Экспериментальный анализ динамики старения лабораторных мышей

Соловьева, Анна Спартаковна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Экспериментальный анализ динамики старения лабораторных мышей
ВАК РФ 03.00.02, Биофизика

Автореферат диссертации по теме "Экспериментальный анализ динамики старения лабораторных мышей"

На правах рукописи

СОЛОВЬЕВА АННА СПАРТАКОВНА

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ДИНАМИКИ СТАРЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ МЫШЕЙ.

03.00.02 - Биофизика 14.00.53 - Геронтология и гериатрия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук.

Москва 2003

Работа выполнена в Институте биохимической физики им. И.М. Эмануэля Российской Академии наук

Научные руководители:

Доктор биологических наук Л.К. Обухова Доктор химических наук Г.П. Жижина

Официальные оппоненты

Доктор биологических наук А.И. Потапенко Кандидат биологических наук, доцент А.И. Деев.

Ведущая организация:

Биологический факультет Московского

Государственного Университета им. М.В. Ломоносова

Защита состоится « »У^СД^у 2003 г. в 11 часов на заседании диссертационного совета Д 00^039.01 /Институте биохимической физики им Н. М. Эмануэля РАН.

Адрес: 119991, Москва, ул. Косыгина, 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института химической физики им. Н.Н. Семенова РАН.

Автореферат разослан « 200^5г.

Ученый секретарь диссертационного совета Кандидат химических наук

М.А. Смотряева.

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1. Актуальность темы.

Учитывая мировую тенденцию быстрого старения человеческой популяции, необходимость исследования механизмов старения с конечной целью разработки возможных путей продления активного возраста и увеличения продолжительности жизни человека не вызывает сомнений.

Малая эффективность существующих средств продления жизни (Анисимов, Соловьев, 1999) может быть связана как с непониманием глубинных механизмов старения, так и с незнанием истинной возрастной динамики старения организма. В этой связи представляется актуальным «продольное» или прижизненное (лонгитудинальное) исследование возрастной динамики различных физиологических и биохимических показателей.

На сегодняшний день в геронтологии наиболее распространено представление о старении как о линейном процессе «накопления повреждений» (Стрелер, 1964; Frolkis et al., 1972; Лэмб, 1980; Эмануэль, 1984), о чем так же свидетельствуют попытки отразить степень старения особи, используя уравнения множественной линейной регрессии (Минц, Дубина, 1984; Белозерова, 1999). В значительной степени это связано с отсутствием как надежных маркеров старения, так и методов определения скорости старения индивида. В настоящей работе прижизненно и индивидуально исследована возрастная динамика нескольких показателей, принадлежащих к разным системам организма (от биохимического уровня до поведения).

Модели ускоренного старения ^ широко применяются в экспериментальной геронтологии. Ионизирующая радиация активизирует свободнорадикальные процессы и, следовательно, может увеличивать скорость старения (Александров, 1978; Comfort, 1964; Wheller, 1981; Эмануэль, Обухова, 1983; Потапенко, 1992), поэтому радиационно-ускоренное старение является наиболее популярной геронтологической моделью. До сих пор остается неизвестным, является ли наблюдаемое сокращение продолжительности жизни

облученных мышей по сравнению с контрольными именно ускорением

3 .....;........... ■ ■

„ а

Ч fj

< гъ 1 £ ас "Г 7£ г

естественного процесса старения, и/или у данной модели имеются свои характерные особенности. Поэтому актуальным представляется продольное исследование возрастной динамики ряда показателей у облученных мышей с целью конкретизации модели радиационно-ускоренного старения.

Известно, что регуляцию процессов перекисного окисления липидов в организме можно эффективно осуществлять с помощью синтетических и природных антиоксидантов и других физиологически активных соединений, применяя их как пищевые ингредиенты (Эмануэль и др., 1976; Эмануэль, 1984; Бурлакова, Храпова, 1985; Дюмаев и др., 1995; Жижина, Блюхтерова, 1997; Морозов, Хавинсон ,1997; Анисимов, 1998; Reiter, 1999). Бета-каротин и коэнзим Q10 являются активным началом многих профилактических пищевых добавок (Nutry-Plus, Randox и др.), витаминов (Vitrum) и косметических средств. Однако исследования, посвященные влиянию этих веществ на продолжительность жизни, крайне скупо представлены в литературе. Этим определяется актуальность исследования геропротекторных свойств пищевых добавок, содержащих бета-каротин и коэнзим Q10.

1.2. Цель и задачи исследования.

Целью настоящей работы является экспериментальный анализ динамики старения интактных и облученных мышей и изучение геропротекторных свойств пищевых добавок, содержащих бета-каротин и коэнзим Q10.

В связи с этим были поставлены следующие задачи:

• Оценить гетерогенность популяции лабораторных мышей по степени старения в разные возрастные периоды.

® Изучить возрастную динамику характеристик центральной нервной системы (а именно, величины постоянных потенциалов в полушариях головного мозга и показателя функциональной моторной асимметрии) в процессе естественного старения.

• Провести сравнительное изучение процессов естественного и радиационного старения путем измерения средней и максимальной

продолжительности жизни мышей, веса и температуры тела лабораторной популяции мышей неинвазивными и прижизненными методами.

• Исследовать возрастную динамику эндогенного окисления гуанина, продукты которого признаются биохимическими маркерами старения, в норме и после облучения.

• Оценить геропротекторную эффективность пищевых добавок, содержащих бета-каротин и коэнзим С? 10.

1.3. Научная новизна и практическая ценность работы. Научная новизна работы.

Впервые проведено прижизненное исследование возрастной динамики ряда показателей, относящихся к разным системам организма. Показано, что все эти показатели с возрастом изменяются неравномерно, более того, их динамика имеет экстремумы, приходящиеся на возрастной период 10-18 мес. Этот факт указывает на существование в позднем онтогенезе критического периода, предшествующего проявлению фенотипических признаков старения. С помощью корреляционного анализа выявлен маркер, обладающий предсказательной силой в отношении продолжительности жизни. Таким образом, впервые в экспериментальной геронтологии указан методический пием, позволяющий прогнозировать индивидуальную продолжительность жизни, что может служить оценкой скорости старения особи.

Впервые проведено многостороннее сравнение естественного и радиационно-ускоренного старения мышей, вызванного облучением головы в дозе 10 и 12 Гр. Впервые получена серия индивидуальных возрастных зависимостей веса тела, ректальной температуры, показателя функциональной моторной асимметрии и содержания окисленного и метилированного гуанина в моче.

Показано, что облучение дозой 10 Гр головы мышей приводит к изменению доминантности полушарий. Между показателем функциональной моторной асимметрии и межполушарной разностью потенциалов выявлена линейная взаимосвязь, коэффициент которой меняет знак в средних возрастах.

Определена критическая область, приходящаяся на возрастной период 11-16 месяцев.

Обнаружены сезонные колебания концентрации окисленного гуанина в моче мышей, амплитуда которых уменьшается с возрастом, и, ритмичность которых нарушается у мышей подвергшихся облучению.

Показано, что пищевые добавки, содержащие бета каротин и коэнзим <310 компенсируют радиационно-ускоренное старение, проявляя терапевтические свойства Обнаружено геропромоторное действие коэнзима С>10 при скармливании его интактным мышам, обсуждаются возможные причины этого эффекта.

Научно-практическая значимость работы. Результаты проведенных исследований имеют важное теоретическое и практическое значение для понимания механизмов старения. Фактически разработана последовательная методика многосторонней проверки геропротекторных свойств лекарственных средств и биологически активных веществ. Предложенный метод, в отличие от традиционного, выявляет не только увеличение или уменьшение средней продолжительности жизни, как результат применения препарата, но и позволяет проследить особенности возрастной динамики физиологических и биохимических показателей. Это дает возможность заблаговременно обнаружить побочные эффекты действия лекарственных и профилактических средств.

Положения, выносимые на защиту.

• Неоднородность когорты лабораторных мышей по степени старения (биологическому возрасту) в возрастном периоде 5-22 мес.

® Неравномерность процесса старения на основании экстремального характера индивидуальных и усредненных возрастных зависимостей веса тела, ректальной температуры и показателя функциональной моторной асимметрии и феномена изменения доминантности полушарий головного мозга.

• Наличие сезонных колебаний в возрастной динамике концентрации

продуктов окисления и метилирования гуанина в моче мышей.

• Нарушение вышеиазванног сезонного ритма и изменение доминантности полушарий головного мозга мышей в результате облучения головы в дозе 10 Гр.

• Пищевые добавки, содержащие бета-каротин и коэнзим Р10, обладают терапевтическим свойством и в значительной степени компенсируют радиационно-ускоренное старение мышей. Геропротекторных свойств данных пищевых добавок не обнаружено.

1.4. Апробация работы.

Материалы диссертации докладывались на заседании Московского отделения Геронтологического общества РАН, на конкурсе работ молодых ученых ИБХФ РАН в 1999 (3-е место) и 2000 (1-е место) годах, II (Харьков, 1996) и IV (Харьков, 2000) Международных симпозиумах «Биологические механизмы старения». Научно-практической конференции «Использование геропротекторов для предупреждения преждевременного старения» (Одесса, 1996), Международгой конференции «Свободнорадикальные процессы: экологические, фармакологические и клинические аспекты» (Санкт-Петербург, 1999), V Международной научно-практической конференции «Пожилой больной» (Москва, 2000), Всероссийской конференции «биологический возраст» (Пермь, 2000). В 2002 г. присуждена премия Геронтологического общества РАН за лучшую работу среди молодых ученых России по геронтологии.

1.5. Публикации.

По материалам диссертации опубликовано 8 статей и 9 тезисов.

1.6. Стуктура и объем диссертации.

Диссертация включает в себя введение, обзор литературы по данной теме, теоретическую часть, описание материалов и методов, результаты исследований (из четырех глав) и их обсуждение, выводы, приложение и список литературы, содержащий 164 наименования. Работа изложена на 152 страницах машинописного текста и содержит 38 рисунков и 10 таблиц.

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

2.1. Материалы и методы

В работе использовались мыши самки СБА в возрасте от 3 до 28 месяцев. Изучали 13 экспериментальных групп мышей, численность которых, период наблюдения и измеряемые параметры представлены в таблице 1.

В возрасте 4-х месяцев животных из 5, 6, 7, 8, 11 и 12 групп подвергли воздействию рентгеновского излучения в дозах 10 и 12 Грей (Таблица 1) на установке РУТ 200-20-2 (мощность дозы 2,5 Гр/мин). Облучали только головы мышей, тела которых были защищены стальным экраном толщиной 9 мм.

Начиная с 5-месячного возраста, и в течение всей жизни два раза в неделю мыши из 7 и 9 групп получали пищевую добавку, содержащую бета-каротин (ПД бета каротин), а мыши из 8 и 10 групп - пищевую добавку, содержащую коэнзим Q10 (ПД Q10) в дозах 0,3 мг/кг и 0,4 мг/кг веса тела, соответственно. Оба препарата выпущены фирмой "Solgar vitamin Co. INC" USA в виде капсул.

