CC BY
83
содержание витаминов в организме городских и сельских школьников и особенности свободнорадикальных реакций в их сыворотке крови
Н. П. Сетко1, С. И. Красиков2, Е. В. Булычева1 и
1 Кафедра гигиены и эпидемиологии, Институт профессионального образования, Оренбургский государственный медицинский университет, Оренбург
2 Кафедра химии и фармацевтической химии, фармацевтический факультет, Оренбургский государственный медицинский университет, Оренбург
Уровень свободнорадикальных реакций в организме является одним из маркеров стресса. Способность организма противостоять окислительным процессам определяется различными факторами, в том числе витаминной обеспеченностью. Витамины А, Е, С и витамины группы В прямо или косвенно влияют на степень антиоксидантной защиты. Нами была изучена витаминная обеспеченность городских (n = 250) и сельских (n = 200) школьников в возрасте 12-17 лет и уровень свободнорадикальных реакций в их сыворотке крови (методом индуцированной хемилюминесценции). Дефицит витаминов А и Е, обладающих антиоксидантными свойствами, был выявлен у учащихся как городских, так и сельских школ, однако у первых он был выше. Это согласуется с данными хемилюминесцентного анализа: значения всех показателей хемилюминесценции у городских школьников были в 2,2-7,6 раза выше, чем у сельских, что свидетельствует о более высокой интенсивности окислительных процессов в их организме. Также был выявлен недостаток витаминов группы В в организме сельских школьников за исключением рибофлавина в возрастной подгруппе 15-17 лет.
Ключевые слова: витаминная обеспеченность, ретинол, токоферол, аскорбиновая кислота, тиамин, рибофлавин, пиридоксин, антиоксиданты, окислительный стресс, свободнорадикальные реакции, школьники
[><] Для корреспонденции: Екатерина Владимировна Булычева 460000, г. Оренбург, ул. Советская, д. 6; e-sosnina@mail.ru
Статья получена: 25.09.2015 Статья принята в печать: 09.12.2015
vitamin status of urban and rural school children and specifics of free radical reactions in their blood serum
Setko NP1, Krasikov SI2, Bulycheva EV1 и
1 Istitute of Professioanl Education, Hygiene and Epidemiology Department,
2 Pharmaceutical Faculty, Chemistry and Pharmaceutical Chemistry Department, Orenburg State Medical University, Orenburg, Russia
The rate of free radical reactions is one of stress markers. The ability of the organism to resist oxidation is determined by various factors, including vitamin supply. Vitamins A, E, C and group B vitamins directly or indirectly affect the degree of antioxidant protection. We have studied vitamin supply in school children aged 12 to 17 in urban (n = 250) and rural areas (n = 200) and the rate of free radical reactions in their blood serum by induced chemiluminescence. Deficiency of vitamins A and E, which have antioxidant properties, was detected in both urban and rural school children; however, the former had a higher deficiency level. This corresponds to the chemiluminiscence assay data: all chemiluminescence assay values in urban school children were 2.27.6 times higher than in rural school children, which indicates a higher intensity oxidation in their bodies. A deficiency of group B vitamins was also detected in rural school children, riboflavin being an exception in a subgroup of 15 to17 year old subjects.
Keywords: vitamin supply, retinol, tocopherol, ascorbic acid, thiamine, riboflavin, pyridoxine, antioxidants, oxidative stress, free radical reactions, school children
EK] Correspondence should be addressed: Ekaterina Bulycheva ul. Sovetskaya, d. 6, Orenburg, Russia, 460000; e-sosnina@mail.ru
Recieved: 25.09.2015 Accepted: 09.12.2015
Изменение параметров гомеостаза, в частности уровня свободнорадикальных реакций в организме, может служить индикатором развития стресса у современных школьников — учащихся как городских, так и сельских образовательных учреждений [1-5]. Известно, что при стрессе происходит активация систем нейрогуморальной регуляции под влиянием «первичного медиатора» [6], роль
которого выполняют свободные радикалы и продукты пе-рекисного окисления липидов [7].
Изменение редокс-баланса запускает комплекс защитно-приспособительных реакций в организме, в которых принимают участие витамины с антиоксидантными свойствами [8]. Витамины А (ретинол), Е (токоферол) и С (аскорбиновая кислота) — классические антиоксиданты [9-12].
