CC BY
53
2. Жулев Е.Н. Клиника, диагностика и ортопедическое лечение заболеваний пародонта. - Нижний Новгород, 2003. - 211 с.
3. Крупаткин А.И., Сидоров B.B. Лазерная допплеровская флоуметрия микроциркуляции крови. - Москва: Медицина, 2005. - 254 с.
4. Цепов Л.М. Межсистемные связи при болезнях пародонта // Пародонтология. - 2003. - № 2. -С. 19-24.
Саркисов Карен Акопович, кандидат медицинских наук, заведующий кафедрой ортопедической стоматологии ГБОУ BOO «Астраханская государственная медицинская академия» Минздравсоцразвития России, Россия, 414000, г. Астрахань, ул. Бакинская, 121, тел. (8512) 52-41-43, е-mail: [email protected]
Брагин Евгений Александрович, доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой ортопедической стоматологии ГБОУ BПO «Ставропольская государственная медицинская академия» Минздравсоцразвития России, Россия, 355044, Ставрополь, ул. Мира, 310.
Полунина Ольга Сергеевна, доктор медицинских наук, профессор, заведующая кафедрой внутренних болезней педиатрического факультета ГБОУ BПO «Астраханская государственная медицинская академия» Минздравсоцразвития России, Россия, 414000, г. Астрахань, ул. Бакинская, 121, тел. (8512) 52-41-43, е-mail: [email protected]
Воронина Людмила Петровна, кандидат медицинских наук, доцент кафедры внутренних болезней педиатрического факультета ГБОУ BПO «Астраханская государственная медицинская академия» Минздравсоцразвития России, Россия, 414000, г. Астрахань, ул. Бакинская, 121, тел. (8512) 52-41-43, е-mail: [email protected]
Севостьянова Ирина Bикторовна, кандидат медицинских наук, ассистент кафедры внутренних болезней педиатрического факультета ГБОУ BПO «Астраханская государственная медицинская академия» Минздравсоцразвития России, Россия, 414000, г. Астрахань, ул. Бакинская, 121, тел. (8512) 52-41-43, е-mail: [email protected]
УДК 615.272:616.45-001.1/.3 © Д. Л. Теплый, А. Л. Ясенявская, 2011
Д. Л. Теплый, А. Л. Ясенявская
ВОЗРАСТНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ СВОБОДНОРАДИКАЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ У САМЦОВ КРЫС ПРИ ВВЕДЕНИИ АНТИОКСИДАНТОВ И В УСЛОВИЯХ СТРЕССА
ФГБОУ ВПО «Астраханский государственный университет»
Исследованы особенности перекисного окисления липидов (ПОЛ) печени и перекисной резистентности эритроцитов в условиях иммобилизационного стресса, введения а-токоферола и эмоксипина, а также их сочетанного воздействия. Работа выполнена на 42 самцах белых крыс двух возрастных групп. В результате исследования установлено, что под действием стресса происходит увеличение степени гемолиза эритроцитов, а также увеличение концентрации продуктов перекисного окисления липидов. Введение витамина Е и эмоксипина способствовало существенному снижению уровня перекисного окисления липидов печени и усилению резистентности эритроцитов к действию перекисных соединений.
Ключевые слова: перекисное окисление липидов, антиоксиданты, иммобилизационный стресс.
D.L. Teplyi, A.L. Yasenyavskaya
THE AGE-RELATED CHANGES OF THE FREERADICAL PROCESSES OF THE MALE RATS IN ADMINISTRATION
OF ANTIOXIDANTS AND IN STRESS CONDITIONS
The features of peroxide oxidations of the lipids in liver and peroxide resistance erythrocytes in the conditions of the immobilization stress, introduction of а-tocopherol and emoxipine, and their complex influence were investigated. The work was made on 42 white rats of two age groups. As the result of research it was established that in stress there was an increase of degree hemolysis erythrocytes and increase in the concentration of the products peroxide oxidation lipids. The introduction of vitamin E and emoxipine promoted essential decrease in level peroxide oxidation lipids in liver and increase of the resistance erythrocytes to the action of peroxide connections.
Key words: peroxide oxidation lipids, antioxidants, immobilization stress.
Одной из актуальных проблем физиологии является изучение механизмов стресс-реактивности различных функциональных систем организма в динамике индивидуального развития и при изменении гомеостаза, определяемого возрастными особенностями окислительно-восстановительных процессов.
