Коррекция метаболизма глютатиона в гиппокампе стрессированных крыс коменовой кислотой Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

ISSN 0321-3005 ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ РЕГИОН.

ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ. 2005. № 2

УДК 612.017.2:612.015.11:543

КОРРЕКЦИЯ МЕТАБОЛИЗМА ГЛЮТАТИОНА В ГИППОКАМПЕ СТРЕССИРОВАННЫХ КРЫС КОМЕНОВОЙ КИСЛОТОЙ

© 2005 г. А. Я. Шурыгин, Р. В. Кондратенко, Л. А. Полещук, Э. И. Злищева, Е. А. Игнатова

In experiments on hippocampus of young rats subjected to immobilization-cold stress we observed an increase in glutathione peroxidase activity, elevation of oxidized glutathione level and a decrease of reduced glutathione level. Daily injections of comenic acid during stress exposure normalized these parameters in the hippocampus.

Среди очень важных многочисленных функций глютатиона в организме одна из весьма существенных - защита от активных форм кислорода [1].

Мы обратили внимание на известные факты большого содержания глютатиона в мозге [2] и на то, что при его низком содержании ухудшается синаптиче-ская пластичность [3], угнетаются когнитивные процессы [4]. Кроме того, повышение активности глюта-тионпероксидазы может предотвращать нарушения синаптической пластичности, вызванные окислительным стрессом [5].

Свободнорадикальные повреждения в гиппокам-пальных нейронах могут ликвидироваться благодаря глютатиону [6]. При стрессе наблюдаются сдвиги в глютатионовой системе, происходит возрастание окисленного глютатиона. В связи с этим возникает необходимость в быстрейшем восстановлении нарушений в этой системе, в уменьшении количества свободных радикалов.

Ранее нами было выявлено в гиппокампе стресси-рованных крыс нормализующее влияние коменовой кислоты, обладающей антиоксидантным действием [7], на увеличенную амплитуду длительной потен-циации [8, 9], одной из форм синаптической пластичности, лежащей в основе адаптивных процессов и обучения [10].

Все вышесказанное послужило основанием для изучения влияния коменовой кислоты на глютатионо-вую систему в гиппокампе стрессированных крыс.

Методика исследования

Работа проведена на самцах крыс линии Вистар (п=160) в возрасте 6-8 недель, разделенных на 4 группы, по 40 животных в каждой. Первая группа (интактные) - виварный контроль. Животные содержались в клетках при комнатной температуре и неограниченном доступе к воде и пище. Вторую группу (интактные+коменовая) составили животные, получавшие интрагастрально в течение 4 дней 1 мл раствора коменовой кислоты в концентрации 1мг/мл. Коменовая кислота была выделена и очищена из лекарственного препарата бализ-2. Третью и четвертую группы составили животные, подвергавшиеся стрес-сированию по следующей схеме: 1 и 3-й дни - голодание при свободном доступе к воде, 2 и 4-й дни -фиксация в пенале, помещенном в холодовую комнату (+4 0С) на 5 ч. Крысам третьей группы (стресс) ежедневно в период стрессирования вводили 1 мл дистиллированной воды. Крысы четвертой группы

(стресс+коменовая) получали эквивалентный объем раствора коменовой кислоты. Наличие стрессового воздействия определяли по лейкограмме крови.

Для оценки метаболизма глютатиона определяли активность глютатионпероксидазы, а также содержание восстановленного и окисленного глютатио-на. Суммарную ткань гиппокампа, взятую от четырех животных из каждой группы, растирали в жидком азоте. Полученную навеску помещали в фосфатный буфер со следующим составом солей (в мМ): Na2HPO4 - 66, KH2PO4 - 66, рН=7.4 в соотношении 50 мг ткани на 1 мл буфера. Экстрагировали в течение 20 мин и центрифугировали 20 мин при 3000 об/мин. Далее определение активности глютатионперкосида-зы проводили по [11], содержание восстановленного глютатиона - по [12], а общего глютатиона - по [13]. Содержание окисленного глютатиона определяли как разницу между количеством общего и восстановленного глютатиона.

Статистический анализ проводили с использованием /-критерия Стьюдента, данные представлены в виде M±m.