В частности, токоферол является универсальным протектором клеточных мембран, занимая в них такое положение, которое препятствует контакту кислорода с ненасыщенными жирными кислотами мембранных липидов и липопероксидации. Благодаря наличию двойных связей в молекуле ретинол способен взаимодействовать с различными активными формами кислорода. Антиоксидантная функция аскорбиновой кислоты обусловлена ее способностью легко отдавать два атома водорода, которые необходимы для обезвреживания свободных радикалов, и в высоких концентрациях этот витамин весьма эффективен [13]. Витамины группы В могут косвенно оказывать влияние на процессы свободнорадикального окисления и работу антиоксидантной системы. Это предположение основано на том, что антиоксидантная система организма включает различные защитные механизмы [14]. К ним относятся и ферменты: супероксиддисмутаза, каталаза, пероксидаза и др., — для работы которых важен правильный обмен аминокислот, регулируемый в том числе тиамином (витамин B1), рибофлавином (витамин В2) и пиридоксином (витамин B6).
Цель исследования заключалась в сравнительном анализе витаминной обеспеченности организма городских и сельских школьников и уровней свободнорадикальных реакций в их сыворотке крови.
ПАЦИЕНТЫ И МЕТОДЫ
Были сформированы две опытные группы: в одну включили городских школьников, проживающих в г. Оренбурге (n = 250), в другую — сельских, проживающих в селах, расположенных на территории Оренбургского района (n = 200). В каждой из них выделили возрастные подгруппы: 12-14 лет (n = 150 и n = 100 среди городских и сельских школьников соответственно) и 15-17 лет (n = 100 в обеих группах). В исследование включали учащихся в возрасте 12-17 лет, без хронических заболеваний, не болевших в течение месяца до проведения исследования и проживающих на территории с одинаковой антропогенной нагрузкой (внутри группы). Критериями исключения являлось нежелание школьников или их родителей участвовать в исследовании. Исследование было одобрено этическим комитетом Оренбургского государственного медицинского университета, родители школьников дали письменное согласие на участие детей в эксперименте. Материал для исследования был получен в двух группах одновременно через три месяца после начала занятий в школе.
В качестве биологического материала для исследования использовали венозную кровь и мочу. Кровь отбирали утром натощак в объеме 10 мл в вакуумные пробирки Vacuette (BD, США) без антикоагулянта. Время доставки в лабораторию составляло 2 ч, транспортировку и хранение осуществляли при температуре 18-25 °C. Мочу отбирали утром после сна или не ранее чем через 2-3 ч. после предыдущего мочеиспускания в сухой стерильный флакон в объеме не менее 20 мл. Время транспортировки и хранения составляло 3 ч, транспортировали и хранили биоматериал при температуре 18-25 °C.
Методом индуцированной хемилюминесценции (активация железом) определяли уровень свободнорадикаль-ных реакций в сыворотке крови. Для этого кровь школьников после забора выдерживали в течение 30 мин и затем центрифугировали при 1500 об/мин в течение 15 мин. Полученную сыворотку разводили фосфатным буфером
(2,72 г KH2PO4 и 7,82 г КС1 на 1 л дистиллированной воды, pH 7,4). Полученный раствор титровали насыщенным раствором КОН до достижения pH 7,45. Регистрацию хемилюминесценции проводили по методике Р. Р. Фархутдинова [15] на приборе «Хемилюминометр-3» («Люмэкс», Россия). Чувствительность прибора составляет ~200 фотонов/с. Калибровку прибора выполняли перед началом работы по эталонному источнику света (люминесцирующее урановое стекло ЖС-19). Определяли высоту быстрой вспышки, светосумму медленной вспышки (S) и тангенс угла наклона заднего фронта импульса излучения хемилюминесцен-ции. Значения показателей привели в относительных единицах, рассчитав их соотношение для опытных и «холостых» проб.
Определяли уровень экскреции витаминов группы B и витамина С в моче и содержание витаминов А и Е — в сыворотке крови.
Анализ проб на содержание ретинола и токоферола проводили с помощью анализатора биожидкостей «Флюо-рат 02-АБЛФ» («Люмэкс», Россия). Пробы готовили следующим образом. В одну пробирку для центрифугирования помещали 1 мл сыворотки крови и 1 мл этанола, во вторую — 1 мл дистиллированной воды и 1 мл этанола (калибровочный образец). Обе пробирки встряхивали в аппарате Vortex в течение 30 с, затем добавляли 5 мл гексана и снова встряхивали в течение 1 мин. После встряхивания пробирки центрифугировали в течение 10 мин при 1500 об/мин. Отделившийся гексановый слой (экстракт) использовали для флуориметрического анализа. Содержание витамина А или Е (Х, мкг/мл) в сыворотке крови вычисляли по формуле:
C х V х Q
X = изм э
= V '
где Сизм — концентрация витамина в экстракте, мкг/мл; V3 — объем экстракта, мл; Vc — объем сыворотки крови, взятой для анализа, мл; Q — коэффициент, учитывающий разбавление экстракта.
