Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Перекисное окисление липидов в мозгу при гипотермии и возможная его химическая коррекция

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Перекисное окисление липидов в мозгу при гипотермии и возможная его химическая коррекция"

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ, ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

РОСТОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

СИММАЛАВОНГ САНТИСУК

ПЕРЕКИСНОЕ ОКИСЛЕНИЕ ЛИПИДОВ В МОЗГУ ПРИ ГИПОТЕРМИИ И ВОЗМОЖНАЯ ЕГО ХИМИЧЕСКАЯ КОРРЕКЦИЯ

(03.00.04 — Биологическая химия)

Специализированный совет К 063. 52. 09 по биологическим наукам

На правах ру1

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Ростоз-"2.-Доку 1992

Раоот;1 вмпо-"н:па на кафедре биохимии и биофизики п проблемной лаборатории нейрохимни Дагестанского государственного университета

Научный руководитель: доктор биологических наук,

академик ЛЕН РФ Э. 3. Эмнрбеков (г. Махачкала)

Официальны: оппоненты! доктор медицинских наук, профессор А- П. Шепелев (гь Ростов-на-Дону, РГЛШ); доктор биологически хпаук, профессор В. С. Шугалей (г- Ростьв-на-Дону, РГУ );

Ведущая организация: Дагестанский государственный мсд::ципскнй институт (г. Л\ахачкала)

Защита состоится «__«?_£_» _(АК>нУ____1С92 г- в часоз

на заседании специализированного совета К 063.52.09 по биологическим наукам в Ростовском государствгниом ! университете (3440С6, г. Ростов-на-Дону, ул. Энгельса. 1С5, клуб РГУ, 2 этаж)

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке РГУ Автореферат разослан « О < »____19Э2 г-

Ученый секретарь

специализированного совета доктор биологических наук

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблем»; Некоррэлятивяое угнетение я еущзотвзк-ная перестройка метаболизма в Еокуссгвенно осажденном гошйояэри» ном организма сопровождаются весьма аэйелатадышщ тостгипотерш-чеокими последствиями (Тимофеев, 1983; Эмярбакоэ,, Львова,, 1984§ Х965; Бабя-чук, Шифмай, 1989; Бабийчук я др., 13905 Эмарбеков л дрв, 19921 Бодана, 1992), В т да время в различных областях медицины и э экспериментальной биологии зев болев широкое щжгаэнв-ние находит метод гипотермии (Взеооюзн, светоэиум "Обмен ээщеста при зимней спячке", Х985; П Мэнд, конф. "Успехи современной кряо-» биологии"е 1992), Положительным аффектом гипотермия является защита органов и тканей, прежде всего- головного мозга ог гьлоксиа, которая часто оопутствует различьем видам патологических процессов,, Однако* молекулярные механизмы действия низкой температуры тела на теплокровный организма нарушающего (или изменяющего) его терморегуляцию, недостаточно выяснены, что сдерживает дальнейший прогрэсс рационального использования гипотермии,, Сдвиге метабо~ ли8ш организма при гипотермии, а такж® ооогавяствуозае вооетано-ве-тедьныа биохимические процессы после прекращения последней, несомненно представляют собой одну из важных в ьщз мгло разработан-» них проблем биологии и медицины.

В природе к© существуют унз несколько различных типов гипотермия, среди которых наибольшее внимание привлекает зимняя спячка ^згаокровных организмов«, Уникальные способности эимоспящих животных заключаются в том,, что температурный диапазон сохранения кнзнеапособности ж определенной активности биохимических реакций у низ: гораздо шире в сторону понижения температуры тела, чем у строго гомойотермннх - от 0 до 38°0«, В настоящее время ужа не вызываем сомнений то , что точкой приложения действия низкой температуры тела являются кйкбраны клеток, прежде всего нервных? как ишотермзческая пртодогля, так и естественная адаптация к колоду связаны с изменениями структурно-функционального состоя-аяя мекбраягшх лнавдов (Крепог 1981;- Эмррбеков, Львова, 1985г Де~ ман и др„, 1988)„ Пусковым механизмом направленности нейрохнш™ *ескгх изменений при разных формах гипотермии является ПОЛ, нару-..-т^хтуру клеточных мембран-.

В нейрохимической концепции адаптации к ни'жой температуре »ала (ЬмарбэкоВр Львова, 1985; ISSI; Эмирбаков и др., 1992s Демин и др.„ 1988) значительная роль отводится процессам мембранных структур а'озга (Крепе» Г981; Шепелев а др., Ib84j Эмирбеков в др»е 1992)* Возникновение рада нейрохимических нарушений при глубоком искусственном охлавдашш, озвутствив эффективной тера-шш о цель» коррекции возникшей пагологаи, с одной стороны« и устойчивость эимоспящих животных к низкой температуре тела, с другойе ставят иеоледов. ние поиска процесоов я метаболитов, направленных на повышение адаптивных возможностей нейрохимической регуляции.

Нель и задачи исследования.

Целью работы явилось изучение интенсивности П01 в тканях мозге при искусственном я естественном снижении температуры тел; ври выходе из этих состояний, а также возможной химической коррекции активности ЖЖ в условиях гипотермии.

Для достижения поставленной цели выдвигались задачи:

I» Исследование активности спонтанного, ферментативного и (»ферментативного ЯОЛ в тканях больших полушарий головного мозга ррыс в динамике гипотермия я последующем самосогревании.