Результаты и обсуждение

В результате иммобилизационно-холодового стресса в гиппокампе животных произошло увеличение активности глютатионпероксидазы, отмечен значительный рост содержания окисленного и снижение содержания восстановленного глютатиона (таблица). При этом в лейкограмме крови крыс данной группы наблюдались выраженные стрессорные изменения. Число лимфоцитов уменьшилось на 21,1 %, а число нейтрофилов увеличилось на 51,3 %. В группе стрес-сированных крыс, получавших коменовую кислоту, установлено снижение активности глютатионперок-сидазы до уровня интактных животных. Содержание восстановленного и окисленного глютатиона, также как и лейкоформула крови, у этих крыс в результате стресса не изменилось. В группе интактных животных, получавших коменовую кислоту, не установлено ее влияние на вышеперечисленные показатели.

Активность глютатионпероксидазы, содержание восстановленного и окисленного глютатиона в тканях гиппокампа

Группа животных Глютатион-пероксидаза, мкМ/минт белка Глютатион, мкМ/г белка

восстановленный, окисленный,

ISSN 0321-3005 ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ РЕГИОН.

ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ. 2005. № 2

Интактные 573,8 ± 27,7 89,3 ± 2,3 10,8 ± 0,6

Интакт- 1

ные+ко- 538,0 ± 29,1 87,6 ± 4,2 11,2 ± 1,9

меновая

Стресс 747,8 ± 13,7 ** 80,9 ± 2,4 * 22,6 ± 2,0 ** 2

Стресс+ коме- 555,1 ± 36,6 85,3 ± 2,6 11,2 ± 1,0 3

новая

Отличие от группы «интактные» * р<0,05; ** р<0,001

Обнаруженное нами увеличение активности глю-татионпероксидазы при иммобилизационно-холодо-вом стрессе привело к изменению содержания окисленной и восстановленной форм глютатиона, что соответствует известной роли глютатионовой системы в антиоксидантной защите организма [1]. Подобные данные о постстрессовом увеличении активности глютатионпероксидазы и динамики изменения соотношения между восстановленным и окисленным глю-татионом получены и другими авторами [14, 15].

Таким образом, интрагастральное введение коме-новой кислоты привело к коррекции метаболизма глютатиона в гиппокампе стрессированных крыс, а это весьма важно, так как способствует восстановлению синаптической пластичности [3, 4].

Полученные результаты могут послужить основанием для проведения дальнейших экспериментов с целью возможного использования препарата бализ-2 при профилактике и лечении постстрессорных последствий в клинической практике.

Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант № 04-04-49838).

4.

7

Литература

Кулинский В. И., Колесниченко Л. С. // Успехи современной биологии. 1990. Т. 110. № 1. С. 20-33.

Бедкина З. В., Кобзева Н. А., Узбекова Д. Г. // Фармакология и токсикология. 1981. Т. 44. № 5. С 622-624.

Almaguer-Melian W., Cruz-Aguado R., Bergado J. A. // Synapse. 2000. Vol. 38. № 4. P. 369-374. Cruz R., Almaguer- Melian W., Bergado - J. A. // Rev. Neurol. 2003. Vol. 36. № 9. P 877-886. Furling D. et al. // Proc. Natl. Acad. Sci. U S A.

2000. Vol. 97. № 8. P. 4351-4356. Pellmar T. C., Roney D., Lepinski D. L. // Brain Res. 1992. Vol. 583. № 1-2. P. 194-200. Шурыгин А. Я. Препарат бализ. Краснодар,

2001.

Кондратенко Р. В. и др. // Бюл. эксперим. биологии и медицины. 2003. Т. 136. № 11. С. 523526.

Кондратенко Р. В. и др. // Бюл. эксперим. биологии и медицины. 2003. Приложение 3. С. 6769.

Bliss T. V.P., Collingridge G. L. // Nature. 1993. Vol. 361. № 6407. P. 31-39. 11. Моин В. М. // Лаб. дело. 1986. № 12. С. 724727.

Соколовский В. В. и др. // Клиническая лабораторная диагностика. 1997. № 11. С. 20-21. Thannhauser T. W., Konishi Y., Scheraga H. A. // Analytical biochemistry. 1984. Vol. 138. № 1. P. 181-188.

Колесниченко Л. С. и др. // Вопросы мед. химии. 1987. Т. 33. № 3. С. 85-87. Соколовский В. В. // Вопросы мед. химии. 1988. Т. 34. № 6. С. 2-11.

10.

12

13

14.

15.

Кубанский государственный университет,

Кубанская научно-производственная лаборатория физиологически активных веществ, г. Краснодар 12 ноября 2004 г.