Содержание аскорбиновой кислоты и витаминов группы В определяли по уровню их экскреции с мочой. Для витамина С использовали метод визуального титрования с реактивом Тильманса (2,6-дихлорфенолиндофенолят натрия). В две конические колбы отмеряли по 10 мл мочи, 10 мл дистиллированной воды и 1 мл 10 %-го раствора HCl. Содержимое каждой колбы перемешивали и титровали 0,001 н раствором реактива Тильманса до появления розовой окраски, не исчезающей в течение 30 с. Содержание витамина С (Х, мг/ч) рассчитывали по формуле:
X =
0,088 х А х В Б
где 0,088 — коэффициент, отражающий количество аскорбиновой кислоты, эквивалентное 1 мл 0,001 н раствора 2,6-дихлорфенолиндофенолята натрия (в мг); А — средняя арифметическая результатов титрования 0,001 н раствором 2,6-дихлорфенолиндофенолята натрия двух проб мочи (в мл); Б — объем мочи, взятый для титрования (в мл); В — среднесуточное количество мочи (для мужчин — 1 500 мл, для женщин — 1 200 мл).
Экскрецию тиамина с мочой определили по методу Ванга и Харриса, рибофлавина — по методу Е. М. Масленниковой и Л. Г. Гвоздевой, пиридоксина — флоурометри-ческим методом [16].
Оценку фактического питания школьников проводили методом 24-часового воспроизведения питания с
помощью опросника [17] с последующим определением биологической ценности рационов по таблицам химического состава пищевых продуктов И. М. Скурихина и В. А. Тутельяна [18] и сопоставлением полученных данных для каждой возрастной группы с физиологическими нормами [19].
Объем выборки рассчитывали по формуле Д. Санет-лиева (1968):
n = t2 х p х q
Л2 '
где n — число наблюдений, t — доверительный коэффициент, p — показатель распространенности, q = 100 % - p, Л — доверительный интервал.
Учитывая, что в медицинских исследованиях минимальной доверительной вероятностью является 95 %, чему соответствует доверительный коэффициент t = 1,96, мы взяли p, равное q, то есть 50 %, чтобы произведение p и q было максимальным, а доверительный интервал (Л) приняли за 100 %. Рассчитанный таким образом объем минимальной выборки, обеспечивающей репрезентативность, составил: n = 100. Для выявления статистически значимых различий в опытных группах использовали критерий Стьюдента с последующим расчетом достоверности (р). Статистическую обработку полученных данных проводили с помощью программного пакета Statistica 5.0 с автоматическим расчетом средних значений, стандартного отклонения, стандартной ошибки среднего.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Содержание ретинола и токоферола в сыворотке крови городских школьников 12-14 лет было меньше физио-
логической нормы (здесь и далее сравнивали с нижней границей) на 26,7 и 12,8 %, а школьников 15-17 лет — на 20,0 и 9,8 % соответственно (табл. 1). Содержание ретинола и токоферола в сыворотке крови сельских школьников было несколько выше, но также меньше физиологической нормы: на 6,7 и 6,8 % для ребят 12-14 лет и на 10,0 и 9,8 % — для ребят 15-17 лет соответственно. Экскреция витамина С с мочой городских школьников обеих возрастных подгрупп соответствовало нижней границе физиологической нормы, а у сельских школьников этот показатель был ниже нормы на 14,8 и 12,1 % для участников исследования 12-14 и 15-17 лет соответственно.
Низкий уровень экскреции тиамина с мочой в сравнении с нормой был установлен только для сельских школьников обеих возрастных подгрупп (табл. 2). Недостаточность экскреции с мочой рибофлавина была отмечена у всех школьников, кроме сельских в возрасте 15-17 лет (14,2 ± 0,24 мкг/ч — соответствие нижней границе физиологической нормы), пиридоксина — только у сельских школьников: в группе ребят 12-14 лет экскреция витамина B6 была ниже нормы на 5,2 %, 15-17 лет — на 6,5 %.