2. Исследование интенсивности процессов ПОЯ в тканях мозга сус таков по мэре принудительного снижения температуры , тела и доследующего самосогревания.

3„ Определение активности процессов СОИ в мозгу сусликов при зимней спячке и-последуюгаэы пробуждении.

4. Исследование влияния предварительного введения гомокар-нозина, путресцина, спермина и аргинина на елстивнооть процесоов ПОЯ в мозгу при гипотермии и последующем самосогревании крыо.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Гипотермия крго независимо от0температуры тела (33°, 30° и 20сС) и длительности (от 15 мин до 2 ч) приводит к повышению, интенсивности ПОЛ. в дискоординирует систему образования перекисей липидов в тканях мозга.

2. При принудительной гипотермии гетеротермов (сусликов) . изменения в активности как ферментативного, так и неферментативного ПОЛ. в тканях мозга легко нормализуются после самосогревания животных.

3. Довольно высокий физиологический уровень интенсивности 10Л в мезгу сусликов во время глубокой (температура тела 8-9°С) зимней спячки отражает характерные качественные и количественны» вменения липидного состава а ешатеш ПШ.

4, Предварительное внутрвбрюшншов эведевв» крыса» тоиояар-юзина, путресцина, спермина я аргшкша» врвдотврадаюг, » сщ* -(зленной степени, изменения в интенсивности ПОЛ в мозгу, виза®*» ш» гипотермией.

Научная новизна Т| 3 данной работе впервые проведено систзыа-■ическов исследование активности процессов ПОЯ в тканях голова®» ■о мозга в динамике гипотермии и последующего самосогревания трого гомойотермного организма, при принудительном и естестве»-:ом снижении температуры тела гетеротермов, а также возможности лмической коррекции интенсивно ли ПСЯ в мозгу при гипотермии«,

Установлено, что по мере снижения температуры тела в тканях оловного мозга крыс значительно активизируется ПОЛ ет> vivo , вменяется направленность спонтаннрго, НАДФН- ь аскорбатзависи-ого ПОЛ, Показано, что дискоординация в оиствме ПСЛ тканей моз-а нормализуется только лишь на 3-й сутки после самосогревания ипотермированных крыо.

Новым, ранее никем не установленным факсом является то, что ри принудительной гипотермии зимослящих животных (сусг-ков) в роцессах П01 мозга наблюдаются изменения, нормализующиеся сразу осле их самосогревания.

Результаты проваленной работы позволили установить Флзяоло-аческий уровень интенсивнос-мт ШШ & «газу сусликов во время глу-экой зимней опячки, сопровоздаадэйе» пониженной температурой зла до 8-9°С, и после естесчазеяиша- пробуждения от неё.

В работе получены обоегшшши: о< коррекцич процессов ПОЙ. моз-з в условиях гипотермии. эйз*я?8шийкя! гомокарнозином, путресцином, 1врмином и аргинином.

Теоретическая и прамтатаеваая. значимость работа.

, Фактический материала представляет существенный ин'/орес для ¡явления наиболее чувезвжезльных к низкой температура мэтаболи-íckhx Процессов, обеспечивагода адаптации животгшх к гяпотергляи,

Практическое значение имеют полученные данныа с точки зро~ [я поиска химических веществ, зацяцьладу мозг от бигхимнчозкого >вревдегш. при гипотермии.

Тема диссертации является составной частью научно-исследова-геньекой работе Проблемной лаборатории нэйрохимиЕ Дагестанского госуниверсияета, выполняемой в рамках Общероссийской программы (2о28„4о7 5).

ШШйШШМёШь Материалы диссертации докладывались на; итоговых научных сессиях н¿офеосорско-прэнодавательокоге еосга-ьа Д{®ЕТСсуяявэрситета (Махачкала, 1991; 1982), научно-нракмче-окоЗ кояфзрзнцаа молодых учёных "Механизма интеграции ёиоясгяче-ек.к оисгеы» Проблема адаптации'5 (Ставрополь, 1989), Всезоазном сшяюзауиа "Механизмы зимней спячки"(Махачкала, 1980), П Мезду-варсдаой конференций "Успехи современной криобиологии" (Харьков, 19Э2)„ еов&ясззэном цаседашш кафэдрн биохттш ш бнофазикп ш Проб-аеагяоЭ лаборагорив кейрохшаа Даггосунизеревтета (Махачкала, 18а'3)0

НуФт^зши^, По ггатергалам данного исследования опубликовало 5 работ?» I »аходагся э печати»

Диссертация изложена на 1% сгранадах »•эашозэвсяото гавота я состой» аз введения, обзора литература, описания материалов, и ызтодоа исследования, излоаеняя полученных результатов е их обсуждения (3 раздела)„ заключения, вкводоз н списка лвтерацпрн. В описке литературы приведено /4о нскочниковр ив ннх 150 на русском языка, работа иллюстрирована 26 рисунками и 16 таблицами.

• , жтеримы и методу исслвдованйя

В ожснаринеятаж использовали лабораторных беспородных белых крыс к кавказских сусликов малых ( С^ЛеНие рувтаеив Ра11аа), отловленных в низменной часта Дагестана»

Опыте проводили на крысах одного и то^о ке возраста (массой. X50-200 г)« Экспериментальных крыо содержали в условиях вивария ьа стационарном полноценном рациона (зерно, молоко, хлеб) л в ошт брали их -в одно к то ев время дря (с 9 до 12 ч) и года (май-июль или сенуябрь-но^брь).

