицинских наук, руководитель лаборатории пато-морфологии крови ФГБУН «Кировский научно-исследовательский институт гематологии и переливания крови ФМБА России», Россия, 610027, г. Киров, ул. Красноармейская, д. 72, тел.: (8332) 37-24-76.
Тимина Наталья Александровна, заочный аспирант лаборатории патоморфологии крови, ФГБУН «Кировский научно-исследовательский институт гематологии и переливания крови ФМБА России», Россия, 610027, г. Киров, ул. Красноармейская, д. 72, тел.: 8 (8332) 37-24-76.
Федоровская Нина Афанасьевна, доктор медицинских наук, профессор, ведущий научный сотрудник гематологической клиники ФГБУН «Кировский научно-исследовательский институт гематологии и переливания крови ФМБА России», Россия, 610027, г. Киров, ул. Красноармейская, д. 72, тел.: 8 (8332) 37-24-76, е-шай: [email protected].
УДК 577.151.642; 577.152.278 © Е.И. Ерлыкина, Т.Ф. Сергеева, Е.И. Демина, 2012
Е.И. Ерлыкина, Т.Ф. Сергеева, Е.И. Демина
АКТИВНОСТЬ ОКИСЛИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ И СОСТОЯНИЕ КОМПЛЕКСА ГЕКСОКИНАЗА-КРЕАТИНКИНАЗА ПРИ АДАПТАЦИИ К ДЕФИЦИТУ КИСЛОРОДА
ГБОУ ВПО «Нижегородская государственная медицинская академия» Минздравсоцразвития России,
г. Н. Новгород
Изучены активность окислительных реакций и каталитические свойства митохондриальной креатинкиназы и гексокиназы при гипоксии мозга и краткосрочном гипобарическом прекондиционировании. Для животных с ишемией мозга после 4-дневного режима гипобарического прекондиционирования установлен рост активности креатинкиназы (КК) и гексокиназы (ГК), снижение интенсивности свободнорадикального окисления по сравнению с 30-минутной ишемией. Следовательно, данный режим прекондиционирования стабилизирует мембранные структуры клеток мозга, что создает условия для оптимальной работы мембраносвязанных ферментов.
Ключевые слова: гипоксия, окисление, гексокиназа, креатинкиназа.
E.I. Erlykina, T.F. Sergeeva, E.I. Demina
THE ACTIVITY OF FREE-RADICAL REACTIONS AND THE STATE OF CREATINE KINASE-HEXOKINASE COMPLEX UNDER ADAPTATION
TO OXYGEN DEFICIENCY
The activity of free-radical reactions and catalytic properties of mitochondrial creatine kinase and hexokinase were studied in hypoxia and in short-term hypobaric preconditioning. The increase in the activity of creatinkynase and hexoky-nase, the decrease of the free-radical reaction intensity in comparison with 30 minutes ischemia was revealed in animals with cerebral ischemia after 4-days hypobaric preconditioning. Thus, short-term hypobaric preconditioning stabilizes membrane structures of nerve cells. It creates optimal conditions for functioning of membrane-bound enzymes.
Key words: hypoxia, oxidation, hexokinase, creatine kinase.
Участие типовых патологических процессов - стресса и гипоксии - в патогенезе различных заболеваний ставит перед современной медициной проблему повышения толерантности организма к подобным повреждающим факторам. В основе действия этих факторов может быть активация окислительных процессов, включая свободнорадикальное окисление (СРО). Одним из эффективных способов коррекции являются адаптационные тренировки с помощью периодического изменения уровня кислорода при гипобарической гипоксии. Ранее было показано, что интервальное гипоксическое пре-кондиционирование приводит к изменениям в функционировании ключевых ферментов энергетического обмена и способствует формированию резистентности мозга к гипоксии [1, 2, 3].
Цель: изучить активность окислительных реакций и каталитических свойств креатинкиназы (КК) и гексокиназы (ГК) при гипоксии мозга и краткосрочном гипобарическом прекондиционировании.