Анализ суточных рационов школьников показал, что в рационах городских и сельских школьников особенно велик недостаток витаминов А и Е (табл. 3). В возрастной подгруппе 12-14 лет содержание ретинола в рационе было ниже нормы на 88,3 и 66,7 % у городских и сельских школьников соответственно, а в возрастной подгруппе 15-17 лет — на 78,0 и 83,0 %. Дефицит токоферола составил 59,2 и 71,7 % у городских и сельских школьников в возрасте 12-14 лет и 66,0 и 70,7 % — в возрасте 15-17 лет. Содержание аскорбиновой кислоты в рационах всех групп было в пределах нормы. Недостаток тиамина был выявлен у городских и сельских школьников 15-17 лет, рибофлавина — во всех группах, кроме группы городских
Таблица 1. Содержание витаминов А и Е в сыворотке крови и экскреция витамина С с мочой у городских и сельских школьников, M ± m
Группы школьников Витамины
А Е С
Физиологическая норма
0,3-0,7 мкг/мл 8,0-12,0 мкг/мл 0,7-1,0 мг/ч
12-14 лет городские 0,22 ± 0,01 6,98 ± 0,16 0,72 ± 0,01
сельские 0,28 ± 0,01* 7,46 ± 0,09* 0,60 ± 0,02*
15-17 лет городские 0,24 ± 0,01 7,22 ± 0,17 0,71 ± 0,01
сельские 0,27 ± 0,01* 7,22 ± 0,08 0,62 ± 0,01*
Примечание: физиологические нормы приведены по «Нормам биохимического анализа» [20]. * — p <0,05 при сравнении показателей городских и сельских школьников внутри каждой возрастной группы.
Таблица 2. Экскреция витаминов группы B с мочой у городских и сельских школьников, M ± m
Группы школьников Витамины
В1 В2 В6
Физиологическая норма
15-35 мкг/мл 14-30 мкг/мл 40-60 мкг/ч
12-14 лет городские 20,42 ± 0,49 12,34 ± 0,37 41,11 ± 0,80
сельские 12,58 ± 0,25* 13,68 ± 0,32* 37,92 ± 0,57*
15-17 лет городские 21,3 ± 0,39 12,76 ± 0,41 40,33 ± 0,64
сельские 13,19 ± 0,20* 14,2 ± 0,24* 37,40 ± 0,37*
Примечание: физиологические нормы приведены по «Нормам биохимического анализа» [20]. * — p <0,05 при сравнении показателей городских и сельских школьников внутри каждой возрастной группы.
Таблица 3. Содержание витаминов в суточном рационе питания исследуемых школьников, M ± m
Витамин Группы школьников
12-14 лет 15-17 лет
городские сельские ФН городские сельские ФН
Витамин А, мкг 100,0 ± 2,0 200,0 ± 4,0* 600 220,0 ± 5,0 170,0 ± 3,0* 1000
Витамин Е, мкг 4,9 ± 0,7 3,4 ± 0,6* 12 5,1 ± 2,3 4,4 ± 1,1 15
Витамин С, мкг 59,1 ± 13,8 63,1 ± 12,3* 60,0-70,0 99,4 ± 24,8 89,6 ± 21,0 70,0-90,0
Витамин В,, мкг 2,7 ± 0,3 1,4 ± 0,1* 1,3 0,9 ± 0,2 0,81 ± 0,1 1,3-1,5
Витамин В2, мкг 2,1 ± 0,1 1,1 ± 0,1* 1,5 0,4 ± 0,08 0,65 ± 0,09* 1,5-1,8
Витамин В6, мкг 1,2 ± 0,1 0,9 ± 0,1* 1,6-1,7 0,9 ± 0,14 0,99 ± 0,15 1,6-2,0
Примечание: ФН — физиологическая норма потребления витамина для данной возрастной группы [19]. * — p <0,05 при сравнении показателей городских и сельских школьников внутри каждой возрастной группы.
Таблица 4. Показатели хемилюминесценции сыворотки крови городских и сельских школьников, M ± m
Показатели Группы школьников
12-14 лет 15-17 лет
городские сельские городские сельские
Высота быстрой вспышки, отн. ед. 2,82 ± 0,67 0,65 ± 0,10* 3,83 ± 0,84 0,44 ± 0,04*
Светосумма, отн. ед. 4,36 ± 0,60 1,95 ± 0,19* 6,35 ± 0,78 1,51 ± 0,19*
Тангенс угла наклона заднего фронта импульса излучения хемилюминесценции, отн. ед. 1,14 ± 0,22 0,30 ± 0,07* 1,51 ± 0,25 0,20 ± 0,03*
Примечание: * — p <0,05 при сравнении показателей городских и сельских школьников внутри каждой возрастной группы.
школьников 12-14 лет, пиридоксина — во всех группах.
Значения всех показателей хемилюминесценции были достоверно выше для обеих возрастных подгрупп городских школьников (p <0,05). Так, значение высоты быстрой вспышки в сыворотке крови городских школьников 12-14 и 15-17 лет было соответственно в 4,3 и 5,9 раза выше в сравнении с сельскими школьниками, что свидетельствует о более высоком содержании гидроперекисей липидов в сыворотке крови городских школьников; значение све-тосуммы (интенсивность перекисного окисления липидов) — в 2,2 и 4,2 раза выше; значение тангенса угла наклона заднего фронта излучения хемилюминесценции (скорость окисления липидов) — в 3,8 и 7,6 раза (табл. 4).
ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
Пониженное содержание витаминов в организме современных школьников подтверждено и другими исследователями [21-23]. Выявленная разница в уровне свобод-норадикальных реакций в сыворотке крови городских и сельских школьников согласуется с полученными данными об их витаминной обеспеченности: обеспеченность городских школьников «антиоксидантными» витаминами А и Е несколько ниже, чем сельских, и уровень свободноради-кальных реакций в их сыворотке крови выше.
Как правило, рацион городских детей более сбалансирован, чем рацион детей сельских. По данным И. Б. Ушакова и Н. В. Соколовой [5], около 70 % городских школьников употребляют в зимний период сливочное масло, сыр, мясо птицы, рыбу, сырые овощи и фрукты почти каждый
день или 2-3 раза в неделю, а среди сельских школьников доля таковых не превышает 40 %. Наличие огорода и подсобного хозяйства у сельских жителей определяет преобладание картофеля, свинины и молока в рационе подростков. Это объясняет соответствие содержания витамина С в сыворотке крови городских школьников физиологической норме и его недостаток в организме сельских школьников. В то же время, по данным О. Я. Лещенко, 53,5 % городских школьников питаются всего 1-2 раза в день (доля таковых среди сельских школьников — 35,5 %) [24]. Такая кратность приема пищи не способна обеспечить организм достаточным количеством витаминов, чем можно объяснить тот факт, что даже при более разнообразном питании обеспеченность учащихся городских школ витаминами А и Е оказалась ниже.
ВЫВОДЫ
В сыворотке крови городских и сельских школьников выявлен дефицит витаминов А и Е, но их недостаточность более выражена у городских школьников. По всей вероятности, это определило более высокое содержание продуктов окисления в их сыворотке крови, что подтверждается значениями показателей хемилюминесценции, которые в 2,27,6 раза выше в сравнении с таковыми у сельских школьников. Анализ рационов подтвердил полученные данные: был установлен дефицит витаминов А, Е и пиридоксина в рационах всех групп школьников, тиамина — в рационах школьников старшего возраста. Вышесказанное обусловливает необходимость корректировать питание в школах.
Литература
1. Каташинская Л. И., Губанова Л. А. Анализ факторов, оказывающих влияние на формирование здоровья городских и сельских школьников. Современные проблемы науки и образования. 2014; (4). Доступно по ссылке: http://www.science-education.ru/ru/article/view?id=14181.
2. Макунина О. А., Якубовская И. А. Структура и динамика состояния здоровья школьников 7-17 лет. Вестник Здоровье и образование в XXI веке. 2015; 17 (2): 29-31.
3. Сетко Н. П., Чистякова Е. С. Некоторые аспекты влияния питания сельских школьников на уровень свободнорадикального окисления биологических молекул. В сборнике: Экология человека и медико-биологическая безопасность населения: VI Международный симпозиум; 24 октября - 3 ноября 2010 г.; Салоники, Греция. 2010. 156-9.
4. Сетко Н. П., Чистякова Е. С., Тришина С. П., Красиков С. И., Захарова О. В. Сравнительная характеристика биохимического статуса учащихся общеобразовательных учреждений города и села. Гигиена и санитария. 2011; (3): 62-5.
5. Ушаков И. Б., Соколова Н. В. Роль гигиенических факторов в формировании качества жизни городских и сельских школьников. Экология человека. 2005; (4): 15-8.
6. Кузьменко Е. В. Современные представления о проявлениях механизма психоэмоционального стресса. Ученые записки Таврического национального университета им. В. И. Вернадского, серия «Биология, химия». 2013; 26/65 (2): 95-106.
7. Кидун К. А., Солодова Е. К., Угольник Т. С., Дорошенко Р. В. Стресс-индуцированные изменения антиоксидантного статуса сперматозоидов и морфологии семенников крыс. Проблемы здоровья и экологии. 2014; 40 (2): 125-9.
8. Резников А. Г. Эндокринологические аспекты стресса. Международный эндокринологический журнал. 2007; 4 (10): 11-17.
9. Балаболкин М. И., Клебанова Е. М., Креминская В. М. Лечение сахарного диабета и его осложнений: руководство для врачей. М.: Медицина; 2005. 511 с.
10. Любина Е. Н. Роль минеральных элементов в регуляции процессов свободно-радикального окисления на фоне применения препаратов витамина а и бета-каротина. Вестник Ульяновской ГСХА. 2015; 31 (3): 64-8.
11. Трихина В. В., Лазаревич Е. Л., Вековцев А. А. Разработка программы и методических рекомендаций для коррекции питания рабочих металлургических предприятий. Техника и технология пищевых производств. 2015; 36 (1): 97-102.