Сусликов отлавливали в мае-июне, когда они обычно-уже заканчивает период размножения и ведут активную подготовку гибернации,

Крысам и сусликам гипотермию вызывали с помощью специальных холодовых камер, изготовленных у нас на кафедре (Абдуллаев, 1981) Регуляцией скорости циркулпруемой в рубашке камеры холодной (5°) води снижали тешшратуру тела крыс равномерно и медленно так,

что за 15-20 мин' она достигала 30°С, а за 55-60 мин ~ 2Г-19°С.

Мы исследовали крыс и при самосогревании после перенесенной гипотермии. Гипотермирозанных до 30° или 20-Х9°С крыс вытаскивали из" холодовой камеры и оставляли при комнатной температуре в лаборатории для самосогревания. Постоянно следили за повышением температуры тэла я определяли скорость самосогревания. В наших условиях опытов гипотермированные до 30° крысы после прекращения охлаждения самосогреваются до 37°, в среднем, за 46 мин, а гяпо-герыярбвзцше до 20-19° - за I ч 40 мин «2 ч.

В отличие от крыо у сусликов состояний холодового "кариоза" наступаем при гипотермия не 20°, а 10°, Поэтому мы исследовали оуолякоз дополнительно я ирг принудительной гипотермии 10°.

С цельв изучения протекторного эффекта исследуемых веществ пря гипотермии и последующем самосогревании после перенесенной гипсгерин подопытным крьеам за 15 или 20 мин до начала вызывания гядатврыйи вщттрябрюшиико вводила I ш раствора отдельно гомокарнозвна, путресцина, спермина и аргинина на физиологическом растаорэ (0,855? «аС1) из .расчета по I т гомокарнозкка, путрзсцикз, опермиш и 120 мг аргинина,

Ввбращшэ нами доз» для- инъекции крысам гимокаряозкка и яуррзешдаа обладает хфоттогапотершческям эффектов (Мтоидес Мах-

1830}г спер'лина антйсксйдантнвм (Кричевская и др., ¿383), аргнкяпа аитшшоксичеокяи действием (ФАН АН, 1991). 3 наших спезгдешгнвзс опытах ив наблюдали противогйпо^врвдвсквй эффект спермина и.аргинина.

Остановлено0 что. при впуярибршшшом введении гоыокарвоилна, пуяресцина, спермина я аргшгаа ях содержание в мозгу и крови крыс черээ 50 мин превышает контроль на 25-30$ (Кричевская и др., 1985;' ФАН АН, 1990). В наших экспериментах гипотермию 20-19°С ввзэзаяи за 1 ч» Известно, что яронгааемость Г5Б для аминокислот и бкоябигадсий октавнизс соединений при гипотермии не изменяется ( Ев1гЬвкоу et а1.9 1377). Следовательно, к моменту достажеккя глубокой гипотермии (20°0) после знутрябркшнного введэикя исследуемых веществ в мозг крыс поступает достаточно большое количество. Кроме того, по данным ФАН АН (1Г'31) вяутрибршктюе введение аргинина крысам приводит к увеличению з мозгу содзрясякия спермина._

' Для изучения состояния зимней спячки, отловленных ь г-не, зверьков содержали в условиях вкнария до глубокой о«-¡ни. £

середине октябрь, сусликов помещали в индивидуальные клетки, создавая т условия, близкие к естестввннвм (Калабухов, 1955; Дедов и др., IS88) я переносили в теадую, холодную комнату (теыпораау-ра 5-6 °С). * .

Известно, что биохимические изменения, происходящие в орта-шгт, зависят от глубины и длительности периода спячка (Эдарбэ-ков, Львова» IS85; Калабухов, 1985). Цы исследовали сусликов в следующие периода?

I» До ападеьля в зимнюю спячку (сентябрь);

2о Через 2-3 швяц^. с комента впадения в зимнюю спячку (сосжоя-

шв глубокой аш-лнрй 5шикь с твшвратурой тела 8-9°С)5 Зо Перьа дробувденаеы от длительной„ глубокой зикаей спячкн; 4С Через J0 дней после окончательного пробуждения от зиашзй спячки (середина марта;.

В качьствз контроля брали сусликов, бодрствующих в яеггаий период.

Дд& биохимических анализов контрольных и подопн-гшх кивот-ню: быстро обезглавливали и извлекали головной мозг, промывали его холодным физиологическим раствором (0,9$ %С1). Выделяли большие полушария головного мозга, очшгрди от кровеносных сосудов я фильтровальной бумаг'й очищали от крови.

Взвешивали I г ткаьв больших полушарий головного иозга на шдазденном часовом сазклза измельчали скальпелем, гомогенизировала (ЗОСЗ об/иик), фальтровалк через 2 слоя нейлоновой ткана. Затем 0,5 мл гомогената переносили в пробирку, содор:-а^-ц 3,5 мд ХОО iií трис- ШХ-буфер рН 7,4 при 37 °G с ¿ m 30% растаора flCI для онределения исходного уровня ЩД ( in vivo) ¡з в пробир:;у, *•«>• держа-дую 3,5 мл 100 ыМ трис-НС1-буфэр рН 7,4 прз 27°G ,"ля определения прироста ЗДЗА (in vitro ).