Универсальный процесс свободнорадикального окисления - необходимая стадия ряда синтезов и метаболических путей нормального функционирования клеток, обменных процессов и защитных функций организма. Вместе с тем, неконтролируемая утечка свободных радикалов при избыточной активации процессов перок-сидации либо ослаблении антиоксидантной защиты может привести к необратимым повреждениям молекул, липидов, белков и нуклеиновых кислот, обусловив развитие процессов пероксидации [7]. С возрастом активность окислительного метаболизма изменяется и его степень обратно пропорциональна продолжительности жизни для различных видов животных организмов [4]. Нарушение сбалансированного взаимодействия про - и
антиоксидантных процессов в ходе возрастной инволюции играет немалую роль в развитии возрастзависимой патологии, а также при физиологических состояниях, близких к экстремальным при действии интенсивных физических и психоэмоциональных нагрузок [7, 8, 9]. В этих условиях активизация свободнорадикальных процессов коррелирует со снижением эффективности функционирования биологических систем и утилизации свободных радикалов, включающих низкомолекулярные жирорастворимые природные антиоксиданты, в том числе а-токоферол [6, 9].
Витамин Е играет одну из важнейших ролей в защите основных структурных компонентов биомембран, что связано с его эффективностью в условиях длительно и прогрессирующего нарастания окислительного стресса, особенно при старении, сопровождающегося нарушением емкости антиоксидантной системы организма. Известна характерная динамика про- и антиоксидантов: с возрастом генерация активных форм кислорода уменьшается параллельно снижению уровня антиоксидантной системы [2].
Исходя из вышеизложенного, целью нашего исследования является изучение особенностей возрастной динамики ПОЛ и определение роли витамина Е как соучастника многих метаболических реакций, протекающих в клетках крови [3], а также выявить одновременно стресс-протекторные возможности антиоксидантов и их изменения в ходе возрастной инволюции.
Материалы и методы. Опыты поставлены в лаборатории экспериментальной физиологии кафедры физиологии человека и животных Астраханского государственного университета. В экспериментах, состоящих из двух серий, использовано 84 самца беспородных белых крыс двух возрастных групп: 42 старых самца со средней массой 280 г и 42 молодых со средней массой 75 г.
Крыс содержали в стандартных условиях вивария при естественном освещении. Все животные были синхронизированы по питанию при свободном доступе к воде. Продолжительность опытов - 14 дней.
Животных подразделили на следующие группы:
1. интактные (контроль);
2. животные, подвергнутые иммобилизационному стрессу продолжительностью 120 минут ежедневно в течение 7 дней, начиная со второй недели эксперимента;
3. животные, получавшие витамин Е (10% масляный раствор а-токоферолацетата) per os в суточной дозе
0,5 мг на 100 г массы тела на всем протяжении опытов;
4. животные, подвергнутые иммобилизационному стрессу после однонедельного воздействия витамина Е и стрессированные на фоне продолжающегося воздействия витамином Е в течение последующих 7 дней;
5. животные, получавшие в/м 1% раствор эмоксипина в дозе 0,5 мг /100 г массы тела в течение 14 дней;
6. стрессированные животные, получавшие эмоксипин по той же схеме, что и крысы, получавшие витамин Е и подвергнутые иммобилизационному стрессу.
Иммобилизационный стресс создавали, помещая животное в пластиковую камеру, ограничивающую их движения в течение 2-х часов при комнатной температуре. По окончании опытов предварительно наркотизированных внутрибрюшинным введением этаминала натрия (4 мг на 100 г массы тела) декапитировали. Оценку ПОЛ печени определяли по методу И. Д. Стальной и Т.Г. Гаришвили (1977) в модификации Е.А. Строева и В.Г. Макаровой (1986) [10].
Перекисную резистентность эритроцитов крови определяли по А.А. Покровскому и А.А. Абрарову (1964) в модификации, предложенной А.Е. Лазько, Р.И. Асфандияровым и А.А. Резаевым (1993) [5].
Результаты обрабатывались статистически с использованием алгоритма для определения средней арифметической, ее ошибки и достоверности различия между средними сопоставляемых групп с помощью критерия t-Стьюдента.
Результаты и их обсуждение. Как следует из анализа результатов (табл. 1, 2), воздействие витамина Е привело к значительному снижению исходного, спонтанного и аскорбатзависимого уровня малонового диальдегида (МДА) в печени самцов старых крыс.
Известно, что печень интактных половозрелых крыс отличается высоким уровнем субстратов ПОЛ, что связан с тем, что около 40% структурных липидов, определяющих пространственную стабилизацию мембран гепатоцитов, содержат ненасыщенные жирные кислоты [12, 13].
