Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Свободные и связанные аминокислоты в мозге при зимней спячке и гипотермии
ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Свободные и связанные аминокислоты в мозге при зимней спячке и гипотермии"

На правахрукописи

БЕКШОКОВ КЕРИМ СУЛТАНБЕКОВИЧ

СВОБОДНЫЕ И СВЯЗАННЫЕ АМИНОКИСЛОТЫ В МОЗГЕ ПРИ ЗИМНЕЙ СПЯЧКЕ И ГИПОТЕРМИИ

03.00.04 - биохимия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Махачкала—2004

Работа выполнена на кафедре биохимии и в НИИ биологии Дагестанского государственного университета.

НАУЧНЫЕ РУКОВОДИТЕЛИ: доктор биологических наук,

профессор Эмирбеков Э.З.;

кандидат биологических наук, доцент Эмирбекова А.А.

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ: доктор биологических наук,профессор

Менджерицкий Александр Маркович (г. Ростов-на Дону);

ВЕДУЩАЯ ОРГАНИЗАЦИЯ: Ростовский государственный университет

дании диссертационного совета К.212.053.12 в Дагестанском государственном университете, на биологическом факультете по адресу: 367000, г. Махачкала, ул. Батырая, 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Дагестанского государственного университета (367000, г. Махачкала, ул. Батырая, 1).

Автореферат разослан 2004 года.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических нау]

кандидат биологических наук, доцент Исмаилов Исмаил Абдушерифович (г. Махачкала)

(г. Ростов-на- Дону). Защита состоится 2004 г. в

Ж

часов на засе-

доцент

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В последние годы внимание исследователей привлекает изучение компенсаторно-приспособительных механизмов, обеспечивающих устойчивость центральной нервной системы к повреждающим воздействиям и стрессорным состояниям. В этом плане весьма перспективным является анализ феномена природной адаптации мозга ги-бернантов к низким температурам. Уникальные механизмы, лежащие в основе деятельности ЦНС во время зимней спячки млекопитающих при температурах, даже близких к нулю, а также при переходе к нормотермии, позволяют каждый раз полностью восстанавливать функции нейронов мозга.

Изучение механизмов естественной адаптации к низким температурам имеет большое теоретическое и практическое значение, поскольку связано с выяснением фундаментальных основ функционирования мозга и может быть применено в медицинских и биотехнологических целях (Марченко и др., 1992).

Очевидная важность проблемы гипобиоза обеспечивает постоянный интерес исследователей к центральным механизмам терморегуляции, связанных в основном с активностью двух отделов гипоталамуса: преоптиче-ской областью переднего гипоталамуса, где находятся центры регуляции теплоотдачи и терморецепции, а также заднего гипоталамуса, где находятся центры регуляции продукции тепла (Проссер, 1977; Иванов, 1990).

Не меньший интерес представляют собой исследования еще одной древней структуры мозга- мозжечка, который также является важным звеном поддержания устойчивости мозга при гибернации, поскольку участвует в постоянном поддержании необходимой в данный момент позы животного, для оптимальной теплоотдачи (Калабухов, 1985).

Удивительная приспособленность гетеротермов к перенесению низких температур в естественных условиях зимней спячки ставит еще одну интересную задачу перед исследователями - выяснить как может реагировать мозг гибернантов на охлаждение вне сезона спячки, то есть на принудительную гипотермию.

Учитывая решающую роль ЦНС в механизмах переносимости гипотермии, весьма детально исследуются различные функциональные и метаболические особенности мозга и его отделов (Палладии и др., 1972; Май-страх, 1975; Крепс и др., 1981; Тимофеев, 1983; Эмирбеков, Львова, 1985; Бабийчук, Шифман, 1989).

Центральным звеном влияния гипотермии на теплокровный организм, являются белки, мембраны, нейроактивные компоненты. В ответ на снижите температуры тела гомойотермного животного в мозгу развивается сложная метаболическая реакция, которая отражает патологическое влия-

РОС. НАЦИОНАЛЬНА* БИБЛИОТЕКА

ние гипотермии, а также регуляторную компенсаторную функцию. В механизмах приспособления, адаптации к экстремальным факторам ведущее место занимает посттрансляционная модификация белков нервных клеток. Обладая полифункциональними свойствами ряд аминокислот (Basic Neurochemistry, 1999), такие как дикарбоновые, активно участвует в процессах контролирующих функции нервных клеток: кроме выполнения индивидуальной функции, могут играть нейромедиаторную и модуляторную роль. Именно эти, так называемые аминокислоты глутаминовой группы преимущественно находятся в нервных тканях в больших количествах и в связанной (ассоциированной с белками и нейрональными структурами) форме (Кричевская, 1983).

В последнее время возобновился интерес к связанным формам аминокислот, обнаруженным Эллиотом. Открыты и активно изучаются связанные формы всех аминокислот мозга, их N-ацетилпроизводных, некоторых нейропептидов. Выяснено, что роль связанных аминокислот заключается не только в их нейромедиаторных функциях, но и в модификации белков, а также регуляции метаболических процессов, обеспечивающих адаптацию мозга (Лаптева, 2001).

Цель и задачи исследования. В связи с вышеизложенным, целью нашей работы явилось изучение реакции аминокислотного пула отделов головного мозга (коры больших полушарий, стволовой части, мозжечка и гипоталамуса) типичного гибернанта- суслика малого на состояние зимней спячки и принудительной гипотермии.

Для достижения этой цели были поставлены задачи:

1. Изучить содержание свободных и связанных глутаминовой, аспа-рагиновой и аминомасляной кислот в коре больших полушарий и стволовой части мозга сусликов на разных стадиях баута.

2. Изучить содержание свободных и связанных глутаминовой, аспа-

кислот в мозжечке и гипоталамусе сусликов

на разных сроках гибернации.

3. содержание вышеперечисленных аминокислот в мозжечке и гипоталамусе сусликов при гипотермии 20 и 10 С0.

4. Определить содержание N-ацетилированных производных аминокислот в мозге при состоянии зимней спячки.

5. Выяснить характер изменения соотношения свободных и связанных форм аминокислот при всех изученных состояниях и его роль в

мозга к низким температурам.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Мозг гетеротермов содержит значительные резервы связанных форм нейроактивных аминокислот.

2. Связывание аминокислот в состоянии зимней спячки и гипотермии является неспецифическим процессом, отражающим изменения макромолекул и мембранных структур, направленным на поддержание функций мозга.

3. Процессы связывания аминокислот имеют температурную регуляцию и сходный характер, как при гибернации, так и при принудительной гипотермии, что свидетельствует об их адаптивной роли.

Научная новизна Несмотря на большое количество работ по изучению состояния аминокислотного пула при гибернации и гипотермии, мало внимания было уделено изучению связанных форм аминокислот мозга за исключением нескольких работ (Лаптева, 2001; Эмирбекова, Шейхова, 2001), которые были посвящены в основном изучению коры больших полушарий мозга и других отделов (средний, промежуточный мозг).

В настоящей работе впервые были проведены исследования по изменению содержания свободных и связанных аминокислот, а также их N ацетилированных форм в мозге сусликов в динамике баутов, в дипамике зимней спячки и гипотермии.

Установлено, что мозг гетеротермов содержит значительные резервы связанных форм нейроактивных аминокислот.

Предполагается, что связывание аминокислот в состоянии зимней спячки и гипотермии является неспецифическим процессом, отражающим изменения макромолекул и мембранных структур, направленным на поддержание функций мозга.

Обнаружено, что процессы связывания аминокислот имеют температурную регуляцию и сходный характер, как при гибернации, так и при принудительной гипотермии, что свидетельствует об их адаптивной роли.

Теоретическая и практическая значимость. Полученные данные представляют интерес для понимания механизмов устойчивости мозга ге-теротермов к низким температурам как в условиях естественного гипо-биоза, так и при искусственной гипотермии. Практическая значимость данной работы определяется возможностью использования данных о содержании свободных и связанных аминокислот, а также их N ацетилированных производных для прогноза постгипотермических последствий в условиях моделирования гипобиотических состояний в медицинских и биотехнологических целях. Материалы, полученные при выполнении данной диссертации, используются в учебном процессе кафедры биохимии Дагестанского госуниверситета и Махачкалинского филиала Ростовского госуниверситета, при чтении ряда спецкурсов и проведении больших практикумов.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на XXXVIII научной международной конференции «Сту-

дент и научно-технический прогресс» (Новосибирск, 2000 г.); 5-ой Пу-щинской конференции молодых ученых (Пущино, 2001 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Химия в технологии и медицине» (Махачкала, 2001), на совместном заседании кафедры биохимии и биофизики ДГУ (Махачкала, 2004).

Публикации. По материалам данного исследования опубликовано 5 работ, 1 находится в печати.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов исследования и их обсуждения, выводов и списка литературы, включающего 143 источников, в том числе 43 на иностранных языках. Работа изложена на 100 страницах машинописного текста, содержит 7 таблиц и 13 рисунков.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования. Для изучения содержания свободных и связанных аминокислот глутаминовой группы в динамике зимней спячки в качестве объекта исследования нами был выбран суслик малый кавказский (Citellus pygmaeus Pallas.). В течение лета и до середины октября суслики содержались в стандартных условиях вивария, на смешанном растительно-зерновом рационе (трава, капуста, пшеница, подсолнечник) до достижения одинаковой упитанности (200-250 г). С середины октября животных переносили в неотапливаемое, темное помещение и переводили на сухие корма (пшеница, подсолнечник). По мере снижения температуры воздуха животные становились вялыми, отказывались от еды, сворачивались в клубок. После снижения температуры воздуха до +8-6°С животные укладывались в стеклянные баллоны с подготовленной подстилкой. В течение 3-4 суток суслики погружались в зимнюю спячку. После установления нормальных циклов гибернации (7-10 суток), животные использовались для экспериментов. В экспериментах были использованы суслики обоего пола, разделенные на 3 группы: 1- животные, впадающие в баут (t° тела 18-20°С), 2- животные, находящиеся в середине баута (t° тела +5 +7°С) и 3- животные, выходящие из баута. Полученные в результате биохимического исследования результаты сравнивались с данными бодрствующих в августе сусликов. В отдельной серии опытов для исследования животных брали в следующих состояниях: 1. Подготовка к спячке - использовали животных с середины октября 2.

Кратковременная спячка (середина баута) - на 4-5 день после залегания (t гела=14°С); 3. 1-месячная спячка: середина баута -конец ноября (trMa=70C); 4. Спонтанное пробуждение - конец ноября Для изучения

влияния гипотермии сусликов, содержащихся в условиях вивария подвер-6

гали охлаждению в специальных холодильных камерах до температуры тела 20° С и 10° С. Подопытных животных декапитировали, вскрывали черепную коробку, извлекали цельный головной мозг, отделяли кровеносные сосуды, на холоду выделяли большие полушария и суммарный отдел среднего и промежуточного мозга, мозжечок и гипоталамус. Извлеченные отделы мозга взвешивали и использовали для биохимического анали-за.Количество свободных и связанных аминокислот определяли по методу Эллиота и сотр. (Бунятян, Казарян, 1967) с некоторыми изменениями, внесенными нами. Содержание аминокислот устанавливали по калибровочным кривым, построенным для каждой гоучаемой аминокислоты, учитывали разбавления. Из надосадочной жидкости, полученной для определения свободных аминокислот, отбиралась половина объема в пробирку с 6Н НС1 в соотношении 2:1. В течение 30 мин проводился гидролиз в кипящей водяной бане в пробирках с обратным холодильником. При этом N ацетилпроизводные аминокислот гидролизуются с образованием эквивалентного количества соответствующих аминокислот. О количестве N ацетилированных аминокислот судили по разнице в содержашш глутами-новой и аспарагиновой кислот до и после гидролиза. Полученные экспериментальные данные были обработаны по методу малой выборки (Ла-кин, 1990) с использованием компьютерной программы Statistica 5.0.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 1. Содержание свободных и связанных аминокислот в различных отделах мозга сусликов при зимней спячке

Несмотря на многочисленные работы в области изучения аминокислотного обмена, в том числе и при зимней спячке, в научной литературе существуют расхождения и противоречивые сообщения разных исследователей метаболизма низкомолекулярных азотистых веществ в мозгу (Демин и др., 1988), что связывается со сложностью самого состояния гибер-нации, неодинаковыми методическими подходами и т.д. В связи с открытием феномена связанных аминокислот (Elliot et aL, 1965) и их изучением при разных функциональных состояниях, можно предположить, что объяснение наблюдаемых различий должно уч1ггывать присутствие связанных аминокислот.

Как показывают исследования, связанные формы свойственны почти всем аминокислотам, встречающимся в мозгу в свободной форме (Бунятян, Казарян, 1967). В связи с этим изучение количества свободных и связанных форм аминокислот в целом мозгу и в его отделах при разных функциональных состояниях является актуальной проблемой.