Для измерения интенсивности НАДФН-Зайисямого ПОЛ в 0,5 мл гомогената мозга добавляли 2,9 мл 100 ьй трис-НС1-буфэр рН 7,4 при 37 t!, 0,2 мл I мЫ НАДФЕ» 0,2 мл I Ш АДФ я 0,2 m 12 щМ оолв Мора0 ■

Для измерения интенсивности аскорбат-зависшдого ПОЛ в 3,1 мл гомогената мозга добавгяи 100 ¡¿1 трис-НИ-буфэр рН 7,4 при 37°G, 0,2 мл U.5 аскорбат 0,2 мл 12 мкМ сола Мора. Во всех пробах определяли содержание ГДДД. по методу, предложенному. Ю.А0Владимировым, А.И.Арчаковым (1972) и В.В.Лемешко к др. (I987X Получвшшо дашша подвергали варсционно-сгатнсткчйжоЛ c6¿<a6e?K&

- & -

'по методу малой-выборки (Марже-етд1 я др», 1970).

РЕЗУЛЬТАТА И ОБОТЗДЕ Ж Как видно по нашим данный: C^ack» 1), ира гипотершчееком стрессе (температура тела 33°) ккигсдавй уровень Щ& в больших да»-лушариях головного мозга увэжгаяаетея на 16,8$. Однако» ярпреет? 1ДДА. за 30 мин инкубации незначительный.

Исходный уровень ЩД в мозгу при умеренной жэ гяпотвргоз 30® увеличивается на 56,3$ при одновременном увеличении активности спонтанного ПОЛ (на 29,3$). Данные показывает, что в тканях мозга крыс при гипотермии 30° увеличивается активность как ферментативного (на 17,5$), так и неферментативного П01 (на 49,5$}в

При глубокой гипотермии (20°), когда кркон впадают s сое« тояние холодового "наркоза" и следовыэ реакции на стресс снимается почти полностью (Эмирбеков, Львова, 1985), а структурно-фуш-циональные изменения биомембран, особенно в мозгу, выражается более ярко (Герасимов к др., 1976; Эмирбеков, Львова8 1985; Ни-китчзнко и- др., 1989), з мозгу исходный уровень содержангя ЦДЛ, снижается до тайового у контрольных интаклшх животных (табл. 1\ Однако, интенсивность спонтанного ПОЛ при этом остаётся увеличен-» ной на 36$ относительно контроля. О глубине происходящих изменений з процессах П01 в мозгу при гипотермии 20° свидетельствуют данные (табл., 2) по накоплению количества ТДЦД в результ-ате ин~ духдарозанкя Ферментативного и нефармииатявиого ПОЛ (на 14,2$ и 15„6%, соответственно, отла&таегшза- контроля). , " .-Известно, что наибшшшег гзгжжййрохишпеекке изменения наступают у крке при 1фолояЕщазмдава s многократной (3-4 раза) глубокой (20°) гипотермии й^лаэбеаов-, Львова, 1985).

Наши результата' (тнхйзц I„ pire» Ï) показывают, что при пролонгировании" гипотермии 2SP s течение 1 ч как в опытах in vivo , .так к in vitro, лаблюдаеззв. значительное снижение интенсивности ШЛ 3"тканях мозга. Эта изменения мояно объяснить, видимо, тем, что зри остром охлаждении (20°) у крыс увеличивается вязкость крова и уменьшается кровоснабжение мозга (Никитченко и др.,1909).

При 3-х кратной гипотермии 20°,'к^гда у крыс наступает уже глубокая гшотершческая патология (Эмирбеков, Львова, 1985)„ спонтанная активность ПОЛ в тканях ыояга сниаа-тся по сравнению с таковнм как у контрольных, так и однократно охлааданннх животных. Однако, при индуцировании ПОЛ НА^Ш и аскорбатоы происходит наибольшее, накопление МДА. (рис. I).

Таблица I

Инг энсивноать ПОЛ в больших полушариях головного мозга крыо при гипотермии и последующем самосогревании до 37°С (М ~ и ;

Уровень гипотермии | Сдерулшш в

в °е й послздугыцзз — -р

! Исходный уровень I

°0

самосогревание

нмоль/г ткана

Прирост 1;ЩД за 30 мин инкубации при 37 С

Иытахтныо крысы ¡,контр Ш>)

33°

30° 20°

20°, при пролонгировании I ч

3-х кратное, 20°

Поел едущее само-еокоевание после 33 "

Последу идее самосогоеьакие после 30и

Последующее самосогревание после 20и

Через 24 ч после самосогревания поело 20й

Через 3-е суток после самосогревания после 20^

23Д±Х,5 34,0™2,I 0905 < Р< О01 45,514,2 Р< 0,01 2Э,0±0,0

25,511,3

?< 0,2 18,0^4,0 "V 0,05

48,8-3 01 Р<0,001

Р< 0,001.

42,3^2,3 Р< 0,001

46,8^0,7 ' ?<0,001

21,7^0,8 Р< 0.01"

48Б±15,6 506Й0„8 Р> 0,2 631; 15„7 Р< 0,001 664±18,б Р< 0,001

284Й8д4 ■ Р< 0,001 368±Ю,4-Р< 0,001

370±П,7 Р< 0,001

534-20,2 Р <0,2

£9,8 Р< 0„001

487±3,8 ■ Р>0,2 ..