С периодичностью 1 раз в месяц и в течение всей жизни мышей проводилось измерение их веса тела и ректальной температуры. Температуру измеряли в 3 часа по полудни, использовали термометр фирмы Cole Parmer, модель 8502-12 и термистор YS1 модель 423. Точность измерений ±0,1 °С.

Проводилось исследование моторной асимметрии интактных и облученных мышей в разном возрасте. Каждое животное изучалось в Т-образном лабиринте не чаще, чем 1 раз в 20 дней, это позволяло исключить влияние запоминания «местности». Процедура проводилась при комнатной температуре, естественной освещенности и всегда в одно и то же время (2-4 часа пополудни). Пройдя по длинному коридору, мышь сворачивала в правый или левый отсек. Для каждого животного определяли число побежек направо (II) из 10. Мыши, предпочитавшие поворот направо (8 или более поворотов), составляли группу «правшей» (условно), предпочитавшие поворот налево -группу «левшей», остальные - группу амбидекстров. Для популяции вычисляли коэффициент асимметрии Кас:

Кас~ /П-5 /,

где П - среднее число побежек направо из 10 для данной экспериментальной группы. Для «правшей» и «левшей» значение Кас варьирует от 3 до 5, значения Кас<3 характерны для амбидекстров (Клименко и др, 1998)

Таблица 1. Экспериментальные группы мышей.

Группа мышей № ОПЫТА Время наблюдений Воздействие Измеряемые параметры Число мышей в группе

1 1 Март 1993- март 1994 Интактные ПЖ, вес тела, показатель функциональной моторной асимметрии, содержание окисленного гуанина в моче. 20

2 2 Февраль 1993- январь 1995 Интактные ПЖ, вес тела, содержание окисленного гуанина в моче. 20

3 3 Март 1993-январь 1995 Интактные ПЖ, вес тела, показатель функциональной моторной асимметрии, содержание окисленного гуанина в моче. 20

4 4 Октябрь 1993 -сентябрь 1995 Интактные ПЖ, вес тела, температура, показатель функциональной моторной асимметрии, содержание окисленного гуанина в моче. 20

5 3 Июнь 1993 - май 1994 10 Гр ПЖ, вес тела, содержание окисленного гуанина в моче. 10

6 2 Февраль 1993- январь 1995 10 Гр. ПЖ, вес тела, содержание окисленного гуанина в моче. 20

7 4 Апрель 1994 - август 1995 10 Гр. ПЖ, вес тела, температура, показатель функциональной моторной асимметрии, содержание окисленного гуанина в моче. 21

8 2 Февраль 1993- июнь 1994 12 Гр ПЖ, вес тепа, содержание окисленного гуанина в моче. 20

9 2 Февраль 1993-декабрь 1994 Бета-каротин ПЖ, содержание окисленного гуанина в моче. 20

10 2 Февраль 1993-сентябрь1994 Коэнзим <310 ПЖ, содержание окисленного гуанина в моче. 20

11 2 Февраль 1993-декабрь 1994 10 Гр. + бета-каротин ПЖ, вес тела, содержание окисленного гуанина в моче. 20

12 2 Февраль 1993-окмбрь 1994 12 Гр. + КОЭНЗИМ <310 ПЖ, вес тела, содержание окисленного гуанина в моче. 20

13 5 Май 1996-июнь 1997 Интактные Показатель функциональной моторной асимметрии, потенциалы левого и правого полушарий головного мозга 15

Измерение величины постоянного потенциала мозга проводилось у интактных мышей разного возраста предварительно прошедших тестирование в Т- лабиринте. Величину постоянного потенциала измеряли в левом (Ш) и правом (Ш) полушарии мозга животного. Использовали пару хлорсеребряных электродов, один из которых касался кожи животного, а другой находился в 30% водном растворе Ыа С1. Каждое измерение проводилось не менее пяти раз. Точность измерений ±0,5 мВ (Клименко и др, 1987).

Концентрацию окисленного и метилированною гуанина в моче мышей определяли с помощью методики Б. Эймса (СаШеаП е1. а!.. 1984; ед.

а!., 1990) модифицированной Г.П. Жижиной (1997) и основанной на сочетании твердофазной экстракции, ультрафиолетовой спектроскопии и компьютерного анализа спектров.

Измерение всех показателей проводили прижизненно и неинвазивно, то есть наше исследование было продольным (лонгитудинальным).

Проверку сохранения закона вымирания популяции (формы кривой) осуществляли путем построения кривых выживания в нормированных координатах времени /*, которое вычисляли как: /* /.Л', где 5 - площадь под кривой выживания (1гтау1о\' е1 а1, 1993). Для статистической обработки были использованы критерии Стыодента, Колмогорова-Смирнова, Вилкоксона, анализ биномиального распределения и метод пробных периодов (Серебренников. Первозванский, 1965).

2.2. Оценка гетерогенности популяции по степени старения (теоретическая часть).

Разработанная нами методика позволяет на основе кривых выживания оценить гетерогенность популяции по степени старения и выявить наиболее однородные

возрастные группы

животных.

Мы воспользовались собственными данными по выживанию лабораторных мышей (345 шт.) и дрозофилы (1775 шт.) и демографическими данными для мужчин-шведов за 1971 -¡у/о и. кривые выживания ашх трех видов удовлетворительно описываются функцией Гомпертца.

Величиной, характеризующий степень старения особи, является биологический возраст. Гетерогенность популяции оценивали по плотности распределения и дисперсии биологического возраста.

Биологический возраст л" вычисляли по формуле:

0.12 ¡К

0,5 1 1,5

Календарный возраст, отн. ед.

Рисунок 1. Дисперсия биологического возраста, как функция календарного возраста, нормированного на среднюю продолжительность жизни для дрозофилы (3), мыши (2) и человека (1).

x-t'T, (1)

где 7- продолжительность жизни, a t - календарный возраст особи, так что О- (■' Т и 0<х<1 (Облова, Потапенко, 1988).

Если аппроксимировать кривую выживания функцией Гомпертца, и учесть, что она фактически представляет собой зависимость численности когорты I (в долях от первоначального количества особей) от продолжительности жизни (7) ее членов, то получим выражение: l(T) = exp[-(R</b)(exp(bT)-l)] (2)

где Rvvib- коэффициенты, характеризующие данную кривую выживания. Функция распределения продолжительности жизни F(T) равна: F(T)=-l(T). Согласно формуле (1), можно выразить продолжительность жизни через календарный и биологический возраст особи: Т-ь'х.

Произведя в формуле (2) соответствующую замену переменных и учитывая, что плотность распределения g(t,x) биологического возраста х для фиксированного календарного возраста t равна: g(i,xj= -F'(t,x), получаем g(tpc) - (R^)exp[btbc+R(/b(l-exp(bt/x))] (3)

Теперь для биологического возраста можно вычислить все необходимые характеристики распределения, в том числе математическое ожидание и дисперсию. При этом следует иметь в виду, что в определении биологического возраста (1) была неявно введена тета-функция, которая ограничивает допустимый календарный возраст продолжительностью жизни и, следовательно, ограничивает биологический возраст единицей. Это необходимо учитывать при интегрировании плотности распределения (3), так как при ¿>0 мы «обрезаем» ее значением 1 и, если не ввести соответствующую нормировку, то интеграл от g(t,x) по х от 0 до 1 будет меньше 1.

На рисунке 1 представлена зависимость дисперсии биологического возраста от календарного возраста, нормированного на среднюю продолжительность жизни для дрозофилы, мыши и человека. Возрастная динамика дисперсии биологического возраста для трех рассмотренных видов имеет экстремальный характер, и достигает максимума в средних возрастах (0,5- 0.7 от СПЖ для каждого вида).

Практически, это означаег, что группы совсем молодых (до 5 мес.) и очень старых (старше 22 мес.) мышей можно считать однородными по биологическому возрасту, то есть внутри каждой из этих групп животные имеют близкую степень старения. В возрастном интервале от 10 до 20 мес. наблюдается максимум гетерогенности популяции по биологическому возрасту. Это означает, что в группу животных одного календарного возраста отобранных случайным способом для биологических измерений, попадут

особи, значительно различающиеся по предстоящей продолжительности жизни и степени старения.

Таким образом, обнаружена систематическая ошибка измерений для животных среднего возраста (10-20 мес.), которая возникает в результате неоднородности популяции по биологическому возрасту и не может быть устранена увеличением объема выборки. Этот результат явился теоретическим основанием для выбора методики дальнейшей экспериментальной работы: было отдано предпочтение изучению индивидуальной динамики возрастных изменений.

2.3. Результаты экспериментальных исследований и их обсуждение.

2.3.1. Возрастные изменения характеристик центральной нервной системы в процессе естественного старения.

Не вызывает сомнений I ось), Б - облученная группа (правая ось)

наличие у животных латеральной 1~---------------------------------------------------------------------------------

специализации больших полушарий, которая является важнейшим принципом функционирования мозга позвоночных (Бианки, 1985). Простейшим тестом, отражающим межполушарную асимметрию, является тест в Т-образном лабиринте (см. Материалы и методы). Кривая А на рисунке 2 отражает возрастную динамику среднего числа побежек направо (П) для интактных мышей. Максимальное значение среднего показателя П = 8,4 приходится на возрастной период 13-15 мес., а в возрасте старше 1В мес. асимметрия поведения сглаживается, и средние значения показателя функциональной моторной асимметрии находятся в пределах 5-6, что характерно для амбидекстров.

В ряде работ (Клименко и др., 1987; Клименко, 1987, Фокин и др, 1987) установлено, что структура межполушарной асимметрии является многоуровневой и отражается не только в поведении, но и в разнице постоянных потенциалов полушарий мозга. Взаимосвязь моторной асимметрии (количество поворотов направо из 10) и усредненной разности потенциалов между левым и правым полушариями для мышей моложе и старше 14 мес.

-101:

10 20 Возраст, мес

Рисунок 2. Возрастная динамика среднего числа побежек направо П. А - иктактная группа (левая

(максимум латерализации поведения) показана на рисунке 3. В обеих возрастных группах между этими параметрами прослеживается линейная зависимость с коэффициентами корреляции -0,63 и 0,88 для мышей моложе и старше 14 мес. соответственно. Возможно, изменение знака коэффициента линейной регрессии между параметром,

характеризующим поведение, и межполушарной разностью

потенциалов в возрасте 14 мес. свидетельствуют о качественных изменениях, происходящих в тканях центральной нервной системы. У молодых животных коэффициент корреляции между этими параметрами отрицательный, у старых - положительный. Но этот переход не происходит

скачкообразно, поэтому в средних возрастах (11 - 19 мес.) значение данного параметра близко к нулю. Именно в этот период наблюдали максимум латерализации поведения. Это свидетельсьвует о том, что в этом возрастном периоде система взаимосвязи Поведение-Потенциал претерпевает качественные изменения, возможно связанные с переключением доминантности полушарий.