12. Поступаев В. В., Ковальский Ю. Г., Рябцева Е. Г. Двадцатилет-
ний опыт изучения роли пероксидации липидов в оценке состояния здоровья населения. Дальневосточный медицинский журнал. 2005; 1 (3): 86-9.
13. Adachini T, Yamada H, Hara H, Futenma A, Kakumu S. Increase of urinary extracellular-superoxide dismutase level correlated with cyclic adenosine monophosphate. FEBS Letters. 1999; 458 (3): 370-4.
14. Ракитский В. Н., Юдина Т. В. Современные проблемы диагностики: антиоксидантный и микроэлементный статус организма. Клинические и экспериментальные исследования. Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. 2005; 2 (40): 222-7.
15. Фархутдинов Р. Р., Лиховских В. А. Хемилюминесцентные методы исследования свободнорадикального окисления в биологии и медицине. Уфа; 1995. 54 с.
16. Савченко А. А., Анисимова Е. Н., Борисов А. Г., Кондаков А. Е. Витамины как основа иммунометаболической терапии. Красноярск: Издательство КрасГМУ; 2011. 213 с.
17. Мартинчик А. Н. Методические рекомендации по оценке количества потребляемой пищи методом 24-часового (суточного) воспроизведения питания. М.; 1996. 28 с.
18. Скурихин И. М., Тутельян В. А., редакторы. Химический состав российских пищевых продуктов: справочник. М.: ДеЛи принт; 2008. 256 с.
19. Методические рекомендации МР 2.3.1.2432-08. Нормы физиологических потребностей в энергии и пищевых веществах для различных групп населения Российской Федерации (18 декабря 2008 г.). 42 с.
20. Красиков С. И., Лебедева С. Е. Нормы биохимического анализа. Оренбург; 2014. 325 с.
21. Климацкая Л. Г., Шевченко И. Ю., Василовский А. М., Теппер Е. А., Лесовская М. И. Алиментарнозависимые состояния у детей Красноярья. Журнал ГрГМУ. 2006; 13 (1): 88-90.
22. Колесникова Л. И., Власов Б. Я., Кравцова О. В., Долгих М. И., Натяганова Л. В. Состояние показателей системы пере-кисного окисления липидов и антиоксидантной защиты у девушек-подростков разных групп здоровья. Вестник РАМН. 2014; (3-4): 50-4.
23. Левчук Л. В., Стенникова О. В. Витамины группы В и их влияние на состояние здоровья и интеллектуальное развитие детей. Вопросы современной педиатрии. 2009; 8 (3): 42-47.
24. Лещенко О. Я. Особенности питания современных старшеклассниц и студенток по материалам анкетирования. Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. 2012; (2-2): 83-6.
References
1. Katashinskaya LI, Gubanova LA. Analiz faktorov, okazyvayu-shchikh vliyanie na formirovanie zdorov'ya gorodskikh i sel'skikh shkol'nikov. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. 2014; (4). Available from: http://www.science-education.ru/ru/article/ view?id=14181. Russian.
2. Makunina OA, Yakubovskaya IA. Struktura i dinamika sostoyaniya zdorov'ya shkol'nikov 7-17 let. Vestnik Zdorov'e i obrazovanie v XXI veke. 2015; 17 (2): 29-31. Russian.
3. Setko NP, Chistyakova ES. Nekotorye aspekty vliyaniya pitaniya sel'skikh shkol'nikov na uroven' svobodnoradikal'nogo okisleniya. biologicheskikh molekul. In: Ekologiya cheloveka i mediko-biologicheskaya bezopasnost' naseleniya: VI Mezhdunarodnyy simpozium; October, 24 - November, 3 2010; Saloniki, Greece. 2010. 156-9. Russian.
4. Setko NP, Chistyakova ES, Trishina SP, Krasikov SI, Zakharova OV. Sravnitel'naya kharakteristika biokhimicheskogo statusa ucha-shchikhsya obshcheobrazovatel'nykh uchrezhdeniy goroda i sela. Gigiena i sanitariya. 2011; (3): 62-5. Russian.
5. Ushakov IB, Sokolova NV. Rol' gigienicheskikh faktorov v formirovanii kachestva zhizni gorodskikh i sel'skikh shkol'nikov. Ekologiya cheloveka. 2005; (4): 15-8. Russian.
6. Kuzmenko EV. Sovremennye predstavleniya o proyavleniyakh
mekhanizma psikhoemotsional'nogo stressa. Uchenye zapiski Tavricheskogo natsional'nogo universiteta im. V. I. Vernadskogo, seriya «Biologiya, khimiya». 2013; 26/65 (2): 95-106. Russian.
