CC BY
19
УДК 612. 82. 83+5 9.1. 35 + 612. 822. 3 + 611.814
ДИНАМИКА ИЗМЕНЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ ПРИ РАЗЛИЧНОМ ФУНКЦИОНАЛЬНОМ СОСТОЯНИИ ЭПИФИЗА
Алиев А.Г.1, Мамедова Н.Т.2, Мадатова В.М.3, Бабаева Р.Ю.4 ®
1Д.б.н., профессор, зав.кафедрой физиологии человека и животных;
К.б.н., преподаватель, кафедра физиологии человека и животных;
К.б.н., доцент, кафедра физиологии человека и животных;
4К.б.н., преподаватель, кафедра физиологии человека и животных.
Бакинский государственный университет
Аннотация
Изучено влияние эпифиза, а также различных условий освещенности на состояние перекисного окисления липидов в тканях коры головного мозга - зрительной, сенсомоторной, лимбической и гипоталамуса крыс. Показано, что в тканях уровень продуктов ПОЛ претерпевает значительные изменения в зависимости от функционального состояния эпифиза. Исследования показали, что эпифизэктомия и световая адаптация усиливают интенсивность перекисного окисления липидов в тканях коры головного мозга и гипоталамуса. При световом режиме содержание мелатонина нинижается, в результате чего количество ГП повышается. Темновой режим оказывает антиокислительное воздействие на свободнорадикальные процессы в ткани мозга. Повышенное содержание мелатонина содействует адаптационным возможностям организма. Особенность мелатонина обезвреживать свободные радикалы отражает первичную и эволюционно-древнейшую роль его у живых существ.
Ключевые слова: перекисное окисление липидов (ПОЛ), гидроперекись (ГП), малоновый диальдегид (МДА), эпифизэктомия, мелатонин, световой и темновой режим, структуры ЦНС.
Summary
The influence of the pineal gland and different light conditions on the state of lipid peroxidation in the tissues of the cerebral cortex - visual, sensorimotor, limbic and hypothalamus of rats. It is shown that the tissue level of LPO products is undergoing significant changes depending on the functional state of the epiphysis. Studies have shown that apisektomi and light adaptation increase the intensity of lipid peroxidation in the tissues of the cerebral cortex and hypothalamus. In light mode, the content of melatonin ninjette, with the result that the amount of GP increases. The dark mode has antioxidant effects on free radical processes in brain tissue. The high content of melatonin contributes to the adaptive capacity of the organism. Feature of melatonin to neutralize free radicals reflects the primary and evolutionarily ancient role of his creatures.
Keywords: lipid peroxidation (LPO), hydroperoxide (HP), malonic dialdehyde (MDA), apisektomi, melatonin, light and dark mode of the structure of the Central nervous system.
Введение: Cвободнорадикальное окисление макромолекул, в том числе и перекисное окисление липидов (ПОЛ), является номальным физиологическим процессом, протекающим с разной интенсивностью во всех органах и тканях организма. Головной мозг чувствителен к действию свободных радикалов. В связи с этим интеросным является изучение роли
® Алиев А.Г., Мамедова Н.Т., Мадатова В.М., Бабаева Р.Ю., 2017 г.
мелатонина в синхронизации циркадианных биоритмов, в системе антиоксидантной защиты организма, в процессе старения и участие его в нейроэендокринной регуляции.
Учитывая существование своеобразной ингибирующей активности мелатонина, что совпадает с представлениями об антиоксидантной и адаптогенной роли эпифиза в целом, исследование изменения продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ) в различных структурах мозга в зависимости от функционального состояния эпифиза вызывает огромный интерес.
Исходя из вышеизложенного, мы поставили перед собой цель изучить роль эпифиза в регуляции свободнорадикального окисления липидов в различных областях головного мозга и охарактеризовать оксидативный ответ мозговых структур в зависимости от функционального состояния эпифиза.
Материал и методы исследования. В эксперименте использованы 120 беспородных белых крыс, котоых содержали в условиях вивария. Эпифизэктомию производили модифицированным методом Д.М.Аулова (1969); ингибирование и активирование функций эпифиза производили содержанием животных в различных условиях освещенности в течение 10 дней. Энуклеацию производили по методу О.В.Галкиной (1933). Исследовали ткани гипоталамуса, зрительной, сенсомоторной, лимбической областей коры головного мозга путем декапитации уретановым наркозом в дозе 0,08-0,1 г гексонала на кг веса животного.