Нами исследовано содержание свободных и связанных глутамата,

аспартата и ГАМК в коре больших полушарий, стволовой части головного мозга мозжечке и гипоталамусе суслика малого в различные периоды зимней спячки. Интерес к этой проблеме вызван тем, что сдвиги в содержании нейромедиаторных аминокислот глутаминовой группы при зимней спячке не всегда адекватны активности ферментов участвующих в их метаболизме. По-видимому, изменение содержания аминокислот может быть вызвано не только изменением скорости их транспорта и направления метаболизма, но и действием на взаимоотношения связанной и свободной формы аминокислот.

Полученные данные свидетельствуют о наличии в головном мозгу гетеротермов значительного пула связанных дикарбоновых аминокислот и ГАМК, который, по-видимому, играет важную роль в функционировании мозга при зимней спячке.

, Контрольные значения содержания обеих форм аминокислот боль-ТТТ1тх полушариях и стволовой части мозга сусликов свидетельствуют, что связанные аминокислоты составляют до половины содержания свободных аминокислот, а в некоторых случаях и превышают содержание последних (ГАМК, табл. 1,2). Таким образом, в мозге гетеротермов, в отличие от мозга строгих гомойотермов- крыс (Лаптева и др.,1996) процессы связывания аминокислот идут более интенсивно.

Установлено, что содержание свободных и связанных аминокислот в коре больших полушарий мозга подвергается значительным изменениям в разные периоды гнбернации (табл. 1).

Так, в начале баута (1° тела 18-20°С) содержание свободной формы глутаминовой кислоты снижается на 19% по сравнению с контролем, в то время как количество связанного глутамата не изменяется. Сходным образом изменяется и содержание обеих форм аспарагиновой кислоты, при этом содержание свободного аспартата снижается на 14%, а связанного увеличивается на 44%. Содержание свободной ГАМК, наоборот увеличивается на 11%, в то время как содержание связанной формы этой аминокислоты остается неизменным.

В середине баута, когда температура тела сусликов достигает минимальных значений содержать свободных глутамата и аспартата снижается соответственно на 26 и 55% по сравнению с контролем. Содержание связанного глутамата снижается на 19%, а содержание связанной аспара-гиновой кислоты возвращается к норме. При этом наблюдается дальнейший рост содержания свободной ГАМК на 66% на фоне незначительного (11%) уменьшения содержания связанной формы.

Выход га баута сопровождается некоторым повышением свободной глутамновой кислоты, хотя ее содержание остается ниже на 12% по сравнению с контролем и снижением связанной формы глутаминовой ки-

слоты на 39%. Наблюдается снижение уровня свободного аспартата на 45% и повышенное, хотя и не так сильно, как в середине баута содержание свободной ГАМК (табл. 1).

Динамика содержания исследованных в целом согласуется с данными других авторов (Демин и др., 1988). Вместе с тем в количественном отношении, содержание этих аминокислот имеет разную амплитуду. Так, например, содержание свободного аспартата подвержено значительно большему снижению в течение баута, чем содержание глутаминовой кислоты. Особо следует отметить, что содержание свободного аспартата остается низким и при выходе из баута. Изменение содержания этих возбуждающих аминокислот вполне согласуется с их нейромедиаторной ролью. Однако, анализ содержания связанных форм глутамата и аспартата показывает, что их количественные изменения не имеют простой зависимости.

Так, в середине баута и при пробуждении содержание связанных форм обеих аминокислот продолжает снижаться, следовательно, в этом случае не происходит простого перехода свободных аминокислот в связанные. По-видимому, это связано с тем, что в отличие от ГАМК, связанной в основном с синаптическими структурами, глутамат и аспартат участвуют в общих метаболических процессах, поэтому изменение их содержания не может быть объяснено только их нейромедиаторными функциями.

В случае ГАМК (табл.1) наблюдается типичная картина роста концентрации свободной формы и незначительное снижение связанной формы, что свидетельствует о переходе последней в свободное состояние. При этом, однако, содержание свободной формы ГАМК продолжает превышать контрольные значения при выходе из баута, а количество связанной ГАМК приближается к контрольному.

Таблица 1

Содержание свободных и связанных дшсарбоновых аминокислот и ГАМК в коре больших полушарий мозга сусликов в динамике зимней

спячки (мкмоль/г влажной ткани) (М ±т, п = 8 , р < 0,05*)

Аминокислоты Контроль Начало баута Середина баута Выход из баута

глутамат: свободный связанный 8,94±0,09 5,1±0,06 7,25±0,09* 5,22±0,07 6,64±0,08* 4,13±0,07* 7,84±0,10* 3,1±0,03*

аспартат; свободный связанный 2,31±0,07 1,02±0,03 1,98±0,05* 1,47±0,04* 1,03±0,03* 1,01 ±0,02 1,27±0,03* 1,02±0,04

ГАМК: Свободный Связанный 1,9010,13 2,31±0,07 2,11 ±0,07* 2,26±0,08 3,16±0,11» 2,07±0,08ф 2,12±0,06* 2,43±0,09

Примечание: здесь и далее *- достоверность различий по отношению к контролю.

Несколько иной характер изменений в содержании изученных аминокислот обнаружен в стволовой части мозга (средний +промежуточный мозг) (табл. 2).

Таблица 2.

Содержание свободных и связанных дикарбоновых аминокислот и ГАМК в стволовой части мозга сусликов в динамике зимней спячки

(мкмолъ/г влажной ткани) ( М ± m. п = 8, р< 0,05 )

Аминокислоты Контроль Начало баута Середина баута Выход из баута

глутамат: свободный связанный 7,2±0,07 3,69±0,03 7,03±0,08 3,09±0,05* б,02±0,05* ЗД9±0,07* 7,04±0,05* 3,46±0,06*

аспартат: свободный связанный 3,0б±0,05 2,19±0,03 3,51±0,07* 3,01 ¿0,03* 2,07±0,04* 2,2±0,03 2,41±0,04* 2,18±0,05

ГАМК: свободный связанный 1,2±0,03 2,39±0,06 1,34±0,05* 2,17±0,03» 1,9±0,08* 2,02±0,09* 1,84±0,05* 2,29±0,04

В этой части головного мозга концентрация свободных глутамата и аспартата более стабильна. хотя и подвергается сходным с корой больших полушарий изменениям. Различие касается только начала баута, где содержание свободного и связанного аспартата повышается на 15 и 37% соответственно.

Концентрация свободного глутамата начинает достоверно снижаться только в середине баута на 16%. а при выходе из баута почти приближена к норме (табл.2). Содержание связанной глутаминовой кислоты в. отличие от больших полушарий снижается в начале баута на 16%. на 11% в середине баута и остается на 6% ниже относительно контроля при выходе из баута плавно изменяется в течение баута. Концентрация свободного ас-партата снижена в середине и при выходе из баута на 33 и 22% соответственно. Содержание связанного аспартата в середине баута и при пробуждении достоверно не отличается от контрольных данных.

Изменения в содержании свободной и связанной ГАМК аналогичны таковым в коре больших полушарий и свидетельствуют о том. что связывание этой аминокислоты происходит в основном за счет ГАМК-ергического связывания. а вклад связанной ГАМК в метаболический пул ( ГАМК-шунт) в этих отделах мозга невелик. что подтверждается и другими авторами (Розанов. Рейтарова. 1989). По мере снижения температуры в ходе баута содержание свободной ГАМК растет на 12% в начале бау-та. на 58% в середине и остается выше контрольных значений на 53% при 10

выходе из баута. Связанная форма ГАМК плавно снижается от 9% в начале баута, на 15% в середине и до 4% (не достоверно) при выходе из баута, таким образом достигая контрольных значений.

Обнаруженные нами различия в реакции аминокислотного пула больших полушарий и стволовой части на состояние зимней спячки связано, по-видимому с различным вкладом изучаемых аминокислот в энергетику мозга и аминокислотергические процессы.

Некоторые из полученных экспериментальных данных по содержанию изученных аминокислот несколько отличаются от уже известных в научной литературе (Пашаева, 1996), что может быть объяснено разностью методических подходов, как в постановке эксперимента, так и в методике выделения связанных аминокислот.

Обнаруженные нами сдвиги в содержании и соотношении свободных и связанных аминокислот свидетельствуют об их адаптивной роли в осуществлешш функций центральной нервной системы при зимней спячки. ЭТИ изменения направлены на эффективное и экономичное поддержание необходимого уровня нейромедиаторов за счет взаимопревращений свободных и связанных форм. Разнонаправленные изменения в содержании исследованных дикарбоновых аминокислот вызваны, по-видимому их большим значением для метаболизма мозга при пшобиотических состояниях. Таким образом, связывание аминокислот не ограничивается только синаптическим захватом, а может быть вызвана и адсорбцией их мембранами как нейронов, так глиальных клеток, что сопровождается изменением мембранной прошщаемости, в частности для глюкозы (Бунятян, Каза-рян, 1967). Наличие значительного нейромедиаторного и метаболического пула связанных аминокислот является по нашему мнению характерной чертой зимоспящих животных.

Особый интерес вызывают исследования содержания аминокислот в филогенетически древних структурах мозга: мозжечке и гипоталамусе. Известно, что при зимней спячке электрическая активность коры больших полушарий мозга исчезает первой, в то время как в гипоталамусе и связанных с ним структурах сохраняется достаточно высокая активность (Белоусов, 1993). Эти данные подтверждены и гистолопртескими исследованиями, показавшими, что в состоянии гибернации наблюдается обильное кровенаполнение гипоталамической области (Козлова, Юрченко, 1996). Таким образом, сформировалась гипотеза о важной роли гипоталамуса в развитии зимней спячки. Мозжечок так же играет немаловажную роль в реализации зимней спячки, а его активность регулирует позу животного в зависимости от температуры (Калабухов, 1985).

В связи с этим состояние аминокислотного пула этих отделов мозга при гибернации представляет большой интерес.

Таблица 3.

Содержание свободных и связанных дикарбоновых аминокислот и ГАМК в мозжечке сусликов в динамике зимней спячки

СОСТОЯНИЕ ГЛУТАМАТ АСПАРТАТ ГАМК

свободный связанный свободный связанный свободный связанный

Контроль 4,37*0,08 0,66 ±0,01 2,48 ±0,11 1,06 ±0,08 0,8 ± 0,04 0,63 ±0,03

Лредгиберн. период 6,06 ± 0,53» 1,33 ±0,01» 3,10 ±0,2» 0,89 ±0,03» 1,63 ±0,07» 1,58 ±0,10»

Кратковреч спячка 2,83 ± ОД» 2,99 ±0,02» 1,57 ±0,05» 0,84 ±0,07» 1,58 ±0,06» 0,89 ±0,12»

1- месячная спячка 2,38 ±0,11» 3,9 ± 0,1» 1,04 ±0,02» 1,11 ±0,2» 1,26±0,11» 0,79 ±0,06»

Споятанное пробуждение 2,97 ± 0,09» 1,73 ±0,08» 1,63 ±0,3» 0,86 ± 0,06» 1,04 ±0,10» 0,45 ±0,04»

Результаты исследования содержания свободных и связанных аминокислот глутаминовой группы в мозжечке сусликов при зимней спячке представлены в таблице 3.

Полученные данные свидетельствуют, что распределение эндогенных свободных и связанных форм изученных аминокислот в мозжечке нормотермических сусликов, установленное нашими исследованиями отличается от такового в коре больших полушарий (см. табл.1). В мозжечке содержание как свободных, так и связанных форм глутамата и ГАМК достоверно ниже, чем в коре больших полушарий, а содержание аспарагино-вой кислоты одинаково. Такое различие между корой больших полушарий и мозжечком подтверждается и другими исследованиями (Розанов, Рейта-рова, 1989). Различия в содержании глутамата у контрольных животных связаны с тем, что кора больших полушарий содержит больше глутама-тергических и ГАМК-ергических синапсов, чем мозжечок (Глебов, Кры-жановский, 1978). Возможно, эти различия связаны с более высокой активностью ферментов азотистого метаболизма в мозжечке, в частности в большей активности ГАМК - шунта, что обуславливает большую устойчивость этого отдела мозга к гипоксии и гипогликемии по сравнению с корой (Battistin, Dan, 1983).

Предгибернационный период характеризуется повышением содержания всех форм аминокислот, за исключением связанной формы аспар-тата, которая снижается на 16% относительно контроля. Содержание свободной и связашюй глутаминовой кислоты увеличивается в этом состоя-шш на 38 и 102% соответственно, свободного аспартата на 25%, свободной и связанной ГАМК в 2 и в 2,5 раза соответственно. Такое повышение связано, очевидно, с общим сдвигом метаболизма, впадающих в спячку 12

животных, в сторону запасания энергетических субстратов и уменьшения окислительной активности, приводящей, в частности к расходованию аминокислот (Эмирбеков, Львова, 1985). При рассмотрении данных о содержании аминокислот в период подготовки к спячке следует указать на большие величины среднеквадратичного отклонения, что свидетельствует о нестабильности этого периода спячки (табл. 3).