В печени старых крыс наблюдается существенное увеличение концентрации продуктов ПОЛ, а также значительное снижение уровня антиоксидантов [2], чем и определяется, вероятнее всего, статистически значимое понижение уровня ПОЛ печени при введении в наших опытах антиоксидантов. При этом существенные отличия в антиоксидантом действии природного и синтетического антиокислителя мы не обнаружили.
У молодых животных, в сравнении со старыми, уровень ПОЛ печени оказался значительно меньшим, чем у старых и, соответственно, эффект от воздействия а-токоферола и эмоксипина на интактных молодых животных был выражен более четко.
Стресс-протекторное действие антиоксидантов (также без значимых различий в степени действия витамина Е и эмоксипина) проявилось после предваряющего стресс воздействия обоими антиокислителями, что выразилось существенным приближением всех показателей ПОЛ к контрольному уровню (Р<0,05). Стресс-протекторное действие антиоксидантов было вполне закономерным, если принять во внимание то обстоятельство, что фенольные антиоксиданты и, главным образом, а-токоферол снижают повышенную под влиянием стрессора интенсивность ПОЛ при иммобилизационном и других видах стресса [1]. При этом не были обнаружены возрастные отличия стресс-протекторного действия антиоксидантов, вне зависимости от их природы.
Влияние антиоксидантов и стресса на скорость перекисного окисления липидов в гомогенатах печени старых самцов крыс
Уровень МДА Характер воздействия
Контроль Стресс Витамин Е Стресс+ Витамин Е Эмоксипин Стресс+ Эмоксипин
Исходное содержание ПОЛ нмоль МДА/0,5г ткани печени 2,67±0,06 3,17±0,19* 1,18±0,36*** 2,53±0,02* 2,33±0,11* 2,50±0,01*
Скорость спонтанного ПОЛ нмоль МДА/0,5г ткани печени 14,96±0,16 17,08±0,48*** 12,14±0,69** 13,13±0,43** 12,59±0,55** 13,31±0,36***
Скорость аскорбат-зависимого ПОЛ нмоль МДА/0,5г ткани печени 12,06±1,13 15,87±1,26* 9,47±0,40* 14,64±0,42* 9,61±0,09* 14,68±0,13*
Примечание: *p<0,05; **p<0,01; ***p<0,001
Таблица 2
Влияние антиоксидантов и стресса на скорость перекисного окисления липидов в гомогенатах печени
молодых самцов крыс
Уровень МДА Характер воздействия
Контроль Стресс Витамин Е Стресс+ Витамин Е Эмоксипин Стресс+ Эмоксипин
Исходное содержание ПОЛ нмоль МДА/0,5 г ткани печени 1,87±0,16 2,74±0,24** 0,98±0,13*** 1,95±0,05 1,01±0,14*** 1,97±0,07
Скорость спонтанного ПОЛ нмоль МДА/0,5 г ткани печени 12,73±0,28 14,53±0,50** 10,91±0,47** 13,44±0,09* 11,07±0,28*** 13,52±0,10*
Скорость аскорбат-зависимого ПОЛ нмоль МДА/0,5 г ткани печени 10,02±0,42 12,28±0,54** 8,35±0,31** 11,08±0,12* 8,59±0,09** 11,12±0,13*
Примечание: *p<0,05; **p<0,01; ***p<0,001
Поскольку перекисный гемолиз эритроцитов - чувствительный показатель состояния системы «оксиданты-антиоксиданты», были проведены параллельно с исследованием ПОЛ печени исследования возрастной динамики показателя перекисного гемолиза эритроцитов животных (табл. 3, 4).
Анализ полученных данных свидетельствует о существенно большей перекисной резистентности эритроцитов молодых интактных животных, чем у старых аналогичной группы (Р<0,05).
Гемолитическая стойкость эритроцитов, как у молодых, так и у старых крыс значительно увеличилась под влиянием обоих антиоксидантов, однако под влиянием иммобилизационного стресса эритроциты старых животных оказались заметно менее устойчивыми к гемолитику, чем молодые (Р<0,05). Менее эффективным, хотя и достаточно выраженным, оказался стресс-протекторный эффект витамина Е и эмоксипин у старых животных (Р<0,05).