Интенсивность ПОЛ определяли по содержаниюпервичных гидроперекисей (ГП) и вторичного продукта малонового диальдегида (МДА) методом Asakawa T., Matsushita S. (1980). Полученные результаты статистически обработаны по методу Асатиани (1965).
Результаты исследования и их обсуждение. У интактных животных ГП составляет в ткани зрительной коры 8,5+0,22 нмоль/г, в ткани сенсомоторной коры 7,5+0,35 нмоль/г, в ткани лимбической коры 6,5+0,47 нмоль/г. МДА в тканях зрительной и сенсомоторной коры и в ткани гипоталамуса по отношению к ГП повышена (9,5+0,31 нмоль/г; 9,0+0,26 нмоль/г; 9,0+0,76 нмоль/г соответственно); в ткани лимбической коры, наоборот, снижена и составляет 5,0+0,21 нмоль/г.
У эпифизэктомированных животных наблюдается иная картина. В ткани зрительной коры гидроперекиси составляют 45,0+2,1 нмоль/г, в ткани сенсомоторной коры - 17,5+0,65 нмоль/г, в ткани лимбической коры 13,5+0,51 нмоль/г, в ткани гипоталамуса - 16,5+0,65 нмоль/г гидроперекисей. Малоновый альдегид у этой группы животных в ткани зрительной коры 16,5+0,78 нмоль/г, сенсомоторной коры 15,0+0,44 нмоль/г, лимбической коры 10,0+0,81 нмоль/г, а в гипоталамуса 10,0+0,34 нмоль/г.
Из полученных данных видно, что у эпифизэктомированных животных наблюдается повышение уровня ГП в зрительной коре в 6 раз, а в других структурах такое повышение колеблется от 1,8 до 3 раз в сравнению с таковыми интактных животных. В отличие от ГП тенденция к повышению МДА у эпифизэктомированных животных наблюдается во всех исследуемых структурах мозга (в зрительной коре - 16,5+0,78 нмоль/г; сенсомоторной коре 15,0+0,44 нмоль/г; лимбической коре - 10,0+0,81 нмоль/г; гипоталамусе -10,0+0,34 нмоль/г соответственно).
Таким образом, эпифизэктомия активирует перекисное окисление липидов в тканях коры голвноо мозга и гипоталамуса, что может спровоцировать изнашивание мозговых клеток и органические изменения центральных структур. Высокая антиоксидантный эффкт эпифизарного малатонина обеспечивается проникновением гормона сквозь клеточные мембраны и гистогематические барьеры. Эпифиз координирует жизнедеятельность организма с окружающей средой, что позволяет представить огромную роль, которую играет эпифиз в адаптации к условиям обитания и чрезвычайным факторам, в частности. И потому удаление эпифиза приводит к резкому повышению продуктов ПОЛ в областях коры головного мозга, активно участвующих в адаптации организма.
Информация о внешней освещенности достигает эпифиза по многокомпонентному пути. После трансформации в нервный импульс сигнал от фоторецепторов сетчатки по аксонам ганглиозных клеток в виде ретино-гипоталамического тракта достигает супрахиазматического ядра переднего гипоталамуса.
В сложной биологической системе, начиная с биохимических процессов на молекулярном уровне вся жизнедеятельность клеток, тканей и органов должна быть определенным образом организованной и гармоничной. Одним из ведущих внешних синхронизаторов циркадианной ритмики является фотопериодизм - фазовое соотношение периодов света и темоты. Исследования Гаибова Т.Д. (1983) показали, что изменение фазы свет-темнота провоцирует изменение фазы любого из изученных показателей жизнедеятельности. У животных световая адаптация в течение 10 дней значительно влияет на накопление продуктов ПОЛ в тканях коры головного мозга и гипоталамуса, причем гидрперекиси наиболее чувствительны по сравнению с диальдегидами.