7. Kidun KA, Solodova EK, Ugolnik TS, Doroshenko RV. Stress-indutsirovannye izmeneniya antioksidantnogo statusa spermato-zoidov i morfologii semennikov krys. Problemy zdorov'ya i ekologii. 2014; 40 (2): 125-9. Russian.
8. Reznikov AG. Endokrinologicheskie aspekty stressa Mezhdunarodnyy endokrinologicheskiy zhurnal. 2007; 4 (10): 11-17. Russian.
9. Balabolkin MI, Klebanova EM, Kreminskaya VM. Lechenie sakharnogo diabeta i ego oslozhneniy: rukovodstvo dlya vrachey. M.: Meditsina; 2005. 511 p. Russian.
10. Lyubina EN. Rol' mineral'nykh elementov v regulyatsii protsessov svobodno-radikal'nogo okisleniya na fone primeneniya preparatov vitamina a i beta-karotina. Vestnik Ul'yanovskoy GSKhA. 2015; 31 (3): 64-8. Russian.
11. Trikhina VV, Lazarevich EL, Vekovtsev AA. Razrabotka programmy i metodicheskikh rekomendatsiy dlya korrektsii pitaniya rabochikh metallurgicheskikh predpriyatiy. Tekhnika i tekhnologiya pishche-evykh proizvodstv. 2015; 36 (1): 97-102. Russian.
12. Postupaev V, Kovalskiy YuG, Ryabtseva EG. Dvadtsatiletniy
opyt izucheniya roli peroksidatsii lipidov v otsenke sostoyaniya zdorov'ya naseleniya. Dal'nevostochnyy meditsinskiy zhurnal. 2005; 1 (3): 86-9. Russian.
13. Adachini T, Yamada H, Hara H, Futenma A, Kakumu S. Increase of urinary extracellular-superoxide dismutase level correlated with cyclic adenosine monophosphate. FEBS Letters. 1999; 458 (3): 370-4.
14. Rakitskiy VN, Yudina TV. Sovremennye problemy diagnostiki: antioksidantnyy i mikroelementnyy status organizma. Klinicheskie i eksperimental'nye issledovaniya. Byulleten' VSNTs SO RAMN. 2005; 2 (40): 222-7. Russian.
15. Farkhutdinov RR, Likhovskikh VA. Khemilyuminestsentnye meto-dy issledovaniya svobodnoradikal'nogo okisleniya v biologii i meditsine. Ufa; 1995. 54 p. Russian.
16. Savchenko AA, Anisimova EN, Borisov AG, Kondakov AE. Vitaminy kak osnova immunometabolicheskoy terapii. Krasnoyarsk: Izdatel'-stvo KrasGMU; 2011. 213 p. Russian.
17. Martinchik AN. Metodicheskie rekomendatsii po otsenke kolichest-va potreblyaemoy pishchi metodom 24-chasovogo (sutochnogo) vosproizvedeniya pitaniya. M.; 1996. 28 p. Russian.
18. Skurikhin IM, Tutelyan VA, editors. Khimicheskiy sostav rossiyskikh
pishchevykh produktov: spravochnik. M.: DeLi print; 2008. 256 p. Russian.
19. Metodicheskie rekomendatsii MR 2.3.1.2432-08. Normy fiziologi-cheskikh potrebnostey v energii i pishchevykh veshchestvakh dlya razlichnykh grupp naseleniya Rossiyskoy Federatsii (December, 18 2008). 42 p. Russian.
20. Krasikov SI, Lebedeva SE. Normy biokhimicheskogo analiza. Orenburg; 2014. 325 p. Russian
21. Klimatskaya LG, Shevchenko IYu, Vasilovskiy AM, Tepper EA, Lesovskaya MI. Alimentarnozavisimye sostoyaniya u detey Krasnoyar'ya. Zhurnal GrGMU. 2006; 13 (1): 88-90. Russian.
22. Kolesnikova LI, Vlasov BYa, Kravtsova OV, Dolgikh MI, Natyagano-va LV. Sostoyanie pokazateley sistemy perekisnogo okisleniya lipidov i antioksidantnoy zashchity u devushek-podrostkov raznykh grupp zdorov'ya. Vestnik RAMN . 2014; (3-4): 50-4. Russian.
23. Levchuk LV, Stennikova OV. Vitaminy gruppy B i ikh vliyanie na sostoyanie zdorov'ya i intellektual'noe razvitie detey. Voprosy sovremennoy pediatrii. 2009; 8 (3): 42-47. Russian.