249^5,1 Р< 0,001' -

Примечание: Р - достоверность различия по отношению к контролю»

- • Таблица 2

Интенсивность фарментатигного и кефермечтативного ПОЛ в гомоге-натах больших полушарий головного мозга крыс при гипотермии и последующем самосогревании до 3?°С (№ ¿®; а = 5-6)

Варианты —1—' '" " ■•-..... ; нмоль 1Щ/г ткани

опытоа ¡Ферментативное ПОЯ ¡Неферментативное ПОЛ

Контроль (нормотершя) 4Ы±12,3 593+31,9

Гипотермия 30° 566^9,7 895±23,3

Р<0,01 Р< 0,001

Последующее самосогревание 627±12,2 Р<0,01 844±22,0 Р< 0,01

Гипотермия 20° о50±10,5 692^31,3

Р< 0,01 Р< 0,01

Последующее самосогревание 6бХ±16,1 833-20 0 5

Р< 0,001 Р< 0,001

По нашим данным, при сверхглубокой гипотермии (16°'а, количество Щ&. при спонтанном ПОЛ увеличивается на 65,2$, при НЛДФН-яндуцируемом на 31,6^- относительно контроля.

Возможность легкой обратимости нейрохимических процесс он после переносимой гипотермии» прежде всех и зависит от нормализации пусковых механизмов - ПОЛ в мембранах мозга (Омирбеков л др;( 1091).

'Оказалось, что при последующем самоеограгапик крыс после перенесенной гипотермии (33°, 30° и 20°) в мозгу изменяется направленность изменения активности процессов ПОЛ ^табл. I, 2; рис,. I, 2).

Повышенный уровень содержания МДД в мозгу в опытах /т\ ^/Уо сохраняется я через 24 ч после самосогревания гипотермировзннвх (20°С) крыс (табл. I, рис.2), что отра-ает, вадако, сохранившееся состояние патологии после самосогревания охлаждонкь-х до гО°С йявотнбх 'чНикктченко'и др., 1989). О.гчако, актям»эоть ШИ вдрмалиэуетия через 3 суток после перенесенной глубокой шпотзр-

«5 И.

10 20' 30.. 37 ' .. Ю 20- 30 37

О 4 J.

t тела * тел i

Рис. Динамика изменения содержания ЭДДА. в мозгу ir. vivo (I), в го: эгенатах мозга при инкубации (2), при НАДФН-зааисимом активировании (3) и аскорбат -зависимом активировании (4) в динамике

гипотермии крыс (•--О, сусликов —©), зимней спячке (а^^ь),

а также на фоне вкутрибрюшинного введения гомокарнозина С-.— -*), путресцина — спермина («.....аргинина (Д^-л) при гипотермии кркс. - * '

нмоль/г ткани

нмоль/г ткани

40

20

.10 20 30 нмоль/г ткани 3

00

00

30

30

10

20

30

700

37 Ю 20

нмоль/г ткани .

"Ь°тела

900

700

500

300

т

37

Лела

10

20

30 37 Ь °т8ла

30

37 ' Лвла

Рис. 2. Динамика изм&дения содержания ВДА в мозгу 1я у1то (I), в гомох'знатах головного мозга яри инкубации (2), пря НАДФН-завиоимом (3) и аакорбат-зависимом (4) активировании ПОЛ при последующем самосогревании после перенесенной гипотермии крыс (•--•), сусликов (о-'при пробуждении от зимней спячкя (а^^л) , а также на фона внутрябркь шикного введения пууресцина 0<• < ■ ^, спермина (»■ « «■>), аргинина при гипотермии крыс. ■

4

Интересно, что направленность изменения как ферментативного так к нефердантативного ПОЛ в гомогенатах мозга крыс вр&$ самосогревании после перенесенной глубокой гипотермии (20 ) приравнивается.

Таким образом, нами установлено, что гипотермия крыс незави« симо от температуры тела (33°, 30° и 20°) и длительности (от 15 шшнут до 2 ч) приводит к повышению интенсивности ПОЛ и дискоор-динирует систему образования перекисей липидов В тканях мозга.

После хододового воздей- вия (как к любого другого фактора среды) в организме, в особенности в мозгу„ формируются адаптивные реакции5 правде всего связанные с лепидным обменом (Крапе, 1981; Эмирбеков, Львова,, 1985). В частности» при гипотермии, когда резко активизируются процессы ШЯ, происходит обезвреживание токсических веществ яипопэрекисной природы под действием активации макрофагов, обладающими эффективными антиоксидантнымв системами (Маделец, Суханов, 1990). Патологическое влияние гипотермии, видимо, связано с модификацией биомембран, связанной с нарушениями липидных структур и интенсивности ПОЛ (Болдырев, 1986).

Для оценки физиологического значения обнаруженных нами изменений интенсивности ПОЛ в мозгу при гипотермии мы проводили эксперименты на зимоевдщих животных, генетически приспособленных к перенесению низкой температуры тела.

У гетеротермов в отличие от незимоопящнх (гомойотермов) зона эутермическок температуры теле более Шрокая (от 0 до 39°С) ( З-л-ап» 1-974), которая объясняется способностью ферментов функционировать при более низкой температуре тзда* Поэтому считают, что поддержание определенных свойств мембран при длительной гипотермии даже более важна для резистентности клеток, чем сниасе-ние метаболизма ( ИШв, 1979,- Крепе, 1981; Эмирбеков и др.,' 1991).

