CC BY
50
МЕДИЦИНСКИЕ НАУКИ
УДК 541.12:549.761.5:661.48
ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ СВОБОДНОРАДИКАЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ РАЗЛИЧНЫХ СТРУКТУР МОЗГА ПРИ ГИПОКСИИ
® 2008 Меджидова Е.М.
Институт физиологии им. А. И. Караева НАН Азербайджана
В данной работе показано, что изменения содержания продуктов перекисного окисления липидов в различных отделах мозга у 1-, 3- и 6-месячных крыс зависят от вовлеченности данных структур в окислительные процессы и от возрастной адаптации к гипоксии.
The authors of the given article demonstrated that the changes in the levels of lipid peroxidation products in various 1-, 3- and 6-month-old rats’ brain sections depend on the involvement of those structures in oxidation processes and on the age-related adaptation to hypoxia.
Ключевые слова: гипоксия, мозг, липиды, окислительные процессы, возрастная адаптация.
Keywords: hypoxia, brain, lipids, oxidation processes, age-related adaptation.
Гипоксия - это нарушение окисления субстратов в тканях организма вследствие затруднения или блока транспорта электронов в дыхательной цепи. Первичной причиной гипоксии является дефицит кислорода в клетках, что приводит к снижению ресинтеза энергодающих фосфатов. В результате возникают вторичные сдвиги, замыкающие порочный круг, - расстройства
гемодинамики и микроциркуляции,
потеря ферментов клетками, повреждение мембран лизосом с выходом аутолитических энзимов.
Повреждение мембран
митохондрий и клеток лизосом
является ключевым моментом в развитии и поддержании
гипоксических повреждений тканей. Оно в значительной степени
обусловлено гиперокислением
ненасыщенных жирных кислот их липидных компонентов [2, 5].
Окисление этих кислот и белков - не только неизбежное, но и необходимое в норме явление, регулирующее функциональное состояние активных центров мембран - ферментов дыхания и фосфорилирования, транспортных АТФ и другие.
Равновесие между окислением
жирных кислот и их восстановлением определяется соотношением
свободнорадикальных реакций,
инициируемых ионами железа и
анионрадикалом кислорода,
образующимся при помощи
флавиновых коферментов и соотношением антиоксидантных
систем, включающих
супероксиддисмутазу, пероксидазу, каталазу и биоантиокислители -доноры сульфгидрильных групп, токоферолы, катехины, аскорбиновую кислоту и другие. При гипоксии и реоксигенации имеет место резкий дефицит антиоксидантов и сдвиг равновесия в сторону окисления липидов. Кроме того, перекисное окисление липидов может протекать при ничтожной концентрации кислорода, а при тяжелой гипоксии может составить прямую конкуренцию использованию кислорода в энергодающих процессах [1, 2].
Представленная работа
посвящена изучению влияния гипоксии на содержание продуктов перекисного окисления (ПОЛ) в различных головного мозга средний мозг,
липидов структурах (продолговатый, гипоталамус,
лимбическая,
орбитальная
сенсомоторная, кора). Содержание
гидроперекисей и малонового диальдегида (МДА) определяли по методу [5].
Для проведения исследований в качестве экспериментальных
животных были выбраны крысы-самцы линии Вистар весом 180-200 г
- взрослые и 60-80 г - молодые особи. Животные были разделены на контрольную и опытные группы по 67 особей в каждой. Контрольная группа содержалась на обычном виварийном режиме. Подопытная группа была подвержена гипоксии. Ее создавали по методу Хватовой. Для этого подопытных животных помещали в специальную герметически закрывающуюся
камеру на 20 минут, куда подавалась смесь газов, состоящая из 95% азота и 5% кислорода. Гипоксия продолжалась в течение 5 дней, затем крыс декапитировали под эфирным наркозом.