Периоды кратковременной и 1-месячной спячки характеризуются последовательным достоверным снижением свободных и увеличением связанных форм всех изученных аминокислот, что отражает тенденцию их к запасанию.

Так, содержание свободной глутаминовой кислоты снижается при кратковременной спячке на 35% и на 46% в середине баута одномесячной спячки. При этом связанный глутамат повышается в 4,5 и 6 раз соответственно. Концентрация свободной аспараппювой кислоты снижается на 37 и 58 % соответственно при кратковременной и месячной спячке. В то же время содержание связанного аспартата понижается при кратковременной спячке на 21 %, а в середине баута при месячной спячке достоверно не отличается от контрольных значений.

Особым образом изменяется содержание всех форм ГАМК. По мере углубления спячки происходит замедление роста ее содержания. Так, при кратковременной спячке содержание ГАМК выше контроля в 1,9 раза, а при месячной уже в 1,6 раза. Такая же картина наблюдается и для связанной формы ГАМК: при кратковременной спячке увеличение составило 41%, а при месячной спячке лишь 25%.

При пробуждении сусликов в мозжечке наблюдается тепденция к увеличению свободных форм аминокислот и уменьшению связанных форм, которая выражается в замедлении темпов предыдущих изменений. Так, содержание свободной глутаминовой кислоты повышается по сравнению с предыдущим состоянием, но остается ниже контроля на 32%. Содержание связанного глутамата снижается по сравнению с состоянием спячки более чем в 2 раза, оставаясь выше контрольных значений в 2,6 раза. Аналогичная картина наблюдается и в изменении содержания аспа-рагиновой кислоты. Содержание свободного аспартата снижено на 34% относительно контроля (против 58% в состоянии баута месячной спячки), а содержание связанного аспартата снижено на 19% достоверно не отличаясь от состояния впадения в спячку и состояния кратковременной спячки.

Содержание обеих форм ГАМК при пробуждении сусликов продолжает уменьшаться как по сравнению с предыдущим состоянием (свободная и связанная форма), так и по сравнению с контролем (содержание связанной ГАМК уменьшается на 29%).

Здесь также наблюдаются различия, выражающиеся в том, что динамика ГАМК в коре больших полушарий (табл. 1) имеет противоположное направление, чем в мозжечке, что отражает особенности этого отдела мозга.

Данные исследования содержания свободных и связанных аминокислот в гипоталамусе сусликов при гибернации представлены в таблице 4.

Контрольные значения содержания обеих форм аминокислот в гипоталамусе выше, чем в мозжечке, что по-видимому связано с большим количеством соответствующих аминокислотергических синапсов и направлением азотистого метаболизма в этом отделе мозга.

Различия обоих отделов наблюдаются и при сравнении реакции аминокислотного пула на состояние спячки. Так, в предгибернационный период, в отличие от мозжечка, происходит достоверное (кроме ГАМК) снижение содержания всех форм аминокислот. В этом состоянии наблюдается снижение концентрации свободной глутаминовой кислоты на 12% и связанной на 69%, что довольно сильно. Содержание свободной и связанной форм аспарагиновой кислоты снижается в предгибернационный период на 10 (не достоверно) и 35% соответственно. Содержание свободной ГАМК достоверно не изменяется, а содержание связанной формы увеличивается в 2,3 раза.

Кратковременная спячка характеризуется пониженным содержанием всех форм аминокислот. Содержание свободного глутамата снижается на 34%, а концентрация связанного снижено всего на 11%, составляя значения выше предгибернационного периода. Продолжается снижение обеих форм аспартата на 43 и 31% соответственно. Значительно снижается содержание свободной ГАМК (на 47%), а содержание связанной остается выше контроля в 1,8 раза, однако наблюдается тенденция ее к снижению по сравнению с предгибернационным периодом.

Дальнейшее углубление спячки приводит к увеличению свободных аспартата и ГАМК относительно состояния кратковременной спячки (табл. 4), но их содержание продолжает оставаться ниже контроля на 22 и 12 % соответственно.

Содержание свободного глутамата остается на прежнем пониженном относительно контроля уровне (- 35%), что также отличает гипоталамус от мозжечка, а связанный глутамат продолжает снижаться до 61% от контроля. Для связанных форм аспарапшовой кислоты и ГАМК наблюдается относительное повышение. Таким образом в этом случае можно говорить о том, что поддержание постоянной концентрации свободных аминокислот или относительный ее рост обеспечивается расходованием соответствующих связанных форм.

Таблица 4.

Содержание свободных и связанных дикарбоновых аминокислот и ГАМК в гипоталамусе сусликов в динамике зимней спячки

СОСТОЯНИЕ ГЛУТАМАТ АСПАРТАТ ГАМК

свободный связаюшй свободный связанный свободный связанный

Контроль 4,85 ±0,31 2,44 ±0,21 2,94 ±0,3 3,24 ±0,04 3,56 ±0,3 1,24 ±0,04

ГТредгиберн период 3,96 ±0,8» 0,77 ±0,31» 2,66 ±0,11» 2,09 ±0,06» 3,42 ±0,29 2,88 ± 0,4»

Кратковрсм сшпка 3,21 ±0,04» 2,18 ±0,03» 1,68 ±0,08' 2,24 ±0,10» 1,88 ±0,09» 2,30 ±0,3»

месячная спячка 3,16 ±0,07« 0,95 ±0,03» 2,30 ±0,12» 2,74 ±0,05» 3,16 ±0,09» 3,02 ±0,15«

Спонтанное пробуждение 1,42 ±0,08» 1,94 ±0,10« 1,35 ±0,07» 1,42 ±0,06» 1,37 ±0,07» 2,06 ±0,12»

При спонтанном пробуждении наблюдается наиболее сильное уменьшение содержания свободного глутамата (на 71% ниже контроля), в то время как содержание связанного глутамата растет по сравнению с состоянием спячки более чем в 2 раза (табл.4), таким образом наблюдается исчерпание фонда свободного глутамата и концентрации обеих форм почти выравниваются. Аналогичная картина наблюдается и для аспарагино-вой кислоты. Снижение ее свободной и связанной формы максимально при выходе из спячки (на 54% и 56% соответственно, относительно контроля), а их концентрации сравниваются.

Полученные данные свидетельствуют о том, что глутаминовая и ас-паргиновая кислоты при выходе из баута возможно расходуются как энергетические субстраты, а глутамат кроме того расходуется на процессы удаления возрастающего при выходе из спячки аммиака, коррелирующего с повышенным содержанием мочевины (Демин и др., 1988).

Интересно, что и содержание свободной ГАМК при выходе из спячки достигает минимума (- 62% относительно контроля), а концентрация связанной ГАМК, хотя и остается выше контроля в 1,6 раза, все же меньше по сравнению со всеми предыдущими состоящими зимней спячки. Очевидно повышение энергетических затрат при выходе го спячки активирует ГАМК-шунт в гипоталамусе, а связанная ГАМК остается в резерве для реализации следующего баута.

В целом для гипоталамуса характерны разнонаправленные изменения связанных форм аминокислот, в отличие от мозжечка. Так, содержание связанных аспартата и ГАМК повышается при кратковременной и 1-месячной спячке, а уровень связанного глутамата, наоборот уменьшается (табл. 4). В состоянии пробуждения изменения в содержании аминокислот снова меняют направление: содержать свободных форм падает, содер-

15

жание связанного глугамата растет (по сравнению с спячкой), а уровень связанных форм аспартатата и ГАМК спижается, при этом все перечисленные показатели так и не достигают контрольных значений.

Такая неоднотшшая реакция свидетельствует о лабильности обмена аминокислот в гипоталамусе, что вероятно связано с активной его ролью при зимней спячке.

Обнаруженные нами различия в реакции разных отделов мозга связаны, по-видимому с разной активностью прежде всего нейромедиаторных систем. Известно, что в состоянии спячки на фоне снижения активности новых отделов мозга (коры), в гипоталамусе остается довольно высокая нейрональная активность, что позволяет говорить о спячке как об активной форме адаптации. Таким образом, наблюдаемые различия отражают связывание нейромедиаторных аминокислот как адаптивную реакцию на снижение температуры тела по мере углубления зимней спячки.

В связи с этим возникает интерес к выяснению вопроса о том, как будет реагировать аминокислотный пул мозга на принудительную гипотермию гетеротермного животного и как будут проявлять себя в этом случае адаптивные механизмы, связанные с аминокислотами мозга.

2. Содержание свободных и связанных аминокислот в различных отделах мозга сусликов при гипотермии -

Результаты исследования содержания аминокислот в мозжечке и гипоталамусе сусликов при различных режимах гипотермии приводятся в таблицах 5 и 6. При анализе этих данных следует заметить, что температурный режим состояний кратковременной и 1- месячной спячки близок состояниям гипотермии 20° С и 10 С соответственно.

Таблица 5.

Содержание свободных и связанных дикарбоновых аминокислот и ГАМК в мозжечке сусликов при гипотермии (мкмоль/г влажной ткани)

(М ±т,п=8,* р<0,05)

СОСТОЯНИЕ ГЛУТАМАТ АСПАРТАТ ГАМК

свободн связан свободн связан. свободн. связан

Контроль 4,37 ± 0,08 0,66 ±0.01 2,48 ±0,11 1,06 ±0,08 0,80 ± 0,04 0,63 ±0,03

Гипотермия 20° С 1,35 ± 0,07« 0,81 ±0,10« 1,35 ±0,09« 0,46 ±0,08« 0,62 ±0,10« 0,71 ±0,07

Гипотермия 10°С 0,9 ±0,03« 2,02±0,1!» 1,65 ±0,06« 2,4 ±0,12« 1,06 ±0.06* 0,4 5± 0,09»

Общей тенденцией для обоих отделов мозга следует считать глубокую дискоординацию метаболизма исследованных аминокислот. Так, в

мозжечке происходит резкое падение содержания свободных глутамата и аспартата на 69 и 46% соответственно, в то время как содержание свободной ГАМК сначала уменьшается на 23% при гипотермии 20°С, а при температуре 10° С превышает контрольные значения на 33%. При этом наблюдается увеличение содержания связанного глутамата на 23% при умеренной гипотермии и в 3 раза в состоянии холодового наркоза. Наблюдается также уменьшение на 57% при гипотермии 20°С связанного аспартата и последующее увеличение его содержания в 2,3 раза при гипотермии 10°С. Уровень связанной ГАМК достоверно снижается лишь при 10° С на 29% относительно контрольных значений (табл. 5).

В целом наблюдается картина, свидетельствующая о биохимическом стрессе, когда за относительно короткое время достигаются низкие температуры, что приводит к разнонаправленным изменениям в содержании аминокислот. При этом наиболее интенсивно расходуются их свободные формы, метаболически наиболее доступные.

В гипоталамусе гипотермированных сусликов снижение свободной формы глутамата не столь драматично, а содержание свободного аспарта-та даже повышается на 26% относительно контроля (табл. 6). Содержание свободного глутамата снижается по мере углубления гипотермии на 31 и 55 % соответственно, а содержание связанной формы, в отличие от мозжечка также снижается на 87% и 79%, что свидетельствует о серьезных нарушениях. При гипотермии 10°С наблюдается недостоверное повышение свободного аспартата и значительное снижение его связанной формы (на 68% относительно контроля).

Содержание свободной ГАМК снижается при умеренной гипотермии на 41 % и остается на том же уровне при 10° С. Однако динамика содержания связанной формы ГАМК отличается при этих состояниях коренным образом. Так, при умеренной гипотермии наблюдается снижение связанной ГАМК на 48% относительно контроля, а при глубокой, наоборот, резкое повышение в 2,6 раза.

Таблица 6.

Содержание свободных и связанных дикарбоновых аминокислот и ГАМК в гипоталамусе сусликов при гипотермии (мкмоль/г влажной ткани)

(М ± т, п= 8, *р<0,05)

СОСТОЯНИЕ ГЛУТАМАТ АСПАРТАТ ГАМК

СВ0б0Д11. связан. свобода. связан. свободн. связан.

Контроль 4,85 ±0,31 2,44 ± ОД 1 2,94 ± 0,3 ЗД4±0,04 3,56 ±0,3 1,24 ±0,04

Гипотермия 20° С 334 ±0,11« 0,32 ±0,05« 3,72 ±0,21» 1,35*0,11« 2,10 ±0,16« 0,65 ±0,04»

Гипотермия 10°С 2,20 ± 0,09» 0,52 ± 0,04» 3,2 ±0,13 1,05 ±0,09« 2,01 ±0,06« 3,20±0,11«

По- видимому при глубокой гипотермии сусликов связывание ГАМК имеет нейромедиаторный характер, то есть происходит глубокое торможение гипоталамуса. Источником такого резкого увеличения содержания этой аминокислоты может быть активность глутаматдекарбоксилазы (ГДК), которая потенциально может осуществлять свою роль при таких температурах (Демин и др., 1988). Кроме того активность ГДК неравномерно распределена в мозге и показано, что в структурах анатомически связанных с гипоталамусом она достоверно выше, чем в коре больших полушарий (Розанов, 1987).