Таблица 3
Изменение степени перекисного гемолиза эритроцитов у старых самцов белых крыс
Г руппы
Контроль Витамин Е Стресс Стресс+ Витамин Е Эмоксипин Стресс+ эмоксипин
6,75±0,81 4,15±0,51** 9,28±0,75* 7,1±0,92 4,37±0,33*** 7,30±0,65
Примечание: *p<0,05; **p<0,01; ***p<0,001
Изменение степени перекисного гемолиза эритроцитов у молодых самцов белых крыс
Г руппы
Контроль Витамин Е Стресс Стресс+ Витамин Е Эмоксипин Стресс+ эмоксипин
4,87±0,23 3,38±0,33** 7,22±0,53** 5,03±0,17 3,45±0,29** 5,11±0,22
Примечание: *p<0,05; **p<0,01; ***p<0,001
Заключение. В ходе возрастной инволюции интенсивность свободнорадикальных процессов в печеночной ткани возрастает, существенно отличаясь от величины этого показателя у молодых животных.
Воздействия антиоксидантами, вне зависимости от их природы, способствует значительному уменьшению уровня ПОЛ, но особенно четко это проявляется у молодых животных.
Иммобилизационный стресс приводит к характерному для него эффекту - стимуляции свободнорадикальных процессов, но этот эффект значительно выше у старых животных.
К настоящему времени накопилось достаточно фактов для высокой оценки роли фенольных антиоксидантов в стресс-протекторной защите. В составе антиоксидантных систем они относятся к эффективным стресс-реализующим системам, выполняя роль основных мембрано-протекторных и мембраностабилизирующих агентов. Предупреждая стрессорные повреждения клеток, они активно участвуют в механизмах адаптации к стрессу [11].
Отмечая выраженный стресс-протекторный эффект а-токоферола и эмоксипина в наших опытах, следует отметить отсутствие каких-либо заметных возрастных отличий этого показателя у беспородных белых крыс.
Обнаружена существенно большая стойкость эритроцитов крови к действию гемолитика у молодых животных, особенно четко проявившая себя в условиях иммобилизационного стресса. Значительно менее эффективным был стресс-протекторный эффект антиоксидантов у старых животных.
Таким образом, подводя итог возрастных изменений процессов перекисного окисления липидов и роли в этом витамина Е и эмоксипина необходимо отметить, что результаты свидетельствуют в пользу активации свободнорадикального окисления в процессе старения организма, приводящего к снижению прочности клеточных мембран. С возрастом снижается интенсивность многих реакций, в ходе которых генерируются свободные радикалы, но вместе с этим снижается эффективность антиоксидантной защиты. Продукты свободнорадикального окисления увеличивают окислительное напряжение в мембранах клеток. Введение антиоксидантов приводит к существенному ингибированию свободнорадикальных процессов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Абрамченко В.В. Антиоксиданты и антигипоксанты в акушерстве. - СПб.: Деан, 2001. - 400 с.
2. Анисимов В.Н., Арутюнян А.В., Опарина Т.И. [и др.] Возрастные изменения активности свободнорадикальных процессов в тканях и сыворотке крови крыс // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. - 1999. - Т. 85, № 4. - С. 502-507.
3. Афанасьев Ю. И., Воронихина Т.В. Витамин Е: значение и роль в организме // Успехи современной биологии. - 1987. - Т. 104, Вып. 3. - С. 406.
4. Коркушко О.В., Чебаторева Д.Ф., Калиновская Е.Г. Гериатрия с терапевтической практикой. - Киев: Здоров'я, 1993. - 830 с.
5. Лазько А.Е., Асфандияров Р.И., Рязаев А.А. Состояние мембран эритроцитов при воздействии серосодержащего газа // Актуальные вопросы медицинской морфологии. - Ижевск: Изд-во Удмуртского ун-та, 1993. - С. 41-47.
6. Ланкин В.З., Тихазе А.К., Беленков Ю.Н. Антиоксиданты в комплексной терапии атеросклероза: pro et contra. - М.: Медпрактика, 2003. - 83 с.
7. Лишневска В.Ю. Реологични властивости крови в осиб похилого веку, хворих на 1ХС // Вуковиньски медичный весник. - 2002. - Т. 6, № 4. - С. 93-96.
8. Меньшикова Е.В., Ланкин В.З., Зенков Н.К. [и др.]. Окислительный стресс. Прооксиданты и антиоксиданты. - М.: Слово, 2006. - 553 с.
9. Меньшикова Е.В., Зенков Н.К., Ланкин В.З. [и др.]. Окислительный стресс: патологические состояния и заболевания. - Новосибирск: АРТА, 2008. - 283 с.
10. Стальная Д. Д., Гаришвили Т.Г. Метод определения малонового диальдегида с помощью тиобарби-туровой кислоты // Современные методы в биохимии. - 1977. - С. 66-69.
11. Тодоров И.Н., Тодоров Г.И. Стресс и старение и их биохимическая коррекция. - М.: Наука, 2003. -249 с.