Считается, что клетки мозга в большей степени подвержены действию свободных радикалов (ионизирующей радиации) по сравнению с другими тканями (Floyd, 1988). Изучению поведения животных и механизмов его нарушения в различные сроки после действия ионизирующего излучения в больших дозах посвящено немало работ (Давыдов и др., 1991; Надарейшвили, 1988). Кривая Б на рисунке 2 отражает возрастную динамику среднего числа побежек направо (П) для мышей, облученных дозой 10 Гр (см. Материалы и методы). Кривые А и Б являются "зеркальным отображением": в то время как у интактной группы в возрасте 12-15 мес. наблюдается максимум значений, то есть преобладает правая поворотная тенденция, у облученных животных на тот же возрастной период приходится минимум (П = 1,9), то есть они проявляют себя как "левши". Наиболее естественной причиной инверсии поведения

0 2 4 6 8 10

Число поворотов направо, П.

Рисунок 3. Взаимосвязь поведения (количества поворотов направо - П) и разности потенциалов иехаулевыи и правым полушариями мозга для мышей моложе (А) и старше (Б) 14 нес.

следует считать радиационное повреждение мозга после облучения дозой 10 Гр. Чувствительнее оказалось доминантное левое полушарие.

2.3.2. Сравнительное изучение процессов естественного и радиационного старения.

Средняя продолжительность жизни интакгных мышей составила 804±19 дней, облученных дозой 10 Грей - 721±17 дней, а облученных дозой 12 Грей -63 7± 19 дней (Таблица 2). Различия в величинах средней продолжительности жизни,

составляют 10.5% (контроль - 10 Гр), 21.0% (контроль - 12 Гр) и 8.8% (10 Гр - 12Гр)

Нормировка кривых

выживания (см. Материалы и методы) облученных и контрольных животных приводит к практически полному их совмещению, что свидетельствует о сохранении после облучения динамики вымирания когорты, несмотря на достоверные отличия в величинах средней продолжительности жизни. Это позволяет допустить, что процессы старения интактной и облученных групп имеют общие закономерности, но

протекают с разной скоростью.

На рисунке 4 представлена возрастная зависимость среднего веса тела для облученных (10 и 12 Гр) и интакгных мышей. Она имеет вид плавного подъема и последующего спада с максимумом в возрасте 11-14 мес. Динамика веса тела интакгных и облученных дозой 10 Гр практически совпали. У животных, облученных дозой 12 Гр. наблюдается снижение веса тела по сравнению с интактными и облученными дозой 10 Гр, но эти отличия становятся заметными (достоверными) только спустя 3,5 мес. после облучения.

5 10 15 20 25 30

Возраст, мес.

Рисунок 4. возрастная зависимость среднего веса тела для интакгных и облученных дозой 10 и 12 Гр мышей.

О 10 20 30

Возраст, мес.

Рисунок 5. Возрастная динаьмка ректальной температуры ннтакткых и облученных дозой 10 Гр ьышеи. Данные для интакгных м.(шей аппроксмымрованы кривой по методу скользящего среднего по трен точкам.

Таблица 2. Изменение продолжительности жизни мышей после

облучения и воздействия ПД бета-каротина и ПД 0>10 н достоверность различий* выживаемости между экспериментальными группами.

Групяа

Интимные

10 Гр

12 Гр

Интактные + ПД бета-каротин

Интактн ые + ПД Q10

10 Гр + ПД бета-каротин

12 Гр + ПД Q10

СПЖх SME, дни.

804±3 9

721+ 17

63 7± 19

836±3 i

734±31

842± 14

772+ 28

Мах ПЖ, дии.

970

828

770

970

930

950

919

Численность группы, шт.

Интактные

C-J^í^v,'' i P-UOl 1 р- О ('!

* Критерий Колмогорова-Смирнова

Картина возрастных изменений температуры тела интактных и облученных дозой 10 Гр представлена на рисунке 4. И в том и в другом случаях имеют место следующие характерные черты: во-первых, наличие области максимальных температур в возрасте 5-8 месяцев и, во-вторых, последующий спад к более низким температурам в возрасте 12- 16 месяцев. В отличие от интактных мышей, у которых затем наблюдается подъем температуры, зарегистрированный также в работах (Talan et al., 1985, Talan and Engel. 1986), у облученных животных этого увеличения нет. Так как у теплокровных животных центром температурной регуляции является гипоталамус, логично объяснить это отличие как резуль тат облучения головы.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что использованная модель радиационно-ускоренного старения в значительной степени является адекватной. Сохранение закона вымирания популяции и сходство возрастной динамики веса тела и ректальной температуры интактных и облученных мышей позволяют считать, что радиационное старение подчиняется тем же основным законам, что и естественное, но протекает с большей скоростью.

2.3.3, Эндогенное окисление гуанина в норме и после облучения.

г '

5 6

1 5 4

g 3 1 2

' 1

а 1

| О

U О _ 8

1 7

f 6 i !5 ¡é 4

2 3

I 2 |i ,f o

io 20 :

10 , 20 Время после облучения, дни.

Рисунок 6. Динамика содержания 80НдГ (А) и 80НГ (Б) в моче облученных мышей в период риска. Пунктиром обозначен физиологический уровень.

Накопление повреждений в структуре ДНК считают одной из возможных причин старения (Акифьев, Потапенко, 1986; Ames, 1988). В ДНК среди окисленных компонентов наиболее часто встречается 8-гидрокси-дезоксирибогуанозин (8-ОНдГ) и 8-гидрокси-гуанин (8-ОНГ). Другой вид повреждений ДНК млекопитающих - метилирование дезоксирибогуанозина по 7 положению (7МеГ) - происходит в клетках с достаточно высоким выходом и, по-видимому, неферментативным путем. Эти продукты ферментативно удаляются из ДНК в процессе репарации. Содержание в моче 80НдГ и 8-гидроксигуанина (80НГ) является, по мнению Б. Эймса с соавторами (1988, 1990), биомаркером степени окисления ДНК в организме, и, следовательно, может претендовать на роль маркера старения.

Было проведено измерение количества 8-ОНГ и 8-ОНдГ в моче интактных и облученных мышей в остром периоде после облучения с 1 по 28 день. Результаты представлены на рис. 6. Количество обоих продуктов в моче контрольных мышей практически одинаково: 4,7±0,6 и 4,9+0,8 нмоль на г веса тела в день, что согласуется с литературными данными для интактных крыс (Жижина. 1999). Оно снижается вдвое через сутки после облучения. Затем количество окисленных продуктов начинает увеличиваться: содержание 8-ОНГ достигает исходного уровня на 8-е сутки, тогда как для восстановления нормального количества 8-ОНдГ потребовалось 28 дней. Максимальное количество 8-ОНдС, отмеченное на 12-е сутки, в 1.5 раза превысило контрольный уровень.

'Гак как в течение одного месяца после облучения произошла нормализация содержания окисленного и метилированного гунина в моче, а следовательно и процессов эндогенного окисления и метилирования ДНК, то это сделало возможным сравнение естественного и радиационно ускоренного старения по динамике этих показателей.

с; во

| 70-о

2 60 Ю 1

0 50 I | 40

1 30 Л4

£ 10 0

X XI XII I II III IV V VI VII VIII1ХХ XI XII I II Ш IV V VI VII VIIIIX

На рисунке 7(Б) по ¡сазаны значения суммарной концентрации продуктов окисления и метилирования гуанина в моче мышей, усредненные для четырех возрастных групп. Наблюдается общая тенденция уменьшения значений этих параметров с возрастом. Для облученных мышей обнаружена сходная закономерность, но концентрация как окисленного так и метилированного гуанина у них ниже, чем в аналогичный возрастной период у интактных. Так в возрастных группах от 2 до 7 мес. и от 7 до 15 мес. у облученных мышей концентрация окисленного гуанина равна 36 108 моль/мл, подобная концентрация (35 10"8 моль/мл) наблюдается у интактных в возрастной группе от 15 до 24 мес. Это подтверждает предположение о том, что облучение ускоряет процесс естественного старения.

На рисунке 7А представлена зависимость концентрации окисленного гуанина от возраста (нижняя ось абсцисс) и сезона (верхняя ось

абсцисс) для одних и тех же мышей из группы №4.

Наблюдаемая картина разительно отличается от

усредненных данных на рис. 7Б: нет постепенного возрастного уменьшения, но есть чередование подъемов (весной и осенью) и спадов (зимой и летом). Как и любые

биохимические характеристики, концентрация

300 450

Возраст, дни -80НГ и вОНдГ - - 7МеГ

¡жрет

Шг

2 50

* 9ННИНВННВНН

° 40

I 30 20

Ш ,

* 0 ШШшШшВЬ

2-9. 9 -15. 15-24. >24.

Возраст, мес. ШбОНГи 80НДГ И?МеГ

Рисунок 7. Иллюстрация процессов эндогенного окисления и метилирования у интактных мышей А - Зависимость концентрации окисленного и метилированного гуанина в моче интактных мышей (гр. 4) от возраста и сезона. Б- Концентрация окисленного и метилирование! о гуанина в моче для разных возрастных групп

окисленного и метилированного гуанина в моче мышей может претерпевать случайные апериодические изменения во времени (флуктуации). В отличие от флуктуаций. колебания (не обязательно гармонические) обладают периодичностью и предсказуемостью. Проведя анализ изменений концентрации окисленного и метилированного гуанина в моче методом пробных периодов (Серебренников, Первозванский, 1965) (предварительно из них вычли возрастной спад) обнаружили колебательную компоненту

возрастной зависимости. Для интактных животных

наиболее вероятным

(доетоверн ость 0,001)

является период 7 мес. Форма колебаний показана на рисунке 8. Колебания концентрации

метилированного гуанина более резкие (максимум больше минимума более чем в 9 раз), по сравнению с окисленным гуанином

(максимум больше минимума в 4 раза).

Для мышей облученных в дозе 10 Гр наблюдается совсем другая картина. Периодичность в колебаниях концентрации окисленного гуанина не обнаружена, а для 7МеГ наиболее вероятным (р= 0.008) является период колебаний длительностью 2 мес.

Так как вклад колебательной составляющей в возрастную динамику концентрации окисленного и метилированного гуанина в моче велик, то статистические различия средних значений этих параметров, измеренных в разных возрастных группах могут обладать или не обладать достоверностью в зависимости от времени года. Следовательно, данные показатели не могут быть использованы как маркеры старения, вопреки мнению Б. Эймса (1988,1990).

Рисунок 8. Семимесячный цикл периодический колебаний концентрации окисленного (сплошная I граница и темное поле) и метилированного

(пунктирная граница и светлое поле) гуанана в моче интактных мышей. Значения концентрации указаны на диаграмме курсивом.

2.3.4. Оценка геропротекторной эффективности пищевых добавок, содержащих бета-каротин и коэнзим OIO.

Регуляцию процессов окисления в организме можно эффективно осуществлять с помощью синтетических и природных антиоксидантов и других физиологически активных соединений, применяя их как пищевые ингредиенты (Эмануэль и др., 1976; Эмануэль, 1984; Бурлакова, Храпова, 1985; Дюмаев и др., 1995; Жижина, Блюхтерова, 1997; Морозов, Хавинсон ,1997; Анисимов, 1998; Reiter, 1999). Нами было исследовано влияние пищевых добавок, содержащих бета каротин и коэнзим Q10 на процессы естественного и радиационно-ускоренного старения.