Таблица 1
Содержание гидроперекисей липидов ГП в различных отделах головного мозга крыс в норме и при гипоксии в относительных единицах (М±т, п=7)
Контроль
1-месячные 3-месячные 6-месячные
Продолговатый мозг 2,25±0,19 3,60±0,21 2,80±0,15
Гипоталамус 3,00±0,20 3,87±0,21 3,45±0,28
Средний мозг 2,54±0,16 2,95±0,13 2,80±0,20
Лимбическая кора 3,28±0,27 3,90±0,33 3,60±0,17
Сенсомоторная кора 3,50±0,25 4,03±0,25 3,82±0,31
Орбитальная кора 3,75±0,37 4,12±0,31 3,91±0,34
Г ипоксия
Продолговатый мозг 3,27±0,25 4,20±0,23 3,82±0,30
Гипоталамус 5,06±0,39 5,9±0,31 5,51±0,42
Средний мозг 3,68±0,24 4,09±0,29 3,94±0,29
Лимбическая кора 5,40±0,28** 6,00±0,39 5,62±0,41
Сенсомоторная кора 6,43±0,37 6,96±0,42 6,75±0,42
Орбитальная кора 6,94±0,40 7,31±0,38 7,20±0,37
Таблица 2
Содержание малонового диальдегида (МДА) в разных отделах головного мозга крыс в норме и при гипоксии в нмоль/мг белка (М±т, п=7)
Контроль
1-месячные 3-месячные 6-месячные
Продолговатый мозг 2,10±0,13 3,42±0,26 2,24±0,15
Гипоталамус 2,48±0,28 3,51±0,20 2,70±0,20
Средний мозг 2,01±0,10 3,14±0,22 2,11±0,18
Лимбическая кора 2,53±0,17 3,64±0,25 2,80±0,19
Сенсомоторная кора 2,60±0,19 3,72±0,34 2,84±0,18
Орбитальная кора 2,57±0,16 3,69±0,27 2,76±0,18
Г ипоксия
Продолговатый мозг 3,50±0,28 4,82±0,31 3,64±0,35
Г ипоталамус 3,65±0,29 4,68±0,27 3,87±0,25
Средний мозг 3,27±0,24 4,40±0,36 3,37±0,23
Лимбическая кора 3,75±0,27 4,94±0,31 4,02±0,22
Сенсомоторная кора 4,82±0,29 5,94±0,45 4,06±0,28
Орбитальная кора 3,94±0,35 5,06±0,25 4,13±0,35
Результаты полученных данных доказали, что при гипоксии
отмечается высокое содержание гидроперекисей (ГП) в ткани
сенсомоторной и орбитальной коры у 3-месячных животных. Также повышенный уровень ГП
наблюдается в ткани лимбической коры по сравнению с более
древними структурами мозга.
Исследования содержания МДА в ткани головного мозга показали, что при гипоксии не наблюдается резкое повышение уровня конечного продукта ПОЛ. Так, во всех
исследуемых структурах мозга
уровень МДА повышался на 1,06-1,04 по сравнению с контролем. Следует отметить, что по содержанию МДА у 3-месячных животных в корковых структурах интенсивность перекисного
окисления липидов более высока,
чем у 1- и 6-месячных крыс. По-видимому, эти структуры более вовлечены в окислительные
процессы.
Таким образом, исследования показали, что у 3-месячных крыс
интенсивность протекания ПОЛ при гипоксии в корковых структурах более высока, чем в филогенетически древних структурах (продолговатый, средний мозг и гипоталамус). Но при этом наблюдается отличие в содержании ГП и МДА. Торможение ПОЛ, протекающее как с помощью ферментов, так и неферментативно, является основным в действии антиоксидантов. Они обладают многими свойствами антигипоксантов
- удлиняют переживание при острой гипоксии [3, 4], при циркуляторной [5] и ускоряют восстановление после гипоксии. Поддержание
энергетического обмена при гипоксии нуждается в оксидантном эффекте, так как острая гипоксия характеризуется преобладанием гипервосстановленных форм
коферментов. Этим можно объяснить более низкий уровень МДА как более активного оксиданта по сравнению с ГП в структурах мозга животных всех возрастных групп.
Примечания
1. Арчаков А.И. Микросомальное окисление. М., 1975. С. 14. 2. Владимиров Ю.А., Арчаков А.И. Перекисное окисление липидов в биологических мембранах. М., 1972. 3. Нейфак С.А.
Молекулярные основы адаптации к гипоксии. Киев, 1979. С. 11. 4. Уголев А.А. Предупреждение стрессорного, гипоксического и ишемического повреждений сердца с помощью антиоксиданта ионола и предварительной адаптации к гипоксии. Автореф. канд. дис. М., 1981. 5. Урюпов Ю.Ю., Виноградов В.М. Гипоксия как фармакологическая проблема. Фармакология и токсикология. Т. 48. №5. М., 1985. С. 9-20. 6. Chance В., BoverisA., Nakase Y. Hidroperoxide metabolism. Eds. SiesA. and Venden A., Berlin, Soringer Verlag, 1978, P. 95-106. 7. Cenedella R.Y., Gall C. Paoletti R. Lipids. 1975, V. 105. P. 290. 8. Kovachich G.B., Mishra O.P. Lipid peroxidation in rat brain cortical slices as measured by the thiobarbituric acid test. J. Neurochem, 1980, № 35. P. 1449. 9. Asakava T„ Matsushita S. Coloring conditions of thiobarbituric acid test for detecting lipid peroxidation. Lipids, 1980. V. 5. № 3. P. 137-140.
Статья поступила в редакцию 19.08.2008 г.