24. Leshchenko OYa. Osobennosti pitaniya sovremennykh starshe-klassnits i studentok po materialam anketirovaniya. Byulleten' VSNTs SO RAMN. 2012; (2-2): 83-6. Russian.
тканевая хемилюминесценция как метод оценки супероксид радикал-продуцирующей способности митохондрий
А. А. Джатдоева А. М. Полимова, Е. В. Проскурнина, Ю. А. Владимиров
Кафедра медицинской биофизики, факультет фундаментальной медицины, Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, Москва
Дисфункция митохондрий лежит в основе развития многих заболеваний человека, включая дегенеративные. Одно из следствий митохондриальной дисфункции — апоптоз функционально-активных клеток. На начальной стадии апоп-тоза отмечается усиление продукции супероксид анион-радикала (САР). Перспективным методом обнаружения САР в клетках и тканях является метод хемилюминесценции (ХЛ), прежде всего — в присутствии люцигенина, специфичного для САР химического активатора ХЛ. В исследовании был предложен способ усовершенствования метода, а также оценена его эффективность при определении уровня образования САР в переживающих тканях лабораторных животных при моделировании гипоксии и паркинсонизма. Предложенные для аэрации опытных образцов кислородсодержащая (O2 — 15 %, CO2 — 5 %, N2 — 80 %) и бескислородная (CO2 — 5 %, N2 — 95 %) газовые смеси обеспечивали постоянство pH 7,4, необходимое для корректной регистрации ХЛ. С помощью изучаемого метода было показано достоверное увеличение уровня образования САР в ткани сердца крыс при циклах гипоксии длительностью 150 и 240 мин — в 1,8 и 2,0 раза. При паркинсонизме уровень образования САР в ткани мозга мышей, содержащей стриатум и черную субстанцию, через 12 ч после введения последней дозы пронейротоксина оказался выше в 1,7 и 1,3 раза соответственно в сравнении с контролем.
Ключевые слова: митохондриальные заболевания, апоптоз, супероксид анион-радикал, супероксид радикал-про-дуцирующая способность, гипоксия, паркинсонизм, тканевая хемилюминесценция, люцигенин
Финансирование: работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (грант № 14-15-00375).
Благодарности: авторы благодарят Алексея Гришина, студента кафедры физиологии МГУ имени М. В. Ломоносова, за помощь в подборе состава газовых смесей.
[X] Для корреспонденции: Айшат Абдрахмановна Джатдоева
119192, г Москва, Ломоносовский пр-т, д. 31, корп. 5; ayshatdj@gmail.com
Статья поступила: 01.10.2015 Статья принята к печати: 09.12.2015
tissue chemiluminescence as a method of evaluation of superoxide radical producing ability of mitochondria
Dzhatdoeva AA Polimova AM, Proskurnina EV, Vladimirov YuA
Faculty of Fundamental Medicine, Department of Medical Biophysics, Lomonosov Moscow State University, Moscow, Russia
Mitochondrial dysfunctions are an underlying cause of many human diseases including degenerative diseases. One of the consequences of mitochondrial dysfunctions is apoptosis of functionally active cells. During the initial stage of apoptosis, increased production of superoxide anion-radical (SAR) is observed. A promising method of SAR detection in cells and tissues is chemiluminescence (CL), primarily, in the presence of lucigenin, a SAR specific amplifier of CL. In this study a means of improving CL was proposed, and its effectiveness in detecting SAR level in living tissues of laboratory animals in hypoxia and parkinsonism models was evaluated. Aerobic (O2 — 15 %, CO2 — 5 %, N2 — 80 %) and anaerobic (CO2 — 5 %, N2 — 95 %) gas mixtures proposed for samples aeration, maintained a constant pH of 7.4, necessary for accurate recording of CL. Using the studied method, a statistically significant increase (1.8 and 2.0 times) in SAR production level in rat heart tissue was detected with hypoxia duration of 150 to 240 minutes. In the parkinsonian model SAR production in mouse brain tissue samples of striatum and substantia nigra was 1.7 and 1.3 times higher after administration of the final dose of proneurotoxin, as compared to the control group.
Keywords: mitochondrial disorders, apoptosis, superoxide anion-radical, superoxide radical producing ability, hypoxia, parkinsonism, tissue chemiluminescence, lucigenin
Funding: this work was supported by the Russian Science Foundation (project no. 14-15-00375).
Acknowledgments: authors thank Aleksey Grishin, a student at the Department of Physiology, Lomonosov Moscow State University, for his help in choosing gas mixture components.
Correspondence should be addressed: Aishat Dzhatdoeva
Lomonosovskiy prospekt, d. 31, korp. 5, Moscow, Russia, 119192; ayshatdj@gmail.com Received: 01.10.2015 Accepted: 09.12.2015