Обнаруженные нами сдвиги в содержании аминокислот у гипотер-мированных сусликов в общих чертах сходны с такими же сдвигами, обнаруженными другими исследователями (Пашаева, 1996). Таким образом, опираясь на наши данные можно согласиться с тем выводом, что суслики более устойчивы к гипотермии, чем гомойотермные животные (Пашаева, 1996), что отражается в большей устойчивости их аминокислотного пула.

Вместе с тем, при сравнешш результатов, полученных в ходе наблюдения за зимней спячкой и при гипотермии можно констатировать, что изменения содержания всех форм аминокислот при этих состояниях различны, а при гипотермии их изменение более резкое. Этот факт говорит о том, что при подготовке и проведении зимней спячки происходят необходимые адаптационные изменения в аминокислотном пуле и ферментативной активности, зависящей от состояния мембран и от процессов связывания аминокислот с субклеточными структурами, в то время как при принудительной гипотермии охлаждение в довольно короткие сроки вызывает разнонаправленные и отличные от спячки изменения, отражающие особенности изученных отделов мозга.

3. Соотношение свободных и связанных аминокислот в мозге сусликов при зимней спячке и гипотермии

При рассмотрении механизмов адаптации мозга гибернантов к низким температурам тела как в естественных (спячка), так и в искусственных условиях (гипотермия) важным показателем направления азотистого метаболизма следует считать не столько само содержание аминокислот, а отношение их свободных и связанных форм. Отношение «свободные/связанные» аминокислоты отражает степень ассоциации последних с структурами и макромолекулами мозга (Пашаева, 1996). В связи с этим необходимо проанализировать изменение этого соотношению при исследованных состояниях.

Динамика соотношения «свободные/связанныые» при гибернации в больших полушариях и стволовой части мозга сусликов показана на

рис. 1 и 2.

В коре больших полушарий наблюдается снижение коэффициента «свободные/связанные» для глутаминовой кислоты в состоянии начала баута (1,39), а затем происходит постепенное повышение его до 1,6 в середине баута и до 2,53 при выходе го баута, что выше, чем коэффициент «свободные/связанные» в мозге контрольных сусликов (1,75) (рис. 1). Таким образом, общей тенденцией для глутамата является усиление процессов связывания этой аминокислоты.

Связывание аспарагиновой кислоты носит противоположный характер. Так у контрольных сусликов коэффициент «свободные/связанные» составляет 2,26, а затем понижается в начале баута до 1,35 и снижается дальше до1. При выходе из баута коэффициент «свободные/связанные» так и не достигает контрольных значений (1,25) (рис. 1).

Учитывая, что оба этих вещества относятся к кислым аминокислотам и являются метаболически тесно связанными, такая разная реакция свидетельствует о том, что существуют термодинамические различия в характере связывания этих аминокислот с белками и надмолекулярными структурами.

Коэффициент «свободные/связанные» для ГАМК изменяется в коре больших полушарий в другом направлении. Так, максимальное значение он имеет в середине баута (1,53), а при других состояниях всегда меньше 1.

Рис 1 Соотношение свободных и связанных аминокислот (выраженное делением количества свободных на количество связанных форм)

в коре больших полушарий мозга сусликов при гибернации --

2,6

контроль начало баута середина выход из баута баута

Таким образом, в коре больших полушарий связывание ГАМК имеет прежде всего нейромедиаторное значение, что согласуется с наблюдаемым при спячке глубоким торможением в этом отделе мозга.

Стволовая часть мозга сусликов реагирует на состояние гибернации в целом также как и кора больших полушарий. Отличия касаются прежде всего процессов связывания глутамата. Так, в начале баута коэффициент «свободные/связанные» растет до 2,27, а в середине баута снижается до 1,83, повышаясь при выходе из состояния спячки до 2,03 (рис.2). Видимо, эти различия связаны с меньшей долей глутаматергических синапсов в стволовой части мозга.

Характер изменений коэффициента «свободные/связанные» в сред-нем+ промежуточном мозге сусликов для аспарагиновой кислоты и ГАМК в точности повторяет ситуацию в крое больших полушарий, отличаясь только амплитудой и абсолютными значениями коэффициента «свободные/связанные» (рис. 2).

Рис 2 Соотношение свободных и связанных аминокислот (выраженное делением количества свободных на количество связанных форм) в стволовой части мозга сусликов при гибернации

2,5

контроль начало баута середина выход из баута баута

Таким образом, можно заключить, что при гибернации наблюдается увеличение связывания аминокислот, что отражает состояние белков и других макромолекул. Учитывая характер взаимодействий изучаемых аминокислот с свободными заряженными и полярными группами белков, можно предположить, что усиление связывания является защитной реакцией, направленной на белки, которые при низких температурах могут быть более окисленными и следовательно подвержены разрушению. Такой защитный эффект оказывает и мочевина (Кричевская и др., 1983).

Следовательно связывание аминокислот оказывает аналогичное действие.

Рис 3. Соотношение свободных и связанных аминокислот (выраженное делением количества свободных на количество связанных форм) в мозжечке сусликов при гибернации

Несмотря на наблюдаемые различия в абсолютных значениях содержания всех форм аминокислот в мозжечке и гипоталамусе нами обнаружено, что изменение отношения свободные /связанные аминокислоты у гибернирующих и гипотермированных сусликов в мозжечке имеет одинаковый характер, если считать адекватным состояние спячки и гипотермии по признаку температуры тела (рис 3, рис 5). Так, в обоих случаях поступательно уменьшается отношение свободный/ связанный глутамат, сходно изменяется отношение свободный/связанный аспартат и ГАМК.

Таким же сходством динамики отличается реакция гипоталамуса при изученных состояниях (рис 4, рис 6).

Отношение свободные/связанные и в этом отделе повторяется, за исключением небольшой разницы в содержании аспартата. Так, исследуемый показатель у глутамата увеличивается при 20°С и снижается при 10°С, превышая, при этом контрольный уровень, такое же изменение наблюдается при гибернации.

Рис 4. Соотношение свободных и связанных аминокислот в гипоталамусе сусликов при гибернации

Рис 5. Соотношение свободных и связанных аминокислот в мозжечке сусликов при гипотермии

контроль гипотермия 20 гипотермия 10

в Глутамат а Аспартат □ ГАМК

Рис 6. Соотношение свободных и связанных аминокислот в гипоталамусе сусликов при гипотермии

контроль гипотермия 20 гипотермия 10

В Глутамат □ Аспартат □ ГАМК

Так же, сходным образом, изменение отношения свободная / связанная ГАМК повторяется и при спячке, и при гипотермии (рис. 4, рис. 6).

В целом можно отметить, что при изученных состояниях в мозжечке преобладают процессы связывания глутамата и высвобождения ГАМК по мере снижения температуры тела, а в гипоталамусе, наоборот снижение температуры приводит к усилению процессов освобождения глутамата и связыванию ГАМК.

Таким образом, обобщая полученные нами данные следует заметить, что сдвиги в содержании нейроактивных аминокислот и отношения свободные/ связанные аминокислоты являются реакцией различных отделов мозга гетеротермов, направленной на обеспечение необходимого перераспределения этих важных веществ при шгзких значениях температуры тела.

4. Содержание ацетилированных производных аминокислот в мозге сусликов при зимней спячке

Несмотря на многочисленные работы в области изучения аминокислотного обмена, в том числе и при зимней спячке, в научной литературе имеется мало работ по исследованию содержания К-ацетилированных аминокислот при зимней спячке.

Результаты исследования показывают, что содержание К-АА в коре больших полушарий мозга бодрствующих сусликов превышает содержание свободной аспарагиновой кислоты, а содержание К-АГК меньше, чем

глутамата в сравнении с литературными и нашими данными (табл.7). Эти данные подтверждаются и другими авторами (Baslow, 2000).

В состоянии вхождения в баут наблюдается снижение содержания N-AA на 24%, которое продолжается и в середине баута (- 27%), а при пробуждешш сусликов приходит в норму.

Содержание ^АГК, напротив растет на 5% в начале спячки, на 24% в середине баута и при выходе го баута остается немного выше контроль-пых значений на 2%, изменяясь в противоположном направлении.

Стволовая часть мозга характеризуется меньшей концентрацией N АА В этом отделе наблюдается тенденция к снижению содержания исследуемой аминокислоты в начале и середине баута, а при выходе происходит его достоверное повышение на 12%. Содержание ^АГК в стволе мозга более высокое и изменяется сходным с большими полушариями образом. Так, в начале баута рост составил 3%, в середине баута уже 30%, а при выходе из сна содержание ^АГК остается на 14 % выше контроля.

Полученные данные нельзя интерпретировать однозначно, поскольку функции ацетилпроизводных аминокислот как уже отмечалось весьма многообразны, поэтому сдвиги в содержании этих кислот отражают лишь их суммарные изменения, разнонаправленные в различных компартмен-тах мозга. Так, известно, что для ацетилироваиных аминокислот существует цикл перераспределения их между нейронами, дендроцитами и аст-роглией, и цикл этот имеет триггерный характер (Baslow, 2000). '

Таблица 7

Содержание ацетилпроизводных дикарбоновых аминокислот

в отделах мозга сусликов в разные стадии гибернации _(мкмоль/г влажной ткани; М± т, п=8, ♦ р< 0,05)_

СОСТОЯНИЕ Большие полушария Стволовая часть

Ы-АА Ы-АПС 1Ч-АА Ы-ЛГК

Контроль 4,16 ±0,09 3,38 ±0,06 2,07±0,05 4,05±0,11

Впадение в баут 3,181: 0,11* 3,55±0,09* 1,99± 0,06 4,16 ±0,12

Середина баута 3,03 ±0,06* 4,18±0,08* 2,12 ± 0,08 5,29*0,15*

Выход из баута 4,03 ±0,07 3,47 ±0,07 2,31±0,10* 4,63*0,11*

Можно выделить некоторые основные моменты. Концентрация аце-тилированных аминокислот при выходе из баута стремится к контрольным значениям (а в стволе и превышает ее). Содержание исследованных аминокислот у сусликов при зимней спячке пе подвергается значительным колебаниям, в отличие от искусственных состояний понижения темпера-

туры тела, например у крыс при гипотермии (Эмирбекова, Шейхова, 2001). Исходя из этого, можно сделать вывод о важности этих нейроспе-цифичных производных аминокислот для мозга, в том числе и при функционировании в условиях зимней спячки.

Учитывая, что ацетилированные аминокислоты играют важную роль во множестве метаболических процессов, это факт можно расценивать как повышение уровня общего метаболизма при выходе из спячки, что отмечается и другими авторами (Эмирбеков, Львова, 1985).

Изменение содержания ацетилированных аминокислот отражает разнонаправленные изменения азотистого метаболизма мозга при гиберна-ции. Так, например, установлено, что N-AA участвует в регуляции обмена глутамина и глутамата через активирование глутаминазы, а ^АГК является положительным модулятором карбамилфосфатсинтетазы (Кричев-ская и др., 1983). Таким образом, можно говорить об адаптивном характере наблюдаемых в головном мозге сусликов изменений в содержании ацетилпроизводных дикарбоновых аминокислот при зимней спячке.

ВЫВОДЫ

1. В мозге гетеротермных животных имеется значительный пул связанных нейроактивных аминокислот.

2. В коре больших полушарий головного мозга сусликов происходит снижение свободных форм глутаминовой и аспарагиновой аминокислот, сопровождающееся по мере углубления спячки разнонаправленными изменениями их связанных форм.

3. В стволовой части мозга сусликов происходит снижение содержания свободного глутамата, сопровождающегося увеличением его связанной формы. При этом содержание свободного аспартата изменяется отличным от глутамата образом, а связанная форма аспартата стабильна в течение баута.

4. Головной мозг сусликов характеризуется высоким содержанием связанной формы ГАМК. Изменение соотношения свободной/связанной ГАМК изменяется в коре больших полушарий и стволе мозга сходным образом и заключается в увеличении свободной и уменьшении связанной формы, что свидетельствует об их взаимопревращениях.

5. Предгибернационный период характеризуется повышением содержания всех форм аминокислот, за исключением связанной формы аспартата в мозжечке сусликов. Периоды кратковременной и 1-месячной спячки характеризуются последовательным достоверным снижением свободных и увеличением связанных (за исключением ГАМК) форм всех изученных аминокислот в мозжечке, что отражает тенденцию их к запаса-

нию.

6. Обнаружены различия в изменении содержания исследованных аминокислот между мозжечком и гипоталамусом при гибернации, что отражает их функциональные и метаболические особенности.

7. При гипотермии наблюдается дискоординация в содержании всех изученных аминокислот в обоих отделах мозга.