Жиры зимоспящ.х характеризуются высоким содержанием ненасыщенных жирных кислот, особенно полиеновых (Калабухов, 1985; Крепе„ 1981), что снижает температуру их плавления к облегчает утилизацию при низких температурах тела, характерных для гибернации. Считрют, что в тканях зимоспящих, особенно, в мозгу, имеются более мощные системы, препятствующие образованию перекисей (Шу~ галей и др., 19В5). .

У сусликов в начальной фазе гипотермии (30°) исходный уро-

Таблица 3

Интенсивность П01 в гомогенатах больших полушарий головного мозга сусликов при гипотермия и последующем самосогревания

СМ ± па ; 51 = 5-6; IX)

Варианты { Содержание ?ДПД в кмол; •'г ткани '

опытов | йСХОдНЫй уровень , Прирсг>? УДА,. за 30 май

] | инкубации при 37 О

Сонтроль [нормотермня летом) 42,3±1,0 3!8±П52

?ЯЛОТ8рШЯ'30° 28,8-1,1. 334±Юа5

Р4 0,001 _Р>0,2

.'шотершя 20° 28,0±1Д 262~ор9

Р< 0,001 . Р< 0001

'ипотермая 20°, 28,8^2,3 326±Ю,2

чрсловгировахшая I ч

"ипотермия 20°, ' Р<0,01 Р > 0,2

402±21,2

1рслонгированная 3 ч 36,0±2,1

Р< 0>05 Р<0,01

¡амосогпзвание

ЮСЛ8 перенесенной ^шотермяи 20 о ^ 6 314±13в6

Р<052 ¿>>0,2

[ерез 24 ч после

¡амеоогрзвания ' 364±9,.°

Р< 0,001. Р< 0002

'йпбтермия 10° . 37э5-0,2 ' 335*25 £ 7

Р<0„01 Р>0,2

[осле дующее 357*0,0

¡амссогрзвание ' 5107-3,7

Р з 0а05 Р< 0„02

[ореэ 24 ч зослз 3305±2,1

¡амсоогрзваиия 28X^2,6

■ Р<0„0Х Р<0502

¡8нь содержания ВД& в • мозгу падает на 31,9$, а уровень ейоетан-» ото ПОЯ не изменяется но отпояения к контролю»

Углубление гипотермии до 20° приводит к снижению скорооги

- АО ~

накопления продукта ШЖ а гомогенатах мозга сусликов, почти не азмекяа абоодшкога содержания ЩА in vivo по сравнению с та-ашда на цредадущзм- этапе гипотермии.

Ж сусликов в отличие от крыо состояние холодового "наркоза1* наступает при принудительной гипотермии не 20°, а 10°. Абсолютное содержание ВДА в мозгу сусликов ври гипотермии 10° остаётся поникенным, а скорость накопления продуктов ПОЯ в гомогенатах почти нормализуется ■ (табл. 3, рис. I).

В мозгу сусликов при с -мосогревании после перенесенной гипотермии 20° содержание ".'ДА. нормализуется, s то время как через сутки яосле самосогревания снижается на 56,2$ от контрольного (нормотермического) уровня» Хотя прирост УДА. в гомогенатах мозга'сусликов при самосогревании после перенесенной гипо-=, термин 20° такие нормализуется, однако через 24 ч после самосогревания увеличивается на 14,3$, Самосогревание сусликов после перенесенной глубокой гипотермии. 10° сопровождается повышением активности ПОД в мозгу на 22,2$ до сравнений с таковым у янтакт-ных аах-отних,, У самосогревшихся же сусликов через 24 ч уровень содеркания МДА в мозгу остается сниженным на 20,8$ по отношении к контролю (табл. 3, рис. 2).

При самооогреваньк до нормотердшн после перенесенной глубокой гипотермии (10°) в гомогенатах мозга сусликов игтенсишость образования ЦРЛ усиливается на 12% по отношению к контролю. Червя 24 ч после, самоаогревания скорорть накопления МДД. при эток снижается на il¡8% от контроля.

Такик образом, при принудительной гипотермии к пооледуэдш самосогревании в мозгу сусликов происходят глубокие изменения интенсивности ПОЛ. Как видно по нашим данным, определенной взаимосвязь мевду интенсивностью ПОЛ в мозгу сусликов in vive, и ■ активностью накопления в гошгекатах npg спонтанном ПОЯ нет. Это может быть обусловлено.тем, что на целом органазмз, б отличие от тканевого уровня, в большей .мэра проявляется воздействие на интенсивность ПОЛ со стороны нераной, гормональной к транспортной (кровь) систем ( Krosovsk;', 1971? V/inis, 1979; Демин • и др., 1988).'

Обнаруженное нами изменения в интенсивности ПОД в тканях мозга у крас и сусликов при принудительной гипотермии и последующем их самосогревании отражают различные ответные реакции нейрохимических процессов гомойстермов и гетеротермов на дейст-

Таблица 4

Интенсивность ПОЛ в гомогонатах больших полушарий головного

иозга сусликов зря зимней спячке (М ¿ш ; п = д-в* II)

Варианта ометов Содержание КДА в жоль/г тканЕ

|...... ! Исходный уровень ; ' -........... ¡Приоо.^т ИДА за 30 уяя ; инкубации при 3? С'

контроль [бодрствующие летом) 42,3^1,0 318-11,2

зодрствование аврзд «падением з зимнюю ¡пячку (сентябрь) 14Р8±1,4 622±2,2

Р< 0,001 Р< 0,031

¡имняя спячка (температура тела 10-11-'С) 3292-0,9 49Э±г,5

Р< 0,001 Р< 0,001

'еред пробуждением от спячки (февраль) ,32,2±1,6 4.3613,3

Р< 0,01 Р< 0,001

:рсбузэденпе от йтаой спячки 44,0±1,1 444^7,8

Р>0,2 ?<о,ос:

рнмечакиег Р - достоверность различия по отношению к кошрола (дето).