Данные по выживанию (средняя и максимальная продолжительность жизни, ошибка среднего, численность когорты) для интактных и облученных дозой 10 Гр. мышей получавших ПД бета - каротин и соответствующих контрольных групп представлены в таблице 2. Обнаружено, что ПД бета -каротин недостоверно (р=0.2) увеличивал среднюю продолжительность жизни интактных животных на 4%, у облученных мышей, получавших этот препарат, наблюдали полную компенсацию радиационно-ускоренного старения. Построенная в нормированных координатах (нормировка к средней продолжительности жизни) кривая выживания облученных животных, получавших ПД бета - каротин, имела более прямоугольную форму и достоверно (р<0.1) отличалась от остальных нормированных кривых дожития. Это свидетельствует о том, что данный препарат увеличивает продолжительность жизни только "короткожителей" (слабого звена когорты), но не влияет на "долгожителей"

В таблице 2 так же представлены данные но выживанию интактных и облученных дозой 12 Гр. мышей, получавших ПД Q10.. Для облученных дозой 12 Гр мышей, получавших препарат, наблюдалась компенсация радиационно-ускоренного старения, то есть увеличение средней продолжительности жизни с 637±19 (у облученного контроля) до 772±28 дней, что всего на 4% (не достоверно) меньше, чем у интактных мышей (СПЖ = 804±19 дней). Обнаружено достоверное (р=0.02) сокращение средней продолжительности жизни (на 9,1%) у интактных животных, получавших ПД Q10 (СПЖ = 734131 дней), по сравнению с интактным контролем.

Исследовали влияние длительного употребления пищевых добавок содержащих бета-каротин и коэнзим Q10 на концентрацию в моче окисленного и метилированного гуанина для двух возрастных групп мышей: зрелых (11-13 мес.) и старых (22-28 мес.). В среднем возрасте ни одна из пищевых добавок не оказала значительного влияния на окисление гуанина, но в обоих случаях

наблюдали достоверное (р<0.05) увеличение выхода метилированного гуанина в мочу (Г1Д бета-каротин - в 8 раз, а ПД 010 - в 5 раз по сравнению с контролем). В старости наблюдается другая картина. Мыши, получавшие в течение жизни ПД бета-каротин по своим биохимическим показателям практически не отличаются от контрольных. Это согласуется с тем, что не выявлено достоверных отличий в выживаемости этих экспериментальных групп. У животных, употреблявших всю жизнь (с 5 мес.) ПДРШ обнаружено достоверное снижение концентрации как окисленного (вдвое, р<0.1) так и метилированного (в 5 раз, р<0.05) гуанина в моче. Такие биохимические показатели соответствуют как бы еще более позднему возрасту. Это делает возможным предположение, что наблюдаемое сокращение средней продолжительности жизни мышей, получавших ПД 010, вызвано ускорением процесса старения.

Регулярный прием облученными животными пищевых добавок привел к восстановлению низкочастотных колебаний концентрации окисленного и метилированного гуанина в моче мышей (см. пункт 2.3.3), что согласуется полученными данными по выживаемости, и свидетельствует о компенсации радиационно-ускоренного старения.

В результате проведенного исследования не обнаружено геропротекторных свойств пищевой добавки, содержащей бета-каротин и выявлены геропромоторные свойства пищевой добавки, содержащей коэнзим (310. Так же показано, что обе пищевые добавки проявили терапевтические свойства, в значительной степени компенсировав эффект радиационного ускорения старения, несмотря на то, что прием обоих препаратов был начат спустя месяц после облучения. Следует ожидать благотворного влияния этих препаратов на здоровье и продолжительность жизни лиц, относящихся к "группам риска".

,1л Анализ нелинейной динамики старения мышей.

резул ыате работы были возрастные массы тела, показателя

37,2

Т"

т О 45 -40 .

<0 I

§ 35

I-и

Ш 30 25

проведенной получены зависимости температуры,

функциональной моторной асимметрии, величины

постоянных потенциалов в левом и правом полушариях головного мозга и содержания окисленного и метилированного гуанина в моче мышей {см. Материалы и методы, пл.: 2.3.1, 2.3.2, 2.3.3). Динамика всех показателей имела

нелинейный характер. Везде за исключением возрастных изменений концентрации окисленных и

метилированных оснований ДНК, динамика которых представляет собой сложные колебания, наблюдали

выраженный экстремум. Для выяснения причины наличия максимума или минимума (реальная нелинейность процесса или неоднородность популяции) усредненные возрастные зависимости сопоставили с индивидуальными.

На рисунке 9 в качестве типичного примера представлены индивидуальные возрастные зависимости ректальной температуры, показателя моторной асимметрии и массы тела для одной мыши. Все кривые имеют экстремальный характер. Индивидуальные зависимости для других мышей качественно не отличаются от показанных на рис.9. Масса тела (рис. 9В) меняется плавно, постепенно растет, достигает максимума, а затем уменьшается. Индивидуальные возрастные изменения показателя

10 15

Рисунок 9. Пример индивидуальных возрастных зависимостей ректальной температуры (А), показателя функциональной моторной асимметрии (Б) и веса тела (В) мыши (группа N$4)

функциональной моторной асимметрии (рис. ОБ) претерпевают апериодические колебания, которые не заметны на усредненной зависимости. Но у каждого животного имеется период, когда показатель П возрастает до наибольшего значения П=10 (или П=0 для левшей), а затем достигает значений, характерных для амбидекстров. Ректальная температура (рис. 36) может в течение жизни изменяться в широком (более 2 °С) или относительно узком (в пределах одного градуса) диапазоне. Но у каждого животного в возрасте 5-8 месяцев наблюдается период максимальной температуры, а в возрасте 13-16 месяцев -выраженный минимум этого показателя.

Таким образом, экстремальный характер усредненных и индивидуальных возрастных зависимостей этих физиологических показателей свидетельствует о том, что их возрастные изменения, отражающие процесс старения, нелинейны. Возможно, существуют такие периоды в позднем онтогенезе, когда в организме происходят качественные изменения (например переключение доминантности полушарий мозга, наблюдаемое нами и другими авторами (Клименко и др, 1987, 1998)), тогда старые корреляционные связи разрушаются, и образуются новые. В нашем случае это происходит в возрасте, когда внешние признаки старения отсутствуют и животное еще способно к репродукции, что согласуется с предположением (Акифьев, Потапенко. 1998) о

существовании потенциальной фазы старения.

Изучение механизмов и поиск программы старения отражены в ряде работ (Фролькис, 1970; Обухова, Акифьев, 1980; Потапенко, Акифьев, 1999; СаП81П£ег ет а!., 1995, Скулачев, 2002). Одним из аргументов в пользу существования программы старения было бы обнаружения "предиктора старения", то есть показателя, позволяющего предсказать индивидуальную продолжительность жизни и оценить индивидуальную степень старения. На сегодняшний день в экспериментальной геронтологии таких параметров не найдено. Располагая индивидуальными возрастными зависимостями, мы

18 23 28

Продолжительность жизни, мес.

Рисунок 10. Взаимосвязь разности величин Тт - Тп и продолжительности жизи. Тт- возраст достижения животным максимального веса тела,

Тп - возраст достижения наибольшей латерализации поведения.

сделали попытку выявить взаимосвязь между характерными экстремумами и продолжительностью жизни.

Обнаружено, что оба возраста, когда мышь достигает максимального веса и наибольшей лагерализации поведения, связаны друг с другом (г=0.6, р<0.001). Между разностью двух этих возрастов и продолжительностью жизни так же существует линейная взаимосвязь (г=0.62, р<0.001) (рис. 10). На практике это означает, что животное, у которого пик латерализации поведения наступил значительно раньше, чем оно достигло своего наибольшего веса, по-видимому, будет жить дольше, а продолжительность жизни мыши, которая набрала максимальный вес прежде, чем достигла наибольшей асимметрии поведения, вероятно, будет ниже среднег о.

Результаты анализа усредненных и индивидуальных возрастных зависимостей свидетельствуют о неравномерности и возможной запрограммированности процесса старения лабораторных мышей. Следует подчеркнуть, что найденная закономерность является эмпирической и не претендует на какое-либо теоретическое обоснование.

В диссертационной работе представлены результаты сравнительного исследования естественного и радиационно-ускоренного старения лабораторных мышей, выполненного с использованием прижизненных неинвазивных методик, что позволило проследить проследить индивидуальные возрастные изменения и сделать следующие выводы. На основании индивидуальной динамики старения (32 случая) была получена эмпирическая закономерность (рис. 10), из которой следует, что величина (Тш-Тп) обладает прогностическим достоинством ("предиктор старения"), будучи линейно связяна с продолжительностью жизни. Мы надеемся, что с расширением области изучения (числа прижизненных показателей) могут быть получены и более строгие зависимости, которые позволили бы найти методы измерения скорости старения отдельной особи.

3. ВЫВОДЫ

1. С помощью математических расчетов установлено, что когорта лабораторных мышей в возрастном периоде 5-22 мес. неоднородна по степени старения (биологическому возрасту), что является причиной систематической ошибки в геронтологических исследованиях, проводимых методом группового сравнения. Это послужило основой для выбора экспериментальной методики.

2.' Обнаружен экстремальный характер индивидуальных и усредненных возрастных зависимостей веса тела, ректальной температуры и показателя функциональной моторной асимметрии, а также феномен переключения доминантности полушарий головного мозга в возрасте 14 мес. Все указанные изменения происходят в возрастном периоде, когда фенотипические признаки старения еще отсутствуют. Полученные данные позволяют сделать вывод о принципиальной неравномерности процесса старения.

3. Показано, что возрастная динамика концентрации продуктов окисления и метилирования гуанина в моче мышей - прижизненных биохимических маркеров эндогенных процессов окисления и метилирования ДНК -представляет собой сезонные колебания. По этой причине абсолютные значения этих показателей не могут использоваться в качестве биохимических маркеров старения, вопреки общепринятой практике,.

4. Сходство возрастной динамики веса тела и ректальной температуры у облученных и интактных мышей, восстановление нормального уровня продуктов эндогенного окисления гуанина ДНК в моче по истечении 30 дней после воздействия ионизирующей радиации и сохранение закона вымирания когорты после облучения свидетельствуют о том, что радиационное старения, являясь ускоренным, в общих закономерностях протекает аналогично естественному старению.

5. Впервые показано, что радиационно-ускоренное старение обладает двумя особенностями:

- во-первых облучение головы в дозе 10 Гр приводит к изменению доминантности полушарий головного мозга мышей, регистрируется тестом поворотной тенденции в Т-лабиринте;

- во-вторых, у облученных мышей отмечается нарушение сезонного ритма колебаний концентрации окисленного и метилированного гуанина в моче.

6. Пищевые добавки, содержащие бета-каротин и коэнзим 010 в значительной степени компенсировали радиационно-ускоренное старения по продолжительности жизни, несмотря на то, что прием обоих препаратов был начат спустя 1 месяц после облучения. Пищевая добавка, содержащая бета-каротин, была нейтральна в отношении старения интактных животных, то есть не обладала геропротекторными свойствами. Хроническое использование пищевой добавки с коэнзимом С?10 привело к

сокращению средней продолжительности жизни необлученных мышей, то есть в этом случае обнаружены геропромоторные свойства пищевой добавки.