8. Отношение свободные/связанные аминокислоты при гибернации и гипотермии имеет одинаковый характер изменения в обоих отделах мозга, что свидетельствует об адаптационном характере этого показателя при разных состояниях.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Бекшоков К.С., Шихзадаев Ш.Ш. Содержание свободных и связанных нейромедиаторных аминокислот в динамике зимней спячки суслика малого // Материалы XXXVIII международной научной студенческой конференции «Студент и научно- технический прогресс».- Новосибирск, 2000,- С.68-69.

2. Эмирбеков Э.З., Бекшоков К.С. Содержание N-ацетилированных производных дикарбоновых аминокислот в головном мозге сусликов при гибернации // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Естеств. науки.-2001.-.№1.-С. 75-76.

3. Эмирбеков Э.З., Бекшоков К.С. Содержание свободных и связанных аминокислот глутаминовой группы в динамике зимней спячки сусликов // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Естеств. науки.-2001.-.№1.-С. - 106108.

4. Бекшоков К.С. Соотношение свободных и связанных аминокислот в различные периоды зимней спячки // Материалы 5-ой Пущинской конференции молодых ученых. - Пущино, 2001.- С. 6-7.

5. Бекшоков К.С. Соотношение свободных и связанных аминокислот в различные периоды зимней спячки // Материалы всероссийской научно-практической конференции «Химия в технологии и медшцше».-Махачкала,2001.-С. 101-102.

6. Бекшоков К.С., Эмирбеков Э.З., Эмирбекова А.А. Реакция нейро-медиаторного пула аминокислот древних структур мозга на низкие температуры у гетеротермов // Изв. вузов Сев.-Кавк. регион. Естеств. науки. -2004, (в печати).

Формат 60x84.1/16. Печать ризографная. Бумага № 1. Гарнитура Таймс. Ус.п.л. - 1 изд п.л. - 1 Заказ № 262- 04 Тираж - 100 экз. Отпечатано в ООО «Деловой Мир» Махачкала, ул. Коркмасова, 35

2 58 9

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Бекшоков, Керим Султанбекович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.!.

1.1. Фонд аминокислот головного мозга и его регуляция.

1.2. Состояние аминокислотного пула мозга при низких температурах.

ГЛАВА II. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Обоснование выбора объекта исследования.

2.2. Моделирование зимней спячки у сусликов.

2.3. Биохимические методы исследования.

2.3.1. Выделение фракции свободных глутаминовой, аспарагиновой и ГАМК 40 2.3.2 Выделение фракции связанных глутаминовой, аспарагиновой и ГАМК.

2.3.3. Количественное определение свободных и связанных аминокислот методом электрофореза на бумаге.

2.3.4. Количественное определение Ы-ацетилглутаминовой и Ы-ацетиласпарагиновой аминокислот.

2.4 Статистический анализ результатов исследования.

ГЛАВА III. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

3.1. Содержание свободных и связанных аминокислот в различных отделах мозга сусликов при зимней спячке.

3.2. Содержание свободных и связанных аминокислот в различных отделах мозга сусликов при гипотермии.

3.3. Соотношение свободных и связанных аминокислот в мозге сусликов при зимней спячке и гипотермии.

3.4 Содержание ацетилированных производных аминокислот в мозге сусликов при зимней спячке.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Свободные и связанные аминокислоты в мозге при зимней спячке и гипотермии"

Актуальность проблемы В последние годы внимание исследователей привлекает изучение компенсаторно-приспособительных механизмов, обеспечивающих устойчивость центральной нервной системы к повреждающим воздействиям и стрессорным состояниям. В этом плане весьма перспективным является анализ феномена природной адаптации мозга гибернантов к низким температурам. Уникальные механизмы, лежащие в основе деятельности ЦНС во время зимней спячки млекопитающих при температурах, даже близких к нулю, а также при переходе к нормотермии, позволяют каждый раз полностью восстанавливать функции нейронов мозга.

Изучение механизмов естественной адаптации к низким температурам имеет большое теоретическое и практическое значение, поскольку связано с выяснением фундаментальных основ функционирования мозга и может быть применено в медицинских и биотехнологических целях (Марченко и др., 1992).

Очевидная важность проблемы гипобиоза обеспечивает постоянный интерес исследователей к центральным механизмам терморегуляции, связанных в основном с активностью двух отделов гипоталамуса: преоптической областью переднего гипоталамуса, где находятся центры регуляции теплоотдачи и терморецепции, а также заднего гипоталамуса, где находятся центры регуляции продукции тепла (Проссер, 1977).

Не меньший интерес представляют собой исследования еще одной древней структуры мозга- мозжечка, который также является важным звеном поддержания устойчивости мозга при гибернации, поскольку участвует в постоянном поддержании необходимой в данный момент позы животного, для оптимальной теплоотдачи (Калабухов, 1985).

Удивительная приспособленность гетеротермов к перенесению низких температур в естественных условиях зимней спячки ставит еще одну интересную задачу перед исследователями — выяснить как может реагировать мозг гибернантов на охлаждение вне сезона спячки, то есть на принудительную гипотермию.

Учитывая решающую роль ЦНС в механизмах переносимости гипотермии, весьма детально исследуются различные функциональные и метаболические особенности мозга и его отделов (Палладии и др. , 1972; Майстрах, 1975; Крепе и др. , 1981; Тимофеев, 1983; Эмирбеков, Львова, 1985; Бабийчук, Шиф-ман, 1989).

Центральным звеном влияния гипотермии на теплокровный организм, являются белки, мембраны, нейроактивные компоненты. В ответ на снижение температуры тела гомойотермного животного в мозгу развивается сложная метаболическая реакция, которая отражает патологическое влияние гипотермии, а также регуляторную компенсаторную функцию. В механизмах приспособления, адаптации к экстремальным факторам ведущее место занимает посттрансляционная модификация белков нервных клеток. Обладая полифункциональ-ними свойствами ряд аминокислот (Basic Neurochemistry, 1999), такие как ди-карбоновые, активно участвует в процессах контролирующих функции нервных клеток: кроме выполнения индивидуальной функции, могут играть нейро-медиаторную и модуляторную роль. Именно эти, так называемые аминокислоты глутаминовой группы преимущественно находятся в нервных тканях в больших количествах и в связанной (ассоциированной с белками и нейрональ-ными структурами) форме (Кричевская, 1983).

В последнее время возобновился интерес к связанным формам аминокислот, обнаруженным Эллиотом (Elliott et al., 1965). Открыты и активно изучаются связанные формы всех аминокислот мозга, их N-ацетилпроизводных, некоторых нейропептидов. Выяснено, что роль связанных аминокислот заключается не только в их нейромедиаторных функциях, но и в модификации белков, а также регуляции метаболических процессов, обеспечивающих адаптацию мозга (Пашаева, 2001).

Цель и задачи исследования В связи с вышеизложенным, целью нашей работы явилось изучение реакции аминокислотного пула отделов головного мозга (коры больших полушарий, стволовой части, мозжечка и гипоталамуса) типичного гибернанта- суслика малого на состояние зимней спячки и принудительной гипотермии.

Для достижения этой цели были поставлены задачи:

1. Изучить содержание свободных и связанных глутаминовой, аспараги-новой и у-аминомасляной кислот в коре больших полушарий и стволовой части мозга сусликов на разных стадиях баута.

2. Изучить содержание свободных и связанных глутаминовой, аспараги-новой и у-аминомасляной кислот в мозжечке и гипоталамусе сусликов на разных сроках гибернации.

3. Определить содержание вышеперечисленных аминокислот в мозжечке и гипоталамусе сусликов при гипотермии 20 и 10 С0.

4. Определить содержание Ы-ацетилированных производных аминокислот в мозге при состоянии зимней спячки.

5. Выяснить характер изменения соотношения свободных и связанных форм аминокислот при всех изученных состояниях и его роль в адаптации мозга к низким температурам.

Научная новизна Несмотря на большое количество работ по изучению состояния аминокислотного пула при гибернации и гипотермии, мало внимания было уделено изучению связанных форм аминокислот мозга за исключением нескольких работ (Пашаева, 2001; Эмирбекова, Шейхова, 2001), которые были посвящены в основном изучению коры больших полушарий мозга и других отделов (средний, промежуточный мозг).

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Мозг гетеротермов содержит значительные резервы связанных форм нейроактивных аминокислот.

2. Связывание аминокислот в состоянии зимней спячки и гипотермии является неспецифическим процессом, отражающим изменения макромолекул и мембранных структур, направленным на поддержание функций мозга.

3. Процессы связывания аминокислот имеют температурную регуляцию и сходный характер, как при гибернации, так и при принудительной гипотермии, что свидетельствует об их адаптивной роли.

Теоретическая и практическая значимость. Полученные данные представляют интерес для понимания механизмов устойчивости мозга гетеротермов к низким температурам как в условиях естественного гипобиоза, так и при искусственной гипотермии. Практическая значимость данной работы определяется возможностью использования данных о содержании свободных и связанных аминокислот, а также их ]М-ацетилированных производных для прогноза по-стгипотермических последствий в условиях моделирования гипобиотических состояний в медицинских и биотехнологических целях.

Материалы, полученные при выполнении данной диссертации, используются в учебном процессе кафедры биохимии Дагестанского госуниверситета и Махачкалинского филиала Ростовского госуниверситета, при чтении ряда спецкурсов и проведении больших практикумов.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на XXXVIII научной международной конференции «Студент и научно-технический прогресс» (Новосибирск, 2000 г.); 5-ой Пущинской конференции молодых ученых (Пущино, 2001 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Химия в технологии и медицине» (Махачкала, 2001), на совместном заседании кафедры биохимии и биофизики ДГУ (Махачкала, 2004).

Публикации. По материалам данного исследования опубликовано 6 работ.

Заключение Диссертация по теме "Биохимия", Бекшоков, Керим Султанбекович

ВЫВОДЫ

1. В мозге гетеротермных животных имеется значительный пул связанных нейроактивных аминокислот.

2. В коре больших полушарий головного мозга сусликов происходит снижение свободных форм глутаминовой и аспарагиновой аминокислот, сопровождающееся по мере углубления спячки разнонаправленными изменениями их связанных форм.

3. В стволовой части мозга сусликов происходит снижение содержания свободного глутамата, сопровождающегося увеличением его связанной формы. При этом содержание свободного аспартата изменяется отличным от глутамата образом, а связанная форма аспартата стабильна в течение баута.

4. Головной мозг сусликов характеризуется высоким содержанием связанной формы ГАМК. Изменение соотношения свободной/связанной ГАМК изменяется в коре больших полушарий и стволе мозга сходным образом и заключается в увеличении свободной и уменьшении связанной формы, что свидетельствует об их взаимопревращениях.

5. Предгибернационный период характеризуется повышением содержания всех форм аминокислот, за исключением связанной формы аспартата в мозжечке сусликов. Периоды кратковременной и 1-месячной спячки характеризуются последовательным достоверным снижением свободных и увеличением связанных (за исключением ГАМК) форм всех изученных аминокислот в мозжечке, что отражает тенденцию их к запасанию.

6. Обнаружены различия в изменении содержания исследованных аминокислот между мозжечком и гипоталамусом при гибернации, что отражает их функциональные и метаболические особенности.

7. При гипотермии наблюдается дискоординация в содержании всех изученных аминокислот в обоих отделах мозга.

8. Отношение свободные/связанные аминокислоты при гибернации и гипотермии имеет одинаковый характер изменения в обоих отделах мозга, что свидетельствует об адаптационном характере этого показателя при разных состояниях.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Зимняя спячка представляет собой уникальный комплекс приспособлений организма животных к переживанию неблагоприятных условий среды, в частности пониженной температуры. С другой стороны температура является универсальным регулятором всех жизненных процессов. Таким образом, комплекс адаптаций при гибернации охватывает все уровни организации живого от молекулярного до надорганизменного.

Внешние факторы окружающей среды (продолжительность светового периода суток, температура воздуха и др.) регулируют, по-видимому, лишь продолжительность всего периода гибернации, тогда как эндогенные факторы (сдвиги метаболизма, биологически активные вещества, триггеры спячки и т.д.) играют ведущую роль в регуляции элементарных циклов — баутов, из совокупности которых слагается сезон зимней спячки.

Ведущую роль в эндогенной регуляции зимней спячки играет центральная нервная система млекопитающих -гибернантов. Именно нейроактивные вещества по-видимому и являются так называемыми триггерами зимней спячки. Наиболее изученными из них являются различные пептиды, биоамины и др. (Демин и др., 1988). Предполагается, что развитие и течение спячки представляет собой результат комплексного действия ряда нейрогуморальных синерги-ческих и антагонистических факторов на фоне меняющихся условий окружающей среды.

Значительное большинство нейроактивных веществ составляют аминокислоты и их разнообразные производные. Глутаминовая и аспарагиновая аминокислоты, по-видимому, являются одними из древнейших органических соединений и родоначальниками других аминокислот (Кричевская и др., 1983). В связи с этим, исходя из принципов молекулярной логики живого организма, следует ожидать от этих соединений многообразия функций. Помимо уже известных функций аминокислот глутаминовой группы можно предполагать, что они участвуют в регуляции конформационного состояния белков при различных функциональных и патологических состояниях за счет неспецифического связывания с аминокислотными остатками, которые в свою очередь при различных состояниях могут модифицироваться и вступать в различные взаимодействия с окружающими молекулами.