из холода (Эмирбеков, Львова,. 1984» 1985; Демин и др., 1988; мкрбэкоз к др., 1991).

Данные показывают, что при принудительной гипотермия готе— отэрмов (сусликов) изменения з активности ПОЛ таанэй мозга лэг-о нормализуются после самосогревания организма»

В связи с яо,"ученными результатами интерес представляет язу-зяяе гзбернащюнного цикла сусликов. .Нами, обнаружено, что по равнению с летним периодом у подготовленных.к впадению в зимнюю мчлу сусликов (сентябрь) значительно (на 65,0$?) снижается со-эрканае ВДД в мозгу а, напротив,-увеличивается (на 39,4$) снон-анная активность н гомогенатах мозга (табл. 4). Глубокая зимняя 1ячка сопровождается снижением спонтанной активности ПОЛ в го-эгенатах мозга ка, почти, 20$ по сравнению о данными перед впа-знием сусликов в одянку».

Пвред выходом сусликов из зимней спячки (начало марта) интенсивность ПОЛ в мозгу в опытах in vivo остается неизменной, а в опытах in vitre несколько снижается,, что свидетельствует ■о регулируемости состояния зимней спячки» У пробудившихся от зимней спячки сусликов интенсивность ПОД мозга повышается до контрольного (летнего) уровня, а спонтанная активность ПОЯ в гомогенатаж почти остается на уровне таковой во время нишей спячки., оставаясь выше, чем у ¡бодрствующих летом зверьков (на 39,4$), .

Анализ нашего экспериментального материала показывает,, что изменения интенсивности процессов ПОЛ в мозгу при гипотермии, дальнейшем самосогревании крыс и. сусликов, .зимней опячне и пробуждении от неё носят довольно пестрый характер но абсолютным значениям образующегося МДА„ Содержание, перзвдеей является разуль тпруюцей процессов ах образования в нейтралигацви, которые завися® от наличия в тканях тех или иных факторов, регулирующих'эти процессы. ...

Паши фактические материалы позволяю® вакшеешф, что.кратковременная гипотермия 30° "запускает" процесс ПСЩ„ результаты чего не успевают выявиться в опытах in vivo • но .хорошо вросле-жнваюгея в опытах ir. vi tro'» '

Наблюдаемою различия в реакции тканей мозга крыс к оумш&ов на пролонгированную гипотер&шв, авдамо» прежде эезго бвязавк с видовыми различиями в уровне антиоксидантов {^угалей к др., 1935; Лемзшкс к др., IS87; Сгаоловекйй и др., 1988).

Можно думать, что увеличение содержания ЭДДД. в тканях крис" при глубокой (20°) гипотермии является следствием ï-efi фазы ех~ лакдечия, при которой "запускается" механизм.образования свободных рэдш.алов кислорода, инициирующих ПОЛ» ' ■

Возможно, что снижение интенсивности ПйЕ при пролоетврований глубокой гипотермии связанно, (помимо ониа&ния яйтеноввноотй, окислительных процессов) с изменением аишдкого состава дамбрак,' ко-»,, торне вследствие активации ПОЛ на ранних более коротких этапах -гипотермии теряют легкоокиедяемне фракций -и обогащаются, фракция-. ми более устойчивыми к окислению«, Следствием этого является уменьшение скорости "зарождения'5 радикалов в липидах и возвращение ПОЛ к норме.

Анализ результатов приводит к заключению о том, что определяющим фактором характера изг.анвник ПОД в мозгу является nepecTpoi

а мембранных липядов мозгам как одной из вйтэгральвш чгстзй етабояического ответа организма за сюгаюнв® гетература ш.

В параллельных газах (Эмирбэков и др., 1931} обиацузЕкш вменения дшшдоз в мозгу кркс„ сусликов нрн ксиусстввнзой а иэиелогичвокоЗ пшотер.аш (зимней спячка), что0 видано, отра-аетея на интенсивности П02о

ВвшвпряведзнавЗ зкопарякзнталышй катерзад свйде^ейьо^--ует о том, что гипозюршя как гомойогерксз, так я гетеротеркзэ ряводит к значительна» изяшенвш да'гексшшссти ПОД з ютгу, робующим в гоютмшотвраяческом {восотановягед&ж>м) пзрзоде ущественной жоррокцчйо

При гипотермии з :»»глао2'во зрртектэрявг ващзсхз гфн^з^лк^ я презда воего хииическяэ соединения,, 'збладаксдаз згойсксзданг» иш, адкбравопротокгорнвш своёотзаш„

Дня изучения возкэжкой химической йоррзкция пргдасоов ШШ мозгу нри гипотермия ааз щшкеиали гомокараозня,, иутрссвдше верите н аргинин. Пря етом кроме язе физиологического эффекта биологических свойств (Крачевокая и да,, 1833j йтендя 930; <ЭАН АН, 1990),уч®гкв£яся тог факт, что их зодержгаэ э озху црз гипотврши• свивается» а во время природной адавтацва гипотермии (зимней спячке) увеличивается (3:ларбе1шв0 IS87g игл Ен Рш, 1В8В)0