. Список работ, в которых отражены основные научные результаты, представленные в диссертации.

Статьи

1. Обухова Л.К., Конрадов A.A., Колтунова A.C.1 Динамика распределения биологического возраста для разных видов. // Доклады Академии наук. -1995. - Т. 341 - №4. - С. 549-552.

2. Обухова Л.К., Клименко JLJL, Соловьева A.C. Изменение функциональной моторной асимметрии при старении и после облучения. // Изв. АН. Сер. Биол. - 1997. - №3 - С. 315-319.

3. Обухова JI.K., Соловьева A.C., Жижина Г.П., Блюхтерова Н.В. Лонгитудинальное исследование возрастных и сезонных изменений продуктов эндогенного окисления ДНК у мышей. // Успехи геронтологии. -1997.-Т. 1.-С. 57-60.

4. Обухова JI.K., Жижина Г.П., Соловьева A.C., Блюхтерова Н.В. Сравнительное изучение процессов естественного и радиационного старения мышей.// Изв. АН. Сер. Биол. - 1998. - №6. - С. 698-704.

5. Соловьева A.C., Обухова JI.K. Старение мозга: взаимосвязь межполушарной разности постоянных потенциалов и функциональной моторной асимметрии у мышей. // Успехи геронтологии. -2001. - Т. 7. - С. 105-109.

6. Соловьева A.C., Обухова JI.K., Жижина Г.П., Блюхтерова Н.В. Геропротекторная эффективность пищевой добавки, содержащей коэнзим Q10 . // Геронтология и гериатрия. -2001. - Т.1. - С. 46-48.

7. Соловьева A.C., Обухова JI.K. Анализ нелинейной динамики старения (экспериментальное исследование).// Успехи геронтологии. -2003. - Т. 11. - С. 43-46.

8. Обухова JI.K., Соловьева A.C. Инверсия доминантности полушарий головного мозга мышей при радиационном старении. // Геронтология и гериатрия. Альманах - 2003. - вып. 2. - С. 57-60.

' Девичья фамилия Соловьевой A.C.

Тезисы докладов.

1. Соловьева Л.С., Обухова J1.K. Сраннителыюе изучение процессов естественного и радиационно! о старения мышей.// Тонки Международного симпозиума "Ьиоло! ические механизмы старения". -Харьков: 1996. - С. 105.

2. Соловьева A.C., Обухова Л.К. Влияние бета-каротина и коэизима Q10 на процессы естественного и радиационного старения.// Тезисы Научно-практической конференции "Использование героиротекторов для предупреждения преждевременного старения". - Одесса: 1996. - С. 18-19.

3. Соловьева A.C., Блюхтерова Н.В., Жижина Т.П., Обухова Л.К. Влияние бета-каротина и коэнзима Q10 на продолжительность жизни и эндогенное окисление ДНК при радиационном и физиологическом старении. // Тезисы Международной конференции "Свободно-радикальные процессы: экологические, фармакологические и клинические аспекты" Цитология -1999. -Т. 41.- №9. -С.790.

4. Соловьева A.C., Обухова Л.К. Возрастные изменения функциональной моторной асимметрии и постоянных потенциальов головного мозга мышей (лонгитудинальное исследование). // Тезисы IV Международного симпозиума "Биологические механизмы старения". - Харьков: 2000. - С. 112.

5. Соловьева A.C., Обухова Л.К. Взаимосвязь возрастной динамики постоянных потенциалов головного мозга мышей и поведения (продольное исследование). // Тезисы V Международной научно-практической конференции "Пожилой больной. Качество жизни." Клиническая геронтология. - 2000.- №7-8. - С. 106.

6. Обухова Л.К., Соловьева A.C. Сравнительное изучение естественного и радиационного (продольное исследование). // Тезисы Всероссийской конференции "Биологический возраст" - Пермь: 2000 - С. 69.

7. Конрадов A.A., Обухова Л.К., Соловьева A.C. Динамика распределения биологического возраста для разных видов. // Тезисы Всероссийской конференции "Биологический возраст" - Пермь: 2000 - С. 50.

8. Соловьева A.C., Обухова Л.К. Взаимосвязь возрастной динамики постоянных потенциалов головного мозга мышей и поведеия (продольное

исследование). // Тезисы Всероссийской конференции "Биологический возраст" - Пермь: 2000 - С. 80.

9. Соловьева Л.С. Эндогешшое окисление и метилирование гуанин« к процессе естественного и радипциоггно-уекорешшго старения мышей, // Клиническая геронтология. - 2003 . Т. 9. • С. 175-176.

ТШ^гГ

V р ^ /•

Отпечатано в ООО "Реглант" Тираж 120 экз. Заказ №260 Электролитный пр-д, ЗБ тел.: 317-70-09

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Соловьева, Анна Спартаковна

L ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1 Актуальность темы.

1.2 Цель и задачи исследования.

1.3 Научная новизна и практическая ценность работы.

1.4 Апробация работы.

ГЛАВА 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ МЕХАНИЗМОВ СТАРЕНИЯ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ);

2.1 Старение как предмет изучения.

2.2 популяционные исследования.

2.2.1 Измеряемые параметры.

2.2.2 МЕТОДЫ ОЦЕНКИ СКОРОСТИ СТАРЕНИЯ НА ОСНОВАНИИ КРИВЫХ ВЫЖИВАНИЯ.

2.2.3 ОСОБЕННОСТИ ПОПУЛЯЦИОННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.3 индивидуальные исследования.

2.3.1 измеряемые параметры

2.3.2 МЕТОДЫ ОЦЕНКИ СТЕПЕНИ СТАРЕНИЯ В ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ.

2.3.3 приоритеты изучения возрастных изменений в экспериментальной геронтологии.

ГЛАВА 3 ОЦЕНКА ГЕТЕРОГЕННОСТИ ПОПУЛЯЦИИ ПО СТЕПЕНИ СТАРЕНИЯ.

ГЛАВА 4 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

4.1 использованные животные.

4.2 использованные реактивы.

4.3 Схема применения пищевых добавок, содержащих антиоксиданты.

4.4 Методы исследования.

4.4.1 ИЗМЕРЕНИЕ ВЕСА ТЕЛА И РЕКТАЛЬНОЙ ТЕМПЕРАТУРЫ МЫШЕЙ.

4.4.2 ИЗУЧЕНИЕ ПОВЕДЕНИЯ В Т- ЛАБИРИНТЕ И ИЗМЕРЕНИЕ'ПОСТОЯННЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ МОЗГА МЫШЕЙ.

4.4.3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ОКИСЛЕННОГО ГУАНИНА В МОЧЕ.

4.4.4 СТАТИСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ.

ГЛАВА 5 ВОЗРАСТНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ В ПРОЦЕССЕ ЕСТЕСТВЕННОГО СТАРЕНИЯ.

5.1 возрастные изменения величин постоянных потенциалов полушарий мозга и показателя функциональной моторной асимметрии.

5.2 Взаимосвязь поведения и межполушарной разности постоянных потенциалов.

5.3 Изменение доминантности полушарий в результате облучения.

ГЛАВА 6 СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССОВ ЕСТЕСТВЕННОГО И РАДИАЦИОННОГО СТАРЕНИЯ.

6.1 Введение.

6.2 Выживание.

6.3 Возрастные изменения массы тела и ректальной температуры у интактных и облученных мышей.

ГЛАВА 7 ЭНДОГЕННОЕ ОКИСЛЕНИЕ ГУАНИНА В НОРМЕ И ПОСЛЕ ОБЛУЧЕНИЯ.

7.1 Введение.'

7.2 Эндогенное окисление гуанина в период риска. •

7.3 Эндогенное окисление и метилирование гуанина в процессе естественного и радиационно-ускоренного старения.

ГЛАВА 8 ОЦЕНКА ГЕРОПРОТЕКТОРНОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПИЩЕВЫХ ДОБАВОК, СОДЕРЖАЩИХ БЕТА-КАРОТИН И КОЭНЗИМ 010.

8.1 Введение.

8.2 Влияние пищевых добавок, содержащих бета-каротин и коэнзим Q10 на продолжительность жизни облученных и интактных мышей.

8.3 Влияние пищевых добавок, содержащих бета-каротин и коэнзим Q10 на процессы эндогенного окисления и метилирования гуанина.

ГЛАВА 9 ОБСУЖДЕНИЕ.

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Введение Диссертация по биологии, на тему "Экспериментальный анализ динамики старения лабораторных мышей"

Модели ускоренного старения широко применяются в экспериментальной геронтологии. Ионизирующая радиация активизирует свободнорадикальные процессы и, следовательно, может увеличивать скорость старения (Александров, 1978; Comfort, 1964; Wheller, 1981; Эмануэль, Обухова, 1983;-Потапенко, 1992), поэтому радиационно-ускоренное старение является наиболее популярной .геронтологической моделью. До сих пор остается неизвестным, является ли наблюдаемое сокращение продолжительности жизни облученных мышей по сравнению с контрольными именно ускорением естественного процесса старения, и/или у данной модели имеются свои характерные особенности. Поэтому актуальным представляется продольное исследование возрастной динамики ряда показателей у облученных мышей с целью конкретизации модели радиационно-ускоренного старения.

Известно, что регуляцию процессов перекисного окисления липидов в организме можно эффективно осуществлять с помощью синтетических и природных антиоксидантов и других физиологически активных соединений, применяя их как пищевые ингредиенты (Эмануэль и др., 1976; Морозов, Хавинсон ,1997; Эмануэль, 1984; Бурлакова, Храпова, 1985; Дюмаев и др., 1995; Жижина, Блюхтерова, 1997; Reiter, 1999; Анисимов, 1998). Бета-каротин и коэнзим Q10 являются активным началом многих профилактических пищевых добавок (Nutry-Plus, Randox и др.), витаминов (Vitrum) и косметических средств. Однако исследования, посвященные влиянию этих веществ на продолжительность жизни, крайне скупо представлены в литературе. Этим определяется актуальность исследования геропротекторных свойств пищевых добавок, содержащих бета-каротин и коэнзим Q10.

Заключение Диссертация по теме "Биофизика", Соловьева, Анна Спартаковна

Выводы.

2. Обнаружен экстремальный характер индивидуальных и усредненных возрастных зависимостей веса тела, ректальной температуры и показателя функциональной моторной асимметрии, а также феномен переключения доминантности полушарий головного мозга в возрасте 14 мес. Все указанные изменения происходят в возрастном периоде, когда фенотипические признаки старения еще отсутствуют. Полученные данные позволяют сделать вывод о принципиальной неравномерности процесса старения.

3. Показано, что возрастная динамика концентрации продуктов окисления и метилирования гуанина в моче мышей -прижизненных биохимических маркеров эндогенных процессов окисления и метилирования ДНК - представляет собой сезонные колебания. По этой причине абсолютные значения этих показателей не могут использоваться в качестве биохимических маркеров старения, вопреки общепринятой практике,.