Одним из таких состояний является, по-видимому, и зимняя спячка. Обнаруженные нами сдвиги в содержании и соотношении свободных и связанных аминокислот на разных стадиях гибернации и в разных отделах мозга свидетельствуют о том, что связывание аминокислот зависит от состояния организма и от температуры тела, а значит и мозга. Изменения эти, как показывают эксперименты не имеют случайного характера, и следовательно заключают в себе определенный биологический смысл.

При рассмотрении в целом полученных результатов следует указать на то, что зимняя спячка является, прежде всего, энергетической проблемой, особенно для мозга как центра управления организмом. Понижение метаболизма на несколько порядков требует наличия механизма экономии и резервирования всех веществ, необходимых для поддержания состояния зимнего сна, прежде всего нейромедиаторов, к которым относятся изученные аминокислоты. Кроме того аминокислоты являются ценными энергетическими субстратами для мозга, а значит в мозге всегда должен находиться их резерв. Несмотря на то, что многими исследователями обнаружены адаптационные изменения ферментов метаболизма аминокислот в частности глутаминазы (Авшалумов, Эмирбеков, 1994), глутаматдекарбоксилазы (Исмаилов, Эмирбеков, 1980) и др., не всегда наблюдается четкая корреляция между активностью ферментов и изменениями в содержании аминокислот (Габибов, Галимов, 1971). Многие авторы указывают на возможность существования иного механизма поддержания определенного уровня аминокислот в мозге (Менджерицкий и др., 1987; Эмирбеков, Львова, 1970). Одним из таких механизмов может быть связывание аминокислот и, таким образом, можно предполагать, что высвобождение связанных аминокислот может служить дополнительным их источником при гипометаболиче-ских состояниях.

С другой стороны, в живых организмах как правило одни процессы и функции тесно связаны с другими. С этой точки зрения изменения в соотношении свободных и связанных аминокислот отражают модификацию белков, как макромолекул, неспецифически связывающих аминокислоты. По-видимому, как при гибернации, так и при гипотермии, белки мозга и других тканей подвергаются изменениям, способствующим или, наоборот препятствующим связыванию аминокислот слабыми связями. Эти конформационные изменения уже имеющихся белков, наряду с синтезом новых, по-видимому, играют существенную роль в приспособлении клеток гетеротермных животных к функционированию в различных температурных условиях (Жегунов и др., 1991). При этом вместе с конформационными изменениями сезонного характера имеются и изменения в течение каждого баута (Жегунов и др., 1991).

Одной из причин изменений в конформации белков при различных состояниях является их окислительная модификация под действием свободных радикалов кислорода (Исмаилова и др., 2001). Образующиеся при этом карбонильные группы белков обладают сильными полярными свойствами, обуславливающими их высокую реакционную способность, а значит и способность связывать некоторые аминокислоты за счет полярных взаимодействий.

При зимней спячке и, особенно при гипотермии наблюдается усиление свободнорадикальных процессов, причем в состоянии зимней спячки они больше затрагивают белки, чем защищенные антиоксидантной системой липи-ды (Эмирбеков, 1991). Следовательно, в тех случаях, когда в исследованных нами отделах мозга и состояниях наблюдается рост содержания связанных аминокислот можно предполагать усиление окислительной модификации белков.

Другим механизмом конформационных изменений белков при различных состояниях является дезамидирование их аминокислотных остатков (Эмирбе-ков, 2001). В состоянии зимней спячки наблюдается стойкое снижение как лабильных, так и прочносвязанных амидных групп в белках мозга на всех стадиях гибернации (Эмирбеков, 1991). В состоянии искусственной гипотермии сусликов содержание общих амидных групп повышено при 20°С и снижается по мере углубления гипотермии (Эмирбеков, 2001). Изменение амидированности белков при изученных состояниях также может вносить свой вклад в связывание аминокислот. Благодаря распределению электронных плотностей в амидной группе она легко вступает в различные межмолекулярные взаимодействия. Таким образом дезамидирование белков при зимней спячке и гипотермии должно снижать количество связанных аминокислот, что и наблюдалось нами в некоторых сериях эксперимента. Однако, связь между дезамидированием белков и связыванием аминокислот, по-видимому, более сложная, так как, разные аминокислоты связываются согласно своим свойствам. Следовательно связывание ГАМК как нейтральной аминокислоты и отрицательно заряженных дикарбо-новых аминокислот будет иметь разную интенсивность. Кроме того отсутствие снижения содержания связанных аминокислот в некоторых отделах мозга и для некоторых аминокислот связано с тканевыми различиями, присущими тому или иному отделу мозга.

Наконец, несомненный вклад в изменение содержания связанных аминокислот должны вносить сдвиги рН, наблюдаемые при изученных состояниях. Особенно сильное влияние должен оказывать рН на связь положительно заряженных аминокислотных остатков белков с отрицательно заряженными аминокислотами —глутаминовой и аспарагиновой. При изменении рН смещается равновесие зарядов, обуславливающих электростатические взаимодействия. Действительно в головном мозге зимоспящих животных в состоянии гибернации наблюдается ацидоз, вызванный некомпенсированным накоплением СО2 (Демин и др., 1988). Обнаружено, что при гипометаболических состояниях наблюдаются региональные изменения рН, направление которых зависит от метаболической активности и ее характера в конкретном участке мозга (ЬЩг, 1989).

Снижение рН, таким образом, может приводить к ослаблению связывания глутамата и аспартата с белками по мере углубления спячки, что и наблюдается в большинстве случаев в наших опытах. Изменение рН не должно влиять на связывание ГАМК, как в целом нейтральной молекулы.

Кроме взаимодействия с белками, связывание аминокислот, по — видимому, происходит и в мембранных структурах клеток, играющих значительную роль в приспособительных реакциях тканей животных (Жегунов и др., 1991), оказывая на них определенное влияние. На это указывает тот факт, что связанные аминокислоты (в пределах чувствительности методов их определения) обнаруживаются в значительных количествах только в мозге и половых органах ( Бунятян, Казарян, 1967), то есть в тканях, насыщенных липидами и соответственно богатых клеточными мембранами. Само связывание возможно происходит как с интегральными белками, так и с другими молекулами клеточных мембран, обладающих полярными и заряженными группами.

Связывание аминокислот с белками и мембранными структурами возможно оказывает защитное действие, аналогичное действию мочевины (Кри-чевская и др., 1983) и других азотсодержащих веществ, способных к связыванию с аминокислотными остатками в белках. Можно предполагать, что различный характер связи аминокислот и мочевины с белками взаимно компенсирует друг друга, защищая белки от обширного протеолиза. Обнаруженный нами значительный фонд связанных аминокислот в мозге сусликов, возможно и определяет его большую устойчивость к низким температурам, чем устойчивость мозга строгих гомойотермов.

Кроме неспецифического связывания, определенный вклад в обнаруженные нами изменения содержания свободных и связанных аминокислот вносит и их специфическое взаимодействие, связанное с нейромедиаторной ролью изученных аминокислот. Связывание аминокислот синаптическими структурами (рецепторами, специфическими переносчиками, синаптическими пузырьками) реализует их нейромедиаторные функции. Особенно большой вклад в амино-кислотергическое связывание нейромедиаторов заметен в гипоталамусе и мозжечке, реагирующими на снижение температуры по мере развития баута сохранением своей активности. На этом фоне, действительно наблюдается связывание возбуждающих аминокислот- глутаминовой и аспарагиновой, а соотношение свободной и связанной ГАМК значительно не меняется. В коре больших полушарий, напротив, вклад синаптического связывания аминокислот невелик.

В целом большее значение имеет все-таки неспецифическое связывание изученных аминокислот, так как концентрация их в телах нейронов на порядок выше, чем в синаптических окончаниях (Глебов, Крыжановский, 1978).

Кроме уже перечисленных возможных механизмов влияния на содержание свободных и связанных аминокислот и' их соотношение, существует и механизм «уводящий» аминокислоты из общего пула за счет их ацетилирования.

Обнаруженные нами различия в содержании Ы-ацетилированных аминокислот в коре больших полушарий и среднем+ промежуточном мозге на разных стадиях баута свидетельствуют, что нейрональная ткань больших полушарий подвергается угнетению. Клетки стволовой части мозга, напротив, реагируют в целом повышением содержания Ы-ацетилированных аминокислот, что свидетельствует об их метаболической активности (ОбЬогп & а1., 1998).

Подводя общий итог проведенных нами исследований и анализируя обнаруженные нами изменения в содержании свободных и связанных аминокислот мозга сусликов при гибернации и гипотермии можно выделить несколько моментов:

1. Связывание аминокислот с белками и другими структурами имеет неспецифический характер и зависит от баланса нескольких факторов, способствующих или осложняющих это связывание (окислительная модификация белков, количество амидных групп, сдвиги рН).

2. Характер связывания аминокислот различается в разных отделах мозга и зависит от направления метаболической и нейронной активности.

3. Различия в связывании разных аминокислот вызваны различным характером их взаимодействия с аминокислотными остатками белков (водородные связи, электростатические силы и др.).

4. Связанные аминокислоты образуют систему, компенсирующую негативное влияние низких температур за счет образования резервов нужных метаболитов и защиты белков от сильного окисления. Эта система адекватно реагирует на потребности конкретного участка мозга. 5. Общий характер изменений соотношения свободные / связанные аминокислоты при гибернации и гипотермии свидетельствует об адаптивной роли связывания аминокислот в мозге зимоспящих животных при низких температурах.

84

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Бекшоков, Керим Султанбекович, Махачкала

1. Абашилова A.M. Азотистый обмен головного мозга при реакции на стресс у животных перенесших холодовую травму (холодовую болезнь) // Стресс и адаптация (тезисы Всесоюзн.симпозиума). Кишинев.- 1978.- С. 271.

2. Авшалумов М.В., Эмирбеков Э.З. Глутаминазная и глутаминсинтетаз-ная активность тканей головного мозга при гипотермии и зимней спячке// Известия Вузов. Северо-Кавказский регион (Естественные науки).- 1994.- N 1-2.-С. 112-115.

3. Амирсаидов М.А., Атабегова Н.Г. Активность АТФ азы головного мозга теплокровного животного при общем переохлаждении и согревании. - В кн.: Теоретические проблемы действия низких температур на организм (тезисы III Всесоюз.конф.) Владимир, 1972. с.15. ^

4. Арутюнян P.A., Саакова Л.А., Хачатрян Д.К., Саакян Г.Х., Арутюнян K.P. Участие норадренергических структур в серотониновой регуляции температурного гомеостаза организма// Биол. журн. Армении.- 1990.- 43, N 10-11.-С.898-902.

5. Атабегова Н.Г., Мишина Л.И. Свободный и связанный гликоген головного мозга при переохлаждении и самосогревании теплокровного животного // В кн. «Теоретические проблемы действия низких температур на организм».-Л.- 1969.-С. 4-5.

6. Ашмарин И.П., Антипенко А.Е., Ашапкин В.В. и др. Нейрохимия.- М., 1996.- 470 с.

7. Бабийчук Г.А.,Шифман М.И. Нейрохимические процессы в центральной нервной системе при гипотермии. Киев: Наукова думка, 1989, 160 с.

8. Белоусов A.B. Роль центральной нервной системы в контроле зимней спячки //Успехи физиол. наук.- 1993.-N2,- С. 109- 123.

9. Березин В.А., Белик Я.В. Специфические белки нервной ткани.- Киев: Наукова думка, 1990.- 264 с.

10. Блай Д. Является ли центральный контроль постоянства температуры примером гомеостазиса // Физиол . журн. СССР.- 1981.-Т.67, N7.-C. 1068-1078.

11. Бонитенко Ю.Ю. Искусственная гипотермия при острых отравлениях 1,2-дихлорэтаном и его вероятными метаболитами // Гигиена труда и проф. заболеваний.- 1982.- N4.- С.26-28.

12. Бунятян Г.Х. О роли Ы-ацетил-1-аспарагиновой кислоты в метаболизме мозговой ткани // Укр. биох. журн., 1965, т. 37, № 5, с. 679-690.

13. Бунятян Г.Х., Егенян В.Б., Туршян Г.А. / Вопросы биохимии мозга. Изд-во АН Арм. ССР, Ереван, 1964, с.27-36.

14. Бунятян Г.Х., Казарян Б.А. О связанных и свободных аминокислотах мозга // Биологический журнал Армении. -Ереван.- 1967.- Т.ХХ, № 11.- С.29-36.

15. Волжина Н.Г. Активность окислительных ферментов в цикле Кребса в головном мозге адаптированных к переохлаждению животных // Укр. био-хим. журн. -1982.- Т. 5/1, N3. С. 70.