Материалы и методы. Эксперименты проводились на белых беспородных крысах-самцах массой 180-200 г. Животные были разделены на четыре группы: интактные животные (n = 36); ише-
мия, 30 мин (п = 24); 4-дневная тренировка, 310 мм рт.ст. х 4 дня, 60 мин (п = 22), 4-дневная тренировка + ишемия (п = 16). Ишемия головного мозга создавалась путем билатерального двойного лиги-рования общих сонных артерий. Ткань мозга исследовали через 30 мин после оперативного воздействия. Для выделения митохондриальной фракции мозга применялся метод дифференциального центрифугирования. Активность КК, ГК и лактатдегидрогеназы (ЛДГ) определяли спектрофотометриче-ским методом. Оценку интенсивности процессов СРО проводили методом Н2О2 и Бе2+ -индуцированной хемилюминесценции. Количественное определение глюкозы, пирувата и лактата осуществляли энзиматическими методами спектрофотометрического анализа. Статистическую обработку полученных результатов проводили с помощью пакета программ ВЮ8ТАТ.
Результаты. Проведенные исследования показали, что 30-минутное нарушение мозгового кровообращения приводит к уменьшению концентрации глюкозы в мозге и увеличению концентрации лактата в 1,9 раз по сравнению с интактными животными, установлено снижение доли Н-ЛДГ в 2 раза относительно исходного уровня (табл. 1). В крови у животных в условиях гипобарической гипоксии (8 000 м, 30 мин) наблюдается увеличение соотношения лактат/пируват в 2,4 раза и рост активности ЛДГ в 2,7 раз по сравнению с интактными животными.
Продукты нарушенного метаболизма в мозге обладают мембранотоксичностью и способны активировать процессы СРО, что приводит к нарушению прочности связи ГК и КК с мембраной митохондрий [1].
Таблица 1
Субстраты окисления и доля Н-ЛД Г в мозге крыс в условиях церебральной ишемии
Условия эксперимента Глюкоза Пируват Лактат Н-ЛДГ, %
Интактные животные 1,04 ± 0,09 п = 14 0,11 ± 0,01 п = 15 2,73 ± 0,13 п = 13 50,00 ± 2,00 п = 13
Ишемия, 30 мин 0,64 ± 0,04* п = 12 0,13 ± 0,02 п = 8 5,10 ± 0,47* п = 8 25,00 ± 1,00* п = 8
Примечание: * - статистически значимые различия по сравнению с интактными животными, р < 0,05
Гипобарические тренировки (310 мм рт. ст.) в течение 4 дней с экспозицией животных в барокамере по 60 мин ежедневно увеличивают активность митохондриальной КК и ГК по сравнению с интактными животными, прирост активности ГК составил около 25 % по сравнению с нормой. Обращает также на себя внимание тот факт, что краткосрочные режимы тренировок приводят к увеличению активности прочносвязанной КК на мембранах митохондрий. После 4-кратного режима тренировок доля солюбилизированной КК несколько увеличивается, однако эта величина меньше изученного показателя у интактных животных (табл. 2). При 4-дневном режиме тренировки в мозге сохраняются нормальные концентрационные отношения между отдельными субстратами: глюкозой, лактатом, пируватом. В этот период максимально повышается содержание глюкозы, нормализуются отношения в редокс-парах субстратов.
Таблица 2
Активность митохондриальной креатинкиназы и гексокиназы после обработки мембран электролитом
при проверке устойчивости животных к ишемии после 4-дневной тренировки (Е/мг белка)
Условия Исходная Активность КК Исходная Активность ГК
эксперимента активность КК на мембране после активность ГК на мембране после
на мембране действия 1М фосфатного буфера на мембране действия 0,1М КС1
Интактные животные 1,40 ± 0,07 0,92 ± 0,04 11,56 ± 0,19 8,50 ± 0,23
п = 9 п = 9 п = 12 п = 9
Ишемия, 30 мин 0,95 ± 0,12* 0,73 ± 0,08* 3,95 ± 0,29* 0,85 ± 0,04*
п = 6 п = 6 п = 6 п = 6
310 мм рт.ст. х 4 дня, 1,56 ± 0,04 1,13 ± 0,01* 11,02 ± 0,15* 10,36 ± 0,26*
60 мин п = 10 п = 10 п = 12 п = 12
4-дневная тренировка 1,45 ± 0,01** 1,21 ± 0,03*/** 9,54 ± 0,24** 8,26 ± 0,29**
+ ишемия п = 8 п = 6 п = 8 п = 8
Примечание: * - статистически значимые различия по сравнению с интактными животными, р < 0,05
** - статистически значимые различия по сравнению с ишемией, 30 мин, р < 0,05
Для животных с ишемией мозга после 4-дневного режима гипобарического прекондициониро-вания установлен рост активности митохондриальной КК и ГК, обработка мембран электролитами не
приводит к значительной солюбилизации ферментов, кинетика прочносвязанной формы КК приобретает гиперболический характер (табл. 2). По-видимому, работа функционального комплекса КК-ГК будет мало меняться, что проявляется в неизменных активностях дыхательных ферментов. В тех же условиях эксперимента отмечено повышение антиоксидантного потенциала клеток мозга и ослабление активности СРО, что может оказать стабилизирующее действие на мембрану. Следовательно, данный режим прекондиционирования обладает защитным действием на мембранные структуры клеток мозга, что создает условия для оптимальной работы мембраносвязанных ферментов.