У контрольных животных гидроперекиси в ткани зрительной, соматосенсорной, лимбической коры и гипотплпмуса составляют 5,0+0,53 нмоль/г; 5,0+0,63 нмоль/г; 6,0+0,31 нмоль/г; 5,0+0,22 нмоль/г соответственно. Малоновый диальдегтд составляет в вышеуказанных тканях соответственно 6,0+0,35 нмоль/г; 9,0+0,52 нмоль/г; 6,5+0,38 нмоль/г; 4,0+0,46 нмоль/г. У животных, содержащихся длительноле время в постоянных световых условиях наблюдается иная картина. В ткани зритльной коры гидроперекиси составляют величину большую в 7 раз (35,0+0,21 нмоль/г), сенсомоторной коры повышается в 6 с лишним раз (31,2+0,24 нмоль/г), лимбической коры и гипоталамуса повышается в 5 раз (30,0+0,65 нмоль/г; 25,0+0,47 нмоль/г соответственно). По сранению с гидроперекисями малоновый диальдегид менее чувствителен к постоянному длительному световому режиму. В ткани зрительной, соматотропной и лимбической коры МДА составляет 13,0+0,29 нмоль/г; 13,2+0,49 нмоль/г; 13,2+0,51 нмоль/г, а в ткани гипотплпмуса 12,0+0,86 нмоль/г.
Сдвиг биологических ритмов приводит к изменениям функциональной активности ритмозадающих структур организма и, как следствие, двигательной активности. Опыты показали, что длительное содержание животных в условиях непрерывной освещенности нарушает нормальный ритм их двигательной активности и секреции мелатонина. При этом происходит не только подавление циркадных ритмов секреции мелатонина, но и снижение его содержания. Резкое повышение гидроперекисей при световом режиме указывает на снижение содержания мелатонина в ткани мозга, который, по всей вероятности, наиболее эффективно реагирует с высокотоксичными гидроксильными радикалами, защищая клтки от окислительного повреждения. Антиоксидантные свойства мелатонина, на первый взгляд, непосредственно связаны с его хронорегуляторной функцией. Однако, хронорегуляторная система существует для адаптации организма к неблагоприятным условиям внешней среды, которые чаще всего становятся более выраженными в темновое время суток и года.
Проведенные исследования показали, что при 10-дневном темновом режиме количество ГП в ткани зрительной, соматосенсорной, лимбической коры составило 16,2+0,65 нмоль/г; 22,5+0,74 нмоль/г; 17,5+1,1 нмоль/г соответственно, в ткани гипоталамуса 16,0+0,69 нмоль/г. По сравнению с гидперекисями, количество малонового альдегида снижается,т.е. в ткани зрительной коры его содержание составляет 11,0+0,31 нмоль/г; в ткани сенсомоторной коры 9,8+0,54 нмоль/г; лимбической коры 9,8+0,67 нмоль/г; в ткани гипоталамуса 11,0+0,65 нмоль/г. Уровень МДА в исследуемых областях коры и гипоталамусе у животных при темновой адаптации по сравнению с контролем повышается. В сенсомотроной области коры содержание МДА соответствует уровню контрольных животных.
Свойство мелатонина обезвреживать свободные радикалы, по всей вероятности, отражает певичную и эволюционно древнейшую роль этого гормона у живых существ. Повышение уровня выработки мелатонина в темноте оказывает содействие адаптационным возможностям организма. Полученные результаты статистически достоверны.
Выводы:
1. Под влиянием эпифиза уровень продуктов ПОЛ претерпевает значительные изменения в зависимости от функционального состояния эпифиза.
2. Удаление эпифиза и световая адаптация усиливают интенсивность ПОЛ в структурах коры и гипоталамусе.
3. Исследования показали, что в отличие от светового, длительный темновой режим оказывает антиокислительное воздействие на свободнорадикальные процессы в ткани мозга. Увеличение выработки мелатонина оказывает содействие адаптационным возможностям организма.
4. Экспериментальные исследования свидетельствуют о немаловажной роли эпифиза в регуляции перекисного окисления липидов в тканях мозга, обеспечивающего пластичность свободнорадикальных процессов в измененных условиях окружающей среды.
Литература
1. Агаев Т.М., Алиев А.Г., Мамедова Н.Т. Возможное участие эпифиза в регуляции ПОЛ различных структур головного мозга //Saglamlig, Baxi,2005,№1,s.75-78.
2. Бабаева Р.Ю., Мадатова В.М., Ибрагимова С.Ш. Изменение интенсивности перекисного окисления липидов ткани разных структур мозга при гиповолемическом шоке. Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. №04(87),апрель, 2016, Ч. 1.,с.73-74.
3. Мамедова Н.Т. Особенности изменения содержания продуктов ПОЛ у крыс при одновременном энуклеировании и эпифизэктомировании в постнатальном онтогенезе. / Biologiyada inkisaf ve muasirlik Respublika Elmi Konfrans materiallari (28-29 aprel), Baki, 2004, s .106-107.