4. Сходство возрастной динамики веса тела и ректальной температуры у облученных и интактных мышей, восстановление нормального уровня продуктов эндогенного окисления гуанина ДНК в моче по истечении 30 'дней после воздействия ионизирующей радиации и сохранение закона вымирания когорты после облучения свидетельствуют о том, что радиационное старения, являясь ускоренным, в общих закономерностях протекает аналогично естественному старению.

5. Впервые показано, что радиационно-ускоренное старение обладает двумя особенностями:

6. Пищевые добавки, содержащие бета-каротин и коэнзим Q10 в значительной степени компенсировали радиационно-ускоренное старения по продолжительности жизни, несмотря на то, что прием обоих препаратов был начат спустя 1 месяц после облучения. Пищевая добавка, содержащая бета-каротин, была нейтральна в отношении старения интактных животных, то есть не обладала геропротекторными свойствами. Хроническое использовании пищевой добавки с коэнзимом Q10 привело к сокращению средней продолжительности жизни необлученных мышей, то есть в этом случае обнаружены геропромоторные свойства пищевой добавки.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Соловьева, Анна Спартаковна, Москва

1. Акифьев А.П., Потапенко А.И. Этапность изменений ДНК и ее роль в процессе старения.// Итоги науки итехники./ ВИНИТИ. Сер. Общие проблемы биологии./ Биологические проблемы старения. М. -1986. -Т.5. - С. 7-53.I

2. Акифьев А.П., Потапенко А.И. Биоэсхатология: Основные направления и первые результаты исследований.// Успехи геронтологии. 1997. - Т.1. - С. 41-46.

3. Анисимов В.Н. Физиологические функции эпифиза (геронтологический аспект).// Рос. Физиол. Ж. им. И.М. Сеченова. 1998. - Т. 83. - С. 1-10.

4. Анисимов В.Н., Соловьев М.В. Эволюция концепций в геронтологии. СПб: Эскулап, 1999. -129с.

5. Анисимов В.Н., Арутюнян А.В., Опарина Т.И., Прокопенко В.М., Хавинсон В.Х. Возрастные изменения активности свободнорадикальных процессов в тканях и сыворотке крови крыс. //Рос. Физиол. Ж. им. И.М. Сеченова. 1999. - Т. 85(4). - С. 502-507.

6. Белозерова JI.M. Онтогенетический метод определениябиологического возраста человека. // Успехи геронтологии. 1999. Т.З. - С. 143-154.

7. Белозерова JI.M., Нуретдинова З.Г. Нормологические аспекты возрастных изменений межполушарной асимметрии мозга.// Материалы всероссийской конференции "Биологический возраст". Пермь: Изд-во ГТГМА, 2000. - С. 23.

8. Бианки B.J1. Асимметрия мозга животных. -JI: Наука, 1985. -295с.

9. Бианки B.JI. Механизмы парного мозга. JI: Наука, 1989. - 264 с. Ю.Бурлакова Е.Б., Храпова Н.Г. Перекисное окисление липидовмембран и природные антиоксидантыю // Успехи химии -1985

10. Т. 54.-Вып. 9.-С. 1540-1579.

11. Бурлакова Е.Б., Алесенко А.В., Молочкина Е.М., Пальмина Н.Т., Храпова Н.Г. Биоантиоксиданты в лучевом поражении и злокачественном росте. М.: Наука, 1975.-211 с.

12. Войтенко В.П.,'Полюхов A.M. Системные механизмы развития и старения JL: Наука, 1986. - 184 с.

13. Векстерн Т.В., Баев А.А. Спектры поглощения минорных оснований, их нуклеозидов, нуклеотидов и некоторых олигорибонуклеотидов. М.: Наука, 1965. 47 с.

14. Гаврилов Л.А., Гаврилова Н.С. Биология продолжительности жизни. 2-е изд. М.: Наука, 1991. - 280 с.

15. Газиев А.И., Ушакова Т.Е., Подлуцкий А.Я. и др. Диетические антиоксиданты увеличивают продолжительность жизни мышей, снижают частоту мутаций и увеличивают экспрессию защитных генов.// Успехи геронтологии 1997. - Т.1. - С. 80-84.

16. Голубев А.Г. Изнанка метаболизма. // Биохимия. — 1996. №61. -С. 2018-2039.

17. Давыдов Б.И., Ушаков И.Б., Федоров В.П. Радиационное поражение головного мозга. М., 1991. - 240С.

18. Дильман В.М. Большие биологические часы. Изд. 2-е. М.: Знание, 1986.-256с.

19. Домовая мышь. Происхождение, распространение, систематика, поведение./ Под. Ред. Е.В. Котенкова и Н.Ш. Булатовой М.: Наука, 1994. - 267 с.

20. Досон Р., Эллиот Д., Эллиот У., Джонс К. Справочник биохимика. М.: Мир, 1991. 543 с.

21. Дубина T.JL, Орлов М.М. Закономеронсти возрастных изменений физиологических показателей и типы старения. / Итоги науки итехники. Общие проблемы биологии, Т.6. ВИНИТИ, 1987. -С. 663.

22. Дубина Т.Л., Разумович А.Н. Введение в экспериментальную геронтологию. Минск: Наука и техника, 1975. - 168 с.

23. Дюмаев К.М., Воронина Т.А., Смирнов Л.Д. Антиоксиданты в профилактике и терапии паталогии ЦНС. М: Издательство Института Биомедицинской химии РАМН, 1995. - 272 с.

24. Ермаков С.П., Гаврилова Н.С. Первичная статистическая обработка данных по выживаемости организмов.// Итоги науки итехники./ ВИНИТИ. Сер. Общие проблемы биологии./ Популяционная геронтология. М. -1987. -Т.6. - С. 230-274.

25. Жестянников Д.В. Репарация ДНК и биологическое значение. JI: Наука; 1979.

26. Жижина Г.П., Блюхтерова Н.В. Изменение уровня эндогенного окисления ДНК с помощью ионов металлов и ксенобиотиков.// Биохимия. 1997.-Т. 62, №1.- С. 103-110.

27. Жижина Т.П., Блюхтерова Н.В. Окись азота эндогенный источник сопряженного окисления и метилирования ДНК животных. // Доклады АН - 2000. - Т. 372. - С. 117-120.

28. Заславский Ю.А., Храпова Н.Г., Терехова С.Ф., Акоев И.Г., Бурлакова Е.Б. Вклад убихинона в нтирадикальные и антиоксидантные свойства липидов.// Биофизика - 1977. - Т. 22 -Вып. 2-С. 359-361.

29. Ивантер Э.В., Ивантер Т.В., Туманов И.Л. Адаптивные особенности мелких млекопитающих. Л.: Наука, 1985. - 318 с.

30. Карнаухов В.Н. Биологические функции каратиноидов. М.: Наука, 1988.-241 с.

31. Клименко Л.Л. Многоуровневая организация межполушарной моторной асимметрии. // Биофизика 1987. - Т. 32. - №4. - С696

32. Клименко Л.Л., Деев А.И., Протасова О.В., Фокин В.Ф. Системная организация функциональной межполушарной асимметрии и ее изменение в позднем онтогенезе крыс.// Успехи геронтологии. 1998. - вып. 2. - С. 82-89.

33. Клименко. JI.Л!, Коломина Л.Н., Фокин В.Ф. Связь параметров перекисного окисления липидов с уровнкм постоянного потенциала головного мозга крыс.// Биофизика. 1987.- №4 - С. 689- 690.

34. Клименко Л.Л., Фокин В.Ф., Деев А.И., Конрадов А.А. Динамика корреляционных связей между уровнями системы межполушарной асимметрии при старении крыс.// Цитология. -1994.-Т. 36, №7. С. 738

35. Кольтовер В.К. Свободнорадикальная теория старения: современное состояние и перспективы. // Успехи геронтол. -1998.-Вып. 2.-С. 37-42.

36. Конрадов А.А., Кутыркин В.А. Распределение продолжительности жизни человека и его историческая динамика. Препринт. Черноголовка, 1988. - 19с.

37. Леутский К.М. Витамин А Черновцы: Черновиц. Ун-т, 1959. -451 с.

38. Лэмб М. Биология старения. М.: Мир, 1980. 206 с.

39. Мазурик В.К., Михайлов В.Ф. Молекулярные, биохимические и патогенетические аспекты радиационно-индуцируемой нестабильности генома.// Радиац. Биол. Радиоэкология. 2001. -Т. 41.-№5.-С. 548 -572.

40. Минц А.Я., Дубина Т.Л., Лысенюк В.П., Жук Е.В. Определение индивидуального биологического возраста и оценка степени старения.// Физиологический журнал АН УССР 1984. - Т. 30. -С.39-45.

41. Морозов В.Г., Хавинсон В.Х. Пептидные биорегуляторы в профилактике и лечении возрастной паталогии.// Успехи геронтол. 1997. - Т. 1. - С. 74 - 79.

42. Наумов В.В., Храпова Н.Г. Исследование взаимодействия убихинона и убихинола с прекисными радикалами хемилюминисцентным методом.// Биофизика 1983. - Т.28 - Вып. 5-С. 730-735.

43. Наумов В.В., Храпова Н.Г. Хемилюминисцентные характеристики убихинонов.// Биофизика 1985. - Т.20 - Вып. 1 -С. 5-9.

44. Обухова JI.K., Потапенко А.И. Теоретические предпосылки определения индивидуального биолоического возраста животных по физиологическим показателями).// Изв. АН, сер. Биол; 1988. -№4. - С. 494- 499.

45. Потапенко А.И., Акифьев А.П. На пути поиска программы и инициального субстрата старниия. // Успехи геронтол. 1999. -Вып.З.-С. 68-80.

46. Потапенко А.И., Обухова JI.K. Деффекты вторичной структуры ДНК, опознаваемые нуклеазой S1 и их возможная роль в старении млекопитающих.//Изв. РАН. Сер. биол. 1992. - №6. - С. 940-943.

47. Потапенко А.И., Обухова JI.K. Испытание фермента нуклеазы S1для опознания дефектов вторичной структуры ДНК.//Изв. РАН. Сер. биол. 1992. - №6. - С. 937-939.

48. Проблемы радиационной геронтологи^/ Под. Ред. С.Н. Александрова. М.: Атомиздат, 1978. - 208 с.

49. Пулатова М.К:, Шарыгин BJL, Филатов Д.Э., Тодоров И.Н. Активация рибонуклеотидредуктазы как показатель SOS-реакции на воздействие экстремльных факторов, повреждающих ДНК в клетках высших организмовю// Докл. АН 1995. - Т. 340. - №1. -С. 123-127.

50. Пюльман Б., Пюльман А. Квантовая биохимия. М.: Мир, 1965. -436 с.

51. Раскин И.М. Применение витамина Е в медицине. // В книге: «Новое в биохимии витаминов и ферментов», Издательство МГУ, 1972.-С. 122-128.

52. Румшинский J1.3. Элементы теории вероятностей. М: Наука, 1970.-256с.

53. Рууге Э.К. Коэнзим Q: электронный переносчик, антиоксидант и прооксидант.// Мат. Нац. Научно-практич. Конф. "Свободные радикалы, антиоксиданты и болезни человека". Смоленск - С. 50.

54. Серебренников М.Г., Первозванский А.А. Выявление скрытых периодичностей. М: Наука, 1965. - 244с.