Выводы. Показана принципиальная возможность достижения устойчивого защитного эффекта при применении 4-дневного тренировочного режима, сочетающего периоды гипобарической гипоксии и нормоксии. Введение гипобарической компоненты приводит к повышению резистентности мозга к действию ишемии, что позволяет получить эффект стойкой адаптационной защиты при краткосрочных режимах прекондиционирования и открывает возможность применения данного вида тренировки в клинике.
Список литературы
1. Ерлыкина, Е. И. Свойства мембраносвязанных ферментов при нарушении гемодинамики мозга / Е. И. Ерлыкина // Нейрохимия. - 2006. - Т. 23, № 4. - С. 331-336.
2. Лукьянова, Л. Д. Сигнальная функция митохондрий при гипоксии и адаптации / Л. Д. Лукьянова // Патогенез. - 2008. - Т. 6, № 3. - С. 4-12.
3. Dziennis, S. Role of signal transducer and activator of transcription 3 in neuronal survival and regeneration / S. Dziennis, N. J. Alkayed // Rev. Neurosci. - 2008. - Vol. 19, № 4-5. - P. 341-361.
Ерлыкина Елена Ивановна, доктор медицинских наук, профессор, заведующая кафедрой биологической химии ГБОУ ВПО «Нижегородская государственная медицинская академия» Минздравсоцразвития России, Россия, г. Нижний Новгород, пл. Минина и Пожарского, д. 10/1, тел.: (8312) 39-09-43, e-mail: [email protected].
Сергеева Татьяна Федоровна, кандидат биологических наук, ассистент кафедры биологической химии ГБОУ ВПО «Нижегородская государственная медицинская академия» Минздравсоцразвития России, Россия, г. Нижний Новгород, пл. Минина и Пожарского, д. 10/1, тел.: (8312) 39-09-43, e-mail: [email protected].
Демина Елена Ивановна, аспирант кафедры биологической химии ГБОУ ВПО «Нижегородская государственная медицинская академия» Минздравсоцразвития России, Россия, г. Нижний Новгород, пл. Минина и Пожарского, д. 10/1, тел.: (8312) 39-09-43, e-mail: [email protected].
УДК 616.89-008.441.13+612-092.18
© Е.С. Ефременко, В.Е. Высокогорский, Г. А. Лопухов, 2012
Е.С. Ефременко, В.Е. Высокогорский, Г.А. Лопухов МОДИФИКАЦИЯ ОБМЕНА ГЛУТАТИОНА ПРИ АЛКОГОЛЬНОЙ АБСТИНЕНЦИИ
ГБОУ ВПО «Омская государственная медицинская академия» Минздравсоцразвития России
Определены показатели обмена глутатиона в крови больных алкоголизмом. Выявлены значительные нарушения обмена данного соединения. Проведена оценка состояния обмена глутатиона в условиях корригирующей терапии.
Ключевые слова: глутатион, алкогольный абстинентный синдром.
E.S. Efremenko, V.E. Vysokogorskiy, G.A. Lopuhov
MODIFICATION OF THE GLUTATHIONE METABOLISM IN ALCOHOL WITHDRAWAL SYNDROME
Indices of the glutathione metabolism was determined in the blood of patients with alcoholism. Considerable disturbances of this compound was revealed. Condition of the glutathione metabolism was assessed during corrective therapy. Key words: glutathione, alcohol withdrawal syndrome.