16. Габибов М.М., Галимов С.Д. Содержание гамма-аминомасляной кислоты и глютаматдекарбоксилазная активность мозговой ткани крыс в разные сроки постгипероксического периода / Вопросы биохимии нервной системы. Вып. 1 .- Махачкала.- 1971.- С. 14-17.

17. Гершенович З.С., Кричевская A.A., Шумская В.И. Специфика связи между у-аминомасляной кислотой и белками мозга.- ДАН СССР, 1965,162, С.1415-1417.

18. Глебов P.M., Крыжановский Г.Н. Функциональная биохимия синапсов.-М.: Медицина, 1978.- 326с.

19. Гулый М.Ф. О регуляторной роли аминокислот в биосинтезе белка; влияние на процесс различных факторов// Укр. биохим. журн.- 1985.- Т. 57, №5.- С. 6-22.

20. Демин H.H., Шортанова Т.Х., Эмирбеков Э.З. Нейрохимия зимней спячки млекопитающих.- JL: Наука, 1988. -135с.

21. Довгалевич И.И., Баркер А.Д. Соотношение связанных и свободных аминокислот мозга в онтогенезе крыс // Журн. эволюц. биох. и физиол.- 1975.Т. XI, №5.-С. 526-531.

22. Досон Р., Эллиот Д., Эллиот У., Джонс К. Справочник биохимика.- М.: Мир, 1991.- 544 с.

23. Жегунов Г.Ф., Микулинский Ю.Е. Активация синтеза белка в тканях суслика при пробуждении после зимней спячки // Укр. биохим. журн,- 1987.-Т.59,№3.-С. 69-73.

24. Жегунов Г.Ф., Котляров А. П., Сущенко Е.С. Роль белковых перестроек в клетках гетеротермных животных при адаптации к низким температурам / Механизмы природных гипометаболических состояний. — Пущино.- 1991.-С. 106-112.

25. Заика А.П., Громов Л.А. Межполушарная ассиметрия нейромедиаторов в мозгу белых крыс // Укр. биохим. жур.- 1987- Т. 59. № 5. -С. 84-86.

26. Западнюк И.П., Западнюк В.И., Захария Е.А. Западнюк Б.В. Лабораторные животные. Разведение, содержание, использование в эксперименте.- Киев: Вища школа., 1983.- 383 с.

27. Захарова Л.И., Осадчая Л.М. Роль свободных аминокислот в метаболизме головного мозга. / Нервная система. Вып. 19.- Л., Изд-во Ленингр. Ун-та,-1978.- С. 103-119.

28. Иванов К.П. Биоэнергетика и температурный гомеостазис. -Л.:Наука, 1972.- 173 с.

29. Исмаилов И.А., Эмирбеков Э.З. Глутаминазная и глутаматдекарбоксилаз-ная активность ткани мозга при гипотермии и зимней спячке. // Укр.биохим.ж.-1980.- т.52, N6.- С.683-688.

30. Исмаилова Ж.Г., Дубровская М.Д., Тагирова Х.М., Кличханов Н.К. Интенсивность окислительной модификации белков и содержание среднемоле-кулярных пептидов в плазме крови сусликов в динамике зимней спячки //

31. Мат. Всеросс. научн.- практ. конфер. «Химия в технологии и медицине».-Махачкала.- 2001.-С. 111-112.

32. Казаков Г.П., Рамазанов Х.М. Отряд грызуны / Животный мир Дагестана под ред. Рухлядева Д.П.- Махачкала.- 1975. -С. 151.

33. Казарян Б.А., Гулян Э.А. Действие ГАМК и адреналина на содержание свободных и связанных форм аминокислот в головном мозгу // Вопросы биохимии мозга, Изд-во АН Арм. ССР, 1967.- Т.З.- С.83-92.

34. Калабухов Н.И. Спячка млекопитающих.- М.: Наука, 1985. 260с.

35. Козлова В.Ф., Юрченко Т.Н. Структурные аспекты адаптации зимнеспя-щих животных // Проблемы криобиологии.- 1996.- № 3.- С. 44-52.

36. Коникова A.C., Бабская Ю.Е., Никулин В.И., Погосова A.B. Особенности синтеза белков органов и тканей в состоянии глубокой гипотермии // Тез. III Всес. Конф. «Теоретич. проблемы действия низких температур на организм».- Л., 1969.- С. 237-239.

37. Кричевская A.A., Лукаш А.И., Броновицкая З.Г. Биохимические механизмы кислородной интоксикации.- Ростов-на Дону: Изд-во Ростовск. госуниверситета, 1980.- 115 с.

38. Кричевская A.A., Лукаш А.И., Шугалей B.C., Бондаренко Т.И. Аминокислоты, их производные и регуляция метаболизма. Ростов н/Д.: Изд-во Ростовск. Ун-та, 1983. 112с.

39. Кричевская А. А., Цветненко Е.З., Шугалей B.C. Хижняк А. Г. Полиамины и активность кислых пептидгидролаз при гипероксии // Укр. биохим. ж., Киев, "Наукова думка".- 1982.- Т.54.- С.568-571.

40. Лабахуа Т.М. Влияние гипотермии и ишемии на прямые ответы коры мозга.-Автореф.дисс. канд. биол. наук. Тбилиси, 1974,31с.

41. Лакин Г.Ф. Биометрия.- М.: Высш. шк., 1990.- 352 с.

42. Лукаш А.И., Пушкина Н.В. Неферментативное дезамидирование способ регуляции скорости катаболизма белков //В кн. Цитохимические и биохимические исследования в эксперименте и клинике. -Нальчик, 1979.-С.54.

43. Львова С.П. Сравнительное изучение углеводно фосфорного обмена в мозге сусликов и крыс в норме и при глубокой гипотермии в постна-тальном периоде.- Укр. биохим. ж. 1971, т.43, N2, С.198- 201.

44. Львова С.П. Окислительное фосфорилированне мозга крыс различных возрастов при глубокой гипотермии // В кн.: Вопросы биохимии нервной системы, Махачкала, 1973.- С.24-29.

45. Майстрах R.B. Патологическая физиология охлаждения человека.-М: Медицина, 1975,214с.

46. Марченко B.C., Ломакин Н.И., Белостоцкий A.B., Чижевская И.В., Шило A.B., Ломако В. В., Федосова С.Н., Бабийчук Г.А. Нейрофизиологические механизмы лечебной гипотермии / В сб. Успехи современной криобиологии.- Харьков, 1992.- С. 113-114.

47. Мейланов И.С. Зимняя спячка и сон у млекопитающих // Научная мысль Кавказа. Приложение. Спецвыпуск.- 2001.- С. 79-84.

48. Менджерицкий A.M., Маклецова М.Г., Карпухина И.Ю. Влияние дельтасон индуцирующего пептида на содержание ГАМК, глутамата и активность глутаматдекарбоксилазы в отделах мозга крыс // Нейрохимия.-1987.-Т.6, № 3.-С.422-424.

49. Менджерицкий A.M., Лысенко A.B., Ускова Н.И., Мационис А.Э., Самец-кий В.Л. Соотношение нейромедиаторных аминокислот при сравнительном анализе стрессопротекторных эффектов ДСИП и пирацетама // Вопр. мед . хим.- 1995.- N5.- С. 16-19.

50. Менджерицкий A.M., Маклецова М.Г., Ускова Е.А., Чораян И.О. Влияние дельта сон индуцирующего пептида на содержание тормозных и возбуждающих аминокислот в мозгу крыс // Механизмы зимней спячки. Махачкала, 1990. С.78-79.

51. Менджерицкий A.M., Михалепа И.И., Мационис А.Э., Повилайтите П.Э. Дельта-сон индуцирующий пептид как модулятор ультраструктуры синапсов// Морфология.- 1994.- 106, N4-6.- С.55-63.

52. Милушева Ц.В. Влияние кортикостероидов на некоторые стороны обмена катехоламинов в мозге животных." Автореф. . дисс. канд. биол. наук.- Л, 1976, 26 с.

53. Миротворский Г.П., Кирсанова А.К. Влияние барбитуратов на устойчивость мозга к гипоксии // Анестезиология и реаниматология.- 1983.-N3.-C. 63-71.

54. Мтоидж Махмуд. Глутаминазная и аспарагиназная активность головного мозга при гипотермии и зимней спячке.- Автореф. .дисс. канд. биол. наук.- Ростов-на-Дону, 1990.- 28 с.

55. Мусаев Б.С. Амидные и сульгфидрильные группы белков различных фракций головного мозга при пониженной температуре тела. Автореф. дисс. канд.биол.наук. Махачкала, 1972,21 с.

56. Никитина З.С., Сытинский И.А. Действие тетрапептида тафцина на систему ГАМК в головном мозгу крыс // Нейрохимия.-1984.- т.З, № 3, с. 276279.

57. Палладии A.B., Велик Я.В., Полякова Н.М. Белки головного мозга.- Киев, "Наукова думка", 1972, 315 с.

58. Пастухов Ю.Ф. Парадоксальный сон и температура мозга: взаимоотношения в сезонах эутермии («нормотермии») и гипометаболизма у гиберни-рующих больших сусликов Citellus major // Журн. эволюционной биохимии и физиологии.-1999.-Т. 35, № 3.- С. 237-243.

59. Пашаева Д.Э. Нейромедиаторные и морфофункциональные особенности реакции мозга на гипотермию гомо-и гетеротермных животных // Автореф. канд. дисс. Махачкала, 1996. 24с.

60. Пашаева Д.Э. Нейромедиаторные и морфофункциональные особенности реакции мозга на гипотермию гомо- и гетеротермных животных // Научная мысль Кавказа. Приложение. Спецвыпуск.- 2001.- С. 65-78.

61. Пашаева Д.Э., Шейхова Р.Г., Эмирбекова A.A., Эмирбеков Э.З. Свободные и связанные аминокислоты мозга при гипотермии и последующем самосогревании животных // Проблемы криобиологии.-1996.-№ 3.- С.54-56.

62. Попова Н.К., Островская Р.У. Влияние гамма аминомасляной и гамма-оксимасляной кислот на пробуждение сусликов от зимней спячки // Бюлл. эксп. биол. и мед. - 1984.- Т.97, N 6.- С. 120-122.

63. Проссер JI. Температура. Сравнительная физиология животных, т.2., М.: Мир, 1977.-С.84-209.

64. Проссер JL, Браун Ф. Сравнительная физиология животных. М., "Мир", 1977, 766 с.

65. Прохорова М.И., Осадчая JI.M., Путилина Ф.Е. Участие аминокислот в липогенезе головного мозга.- В сб.: Вопросы биохимии нервной и мышечной системы. Тбилиси, 1979, в.З-С.114-122.

66. Прохорова М.И., Захарова Л.И., Осадчая Л.М. Интенсивность превращения глутамата и глицина в некоторые аминокислоты головного мозга взрослых и растущих крыс.- Изд-во АН Арм. ССР. 1977.-Т. 12.-С.41-50.

67. Прохорова М.И., Осадчая Л.М., Волкова В. А., Ященко Н.Д. Захарова Л., Путилина Ф.Е. Участие глутамата и аланина в биосинтезе аминокислот, в липогенозе и глюконеогенезе головного мозга. Вопр. биохимии мозга. Изд. Ан.АрМ.ССР, 1978, Т.13 С.249-259.

68. Розанов В.А. Некоторые особенности глутаматдекарбоксилазной реакции в гомогенатах различных отделов головного мозга крыс // Укр. биохим. жур.- 1987- Т. 59. № 5. С. 41-45.

69. Розанов В.А., Абу Асали И.И., Розанов А .Я. Катаболизм меченых а-кетоглутарата, сукцината, аспартата и у-аминомасляной кислоты в нервной ткани; влияние пиридоксаль-5 фосфата in vitro // Укр. биохим. жур.-1990-т. 62, №5. с. 61-67.

70. Розанов В.А., Рейтарова Т.Е. Влияние Вз-витаминоподобных соединений на содержание свободных и связанных гамма-аминомасляной и глутами-новой кислот в головонм мозгу мышей // Укр. биохим. жур.- 1983- Т. 55. № 6. С. 671-673.

71. Розанов В.А., Рейтарова Т.Е. Соотношения между связыванием, метаболизмом гамма-аминомасляной кислоты и некоторыми реакциями цикла

72. Кребса в головном мозге крыс // Укр. биохим. жур.- 1989- Т. 61. № 1. С. 4247.

73. Рыжаков Д.И., Пудов В.И., Козлов К.Г. Влияние искусственного гипобиоза на гормональный баланс организма // VII Всерос. симп. "Эколого-физиологические проблемы адаптации", 26-28 апреля 1994, Москва.-С.236.

74. Сааков Б.А. Гипотермия,- Киев, Наукова Думка, 1957, 217с.

75. Сухарева Б.С., Дарий E.JL, Христофоров P.P. Глутаматдекарбоксилаза: структура и каталитические свойства // Успехи биологической химии.-2001.-Т.41.-С. 131-162.

76. Сухова Г.С., Игнатьев Д., Ахременко А.К. Кардиотропная, гипометаболи-ческая и гипотермическая активность пептидных фракций из тканей зи-моспящих холодоадаптированных животных// Журн. эволюц. биохим. и физиол. 1990.- Т.26, N5.- С. 623-629.

77. Сытинский И.А. Гамма-аминомасляная кислота медиатор торможения. -Л., "Наука", 1977, 139 с.

78. Товмасян А.Х., Симонян С.З., Казарян Б.А., Минеева М.Ф. Регуляция активности тирозингидроксилазы гипоталамуса мозга крыс у-аминомасляной кислотой // Укр. биохим. журн.- 1989.- Т.61., № 2- С.38-44.

79. Туряница И.М., Пащенко А.Е., Дорогий М.В., Федорович Т.М., Вассер Я.П. Распределение свободных аминокислот в мозгу крыс в онтогенезе // Укр. биохим. журн., 1983,55, №6, с. 667-670.

80. Хухо Ф. Нейрохимия: основы и принципы. М.: Мир, 1990. 383с.

81. Шейхова Р.Т. Содержание свободных и связанных аминокислот глутами-новой группы в тканях мозга при гипотермии // Автореф. канд. дисс. Махачкала, 1998. 20 с.

82. Шугалей B.C., Шортанова Т.Х., Самойлик Н.И., Головина Т.Н. Некоторые показатели азотистого обмена и интенсивность спонтанного перекисного окисления в тканях зимоспящих сусликов // Криобиология.- 1988.- № 1.- с. 43-45.

83. Эмирбеков Э.З. Азотистый метаболизм мозга при гипотермии и зимней спячке.- Дагучпедгиз, Махачкала, 1969.- 136 с.

84. Эмирбеков Э.З. Функциональная нейрохимия.- Махачкала, ДГУ 1980, 125 с.

85. Эмирбеков Э.З. Влияние гипотермии на поглощение аминокислот срезами мозга // Нейрохимия, 1982. т.1, N3. с. 254-260.

86. Эмирбеков Э.З. Нейрохимические исследования при зимней спячке / В сб. «Механизмы природных гипометаболических состояний».- Пущино.-1991.- С. 126-131.

87. Эмирбеков Э.З. Адаптация биохимической активности мозга при низкой температуре тела / В сб. «Организованный мозг» (материалы на-учн.конф.).- М.-1993.- с.62-64.

88. Эмирбеков Э.З. Нейрохимические особенности (метаболизм аммиака, аминокислот) эутермных зимоспящих животных при действии различных факторов // Научная мысль Кавказа. Приложение. Спецвыпуск.- 2001.- С. 8-37.

89. Эмирбеков Э.З., Абдуллаев P.A. Белки головного мозга при гипотермии и гибернации// Тез. докл. Всес. симпоз. "Метаболизм белков центральной нервной системы", Днепропетровск, 1978.-С.38.

90. Эмирбеков Э.З., Абдуллаев P.A., Ибрагимов И.И. Содержание биогенных аминов в головном мозгу при искусственном и естественном охлаждении животных. // Укр. биохим. журн.- 1980.- Т.52, № 4.- с. 418-422.

91. Эмирбеков Э.З., Даудова Т.Н. Изменение активности некоторых ферментов азотситого обмена мозга малых сусликов при зимней спячке и пробуждении.- В кн.: Механизмы зимней спячки млекопитающих.- Владивосток, 1977, с. 78-81.

92. Эмирбеков Э.З., Львова С.П. Биохимические изменения в головном мозгу при зимней спячке // Успехи совр. биол., 1970, т. 70, № 2 (5), с. 276-285.

93. Эмирбеков Э.З., Львова С.П. Дыхание головного мозга зимоспящих и молодых незимоспящих животных в норме и при искусственно сниженнойжизнедеятельности / В кн. «Клеточное дыхание в норме и в условиях гипоксии».- Горький. -1973.- с.106-107.

94. Эмирбеков Э.З. Львова С.П. Механизмы биохимических изменений при низких температурах тела.- Изд. РГУ, 1985. 80 с.

95. Эмирбеков Э.З., Львова С.П., Абдуллаев Р.А. Влияние гипотермии на обменные процессы в мозгу.- Успехи физиол. наук. 1984, т. 15. N4, С.85-99.

96. Эмирбеков Э.З., Львова С.П., Кличханов Н.К. Биохимические изменения в крови при искусственной и естественной гипотермии // Проблемы криобиологии, № 1,1995. с. 16-24.

97. Эмирбеков Э.З., Львова С.П., Османова P.P. Влияние кратковременной и пролонгированной гипотермии на азотистый и углеводно-фосфорный метаболизм мозга гомойотермных и гетеротермных животных.-Изд-во ВИНИТИ, 1976, Юс.

98. Baker R, Vilhardt Н., Hope D. Cold induced of hormone and proteins fromnerve endings isolated from bovine neural lobes // J. Neurochem. -1975.-v.24, N5.-P.1091-1093.

99. Basic Neurochemistry, monograph on CD-ROM. Molecular, Cellular, and Medical Aspects 6th Edition The American Society for Neurochemistry 1999.

100. Baslow H. M. Functions of iV-acetyl- 1-aspartate and jV-acetyl- 1-aspartylglutamate in the vertebrate brain //Journal of Neurochem. 2000 V. 75, N2.-P. 453.

101. Battistin L., Dan M. Metabolic encephalopathies // handbook of Neurochem.-new York; London: Plenum Press, 1983. -Vol.10.- P. 693-730.

102. Benjamin A.M. Quastel J.H. Metabolism of amino acids and ammonia in rat brain cortex slices in vitro, a possible role of ammonia in brain function -J.Neurochem, 1975, V.25, N3, p.197-206.

103. Brownstein M.J., Palkovlts M., Saavedra J.M., Klzer J.S. Tryptophan hydroxylase in the rat brain.- Brain. Res., 1975, v. 97, N 1, p. 163-166.

104. Clarke D.D., Greenfield S., Dicker E., Tirri L.J. and Rovan E.J. A Relationship of N-acetyl-aspartate biosynthesis to neuronal protein synthesis.- Journal of Neurochemistry, 1975, vol. 24, p. 479-485.

105. Cotman C.W., Haycock I. W., White W.F. Stimulus-secretion soupling processes in brain: analysis of Na and GAB A release // J.Physiol. (Gr. Brit), 1976, v.254. p. 475-505.

106. Coulson W.S., Bernard H. Measurement of the rate of incorporation in vivo of amino acid in brain proteine. Biochem. Soc. Trans., 1977. v.5, N5, p.1425-1428.

107. Curtis D.R. Tohnston G.A. Amino acid transmitters in the mammalian central nervous system. -Annu.Rev. Physiol. 1974, v.60, N 1, p.77-188.

108. Dunlop D.S., Elden W.Wan., Lajtha A. Development effect on protein synthesis rates in regions of the CNS in vivo and in vitro.- J. Neurochem, 1977, v.29, N6. p.939-945.

109. ElliottK. A.C.,KhanR., BilodeanF.,Lovell R. Boundy-aminobutyricand other amino acids in brain // Can. J. Biochem, 1965.- 43.- P.407-416.

110. Emirbekov E.Z., Sershen H., and Laitha A. Lack of effects of hypothermia on cerebral amino acids uptake in vivo.- Brain Res, 1977, 125, p. 187-191.

111. Fronius S., Beek D., Vonkorff R. Studies on the metabolism of glutamate and glutamine by mitochondria from rabbit brain: coplications due to isotopic exchange reactions // J.Neurochem.-1977.-V.28, N4.-P.871-875.

112. Gamulin G.E., Naranesic P. Alteration of hepatic polyribosome structure and function in mice during hypotermia // Exp. and Mol. Pathol.- 1978.-Vol. 28, N 3.- P. 372-380.

113. Gaitonde M.K., Harms Vici., Gwyheth E. Labelling of brain proteins of early periods after subcutaheons injection of a mixture of n-,4C-glucose and 3H-glutamate//J.Neurochem.-1978.- v.31, N 3.- P.637-645.

114. Glaas J.D., Wang L.C.H. Thermoregulatory effects of central injection of noradrenaline in the Richardson's ground sguirrel (Spermophylus richardsonii) // Comp. Biochem. Physiol.- 1978, C. 61, p. 347-351.

115. Hamberger A., Blomstrand C., Yanaglhara T. Subcellular distribution of radioactivity in neuronal and glial-enrlched fractions after incorporation of 3H -leucine in vivo and in vitro//J.Neurochem., 1971, v.18, p.1469-1478.

116. Johnson J. The excitant amino acids glutamic and aspartic acid as transmitter candidates in the vertebrate central nervous system.- Proc. NeurobioL- 1978.-V.10, N 3.- P. 155-157.

117. Kontro P., Oja S. Taurin uptake by rat brain synaptosomes // J. Neurochem.-1978.-v.33.- P.507-517.

118. Lajtha A., Sershen H. Changes in the rates of protein synthesis in the brain of goldfish of various temperatures.//Life Sci.- 1975.- V.I 7, n 10.-P.1861-1868.

119. Lajtha A., Sershen H. Alterations of amino acid transport in central nervous system / Jn: Cunha -Vaz G (ed.). The blood retinal barriers, Plenum. Pub.Corp.l980.p.l 19-132.

120. Lutz P.L. Interactions between gas exchange, metabolism, and ion transport in animals // Can. J. Zool.- vol. 67.-N 12.-1989, P. 3018-3023.

121. Maker H.S., Clarke D.D., Lajtha A.L. Intermediatory metabolism of carbohydrates and amino acids. -Jn: Slegel G.J., Albers R.W., Katzman R., Agranoff B.W. (eds). Basic Neurochemlstry, Boston, 1976, p.279-307.

122. Mandel P., Aunis D. Tyrosine aminotransferase in the rat brain.- In: Aromatic amino acids in the brain. Ciba Foundat. l.Symp.8, New York, 1974, p.65-83.

123. Marks N., Stern F., Lajtha A. Changes in proteolytic enzymes and proteins during maturation of the brain.-Brain Res., 1975, v.86, N2, p.307-322.

124. Minaire V., Vincent-Falguet J., Pernod A., Chatonnet J. Energy supply in acute cold-exposed dogs//J. Appl. Physiol,- 1973.- V.36.-P.51-57.

125. Moore R.Y., Bloom F.E. Central catecholamine neuron systems: anatomy and physiology and norepinephrine and epinephrine systems // Annu. Rev. Neuro-sci.- 1979.-№2. P. 113-168.

126. Myers R. Neurochemical mechanism of temperature regulation and food ingestion.- In: Neurohumor. Coding Brain Funct., New york-London, 1974.-P.99-114.

127. O'Hara B.F., Watson F.L., Srere H.K., Kumar H., Wiler S.W., Welch S.K., Bitting L., Heller H.C., Kilduff T.S. Gene expression in the brain across the hibernation cycle // Journal of Neuroscience .- 1999.-Vol. 19, N 10.- P. 37813790.

128. Orllcry J., Ruscak., Ruscakova D., Hager H. Two forms of alanineami-notransferase in rat brain during autogeng //J. Neurochem.- 1979.- V.32.- № 5 P.1551-1558.

129. Palac M., Zorzano A. Molecular biology of mammalian plasma membrane amino acid transporters // Phys. Reviews.- Vol. 78 No. 4 October 1998, pp. 9691054.

130. Roberts S., Somsely C.E., Bondy S.C. Protein metabolism of the nervous system. New York, Plenum Press, 1970, p.3-37.

131. Robinson A.B. Evolution and distribution or glutaminyl and asperaginyl residues in proteins.- Proc. Nat Acad. Scl., USA, 1974, v.71, N 3, p.885-888.

132. Robinson J.D., Bradly R.M. Cholinesterase and glutamic decarboxylase levels in the brain of the hibernating hamster // Nature, 1963, V. 197, N 4865, p. 389390.

133. Samuel A., Barondes A. Do tryptophan concentrations limit protein synthesis of specific sites in the brain// In: Aromatic amino acids in the brain.- Ciba Foun-dat., I. Symp. 8, New York, 1974.-P.265-281.

134. Sellistrom A., Sjoberg L., Hamberg A. Neuronal and glial system for y- ami-nobutyric acid metabolism//J.Neurochem.- 1975.- v. 17.-P.1461-1475.

135. Smith M. E. Labelling of lipids by radioactive amino acids in the central nervous system.- J.Neurochem. 1974, V.23, p. 435-438.

136. Strasberg , Elliott K.A.C. Further studies on the binding of y-aminobutiric acid by brain // Can. J.Biochem.- 1967.- 45, p. 1795- 1807.

137. Vaccari A., Brotman S., Ciminc J., Timiras P.S. Sex differentiation of neurotransmitter enzymes in central and peripheral nervous systems. Brain. Res., 1977, v.132,N l,p.l 176-1185.

138. Worsen L.L. Uptake mechanismes for neuron transmitter amines. -Biochem. Pharmacol., 1974, v.23, p.1927-1935.