Данные, приведенные на рас» I 2 2, шкае£52§даг0 чтв нрй рэдварвтэльнсм внутдабрзшшном введении тагакарнозяна0 нутрэо-яна, спермина s аргинина изменяет направление процессов ПОД ао згу гипстермированннж н а поел едущем самссогрепшхся зерне о

О глубине 'коррекций исследуемыми веаестваш интенсивности ОЯ в тканях мозга свидетельствует тот факт, чго з данашка га-отэрмии.(30°, 20°) содержание ОДА и ©го прирост за врэмя кшеу-ации не подвергается резким колебаниям з отливе oí таковых J незащищенных" животных» Зто сгланивание взмэнешй активности 01 в »5031/ крыс более ярко проявляется нрз самосогревании" птт ерэнесенной гипотермии (рас» 2)0

Следовательно,' на основании наших результатов можно заккв= ить, что гомокарнозин, ■цутрэоцан, спермин я аргинив а условиях ■, ипотермии корректируя? процессы ПОЛ з мозгу, тем самым защищают озг от биохимического поврездения, Можно рекомендовать опрэде-ение активности ПОЗ в ко згу для проявления защитного эффекта имических веществ пря гипотермии»

ВЫВОДЫ

1, Определены интенсивность ПОЛ в мозгу, а также спонтанная, НАДОИ- и аскорбатзависимая активность процессов ПОЛ в тканях мозга крыс в динамика гипотермии и последующего.самосогревания. 'Гипотермия независимо от её глубины (33°, 30°, 20°С) и длительности (от 15 мин до 2 ч) приводит к повышению активности как ферментативного, гак и наферментагивного ПСЛ. При гипотерми-ческой патологии наблюдаемся наибольшая дискоординация системы ПОЛ.

2. Изменения в интенсивности; ПОЛ в тканях мозга крыс, вызванные гипотермией, при дальнейшем самосогревании мзняют свою направленность. Полная нормализация активности ПОЛ мозга животных ■ наступает чераз 3 сут посла самосогревания.

^3. Принудительная гипотермия (30°, 20° и Ю°С) гетеротермов .(сусликов) сопровождается также повышением активности ПОЛ в мозгу. Однако, разнонаправленные изменения отдельных составляющих' процесса ПОЛ у зверьков, в отличив от крыс, при дальнейшем самосогревании после перенесенной гипотермии нормализуются сразу»

4. Определена интенсивность Г.ОИ в тканях мозга в гибернацион-ном цикле сусликов. При глубокой (температура тела 8-9°С) зим- . ней спячке активность ПОЛ в мозгу довольно высокая/ что..свидетельствует об участии процессов ПОЛ'в механизме физиологической .• гипотермии.

5. Предварительное внутрибрюшинное'- введение.гомокарнозина, пут-ресцина, спермина и аргинина в дозах, обеспечиваюцих противоги-потармяческий эффект4 приводит к коррекции процессов ПОЛ в тканях мозга гипотермированных крыс» -

Дальнейшее самосогревание "защищенных" вышеперечисленными веществами животных после перенесенной гипотермии (30°, 20°С) приводит к быстрой нормализации процессов ПОЯ.

6. Динамика изменения активности ПОЛ в мозгу при гипотермии и • дальнейшем самосогревании крыс, на фона введения протекторных ве- • ществ сходна с таковой как у гетеротеркннх животных при принудительной гипотермии. •

СПИСОК ПЕЧАТНЫХ РАБОТ, ОПУЖЖОВАВНЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ I. Коррекция активности перекисного.окисления липидоэ (ПОЛ) в мозгу крыс при гипотермии (П.Щ.Бутаева). // Тезисы докл. науч-,но-практической конф. молодых учёных "Механизмы интеграции биоло-'гичег'ких сис-гем. Проблема адаптации". - Ставрополь," 1939. - С. •

65-66.

2. Перекжсноэ окисление липидов мозга при становлении тэр~ морегуляишг в онтогенезе (СенгсаХ Яхусикхта), // Тез* докл. Воесоиз. сш. "Механизмы зимней спячки*. - Махачкала, 1990. ~ С. ЮЗ-104. '

3. Радь жянкдов мозга при гипотермии и самосогревании Го-мойогермных а зимоспящих животных. (Э.З.Змарбеков, С.ПЛьвова, Б.С.Мусаев, Й.С.Ыейланов, П.Ш.Бутаева, М.З.Абдулаева). // Сб. науч. тр., "Биохимические аспекты холодовых адаптации". - Харьков: Институт проблем криобиологии и криомедицины АН УССР, 1991. - С. 166-177.

4. Особенности'нейрохимических изменений при гипотермических состояниях (С.П.Львова, И.С.Мейланов, Н.К.Кличханов, Б. С. Мус.; ев „ П.М.Нурмагомедова, Р.А.Халилов, Г.О.Гусайнов). // Тез. П Межд. конф. ."Успехи современной криобиологии* . - Харьков, 1992. - С. 107-108а

5». Влияние спермина на актучнооть перекисного окисления липидов в мозге при гипотермии. // Таз. Д Мокдунар. конф. "Ус-цеха современной криобиологии'*. - Харьког, 1992. - С. 164-165. ,6. Интенсивность перекисного окислечая липидов а ;.га~гу п^я гипотермии а её химическая коррекция (Е.З.Эглрбеков). // Сб. науч. тр.: Институт Мозга РАШ. - Мозява, 1992 (в печати).