55. Скулачев В.П. О биохимических механизмах эволюции и роли кислорода.//Биохимия. 1998. - Т. 63. - В. 11. - С. 1570-1579.

56. Сперанский С. Что говорят о нас мыши или эффект консервации эффекта. //Знание-сила 1990. - №11. - С. 38.

57. Спрингер С., Дейч Г. Левый мозг, правый мозг: анг. М: Мир, 1983.-256с.

58. Стрелер Б. Время, клетки и старение. М.: Мир, 1964. - 251 с.

59. Физиологические механизмы старния. / Под. Ред. Д.Ф. Чеботарева и В.В. Фролькиса. Л.: Наука, 1982. - 228 с.

60. Фокин В.Ф., Клименко JI.JI., Коломина JI.H., Деев А.И. Системная организация функциональной моторной асимметрии в онтогенезе у крыс. // Развивающийся мозг. Москва, 1987. - Т. 16. -С. 91

61. Фролькис В.В. Гипотеза о регуляторном механизме молекулярно-генетических изменений при старении.// Старение и физиологические системы организма. Киев, 1969. - С. 36-46.

62. Хавинсон В.Х., Морозов В.Г., Малинин В.В. Молекулярная физиология старения. // Успехи геронтологии. 2001. - Вып. 7. -С. 65-71.

63. Хансон К.П. Роль апоптоза в старении и возрастной паталогии.// Успехи геронтологии. 1999. - Вып. 3. - С. 103-110.

64. Шашкина М. Я., Шашкин П.Н., Сергеев А.В. Биодоступность каротиноидов.// Вопр. Мед. Хим. 1999. - Т. 45 (2). - С. 105-116.

65. Эмануэль Н.М. Антиоксиданты и увеличение продолжительности жизни.// Физиологический журнал АН УССР 1984. - Т. 30. - С. 1-8.

66. Эмануэль Н.М., Липчина Л.П. Лейкоз у мышей и особенности его развития при воздействии ингибиторов цепных окислительных процессов.//Докл. АН СССР. 1958. - Т. 121. - С. 141-144.

67. Эмануэль Н.М.,Обухова Л.К., Смирнов Л.Д., Бунто Т.В. Эффект увеличения продолжительности жизни в эксперименте при воздействии хлоргидрата 2-этил-6-метил-3-оксипиридина.// Доклады АН СССР 1976. - Т. 226. - С.961-963.

68. Abe Y., Toyosawa К. Age-related changes in rat hippocampal theta rhythms: a difference between type 1 and type 2 theta.// J Vet Med Sci 1999.-V. 61(5).-P. 543-548

69. Adelman R., Saul R., Ames B.N. Oxidative damage to DNA: relationto species metabolic rate and life span.// PNAS USA 1988. - V. 85. -P. 2706-2708.

70. Allen R.G., Tresini M. Oxidative stress and gene regulation.// Free. Rad. Biol. Med.'- 2000. V. 28. - №3. - P. 463-499.

71. Ames B.N. Endogenous DNA damage as related to nutrition and aging. // The potential for nutritional modulation of aging processes. Eds. Ingram D.K., Baker G.T., Shock N.W.- Trumbul, Connecticut 06611, USA: Food & Nutrition Press, Inc, 1989. P. 251-261.

72. Anisimov V.N. Effect of life span prolonging drugs (geroprotectors) on spontaneous and induced carcinogenesis.// Ann. N. Y. Acad. Sci. -1994.-V.717.-P. 161-170.

73. Artuch R., Colome C., Vilaseca M.A., et al. Ubiquinone deficiency and its implication in mitochondrial encephalopathies. Treatment withл ubiquinone.// Rev. Neurol. 1999. - V. 29 - №5. - P. 59-63.

74. Bardag-Gorce F., Farout L., Veyrat-durebex C. et al. Changes in 20S proteasome activity during ageing of the LOU rat. // Mol. Biol. Rep. -1999.-V. 26.-P. 89-93.

75. Bergtold D.S., Simic M.G., Alessio H., Cutler R.G. Urine biomarkers for oxydative DNA damage. // Oxygen radicals in biology and medicine. NY.: Plenum Press, 1988. - P. 483-490.

76. Bergtold D.S., Berg C.D., Simic M.G. Urinary biomarkers in radiation therapy of cancer. // Antioxidants in Therapy and Preventive Medicine. Eds. Emerit I., Packer L., Auclair C. NY: Plenum Press, 1990.-P. 311-316.

77. Beyer R.E. Burnett B.A.; Cartwright K.J. et al. Tissue coenzime Q (ubiquinone) and protein concentrations over the life span of the laboratory rat.// Mech. Ageing Dev. 1985. - V. 32. (2-3) - P. 267• 281.

78. Beyer R.E. An analysis of the role of coenzyme Q in free radical generation and as an antioxidant.// Biochem. Cell. Biol. 1992. -Vol.70. - №6. - P. 390-403.

79. Borel P., Grolier P., Boirie Y. et al. Oxidative stress status and antioxidant status are apparently not related to carotenoid status in healthy subjects. // J. Lab. Clin. Med. 1998. - V. 132. - P. 61-66.

80. Buys-Ballot Les changements periodiques de Temperature. Utrecht, 1847.

81. Caspary D.M., Holder T.M., Hughes L.F. et al. Age-related changes in GABA (A) receptor subunit composition and function in rat auditory system. // Neuroscience 1999. - V. 93. - P. 307-312.

82. Cathcart R., Schwiers E., Saul R.L., Ames B.N. Thymine glicol and thymidine glycol in human and rat urine: a possible assay for oxidative DNA damage.//Ibid. 1984. - V. 81. - P. 5633-5637.

83. Collins R.L. On the Inheritance of Handedness, II: Selection for Sinistrality in Mice. // J. of Heredity. 1969. - V. 60. - P. 117-119.

84. Comfort A. The biology of senescence.- N.Y.: Elsevier, 1979. 414 p.

85. Dean W., Morgenthales J. Smart drugs and Nutrients.// Helth Freedom Publication. 1990. - P. 125-127.

86. Demaree S.R., Lawler J.M., Linehan J., Delp M.D. Ageing alters aortic antioxidant enzyme activities in Fischer-344 rats. // Acta Physiol. Scand. 1999. - V. 166. - P. 203-208.

87. Diaz F., Villena A., Gonzalez P. et al. Steriological age-related changes in neurons of the. rat dorsal lateral geniculate nucleus. // Anat. Rec. 1999. - V. 255. - P. 396-400.

88. Dizdaroglu M. Measurement of radiation-induced damage to DNA at the molecular level.//Int. J. Rad. Biol. 1992. - V. 61. - P. 175-183.

89. Fiola E.S., Conaway C.C., Mathis J.E. Oxidative DNA .and • RNA damage in liver of rats treated with the hepatocarcinogen 2-nitropropane.// Cancer Res. 1989.- V. 49. - P. 5518-5522. •

90. Floyd R.A. Oxygen radical-mediated damage to brain tissue. // Basic Life Sci.- 1988.- V. 49. P. 1015-1023.

91. Floyd R.A. Role of oxygen free radicals in carcinogenesis and brain ishemia.// FASEB 1990. - №4. - P. 2587-2597.

92. Fraga C.G., Shigenaga M.K., Park Y.-W., Degan P., Ames B.N. Oxidative damage to DNA during aging: 8-OH-2'deoxyguanosine in rat organ DNA and urine.// PNAS USA 1990. - V. 87. - P. 45334537.

93. Frolkis V.V., Bezrukov V.V., Sinitsky V.N. Sensitivity of central nervous structures to humoral factors in aging.// Exp Gerontol. 1972 -7(3)-P. 185-194.

94. Givalois L., Li S., Pelletier G. Effects of ageing and dehydroepiandrosterone 'administration on pro-opiomelanocortin mRNA expression in the anterior and intermediate lobes of the rat pituitary. // J. Neuroendocrinol. 1999. - V. 11. - P. 737-742.

95. Harman D. Aging: A theory based on free radicals and radiationchemistry .//J. Geront. 1956. - Vol. 11. - P. 298-300.

96. Hayakawa M., Torii K., Sugiyama S., Tanaka M., Ozava T. Age -associated accumulation of 8-hidroxydepxyguanosine in mitochondrial DNA of human diaphragm.// Biochem. Biophys.Res. Commun. T 1991. V. 179(2).-P. 1023-1029.

97. Hayakawa M., Hattori K., Sugiyama S., Ozawa T. Age -associated oxygen damage and mutations in mitochondrial DNA of human hearts. // Biochem. Biophys.Res. Commun. 1992. - V. 189(2). - P. 979-985.

98. Helfert R.H., Sommer T.J., Meeks J., Hofstetter P., Hughes L.F. Age-related synaptic changes in the central nucleus of the inferior colliculus of Fischer-344 rats.// J. Сотр. Neurol. 1999. V. 406(3). -P. 285-298.

99. Hoppe U., Bergemann J., Diembeck W., et al. Coenzyme Q10, a cutaneous antioxidant and energizer.// Biofactors 1999. - V. 9. - №2-4.-P. 371-378.

100. Hoshimoto M., Hossain S., Masumura S. Effect of aging on plasma membrane fluidity of rat aortic endothelial cells. // Exp. Gerontol. -1999.-V. 34.-P. 687-698.

101. Hossain S., Hashimoto M., Masumura S. Age-related changes in platelet microviscosity and aggregation in rats.'// Clin Exp Pharmacol Physiol. 1999. - V. 26(5-6). - P. 426-432.

102. Huertas J.R., Martines-Velasco E., Ibanez S., et al. Virgin olive oil and coenzyme Q10 protect heart mitochondria from peroxidative damage during aging.// Biofactors 1999. - V. 9. - №2-4. - P. 337-343.

103. Izmaylov D.M., Obukhova L.K., Okladnova O.V., Akifyev A.P. Phenomenon of lifespan instability in Drosophila melanogaster. I. Nonrandom origin of life span variations in successive generation.// Experimental Gerontology. 1993. - Vol. 28, №2.

104. Jew J.Y., Williams Т.Н. Innervation of the mitral valve is strikingly depleted with age. // Anat. Rec. 1999. - V. 255. - P. 252260.

105. Kanungo M.S. Biochemistry of Ageing London, NY, Toronto, Sydney, SF.: Academic Press, 1980. - 281 p.

106. Kaur J., Sharma D., Singh R. Regional effects of ageing on Na+, K(+) ATPase activity in rat brain and correlation with multiple unit action potentials and lipid peroxidation. // Indian J. Biochem. Biophis. - 1998.-V. 35.-P. 364-371.

107. Kazee A.M., West N.R. Preservation of synapses on principal cells of the central nucleus of the inferior colliculus with aging in the CBA mouse.//HearRes. 1999. -V. 133.-P. 98-106.

108. Kellherer J., Losowsky M.S. Vitamin E in the Elderly.// In: "Tocopherol, Oxygen, Biomembrans." Elsevier Biomedical Press, 1978.-P. 130-138.

109. Kim J.M., Lee K.W., Chung Y.H. et al. C-Fos basal immunoreactivity decreases in rat spinal cord during normal ageing. // Neuroreport 1999. - V. 25. - P. 585-588.

110. Kovalenko S.A. Age-associated tissue bioenergetic decline andextensive mitochondrial DNA rearrangements. // Успехи геронтологии. 1999. - Т. 3. - С. 81 -87.

111. Liebler D.C., McClure T.D. Antioxidant reactions of beta-carotene: identification of carotenoid -radical adducts. // Chem. Res. Toxicol. -1996.-V.9.-P. 8-11.

112. Linnane AW, Zhang C, Baumer A, Nagley P. Mitochondrial DNA mutation and the ageing process: bioenergy and pharmacological intervention.//: Mutat Res. 1992. - V.275(3-6). - P. 195-208.

113. Lonnrot K., Holm P., Lagerstedt A. et al. The effects of lifelong ubiquinone Q10 supplementation on the Q9 and Q10 tissue concentrations and life span of male rats and mice.// Biochem. Mol. Biol. Int. 1998. - Vol.44. - №4. - P. 727-37

114. Martin R., al-Scheibani A.H., Martin H. Age related changes in cellular signal transduction of glucocorticoid hormones in rat brain.// Z Gerontol Geriatr. 1999. - V. 32(2). - P. 76-82.

115. Massie H.R., Ferreira J.R., De Wolfe L.K. Effect of dietary beta-carotene on the survival of young and old mice.// Gerontology 1986. - Vol. 32. - №4. - P. 189- 195.

116. Mei Y., Gawai K.R., Nie Z. et al. Age-related reductions in the activities of antioxidant enzymes in the rat inferior colloculus. // Hear. Res. 1999. - V. 135. - P. 169-180.

117. Mileusnic D., Magnuson D.J., Hejna MJ. et al. Age and species-depended differences in the neurokinin В system in rat and human brain. // Neurobiol Aging 1999. - V. 20. - P. 19-35.

118. Mooradian A.D., Chehade J.M., Kim J. Age-related changes in thiroid hormone effects on glucose transporter isomorf of rat heart.// Life Sci. 1999. - V. 65. - P. 981-989.

119. Mortensen A., Skibsted L.H. Kinetics of parallel electron transfer from beta-carotene to phenoxyl radical and adduct formation betweenphenoxyl radical and beta-carotene.// Free. Radic. Res. 1996. - V.25. -№6.-P. 515-523.

120. Ondreicka R., Beno I., Cerna O. et al. Relation between levels of vitamins С, E, A and beta-carotene and activity of antioxidant enzimes in the blood. // Bratisl. Lek. Listy 1998. - V. 99. - P. 250-254.

121. Oshino N., Jamieson D., Sugano Т., Chance B. Optical measurement of the catalase-hydrogen peroxide intermediate (Compound I) in the liver of anaesthetized rats and its implication to hydrogen peroxide produktion in situ. // Biochem J. 1975. - V. 146.

122. Ozhogina O.A., Kasaikina O.T. Beta-carotene as an interceptor of free radicals. //Free. Rad. Biol. Med. 1995. - V. 19. - P. 575-581.

123. Park J.-W., Ames B.N. 7-methilguanine adducts in DNA are normally presentat high levels and increase on aging: Analysis by HPLC wirh electrochemical detection. // PNAS USA 1988.- V.85. -P. 7467-7470.

124. Planas В., Kolb P.E., Raskind M.A., Miller M.A. Galanin receptors in the hippocampus and entorhinal cortex of aged Fischer 344 male rats.// Neurobiol. Aging. 1998. - V. 19(5). - P. 427-435.

125. Popa-Wagner A., Schroder E., Schmoll H. et al. Upregulation of MAP IB and MAP2 in the rat brain after middle cerebral artery occlusion: effect of age. // J. Cereb. Blood Flow. Metab. 1999. - V. 19.-P. 425-434.

126. Reiter R.J. Experimental observation related to the utility of melatonin in attenuating age-related diseases. // Успехи геронтологии, 1999.-Т. З.-С. 121-132.

127. Sabbatini М., Barili P.', Bronzetti E., Zaccheo D., Amenta F. Age-related changes of glial fibrillary acidic protein immunoreactive astrocytes in the rat cerebellar cortex.// Mech Ageing Dev. 1999. - V. 108(2)-P. 165-172.

128. Sacher G.A., Duffy P.H. Age changes in rhythms of energy metabolism, actyvity, and body temperature in Mus and Peromyscus.// Aging and biological rhithms/ Eds Samis Н.У.,СдроЫапсо S.: Plenum Press, 1978. - V. 108. - P. 105-124.

129. Salehi M., Barron M., Merry В J., Goyns M.H. Fluorescence in situ hibridization analysis of the fos/jun ratio in the ageing brain. // Mech. Ageing Dev. 1999. - V. 107. - P. 61-71.

130. Sato Y., Kimura M., Yasuda C. et al. Evidence for the presence of major peripheral mielin glicoprotein P0 in mammalian spinal cord and change of its glicosylation state during aging. // Glicobiology. 1999. - V. 9. - P. 655-660.

131. Selmaoui В., Touitou Y. Age-related differences in serum melatonin and pineal NAT activity and in the response of rat pineal to 50-Hz magnetic field. // Life Sci. 1999. - V.64. - P. 2291-2297.

132. Shetty A.K., Turner D.A. Vulnerability of the dentate gyrus to aging and intracerebroventricular administration of kainic acid. // Exp. Neurol. 1999. - V. 158. - P. 491-503.

133. Shikimi Т., Suzuki S., Kaku K. et al. Sex- and age- related changes in urinary contents of alpha 1-microglobulin and ulinastatin in mice. // Clin. Exp. Pharmacol. Physiol. 1999. - V. 26. - P. 614-617.

134. Shoaf A.R., Shaikh A-.U., Harbison R.D., Hinojosa O. Extraction and analysis of superoxide free radicals (02-) from whole mammalian liver. // J. Biolumin Chemilumin 1991. - V.6. - №2. - P. 87-96.

135. Sies H., Stahl W. Vitamins E and C, beta-carotene and othercarotenoids as antioxidants. // Am. J. Clin. Nutr. 1995. - V. 62. - P. 1315-1321.

136. Simic M.G. Urinary biomarkers and the ratesjof DNA damage in carcinogenesis and anticarcinogenesis.// Mutation Res. 1992. -V.267. - P. .277-290.

137. Skulachev V.P. The programmed death phenomena, aging, and the Samurai Law of biology.// Exp. Gerontology. 2001. - V. 36. - №7. -P. 995-1024.

138. Spoto G., Di Giulio C., Contento A., Di Stilio M. Hypoxic and hyperoxic effect on blood phosphodiesterase activity in young and old rats.// Life. Sci. 1998. - V. 63(25). - P. 349-353.

139. Srivastava V.K., Busbee D.L. Decreased fidelity of DNA polymerases and decreased DNA excision repair in aging mice: effects of caloric restriction.// Biochem. Biophys. Res. Commun. 1992. - V. 182.-p. 712-721.

140. Stillwell W.G., Xu H. -X., Adkins J.A. et al. Analysis of methylated and oxidized purines in urine by capillary gas chromatography-mass-spectrometry. // Chem. Res. Toxicol. 1989. -V.2.-P. 94-99.

141. Takubo Y., Hirai Т., Muro S. et al. Age-associated changes in elastin and collagen content and the proportion of types I and III collagen in the lungs of mice. // Exp. Gerontol. 1999. - V. 34. - P. 353-364.

142. Talan M.I., Engel B.T. Temporal decrease of body temperature in middle-aged C57BL/6J mice.// J. Gerontology. 1986. - V.41. - №1. -P. 8-12.

143. Talan M.I., Engel B.T., Whitaker J.R. A longitudinal study of tolerance to cold stress among C57BL/6J mice.// J. Gerontology. -1985.-V.40-P.?

144. Tomasetti M., Littarru G.P., Stocker R., Alleva R. Coenzyme Q10 enrichment decreases oxidative DNA damage in human lymphocytes.// Free. Radic. Biol. Med. 1999. -У.27. - №9-10. - P. 1027-32.

145. Tsukahara Y., Wakatsuki A., Okatani Y. Antioxidant role of endogenous coenzyme Q against the ischemia and reperfusion-induced lipid peroxidation in fetal rat brain.// Acta Obstet Gynecol Scand 1999. - V. 78. - №8. - P. 669-674.

146. Voeikov V.L. The key role of active oxygen initiation, formation and execution of vital functions.// Biophotonics and Coherent Systems. Proceedings of the 2-nd Alexander Gurwitsch and Additional Contributions. M.:Moscow University Press, 2000. -460 p.

147. Voeikov V.L., Novikov C.N., Vilenskaya N.D. Low-level chemiluminescent analysis of nondiluted human blood reveals its dynamic system properties.// Journal of Biomedical Optics. 1999. -V.4. - №1. - P. 54-66.

148. Wallace S.S. AP-endonucleases and DNA-glycosilases that recognize oxidative DNA damage. // Environ. Mol. Mutagenesis. -1988.-V. 12.-P. 431-477.

149. Wang S., Wen Y. Contents of inositol phosphates and response to phenylephrine in aorta from both young and old rats. // Chung. Kuo. I. Hsueh. Ко. Hsueh. Yuan. Hsueh. Pao. 1997. - V. 19. - P. 116 - 119.

150. Weismann В., Bromberg P.A., Gutman A. The purine bases in human urine. // J. Biol. Chem. 1957. - V. 224(1). - P. 407-422.

151. Wheller K.T., Wierowski S.V., Ritter P. Are inducible components involved in repaire irradiated neuronal and brain tumor DNA?// Int.J. Radiat. Biol. -1981. V.40. - P. 293-298.

152. Wood M.L., Dizdaroglu M., Gajewski E., Essigmann J.M.

153. Mechanistic studies of ionizing radiation and oxidative mutagenesis: genetic effect of a single 8-hydroxiguanine residue inserted at a unique site in a viral genome.// Biochemistry. 1990. - V-29. - P. 7024-7030.

154. Woodall A.A., Britton G., Jackson M.J. Carotenoids and protection of phospholipids in solution or in liposomes against oxidation by peroxil radicals: relationship between carotenoid structure and protective ability.// Biochim. Biophis. Acta.- 1997.

155. Yamamoto K.R., Alberts B.M. Steroid receptors: elements for modulation of eukaryotic transcription.// Ann. Rev. Biochem. 1976. -V. 45.-P. 721-725.

156. Yanagawa K., Takeda H., Egashira T. et al. Age-related changes in alpha-tocopherol dynamics with relation to lipid hidroperoxide content and fluidity of rat erythrocyte membrane. // J. Geront. A. Biol. Sci. Med. Sci. 1999. - V.54. - P. B379-B383.

157. Youngeman L.D., Park J.Y.K., Ames B.N. Protein oxidation associated with aging is reduced b dietary restriction of protein or calories.// Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1992. - V. 89. - P. 9112-9116.

Информация о работе

Соловьева, Анна Спартаковна
кандидата биологических наук
Москва, 2003
ВАК 03.00.02

Диссертация

Экспериментальный анализ динамики старения лабораторных мышей - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы