Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Физиологические аспекты клеточно-молекулярных закономерностей адаптации животных организмов к экстремальным ситуациям
ВАК РФ 03.03.01, Физиология
Автореферат диссертации по теме "Физиологические аспекты клеточно-молекулярных закономерностей адаптации животных организмов к экстремальным ситуациям"
На правах рукописи
Черкесова Дилара Улубиевна
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ КЛЕТОЧНО-МОЛЕКУЛЯРНЫХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ АДАПТАЦИИ ЖИВОТНЫХ ОРГАНИЗМОВ К ЭКСТРЕМАЛЬНЫМ СИТУАЦИЯМ
03.03.01 — физиология (биологические науки)
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук
1 8 АПР г013
Астрахань, 2013
005057565
005057565
Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Дагестанский государственный университет»
Научный консультант:
Мейланов Иззет Сиражудинович
доктор биологических наук, Дагестанский государственный университет, профессор
Официальные оппоненты: Коломийцева Искра Константиновна
доктор биологических наук, профессор, Институт биофизики клетки РАН, главный научный сотрудник лаборатории регуляции апоптоза;
Кондратенко Елена Игоревна, доктор биологических наук, профессор, Астраханский государственный университет, зав. кафедрой молекулярной биологии, генетики и биохимии;
Котельников Андрей Вячеславович,
доктор биологических наук, доцент, Астраханский государственный технический университет, профессор кафедры гидробиологии и общей экологии.
Ведущая организация: ФГОУ ВПО «Южный Федеральный
университет»
Защита диссертации состоится «26» апреля 2013 года в 10 часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.009.01 при Астраханском государственном университете по адресу: 414000, г. Астрахань, пл. Шаумяна, 1. Естественный институт АГУ.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Астраханского государственного университета
Автореферат разослан « // » 2013_года.
Ученый секретарь диссер- Нестеров Юрий Викторович
тационного совета, доктор биологических наук
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследования. Изучение механизмов адаптации организмов к воздействию экстремальных факторов - фундаментальное направление в биологии, связанное с вопросами взаимодействия организма и среды (Казначеев В.П., 1980; Агаджанян H.A., 1997; Баевский P.M. и др., 2001; Братель И.Н., 2004). В процессе эволюции у животных организмов возникли различные формы адаптации, позволяющие выживать в широком диапазоне колебаний природных факторов (Wang L.C., Lee T.F.,1996; Hochachka P.W., Somero G.N., 2002; Storey K.B., Storey Y.M., 2002; Hochachka P.W., 2003). Выживание организмов в этой ситуации будет определяться эффективностью регуляторных механизмов поддержания энергетики клетки.
Главным фактором, определяющим выживаемость организмов при экстремальных воздействиях, является устойчивость организмов к гипоксии (Boutilier R.G., 2001; Hochachka P.W., 2002). Решением проблемы энергетики для пойкилотермных и некоторых гомойотермных организмов является снижение потребности в энергии, которое достигается регулируемым подавлением метаболизма (гипометаболизм) (Boutilier R.G., 2001; Hochachka P.W., 2002; Carey H.V. et. al., 2003).
Однако большинство млекопитающих обладают очень низкой врожденной толерантностью к гипоксии и гипотермии.
Вместе с тем, гипометаболические состояния у большинства гомойотермных организмов возникают при воздействии целого ряда экстремальных факторов (гипоксия, гипотермия и т.д.). Задачей адаптации энергопроизводящих систем организма при этом является реорганизация физиологии клетки к новому уровню энергетических возможностей.
При существенных колебаниях энергетического метаболизма возрастает вероятность нарушения баланса между скоростью продуцирования активных форм кислорода (АФК) и состоянием антиоксидантной системы. Это ведет к развитию окислительного стресса, глубина которого зависит от степени дисбаланса между этими двумя системами (Барабой В.А., 1991; Владимиров Ю.В., 2000; Зенков Н.К., 2001; Toien О. et al., 2001; Hermes-Lima M., Zenteno-Savin T., 2002). Однако кроме общих закономерностей нарушений свободно-радикальных процессов, существует множество частных механизмов реакции организма на воздействие экстремальных факторов (Мейланов И.С., 2004; Эмирбеков Э.З., 2011; Kolomiytseva I.K. et. al., 2008; Kolomiytseva I.K., 2012; Peterson P.E., Smith T.J., 1999; Bell A.A., Storey K.B., 2010). Многие клетки и ткани обладают целым набором адаптивных ответов на молекулярном уровне, определяющих различную степень толерантности тканей и органов к гипоксии.
Цель исследования. Выявление клеточно - молекулярных особенностей адаптации пойкилотермных и гомойтермных организмов к экстремальным ситуациям.
Задачи исследования:
1. Исследовать активность ферментов энергетического обмена глута-матдегидрогеназы (ГДГ), аспартат- и аланинаминотрансферазы (ACT и AJIT) в норме, при гипотермии крыс и сусликов, а также при гипоксии крыс.
2. Изучить влияние многократной гипотермии, мочевины, адреналэк-томии на активность ГДГ, влияние даларгина, альфа-токоферола, УФ — облучения, многократной гипоксии на активность ACT и АЛТ и перекрестные эффекты многократной гипотермии, гипоксии на активность ферментов в тканях крыс.
3. Изучить показатели перекисного окисления липидов в норме и при гипотермии в мозге и печени у крыс и сусликов.
4. Изучить влияние альфа — токоферола и УФ — облучения на состояние окислительно - антиоксидантной системы в норме и при нитритной гипоксии в тканях у крыс.
5. Исследовать показатели окислительно-антиоксидантной системы, белкового и липидного обменов у молоди различных видов рыб при нитритной гипоксии.
6. Оценить состояние окислительно-антиоксидантной системы при же-лезодефицитной анемии у женщин и экспериментальной внутриутробной нитритной гипоксии в тканях у крыс.
7. Исследовать состояние окислительно-антиоксидантной системы, морфофизиологические и биохимические показатели крови при токсической гипоксии наркозависимых.
8. Изучить кислотную резистентность эритроцитов в качестве интегрального показателя состояния клеточных мембран при нитритной гипоксии у крыс, токсической гипоксии наркозависимых и железодефицитной анемии у женщин.
Научная новизна. Выявлены клеточно-молекулярные особенности адаптации живых организмов в экстремальных ситуациях. Впервые показано участие ферментов энергетического обмена (ГДГ, ACT, АЛТ) в адаптивной реакции мозга при гипотермии и гипоксии крыс. Показана эффективность адаптогенов (мочевины, даларгина, а — токоферола, УФ — облучения) при экстремальных состояниях. Выявлено влияние многократной гипотермии и гипоксии, а также влияние их перекрестного применения на активность ферментов энергетического метаболизма в мозге крыс.
У животных при стрессовых ситуациях (гипотермия, гипоксия различного генеза), и у человека при анемической и токсической гипоксии выявлена активация процессов перекисного окисления липидов. Показано, что вид животного и природа экстремального фактора влияют на степень дисбаланса окислительно - антиоксидантной системы. Установлено, что активация ПОЛ в экстремальных ситуациях, сопровождающаяся адекватным увеличением активности систем антиоксидантной защиты, обеспечивает резистентность организмов и является проявлением адаптивных реакций.
Получены новые данные о дозо- и хронозависимом влиянии нитрита
натрия на выживаемость, перекисное окисление липидов, общую антиоксидантную и каталазную активности, количество холестерина и фосфолипи-дов, а также содержание и фракционный состав мышечного белка молоди рыб. Выявлена видоспецифичность реакции рыб на нитритную интоксикацию: молодь кутума обладает значительной толерантностью по сравнению с хрящевыми гоноидами - русским осетром и севрюгой.
Разработана модель внутриутробной нитритной гипоксии для оценки состояния окислительно - антиоксидантной системы, а также количества белка, холестерина и фосфолипидов в системе «мать-плод» у крыс: в крови, мозге, печени и плаценте самок и в печени и мозге плода. Выявлены особенности компенсаторных реакций у плода.
Обнаружен срыв адаптационного потенциала при токсической гипоксии у наркозависимых лиц по характерным нарушениям окислительно - антиоксидантной системы, морфофизиологическим показателям крови и фракционному составу белков сыворотки крови.
Исследованы закономерности кислотной резистентности эритроцитов в качестве интегрального показателя нарушений при гипотермии и гипоксии различного генеза у крыс. Установлена взаимосвязь между резистентностью эритроцитарных мембран и состоянием окислительно-антиоксидантной системы.
Теоретическая и практическая значимость. Диссертационная работа выполнена в русле интегративной физиологии животных и человека. В результате работы обосновано направление по применению молекулярно-клеточных подходов к изучению адаптивно-компенсаторных реакций животных организмов при экстремальных ситуациях. Впервые исследованы и показана общность молекулярно-клеточных изменений при воздействии гипотермии, гипоксии различного генеза у пойкилотермных и гомойтермных организмов. Результаты работы по воздействию экстремальных факторов (гипотермия и гипоксия различного генеза) важны для понимания формирования адаптационно-компенсаторных реакций организма и устойчивости различных животных к экстремальным факторам.
Впервые широко охарактеризовано участие ферментов энергетического метаболизма и компонентов окислительного стресса в формировании адаптивно-компенсаторных процессов у позвоночных животных при стрессовых состояниях.
Практическую значимость имеют данные об адаптивных эффектах мочевины, даларгина, УФ — облучения, многократных тренировок животных к воздействиям стресс факторов. Обнаруженная видовая специфичность рыб к нитритной интоксикации важна для рыбоводства в искусственных водоемах.
Практическую ценность представляет разработанная нами модель внутриутробной нитритной гипоксии у крыс для оценки метаболического статуса системы «мать-плод» у человека.
Практическое значение имеет выявленная нами необходимость включения в комплекс реабилитационных мер для наркозависимых эффективных
препаратов антиоксидантной направленности.
Материалы работы включены в лекционные курсы и находят применение на занятиях по физиологии, экологической физиологии, физиологических практикумах в Дагестанском государственном университете, отражены в отчетах Дагестанского научного центра РАМН.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. Особенности реакции глутаматдегидрогеназы в различных тканях крыс при глубокой гипотермии и выходе из нее, а также перекрестные эффекты многократной гипотермии указывают на адаптивную направленность активности фермента мозга.
2. Неспецифический характер изменения активности аминотрансфераз (ACT и AJIT) у крыс при гипотермии и гипоксии свидетельствует о вовлечении ферментов, сопрягающих углеводный и аминокислотный обмен, в общую адаптивную реакцию организма.
3. У крыс при гипотермии, в отличие от сусликов, активируются процессы перекисного окисления липидов в мозге. Многократная гипобариче-ская гипоксия предотвращает развитие окислительного стресса при гипотермии у крыс в результате формирования более эффективной антиоксидантной системы, обеспечивающей защиту при гипотермическом стрессе.
4. Толерантность кутума к нитритной гипоксии, по сравнению с русским осетром, обеспечивается мобилизацией компенсаторных механизмов, связанных с повышением активности систем антиоксидантной защиты, изменением белкового и липидного обменов.
5. Поддержание высокого уровня активности систем антиоксидантной защиты мозга у плодов крыс в модельных экспериментах внутриутробной нитритной гипоксии, является отражением компенсаторных реакций в системе «мать — плод».
6. Характерные для токсической гипоксии человека нарушения морфо-физиологических и биохимических показателей крови свидетельствуют о напряжении компенсаторных механизмов и развитии окислительного стресса.
7. При исследовании кислотной резистентности эритроцитов установлена взаимосвязь между состоянием клеточных мембран и состоянием окис-лительно-антиоксидантной системы, зависящая от природы экстремального фактора.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались и представлялись на ежегодных научно-практических конференциях Дагестанского государственного университета, Махачкала; Всесоюзном симпозиуме «Механизмы пластичности мозга при функциональных и патологических воздействиях», 1982, Махачкала; Всесоюзной научной конференции «Механизмы природных гипометаболических состояний», 1991, Пущино - на — Оке; II и 111 Российском форуме «Мать и дитя», 2000,2001, Москва; Международных научных конференциях «Новые технологии в защите биоразнообразия в водных экосистемах», 2002, МГУ, «Биотехнология — охране окружающей
среды», 2004, МГУ, Москва; Международной биотехнологической конференции, 2005, Монреаль, Канада; V Международной научной конференции «Медицинская экология», 2006, Пенза; III Научно - практической конференции «Новые технологии в медицине», 2006, Махачкала; Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Актуальные аспекты жизнедеятельности человека на Севере», 2006, Архангельск; Международная конференция, посвященная 75-летию академика РАЕН, проф. Д.Л. Теплого «Свободные радикалы, антиоксиданты и старение», 2006, Астрахань; VI Межвузовской конференции с международным участием «Обмен веществ при адаптации и повреждении», 2007, Ростов-на-Дону; III Международной научно-технической конференции, 2007, Тольятти; XIV Международной научно-практической конференции «Экология и жизнь», 2008, Пенза; Международной конференции «Эффективная и доказательная наркология в эпоху ВИЧ», 2008, Москва; XXI Съезде физиологического общества имени И.П. Павлова, 2010, Москва-Калуга; Всероссийской научной конференции «Модернизация науки и образования», 2011, Ростов-на-Дону-Махачкала.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 70 работ, общим объемом 12,25 п.л. (авторский вклад 10,08 п.л.), статьи в научных изданиях, рекомендованных ВАК для докторских диссертаций - 16, статьи в прочих рецензируемых журналах - 21, статьи в материалах международных научных конференций — 33.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методов исследования, главы собственных исследований, заключения, выводов и библиографического списка. Диссертация изложена на 346 страницах, содержит 47 таблиц и 27 рисунков. Список литературы включает 681 источников, в том числе 206 иностранных.
МЕТОДЫ И ОРГАНИЗАЦИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ
Работа выполнялась в Дагестанском государственном университете с 1985 по 2008 годы. Часть исследований проводилась в НПЛ кафедры биохимии Даггосуниверситета, в лаборатории биохимии протеолиза института им. А.Н. Баха, г. Москва, НПЛ репродуктологии и перинатальной медицины Дагестанского научного центра РАМН.
Объектами экспериментальных исследований служили лабораторные крысы, суслики, молодь кутума и русского осетра. Биологическим материалом исследований экспериментальных животных служили различные органы и ткани (мозг, печень, кровь). При исследовании гипоксических состояний человека использовали кровь беременных женщин с ЖДА и наркозависимых мужчин.
Моделирование гипоксических состояний в эксперименте проводили с использованием гипотермии, гипобарической и нитритной гипоксии. Гипо-
термита крыс вызывали в холодовых камерах, в полых стенках которых циркулировала холодная вода с температурой 4-5°С. Температуру тела крыс снижали до 30°С (умеренная гипотермии) и до 20°С (глубокая гипотермии) со средней скоростью 0,3°С/мин. у бодрствующих летом сусликов температуру тела снижали до 10°С.
Гипобарическую гипоксию крыс проводили в специальной гипобариче-ской камере, условным «подъемом» животных на высоту 3500 м (парциальное давление кислорода - 101 мм рт. ст.). Нитритную гипоксию средней тяжести у крыс вызывали внутрибрюшинным введением нитрита натрия (5 мг/100 г массы тела) (Иваницкая Н.Ф., 1976). Модельные эксперименты нит-ритной гипоксии рыб проводили в аквариумах, объемом 20 литров, куда добавляли возрастающие концентрации нитрита натрия (содержание нитрит ионов - 2,0; 4,0; 8,0 и 16,0 мг/л). Воду в аквариумах, содержащих 20 мальков в каждом, меняли каждые трое суток, предельно аккуратно, не пересаживая рыб.
В ходе работы использованы морфофизиологические и биохимические методы исследования. Активность глутаматдегидрогеназы, КФ 1.4.1.4 (ГДГ) определяли по методу H.H. Клюевой (1978). Для выделения изоформ ГДГ использовали изоэлектрическое фокусирование (Westerberg О., Swenson Н., 1966) и электрофорез в полиакриламидном геле (Маурер Г., 1971). При изо-электрическом фокусировании использовали колонку 8100-1 и амфолины фирмы «L КВ» (Швеция). Для отделения амфолинов и сахарозы использовали метод гель-фильтрации через сефадекс Г-50.
Выделение субклеточных фракций (митохондриальной и цитозольной) проводили методом дифференциального центрифугирования. В качестве
среды выделения использовали 0,25 М сахарозу (Методы биохимии......,
1982). Активность малатдегидрогеназы, КФ 1.1.1.37 (МДГ) определяли спектрофотометрически (СФ-16) в реакции восстановления щавелевоуксус-ной кислоты до яблочной с одновременным окислением восстановленной формы НАД (Прохорова М.И., 1982). Активность аспартатаминотрансфера-зы, КФ 2.6.1.1. (ACT) и аланинаминотрансфераз, КФ 2.6.1.2 (AJIT) определяли методом Рейтмана и Френкеля (Reitman S., Frankel S., 1957). Экстракцию липидов осуществляли методом J. Folch et al. (1957). О содержании фосфо-липидов судили по количеству неорганического фосфора в пробе (Кушмано-ва О.Д., Ивченко Г.М., 1983). Общий холестерин определяли на основе цветной реакции Либермана-Бурхарда (Прохорова М.И.,1982). Об интенсивности ПОЛ судили по накоплению малонового диальдегида в реакции с тиобарби-туровой кислотой (Андреева Л.И., 1988). Общую антиоксидантную активность определяли по степени торможения биологическим материалом пере-кисного окисления экзогенного субстрата (линоленовой кислоты) за 1 час инкубации (Демчук М.Л., 1990). Об активности каталазы, КФ 1.11.1.6 (КА) судили по скорости разложения перекиси водорода (Королюк М.А. и др., 1988). Содержание белка определяли по Лоури (Lowry О.Н. et а!., 1951). Выделение тканевых белков у рыб, а также их электрофоретический анализ
проводили в агарозовом геле на аппарате «Beckman» с использованием диагностического набора «Corway gel protein 100» по методике H.H. Пушкиной (1963). Кислотную резистентность эритроцитов определяли по методу И.А. Терсковой и И.И. Гительзона (1957). Построение кислотных эритрограмм и распределение эритроцитов по группам стойкости осуществляли по методу В.Г. Леоновой (1987). Содержание форменных элементов крови и гемоглобина определяли в соответствии с описанием (Практикум по нормальной физиологии, 2004).
Результаты исследований обработаны статистически с применением t-критерия Стьюдента, а также непараметрического U- критерия Вилкоксона-Манна-Уитни. Различия между выборками считали достоверными при Р<0,05 (ЛакинГ.Ф., 1990).
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
1. Активность глутаматдегидрогеназы, аспартат- и аланинамино-
трансферазы в тканях крыс при гипотермии и гипоксии
В табл. 1 представлена активность ГДГ в гомогенатах тканей крыс при глубокой гипотермии 20°С. Гипотермия приводит к существенной активации ГДГ в больших полушариях и мозжечке и практически не изменяет активность фермента в печени.
Таблица 1.
Активность глутаматдегидрогеназы (нМольНАДН2/мг белка/мин) больших полушарий, мозжечка и печени при гипотермии 20°С различной продолжительности (М±т; п = 6-7 в каждой серии) ___
Условия опытов Большие Полушария Мозжечок Печень
Нормотермия (контроль) 38,5±2,6 58,9±3,6 76,1 ±5,0
Гипотермия 20°С по достижении Гипотермия 20°С через 1 час 52,9±2,7' 56,0±1,2* 75,9±4,9" 68,5±3,б 79,5±4,2 69,8±1,0
Примечание: здесь и далее в таблицах и рисунках *, **, # — достоверные различия в сравнении с контролем (*- Р<0,001; ** - Р<0,01; # - Р<0,05)
В мозге ГДГ работает в направлении утилизации глутамата в энергетических целях. В нейронах имеется мощный пул глутамата (ЮмМ), который может быть использован при низких температурах ткани для энергетических нужд. Этим объясняется увеличение активности ГДГ в мозге при гипотермии. Отсутствие эффекта в печени свидетельствует о том, что в печени достаточно много и других источников энергии и что потребность гепатоцитов в энергии при гипотермии существенно меньше чем у нейронов. Данные табл. 2 согласуются с этим предположением. Пролонгирование и углубление гипотермии приводит к увеличению активности ГДГ в мозге. При самосогревании крыс активность фермента снижается, а через 1 час и сутки после достижения нормотермии активность ГДГ возвращается к уровню кон-
трольных значеній. Исследование физико-химических свойств ГДГ при гипотермии показало, что изменение активности фермента носит регуляторний характер: изоферментный состав, температурная зависимость и энергия активации фермента при гипотермии не изменяются.
Таблица 2.
Активность глутаматдегидрогеназы (нМоль НАДН2 /иг белка/мин) больших полушариях мозга крыс при самосогревании и в постгипотермическом периоде (М ±ш; п=6-7 в каждой серии).___
Варианты опытов Температура инкубациии, иС
37"С 30иС 20иС
Контроль (нормотермия) 69,37 ±2,69 50,21 ± 2,40 38,10 ± 1,70
Гипотермия 30°С (кратковременная) Самосогревание до: 34°С 36,5°С 73,20 ±3,53 69,05 ± 1,52 69,19 ± 1,05 56,66 ± 2,40 51,90 ±2,15 51,46 ± 1,49 40,19 ±0,15 37,18 ± 1,14 36,89 ± 1,16
Постгипотермический период: через 1 ч на 3-й сутки 69,07 ± 1,25 69,70 ± 2,03 51,70 ± 1,32 50,47 ±2,15 37,66 ± 1,20 36,32 ± 1,55
Гипотермия 30иС (пролонгированная 1ч), последующее самосогревание до: 34°С 36,5°С 78,57 ± 1,84" 75,90 ±0,17* 70,18 ± 1,60 60,66 ± 1,82" 60,54 ±0,10* 55,75 ± 2,24 44,64 ± 1,52" 44,54 ± 2,05" 41,01 ±2,46
Постгипотермический период: через 1 ч на 3-й сутки 70,01 ±2,10 68,90 ± 2,80 52,35 ± 1,90 50,31 ± 1,50 38,90 ±2,15 38,20 ± 1,66
Гипотермия 20иС (кратковременная), последующее самосогревание до: 28,0°С 36,5°С 81,20 ± 1,95* 76,35 ± 2,83 71,05 ±1,39 64,28 ± 2,43' 62,41 ± 3,38 58,16 ± 1,39 52,90 ± 2,66' 46,02 ± 2,59 41,53 ± 0,02
Постгипотермический период: через 1 ч на 3-й сутки 71,10 ± 1,90 68,60 ± 2,98 59,20 ± 1,50 51,69 ±2,98 41,20 ± 1,80 39,87 ± 1,90
Гипотермия 20"С (пролонгированная 1 ч) Самосогревание до: 28,0°С 36,5°С 106,00 ±3,60" 94,00 ± 2,50* 82,10 ± 1,90* 82,70 ±3,95' 74,73 ± 1,55* 68,50 ± 1,20* 56,00 ±1,59' 50,85 ± 1,59* 48,30 ±2,10*
Постгипотермический период: через 1ч на 3-й сутки 78,10 ± 1,57" 67,40 ±2,40 62,00 ± 1,12" 49,10 ±2,22 45,78 ± 1,15" 37,20 ±1,65
ГДГ существует в двух взаимообратимых состояниях: мембраносвя-занном (неактивная форма) и свободном (активная форма). Активация ГДГ определяется энергетическим статусом митохондрий (Smith J., Stonley Ch.A., 2008). При высокоэнергизированном состоянии митохондрий активность фермента подавлена. Адаптивные возможности фермента, проявляются в условиях энергетического дефицита и связаны с обратимой активацией фермента в результате фосфорилирования/дефосфорилирования (Peterson P.E., Smith T.J., 1999; Bell A.A., Storey K.B., 2010).
Результаты сравнительных исследований активности фермента в цито-зольной (Ц) и митохондриальной (МХ) фракциях больших полушарий мозга крыс и сусликов при продолжительной 20°С гипотермии показало повышение активности фермента в Ц и МХ фракциях у крыс. У сусликов, клеточные и субклеточные мембраны которых обладают уникальной способностью сохранять свою целостность при резком изменении температуры тела, повышение активности фермента обнаружено только в МХ фракции.
Известно, что многократные сеансы кратковременного глубокого (20°С) охлаждения формируют у крыс устойчивость к продолжительной гипотермии в результате адаптивной модификации митохондрий (Волжина Н.Г., Федоренко Г.М., 1990). Нами показано, что активность ГДГ в Ц и МХ фракциях мозга при нормотермии крыс, подвергавшихся 6-, 10- и 15'тя -кратной кратковременной 20°С гипотермии повышается. Гипотермия 20 С, пролонгированная в течение 1 часа, у многократно охлажденных животных не приводит к увеличению активности фермента.
К веществам, обладающим адапгогенным эффектом и значительно накапливающимся при многократном охлаждении крыс, а также при гибер-нации относится мочевина. Введение мочевины крысам (100мг/100г массы тела) перед охлаждением повышает устойчивость крыс к низким температурам тела (Гершенович А.Д. и др., 1967; Тананакина Г.П., 1982) и снижает критическую температуру, при которой ЭЭГ у крыс становится изоэлектри-ческой (Мейланов И.С., 2004). Нами обнаружено, что предварительное введение крысам мочевины в той же дозе вызывает такие же изменения активности ГДГ при нормотермии, что и гипотермия, а глубокая 20°С гипотермия крыс на фоне действия мочевины не приводит к увеличению активности фермента.
Для выяснения вопроса о влиянии стресс-индуцированных реакций на регуляцию активности ГДГ использовали адреналэктомированных (АЭ) крыс. Установлено, что у АЭ крыс «общая» активность фермента, выявленная путем замораживания и оттаивания гомогенатов больших полушарий мозга как при нормотермии, так и при 20°С гипотермии не изменяется в сравнении с контролем. Степень же увеличения «свободной» активности фермента при гипотермии значительно ниже, чем у интактных животных. По-видимому, АЭ крыс уменьшает действие стресса на мембраны и, следовательно, активацию мембраносвязанной формы ГДГ. Таким образом, вышеизложенные данные подтверждают нашу гипотезу о регуляторном характере увеличения активности ГДГ при гипотермии, физиологическая целесообразность которой связана с использованием глутамата в энергетических целях при гипотермических (гипометаболических) состояниях.
Наряду с ГДГ, важную роль в регуляции метаболических потоков при изменении физиологического состояния играют аминотрансферазы (Рослый И.М., 2003).
В табл. 3 приведены данные по влиянию гипотермии различной продолжительности на активность АСТ.
Таблица 3.
Активность аспартатаминотрансферазы (ACT) (мкМоль пирувата/г тка-ни-/час) при гипотермии 20°С различной продолжительности (М±т; п=10 в каждой
серии опытов)
Ткани Нормотермия (контроль) Гипотермия 20UC (по достижении) Гипотермия 20°С (1ч) Гипотермия 20°С (3 ч)
Большие полушария 462,3±16,2 422,3±7,2* 401,0±12,1" 322,9±18,Г
Ствол мозга 480,0±12,0 437,0±10,8" 425,0±4,7* 457,0±10,5
Мозжечок 476,4±9,1 458,0±11,0 432,0±4,1* 450,0±9,8"
Печень 1720,0±72,0 1700,0±69,0 1690,0±49,0 1428,0±68,0"
Сыворотка крови 2,1±0,2 2,1 ±0,2 2,7±0,3 2,0±0,2
При кратковременной и одночасовой 20°С гипотермии активность ACT в больших полушариях снижается, по сравнению с контролем. В стволе мозга и мозжечке активность ACT также снижается, но эффект значительно меньше. Эти две структуры эволюционно более древние по сравнению с неокортексом, и в них интенсивность энергетического метаболизма меньше чем в коре. Ас-партатаминотрансфераза участвует в энергетическом процессе в нейронах, обеспечивая функционирование малат-аспартатного челнока, необходимого для передачи восстановительных эквивалентов из цитозоля в MX, осуществляя, таким образом, связь между гликолизом (который постоянно требует НАД) и ЦТК. Ингибирование ACT приводит к уменьшению окисления глюкозы через пируватдегидрогеназный комплекс и далее через цикл Кребса. Таким образом, подавление активности ACT уменьшает поток углерода через ЦТК и, соответственно, приводит к снижению потребления кислорода синаптосомами (Cheesemen A.J., Clark J.B., 1988).
Если активность ACT в мозге коррелирует с интенсивностью энергетического обмена, то приведенные в табл. 3 результаты получают рациональное объяснение: снижение активности ACT способствует направлению глутамата на путь окисления под действием ГДГ. Интересно отметить, что в печени гипотермия приводит к снижению активности ACT, хотя этот эффект меньше, чем в больших полушариях. Но исходная активность ACT в печени значительно (в 4 раза) больше чем в мозге.
В табл. 4 приведены данные по влиянию гипотермии различной продолжительности на активность AJIT в тканях крыс.
Таблица 4.
Активность аланинаминотрансферазы (мкМоль пирувата/г ткани/час) при гипотермии 20°С различной продолжительности (М±т; п=10 в каждой серии опытов)
Ткани Нормотермия Гипотермия (20иС)
по достижении в течение 1 часа в течение 3-х часов
Большие полушария 44,5±2,1 53,0±1,Г 60,56±1,0' 28,Cfctl,2*
Ствол мозга 42,0±1,8 45,3±1,4 42,0±1,1 38,5±3,7
Мозжечок 39,0±2,4 40,3±2,1 45,9±0,9" 36,Oil,4
Печень 2080,0± 108,0 1880,0±87,0 1840,0±104,5 1883,0±42,2
Сыворотка крови 3,6±0,1 3,5±0,4 3,5±0,3 2,6±0,7
В отличие от ACT, при кратковременной и одночасовой 20°С гипотермии активность AJIT в больших полушариях мозга крыс повышается. В стволе мозга и мозжечке активность АЛТ при гипотермии 20°С практически не изменяется. Активность фермента в мозжечке повышается при одночасовой 20 С гипотермии (Р< 0,05). В печени активность фермента при различных режимах гипотермии снижается незначительно (Р > 0,05).
АЛТ связана с глиальными структурами мозга и ее активность в мозге значительно ниже, чем ACT. В мозге глия и нейроны связаны метаболически глутамин/глутаматным циклом. В результате этого цикла азот из глии поступает в нейроны (глутамин синтезируется из глутамата в глии, при этом глутамат поступает из нейронов). Возвращение азота в глию осуществляется посредством захвата аланина глией несколькими транспортными механизмами из межклеточной жидкости. В глии аланин участвует в передаче аминогруппы альфа-кетоглутарату с образованием глутамата и пирувата. Эта реакция осуществляется АЛТ. Таким образом, АЛТ сохраняет азот в глии, позволяя снижать экстраклеточную концентрацию глутамата (уменьшая тем самым риск эк-зайтотоксичности) и создавая пул глутамата для глутаматэргических синапсов в виде глутамина (Stefan В. е al., 2007).
Описанное выше функциональное различие ACT и АЛТ может объяснить противоположное изменение активности двух ферментов в мозге крыс при гипотермии.
Продолжительная 3-х часовая 20°С гипотермия крыс приводит к снижению активности аминотрансфераз в больших полушариях мозга (ACT - на 30%; АЛТ - на 37%) и печени (ACT - на 17%, АЛТ - на 27%). Причины однонаправленного подавления активности аминотрансфераз в условиях длительной гипотермии могут быть разные. Введение антистрессорного препарата даларгина за 30 минут до 3-х часовой глубокой гипотермии корригирует активность аминотрансфераз, что указывает на важную роль стресс- индуцированных реакций в регуляции активности аминотрансфераз.
На начальных стадиях гипотермии сопутствующим фактором является гипоксия (Бернштейн В.А., 1971; Львова С.П., Эмирбеков Э.З., 1993). В этой связи было исследовано влияние гипоксии различного генеза на активность аминотрансфераз в мозге крыс.
При гипобарической гипоксии изменения активности ферментов сопоставимы с теми, которые имели место при 20°С гипотермии. Так, активность ACT в больших полушариях мозга крыс при одночасовой гипобарической гипоксии крыс снижается на 9 %, а активность АЛТ увеличивается на 24%.
Многократные тренировки крыс к гипоксической гипоксии приводят к незначительному повышению активности ACT (Р>0,05) и 2-х кратному повышению активности АЛТ в больших полушариях мозга, по сравнению с интактны-ми животными
При острой нитритной гипоксии (доза гипоксанта 5 мг/100 г массы тела), как и при продолжительной 3-х часовой гипотермии, активность ACT и АЛТ в мозге и печени снижается. Многократная нитритная гипоксия сопровождается менее значительными изменениями активности ферментов, по сравнению с острой нитритной гипоксией. Восстановление активности аминотрансфераз
после перенесенной острой нитритной гипоксии ускоряется на фоне предварительного введения альфа-токоферола (1 мг/100г массы тела).
Таким образом, динамика и тканевая специфичность реакции амино-трансфераз при гипотермии, гипоксии и выходе из этих состояний свидетельствует о лабильности реакций трансаминирования и их участии в адаптационных процессах организма.
2. Окислительно - антиоксидантная система, показатели липидного и белкового обмена животных организмов при экстремальных ситуациях.
В таблице 5 представлены результаты сравнительных исследований образования МДА в тканях крыс и сусликов. Показано значительное образование МДА в больших полушариях мозга крыс при 30°С гипотермии, в то время как у сусликов при 10°С гипотермии, которую можно считать умеренной для этих животных, образование МДА заметно ниже контрольных значений. При индуцировании ПОЛ in vitro происходит существенное образование МДА в больших полушариях и печени крыс и сусликов. Это свидетельствует о том, что сдерживание процессов ПОЛ у гибернирующих животных происходит в условиях целостности регуляторных систем организма.
После многократных тренировок крыс в барокамере и последующей умеренной гипотермии образование МДА в больших полушариях, стволовой части мозга и печени снижается (на 45, 64 и 40% соответственно). Причиной этого может быть формирование в результате многократной гипоксии эффективной системы антиоксидантаой защиты, смягчающей действие гипотермического стресса у крыс.
Таблица 5.
Содержание малонового диальдегида (нМоль/г-ткани) в тканях крыс и сусликов при гипотермии (М±т; п=8 в каждой серии опытов) _
Ткани Условия опыта Крысы Суслики
МДА (in vivo) МДА (in vitro) МДА (in vivo) МДА (in vitro)
Большие полушария Нормотермия (контроль 1) 58,2±3,4 128,2±3,4 44,9±2,9 109,0±5,1
Гипотермия 30°С 20°С 10°С 87,3±3,4* 64,0±2,7 158,9±3,7* 166,4±5,1* 32,6±1,9* 133,0±2,8*
Стволовая часть мозга Нормотермия (контроль 2) 76,9±9,1 185,0±2,6*
Гипотермия 30°С 20°С 10°С 84,6±4,3 240,5±3,7*
Печень Нормотермия (контроль 3) 38,9±2,6 П5,4±2,4 32,1±1,9 64,0±4,1
Гипотермия 20°С 10°С 42,8±2,2 150,0±3,1* 26,6±2,0 70,5 ±3,4
В таблицах 6 и 7 представлены показатели окислительно-антиоксидантной системы в тканях крыс при нитритной гипоксии. Установлено, что через 1 час после введения нитрита натрия содержание МДА в мозге превышает исходный уровень на 41,3%, а в печени на 82,8%. Высокий уровень МДА сохраняется и на следующие сутки после воздействия гипо-ксанта. Активация ПОЛ связана со снижением активности каталазы в мозге и печени на 53,5 и 47,5%, соответственно. Использование в качестве адап-тогена УФ - облучения при нитритной гипоксии показало, что его многократные сеансы приводят к формированию сбалансированной окислительно-антиоксидантной системы более высокого уровня, предупреждающей развитие окислительного стресса при нитритной гипоксии.
Таблица 6.
Содержание МДА (мМоль/г ткани) в мозге и печени крыс при нитритной гипоксии и многократном УФ - облучении (М±т; п=10 в каждой серии опытов)
Условия эксперимента Мозг Печень
In vivo in vitro in vivo In vitro
Интактные крысы (контроль 1) 53,1±2,2 121,5±1,9 38,9±2,6 115,4±2,4
Через 1 час после введения нитрита натрия 75,0±1,5* 184,1±2,0* 51,6±1,5* 113,8±2,7
Через 24 часа после введения нитрита натрия 60,0±1,3** 181,1±4,0* 32,2±2,3# 132,9±3,6*
Многократное УФ -облучение (контроль 2) 71,5±2,1* 142,6±2,4* 46,2±1,3** 91,2±2,7*
Через 24 часа после введения нитрита натрия УФ-облученным крысам 50,0±1,5* 113,1±1,9* 48,0±1,9 126,0±1,4*
Таблица 7.
Активность каталазы (мкМоль Н202/мг/мин) в мозге и печени крыс при нитритной гипоксии и многократном УФ - облучении (М±т; п=10, в каждой серии
опытов)
Условия опыта Мозг Печень
Интактные крысы (контроль 1) 0,9±0,02 57,2±1,4
Через 24 часа после введения нитрита натрия 0,4±0,03* 30,0±1,3*
Многократное УФ — облучение (контроль 2) 2,3±0,06* 183,2±4,7*
Через 24 часа после введения нитрита натрия УФ - облученным крысам 1,5*0,02" 171,0±3,1
Для выявления реакции на гипоксию у пойкилотермных организмов, изучали показатели окислительно-антиоксидантной системы, липидного и белкового обменов у молоди двух видов рыб (кутума - Rutilus frisii kutum Kamensky и русского осетра -Asipenser gueldenstaedti Brandi) при нитритной гипоксии.
Обнаружено, что молодь кутума, в отличие от осетра выдерживает продолжительные (до 45 дней) нагрузки нитрита натрия в возрастающих концентрациях (2,0; 4,0; 8,0; 16,0 мг/л).
Выявлены видоспецифические, дозо- и хронозависимые различия в показателях окислительно-антиоксидантной системы у рыб (рис. 1 и 2).
15 25 45
Время экспозиция (су тки)
Рис. 1. Динамика показателей окис-лительно-антиоксидантной системы молоди кутума при воздействии нитрит-ионов: 1 -МДА (нМоль/г ткани), 2 — ОАА (%), 3 — активность катала-зы (мкМоль Н202 / г ткани)
■ контроль
■ 2,0 мг/л □4,0 мг/л □ 8,0 мг/л
■ 16,0 ыг/л
15 25 45
Время экспозиции (сутки) 3
1І 25 45
Время экспозиции (сутки)
У кутума имеет место дозо- и хронозависимое повышение МДА. Однако при этом обеспечивается антиоксидантная защита (АОЗ), благодаря высокому уровню общей антиоксидантной и каталазной активности.
Таким образом, активация процессов ПОЛ и адекватное повышение активности систем АОЗ у кутума при нитритной гипоксии характеризует адаптационную фазу стресса, связанную с мобилизацией энергетических ресурсов, необходимых для жизнеобеспечения и выживания рыб в токсической среде.
Динамика дозо- и хронозависимых изменений показателей окислитель-но-антиоксидантной системы при нитритной гипоксии у осетра отличается от кутума. На 3-й и 10 сутки экспозиции осетра в гипоксической среде, у оставшихся в живых особей, снижается содержание МДА, общая антиоксидантная и каталазная активности.
Важная роль в процессах адаптации животных организмов принадлежит липидам (Крепе Е.М., 1981; Смирнов Л.П., Богдан В.В., 2007; Коїоші-^еуа І.К., 2012). Реакция липидных компонентов у кутума при нитритной гипоксии также отличается от осетра. Наиболее значимые изменения в общей картине фазных, дозозависимых флуктуаций липидных компонентов (ФЛ и X) при длительной экспозиции и высоких концентрациях нитрита у кутума - это снижение ФЛ, повышение X, увеличение отношения Х/ФЛ (0,4 против 0,14 в контроле), что, по-видимому, является отражением компенсаторных реакции липидного обмена, обеспечивающих выживание рыб.
Шконтроль В 2,0 мг/л
□ 4,0 мг/л
□ 8,0 мг/л
0,7
3 0,6
1
« и 0,5
и о 0,4
X л н н 0,3
< 0,2
0,1
ВгЯмя экспозиции (отШ
Рис. 2. Динамика показателей окислительно-антиоксидантной системы молоди русского осетра при воздействии нитрит-ионов: I -МДА (нМоль/г ткани), 2 - ОАА (%), 3 — активность каталазы (мкМоль Н202 / г ткани)
Время экспозиции (сутки)
У осетра обнаружено дозозависимое повышение ФЛ, снижение X, уменьшение отношения Х/ФЛ (0,11), по сравнению с контролем (0,14).
Таким образом, активация процессов ПОЛ у кутума коррелирует со снижением ФЛ, что, на наш взгляд, связано с расходованием полиненасыщенных жирных кислот в условиях нитритного стресса. В этой связи не исключено, что толерантность кутума к нитритной гипоксии, в отличие от осетра, определяется возможностью обеспечения в условиях утилизации ФЛ при нитритной гипоксии целостности мембран за счет высокого уровня X.
Холестерин, не обладая антирадикальной активностью, проявляет свойства структурного антиоксиданта, снижая доступность жирнокислотных остатков ФЛ для свободнорадикальной атаки (Клебанов Г.И. и др., 1988).
Учитывая важную роль белков в метаболизме рыб, росте и развития, а также в адаптации исследовали фракционный состав мышечных белков кутума при нитритной гипоксии. Результаты показали, что водорастворимые мышечные белки кутума представлены фракциями, соответствующими альбуминовой и глобулиной фракциям сыворотки крови. Это подтверждает известный факт преобладания альбуминов и глобулинов в спектре мышечных белков (Китай, Китаг, 1995).
Во фракциях мышечных белков кутума и их электрофоретической по-
движности выявлены значительные изменения.
При концентрациях нитрит-ионов 2,0; 4,0 и 8,0 мг/л и непродолжительной экспозиции (15 суток) кутума снижаются альбумины. На электро-фореграмме доминирует альфа2 - глобулиновая фракция, снижается отношение A/G (с 0,7 до 0,1 - 02). При 15 и 45-ти суточной экспозиции кутума в среде с концентрацией нитрит-ионов 16,0 мг/л наблюдается увеличение содержания фракции альбуминов, которая видоизменяется за счет появления медленных компонентов, показатель A/G увеличивается до 0,5, доминирует альфа2 - глобулиновая фракция. Тенденция к повышению альбуминов и суммарных водорастворимых белков сохраняется при более продолжительном (до 45 суток) воздействии возрастающих концентраций нитрита натрия. На наш взгляд, эти изменения могут быть связаны с появлением в водорастворимой фракции модифицированных белков в результате деградации миофибриллярного аппарата молоди кутума. Таким образом, адаптивный характер изменений фракционного состава мышечных белков кутума, по-видимому, проявляется в определенных пределах токсической нагрузки, выше которого возможны необратимые патологические изменения в мышцах.
Интересным подходом в изучении клеточно-молекулярных закономерностей адаптации при экстремальных ситуациях у человека, представляется исследование различных форм гипоксии.
Широко распространенной причиной гипоксии у человека является дефицит железа (Вахлова И.В., 2003; Конь И.Я., Гмошиневская Н.В., 2006; Лебедева У.М. и др., 2010). Железодефицитная анемия беременных женщин чревата внутриутробной гипоксией плода, задержкой развития и постна-тальными осложнениями (Соколова H.A. и др., 2002; Конь ИЛ., Гмошиневская Н.В., 2006). Обнаруженное нами в сыворотке крови беременных женщин с ЖДА повышение МДА, увеличение активности эритроцитарной ката-лазы, снижение витаминов С и Е согласуется с представлением, что активация процессов ПОЛ является пусковым механизмом в патогенезе различных видов стресса и функциональных нарушений в системе «мать-плод» (Аб-рамченко В.В., 1995; Барабой В.А.,1991; Соколова H.A. и др., 2002).
Изучение состояния окислительно - антиоксидантной системы организма матери и плода в модельных экспериментах внутриутробной нитритной гипоксии показало (табл. 8), что у самок крыс, перенесших нитритную гипоксию во время беременности, имеет место активация ПОЛ (увеличение МДА в мозге на 80%, в печени — на 70%). Активность каталазы и ОАА снижаются.
У крысят, перенесших внутриутробную гипоксию, адекватно повышению МДА, возрастает активность каталазы в мозге и сохраняется достаточно высокий уровень активности каталазы и ОАА в плаценте, что можно рассматривать как проявление компенсаторной реакции, направленной на сдерживание ПОЛ. Вместе с тем, тенденция к снижению ОАА в мозге, а также накопление МДА в печени на фоне незначительных изменений здесь активности каталазы и ОАА, указывает на напряжение системы АОЗ.
Таблица 8.
Окислительно-антиоксидантная система тканей самок и плодов крыс при нитритной гипоксии (МДА — нМоль/г ткани, нМоль/мл сыворотки крови; активность каталазы - мкМоль Н202/г ткани / мин, мкМоль НгСЬ/мл сыворотки кро-
Ткани Варианты опыта МДА Катал аза ОАА
Мозг аЗ К 60,0±2,8 0,07±0,002 54,5±3,2
и О 96,0±8,3* 0,03±0,001* 45,5±2,4*
Ч О К 26,0±3,5 0,96±0,02 81,8±8,5
С О 40,0±7,1* 1,70±0,2* 77,3±1,9
Печень га К 38,0±4,2 12Д0±1,9 91,0±4,5
03 О О 52,0±4,7* 11,40±0,8 81,2±6,3
1=1 о К 28,0±3,7 14,10±2Д 50,0±1,8
й О 76,0±5,8* 13Д0±1,6 55,0±2Д
Плацента І К Следы 0,30±0,08 79,0±2,3
« и О Следы 0,3±0,04* 81,8±4,8
Сыворотка л и к 18,0±2,2 0,10±0,01 -
крови КЗ и о 40,0±4,3* 0,08±0,001* -
Особенностью липидного обмена плодов при внутриутробной нитритной гипоксии является уменьшение ФЛ мозга (на 20,8%) и печени (на 30,9%), увеличение содержания X в мозге и печени на 38% и 62% соответственно. Увеличение X в мозге и печени крысят может служить фактором, обеспечивающим целостность мембранных структур.
Гипоксия играет лидирующую роль при длительной интоксикации организма человека наркотиком и достигает наибольшей выраженности при абстинентном синдроме (Панченко Л.Ф. и др., 1995; Шабанов П.Д., 2003; Овсянников М.В. и др., 2005).
В наших исследованиях установлено, что длительное употребление наркотика (героин) приводит к активации ПОЛ, угнетению систем АОЗ, снижению активности каталазы (на 53,2%), СОД (на 53,8%) и ОАА (на 18%) (рис. 3).
МДА КА СОД ОАА
Ш контроль ЕЗабсгиненция Ш реабилитация
Рис. 3. Окислительно-антиоксидантная система плазмы крови наркозависимых (в % по отношению к контролю)
У наркозависимых выявлен белковый дисбаланс, проявляющийся в изменении содержания суммарного сывороточного белка и его фракционного состава. На фоне снижения общего белка (на 25%), альбуминов (на 46%), повышается процентное содержание альфа1-, бета- и гамма — глобулинов на 73,0; 53,0 и 36% соответственно.
Альбумин-глобулиновый индекс снижается в 2 раза, что характерно для многих видов патологии (Ройтберг Г.Е., Струтынский A.B., 2003; Камышников B.C., 2004; Рукавицын O.A., 2007). Гипоальбуминемия, сопровождается накоплением токсических продуктов в организме и вносит дополнительный вклад в развитие окислительного стресса (Толкачева И.В., 1995; Камышников B.C., 2004).
В период ремиссии через 2 недели после купирования абстинентного синдрома сохраняется низкий уровень ОАА, активности каталазы, низкий уровень альбуминов, высокое содержание белка бета-глобулиновой фракции (превышает в 1,7 раз уровень контроля).
Таким образом, результаты исследований окислительно-антиоксидантной системы и белкового обмена у наркозависимых указывают на выраженную картину окислительного стресса с признаками истощения компенсаторных механизмов АОЗ.
3. Кислотная резистентность эритроцитов при экстремальных ситуациях.
Известно, что накопление продуктов ПОЛ на фоне угнетения системы АОЗ служит пусковым механизмом структурно-функциональной дестабилизации клеточных мембран (Владимиров Ю.А., 2000; Зенков Н.К. и др., 2001).
В качестве интегрального показателя состояния клеточных мембран при экстремальных воздействиях, изучали резистентность эритроцитов к гемолитику.
Исследования кислотной резистентности эритроцитов при нитритной гипоксии у крыс и токсической гипоксии наркозависимых (рис.4 и 6) показали однотипные изменения в эритроцитарной популяции — смещение пика эритрограммы влево, увеличение доли низкостойких эритроцитов, уменьшение общего времени гемолиза. Снижение стойкости эритроцитов согласуется с отмеченной при этих состояниях активацией ПОЛ, эритро-пенией и низким уровнем гемоглобина.
Лабильность системы крови при компенсаторных реакциях организма проявляется в правом сдвиге эритрограммы, связанном с увеличением доли высокостойких молодых форм эритроцитов в кровеносном русле.
Подобный характер эритрограмм выявлен нами в адаптационной фазе реакции организма при ЖДА, многократной нитритной гипоксии, а также при многократных воздействиях адаптогена (УФ — облучения).
Рис. 4. Эритрограммы кислотной резистентности эритроцитов крыс: I — контроль (интактные крысы), 2 — через час после введения нитрита натрия, 3 — через 24 часа после введения нитрита натрия, 4 — через 24 часа после многократного введения нитрита натрия
Смещение пика эритрограммы влево и сокращение времени гемолиза представляют типичную картину изменений эритроцитарной популяции при многих патологических состояниях, и свидетельствуют о неспецифическом характере изменений (Тонких Т.В. и др., 2005; Мамажакын У.Ч., 2006; Сахау Н.Р., 2006).
Рис. 5. Эритрограммы кислотной резистентности эритроцитов: 1 — женщины с нормальным течением беременности, 2 — женщины с железодефицитной анемией
Рис. 6. Эритрограммы кислотной резистентности эритроцитов у наркозависимых: 1 —здоровые лица, 2 - абстиненция, 3 — реабилитация
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Выживание организмов при экстремальных воздействиях, сопровождающихся гипотермией и гипоксией, определяется эффективностью регуляторных механизмов поддержания энергетики клетки (Хочачка П., Сомеро Дж., 1986). Важную роль в регуляции энергетических процессов играют ферментные системы, участвующие в обеспечении клеток энергией. К таким ферментам, в частности, относятся ГДГ, ACT и AJIT, входящие в метаболой цикла Кребса.
При глубокой гипотермии показана активация ГДГ в митохондриальной фракции больших полушарий мозга крыс и сусликов. Суслики, как гетеро-
термные животные эволюционно адаптированы к переживанию гипометаболи-ческих состояний (Boutilier J.M., 2001). При гипотермии в условиях дефицита глюкозы и субстратов цикла Кребса, ГДГ играет важную роль в поддержан™ энергетического статуса клетки в срочной адаптации на коротких временах, обеспечивая окислительное дезаминирование глутамата с образованием а — ке-тоглутарата.
При гипотермии и гипоксии различного генеза снижается активность ACT в больших полушариях мозга крыс, как свидетельство реципрокного характера отношений глутаматдегидрогеназы аспартатаминотрансферазы. ACT участвует в энергетическом процессе в нейронах, способствуя передачи восстановительных эквивалентов из цитозоля в митохондрии. Физиологическая целесообразность подавления активности ACT, участвующего в обеспечении нейротранс-миттерного пула глутамата из интермедиатов цикла Кребса в обычных условиях, очевидно, определяется реакцией фермента на низкоэнергетический статус митохондрий при экстремальных ситуациях. Повышение активности АЛТ мозга при гипотермии и гипобарической гипоксии может быть связано с участием фермента в депонировании азота в глии мозга. Сохраняя азот в глии, АЛТ позволяет снижать экстраклеточную концентрацию глутамата, уменьшая риск эк-зайтотоксичности и создавая пул глутамата для глутаматзргических синапсов в виде глутамина.
При изучении многократных, непродолжительных воздействий экстремальных факторов (гипотермия, гипоксия различного генеза, УФ — облучение) показана возможность выхода ферментов на более высокий уровень активности, обеспечивающий защиту при стрессе. Выявлены адаптивные эффекты при гипотермии при использовании многократных сеансов гипотермии и гипоксии, мочевины, даларгина, а при нитритной гипоксии - УФ-облучения и альфа-токоферола.
Важная роль в процессах адаптации к воздействию экстремальных факторов принадлежит сбалансированности окислительно-антиоксидантной системы (ОАС). Исследованные нами воздействия (гипотермия, гипоксия) в той или иной степени вызывали нарушения в ОАС. Однако, несмотря на некоторую общность реакций со стороны ОАС при воздействии различных экстремальных факторов, и оставаясь в целом по своей природе неспецифической реакцией, она несет в себе и элементы специфичности, которые связаны с характером экстремального фактора, силой и продолжительностью воздействия и видом животного.
При анализе изменений окислительно-антиоксидантной системы отчетливо прослеживаются два типа ответных реакций животных организмов. Первый несет в себе очевидные признаки адаптивных защитных изменений и характеризуется первичным подъемом уровня продукта ПОЛ (малонового диальдеги-да) и адекватным увеличением общей антиоксидантной активности и активности каталазы. Второй тип реакции проявляется в активации ПОЛ и подавлении общей антиоксидантной активности и активности каталазы, т.е происходит нарушение баланса ОАС . Этот тип реакции отмечен при нитритной, токсиче-
ской и анемической гипоксии. Нарушение баланса АОС при анемической и внутриутробной гипоксии играют важную роль в патогенезе функциональных нарушений в системе «мать-плод». Выраженная картина нарушения баланса АОС происходит при токсической гипоксии у наркозависимых, как свидетельство значительного напряжения адаптационного потенциала.
Изучение кислотной резистентности эритроцитов выявило чувствительность этого показателя при действии экстремальных факторов на организм. Метод эффективен для оценки характера адаптивных реакций организма при ипритной гипоксии, токсической гипоксии и железодефицитной анемии у человека.
ВЫВОДЫ
1. При гипотермии (20°С) в мозге крыс и сусликов увеличивается активность ГДГ, ключевого фермента энергетического обмена, участвующего в срочных компенсаторных реакциях утилизации глутамата для энергетических нужд. Об адаптивной направленности активности фермента мозга крыс свидетельствует быстрое восстановление его активности в постгипотермическом периоде. Введение мочевины, адреналэктомия, а также многократное охлаждение крыс не приводят к активации ГДГ в мозге при гипотермии, что указывает на регулируемое увеличение использования глутамата в мозге крыс для энергетических целей.
2. Гипотермия 20°С и гипобарическая гипоксия сопровождаются снижением активности ACT и повышением активности AJIT мозга крыс. Неспецифический, разнонаправленный характер изменения активности ферментов в мозге крыс при гипометаболических состояниях связан с их функциональной ролью. Адаптивные реакции аминотрансфераз в мозге крыс при многократной гипо-ксической гипоксии, практически не изменяют активность ACT и повышают (в 2 раза) активность AJIT. Негативные последствия продолжительной 3-х часовой глубокой гипотермии, приводящие к подавлению активности аминотрансфераз, предотвращаются под влиянием антистрессорного препарата дала-ргина.
3. Острая нитритная гипоксия снижает активность аминотрансфераз: альфа-токоферол и многократное УФ-облучение оказывают модулирующее воздействие на активность ACT и AJIT, смягчая действие стресс-индуцированных реакций.
4. При гипотермии (30°С) крыс, в отличие от гипотермии (10°С) сусликов, активируется ПОЛ в больших полушариях мозга. После многократных сеансов гипобарической гипоксии крыс образование МДА в мозге при гипотермии снижается.
5. Нитритная гипоксия приводит к значительному повышению образования МДА и подавлению активности каталазы в тканях крыс. Введение альфа-токоферола и многократное УФ-облучение предотвращают накопление МДА.
6. У кутума, в отличие от русского осетра, при длительном воздействии возрас-
тающих концентрациях нитрит — ионов в среде адекватно активации ПОЛ увеличивается антиоксидантная активность, определяющая его толерантность к нитритной гипоксии, по сравнению с хрящевыми гоноидами. Нитритная гипоксия кутума сопровождается компенсаторными изменениями фракционного состава мышечных белков, снижением суммарных фосфолипидов, повышением содержания холестерина.
7. При внутриутробной нитритной гипоксии происходит активация процессов ПОЛ и разнонаправленные изменения в системе антиоксидантной защиты мозга и печени самок и плодов крыс. Высокий уровень активности антиоксидантной защиты в мозге и печени у плодов, а также в плаценте, увеличение количества холестерина в мозге и печени у крысят при внутриутробной гипоксии свидетельствуют о развитии компенсаторных реакций.
8. В результате токсической гипоксии у героинзависимых, наряду с характерными изменениями в картине крови, обнаружены признаки окислительного стресса (повышение содержания МДА, снижение каталазной, супероксидцис-мутазной и общей антиоксидантной активностей, гипоальбуминемия).
9. При нитритной и токсической гипоксии в популяции эритроцитов выявлены однотипные изменения, характерные для ее старения: увеличение доли низкостойких эритроцитов, уменьшение общего времени гемолиза, сдвиг эритро-граммы влево. Снижение стойкости эритроцитов при этих состояниях согласуется с эритропенией и низким содержанием гемоглобина. Компенсаторные реакцій системы красной крови (многократная гипоксия, многократное воздействие адаптогена —УФ-облучения, ЖДА) проявляются в правом сдвиге эритро-граммы и связаны с притоком в кровеносное русло высокостойких эритроцитов.
СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
В изданиях, рекомендованных ВАК РФ
*1. Черкесова, Д.У. Влияние гипотермии на глутаматдегидрогеназную активность мозга [Текст] / Д.У. Черкесова, Э.З. Эмирбеков // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины, 1982. — № 9. — С. 33—35.
*2.Черкесова, Д.У: Глутаматдегидрогеназная активность головного мозга при самосогревании и в постгипотермическам периоде [Текст] / Д.У. Черкесова, Э.З. Эмирбеков // Проблемы криобиологии, 1990. — № 2. — С. 35-42. *3. Черкесова, Д.У. Гематологические показатели состояния эритроцитарных мембран хронических наркоманов в период абстиненции [Текст] / Д.У. Черкесова, А.И. Рабаданова, М.М. Габибов // Материалы Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Актуальные аспекты жизнедеятельности человека на Севере», 16—17 ноября 2006. — Архангельск, 2006. - С. 405.
*4. Черкесова, Д.У. Биоэлектрическая активность головного мозга героиновых наркоманов при отмене наркотика [Текст] / Д.У. Черкесова, А.И. Рабаданова,
М.М. Габибов // Вопросы наркологии. -2008. -№1. - С. 76-81. *5. Черкесова, Д.У. Гематологические исследования героиновых наркоманов при абстинентном синдроме [Текст] / Д.У. Черкесова, А.И. Рабаданова, Ш.А. Омаров // Гематология и трансфузиология. — 2008. — №4. — С.46-49. *6. Черкесова, Д.У. Токсическое воздействие нитритов на организм гидробион-тов [Текст] / Д.У. Черкесова, А.Б. Шахназарова // Юг России: Экология, развитие.-2009,-№4.-С. 126-130.
*7. Черкесова, Д.У. Функциональные изменения в системе мать-плод при экспериментальной нитритной хронической гипоксии [Текст] / Д.У. Черкесова, Д.Н. Магомедгаджиева, А.И. Рабаданова // Известия Самарского научного центра Российской Академии наук. — Самара, 2009. — Т. П.—№ 1 (5). —С. 934—937. *8. Черкесова, Д.У. Сравнительное изучение кислотной резистентности эритроцитов при анемии и нитритной гипоксии [Текст] / Д.У. Черкесова, А.И. Рабаданова // Известия Самарского научного центра Российской Академии наук. — Самара,2009.-Т. ll.-№ 1 (5).-С. 1053-1057.
*9. Черкесова, Д.У. Гематологические исследования героиновых наркоманов при абстинентном синдроме [Текст] / Д.У. Черкесова, А.И. Рабаданова, Ш.А. Омаров // Гематология и трансфузиология. — 2008. — №4. — С.46-49. *10. Черкесова, Д.У. Токсическое воздействие нитритов на организм гидробио-нтов [Текст] / Д.У. Черкесова, А.Б. Шахназарова // Юг России: Экология, развитие.-2009,-№4.-С. 126-130.
*11. Черкесова, Д.У. Функциональные изменения в системе мать-плод при экспериментальной нитритной хронической гипоксии [Текст] / Д.У. Черкесова, Д.Н. Магомедгаджиева, А.И. Рабаданова // Известия Самарского научного центра Российской Академии наук. — Самара, 2009. — Т. 11. - № 1 (5). — С. 934-937. *12. Черкесова, Д.У. Сравнительное изучение кислотной резистентности эритроцитов при анемии и нитритной гипоксии [Текст] / Д.У. Черкесова, А.И. Рабаданова // Известия Самарского научного центра Российской Академии наук. — Самара,2009.-Т. ll.-№ 1 (5).-С. 1053-1057.
*13. Черкесова, Д.У. Сравнительное изучение показателей окислительно-антиоксидантной систем молоди русского осетра и кутума в условиях нитритной интоксикации [Текст] / Д.У. Черкесова, А.Б. Шахназарова, А.Р. Исуев // Вопросы ихтиологии. - 2010. - Т.50. - № 2. - С. 285-288. *14. Cherkesova, D.U. Comparative investigation of parameter of the oxidative-antioxidant system of juvenile of Russion surgeon an Kutum under condition of nitrite intoxication [Text] / D.U. Cherkesova, A.B. Shakhnazarova, A.R. Isuev // J. of Ichthyology. - 2010. — V.30. —№2. —P.16—19.
*15. Черкесова, Д.У. Состояние эритроцитарных мембран при нитритной гипоксии и ультрафиолетовом облучении [Текст] / Д.У. Черкесова, А.И. Рабаданова // Известия Самарского научного центра Российской Академии наук. — Самара, 2011.-Т.11.-№1(5).-С.1167-1170.
*16. Черкесова, Д.У. Сравнительное изучение показателей окислительно-антиоксидантной системы при старении и наркомании [Текст] / Д.У. Черкесова, А.И. Рабаданова//Журнал АГУ. Естественные науки. — 2012. — №1. — С.209-
2013.
17.Черкесова Д.У. Биохимические показатели крови как маркеры развития ок-сидативното стресса в организме героиновых наркоманов [Текст] / Д.У. Черкесова, А.И. Рабаданова, З.С. Абачарова, М.М. Габибов // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. — 2013. - №3.
Статьи в рецензируемых журналах и сборниках, не входящих в перечень ВАК
18.Черкесова, Д.У. Глутаматдегидрогеназная активность мозга при искусственной гипотермии у зимоспящих и незимоспящих животных [Текст] / Д.У. Черкесова // Механизмы природных гипометаболических состояний. — Пущи-но-на-Оке, 1991.-С. 154-163.
19.Черкесова, Д.У. Особенности метаболизма мозга и печени при внутриутробной гипоксии [Текст] / Д.У. Черкесова // Сборник: к 60-летию ДГМИ. — Махачкала, 1992.-С. 73-74.
20. Черкесова, Д.У. Экспериментальная модель внутриутробной нитритной гипоксии [Текст] / Д.У. Черкесова, М-С.А. Омаров // Бюллетень медицина ДНЦ РАМН «Наука и практика». -1995. - № 1. - С. 44-46.
21. Черкесова, Д.У. Влияние УФ — облучения на содержание МДА и каталаз-ную активность в тканях крыс в условиях ипритного стресса [Текст] / Д.У. Черкесова, М-С.А. Омаров // Бюллетень медицины. ДНЦ РАМН «Наука и практика». - 1996. -№ 2. - С. 96-99.
22. Черкесова, Д.У. Содержание фосфолипидов и холестерина в теле рыб в условиях нитритной интоксикации [Текст] / Д.У. Черкесова, А.Р. Исуев, Д.Н. Магомедгаджиева // Вестник ДГУ. Естественные науки. — Махачкала: Изд-во ИПЦДГУ, 1997.— Вып. 1, —С. 166-169.
23. Черкесова, Д.У. Особенности развития и содержания белка в тканях крысят в постнатальном онтогенезе после перенесенной внутриутробной нитритной гипоксии [Текст] / Д.У. Черкесова, Д.Н. Магомедгаджиева, А.Ш. Нагиева // Журнал «Медицина, наука, практика». —Махачкала, 1997.— №5 — С. 23-26.
24. Черкесова, Д.У. Определение кислотной резистентности эритроцитов у беременных с гестозом в сочетании с анемией [Текст] / Д.У. Черкесова, М.Н. Ба-куева // Журнал «Медицина, наука и практика» ДНЦ РАМН. — 2000. — № 1. — С. 84-86.
Cherkesova, D.U. Influense of sodium nitrite on growth and survival rate of early larvae of stellate sturgeon [Text] / D.U. Cherkesova, A.B. Shakhnazarova // Materials of international scientific-technical conference. — Baku, 2004. — P. 20—23. 25.Черкесова, Д.У. Влияние нитритной интоксикации на фракционный состав мышечных белков кутума (Rutilus frisii kutum) [Текст] / Д.У. Черкесова, А.Р. Исуев, А.Б. Шаханазарова // Материалы международного биотехнологического центра МГУ «Биотехнология — охране окружающей среды». — Москва, 2004. — С. 189-192.
26.Черкесова, Д.У. Экологические и метаболические аспекты токсичности тяжелых металлов [Текст] / Д.У. Черкесова, А.Р. Исуев, Я.С. Гаджиев // Вестник ДГУ. Естественные науки. — Махачкала: Изд-во ИПЦ ДГУ, 2005. — Вып. 4. — С.
58-66.
27.Черкесова, Д.У. Электроэнцефалографические исследования хронических наркоманов [Текст] / Д.У. Черкесова, Н.М. Абдуллаева, Т.И. Марьянова // Сборник: материалы III научно-практической конференции «Новые технологии в медицине». — Махачкала, 2006. - С. 403-405.
28.Черкесова, Д.У. Кислотная резистентность эритроцитов при абстинентном синдроме героиновых наркоманов [Текст] / Д.У. Черкесова, А.И. Рабаданова, М.М. Габибов // Материалы V Международной научно-практической конференции «Медицинская экология», 29—30 июня 2006. — Пенза, 2006. — С. 135— 137.
29.Черкесова, Д.У. Устойчивость эритроцитов сеголеток карпа (Cyprinus carpió L.) в условиях загрязнения водной среды ацетатом свинца [Текст] / Д.У. Черкесова, Н.М. Абдуллаева, А.Р. Исуев, М.М. Габибов // Материалы международной научной конференции «Современные проблемы адаптации и биоразнообразия», 24—27 октября 2006. — Махачкала, 2006. — С. 59-61.
30. Черкесова, Д.У. Изучение состояния эршроцитарных мембран и окисли-тельно-антиоксидантной системы на этапах старения [Текст] / Д.У. Черкесова, Н.М. Исмаилова, М.М. Габибов, А.И. Рабаданова // Материалы Международной конференции, посвященной 75-летию академика РАЕН, заслуженного работника высшей школы РФ, доктора биологических наук, проф. Д.Л. Теплого «Свободные радикалы, антиоксиданты и старение», 1—3 ноября 2006. — Астрахань, 2006. - С. 32-34.
31. Черкесова, Д.У. Фракционный состав белков плазмы крови героиновых наркоманов при абстинентном синдроме [Текст] / Д.У. Черкесова, А.И. Рабаданова, М.М. Габибов, Ш.А. Омаров // Материалы VI международной конференции с международным участием «Обмен веществ при адаптации и повреждении», 18-19 мая 2007 г. - Ростов-на-Дону, 2007. — C.I78—181.
32. Черкесова, Д.У. Функциональные особенности электрической активности мозга героиновых наркоманов при абстинентном синдроме [Текст] / Д.У. Черкесова, А.И. Рабаданова, М.М. Габибов, Т.И. Марьянова // Первый международный экологический конгресс (Третья международная научно-техническая конференция) / ELPIT2007 «Экология и безопасность жизнедеятельности про-мышленно-транспортных комплексов», 20-23 сентября 2007. — Тольятти, 2007. -С. 123-125.
33. Черкесова, Д.У. Состояние эритроцитарных мембран героиновых наркоманов на различных этапах течения заболевания [Текст] / Д.У. Черкесова, А.И. Рабаданова, М.М. Габибов // Материалы XIV Международной научно-практической конференции «Экология и жизнь», 24—25 апреля 2008. — Пенза. — С. 24-26.
34. Черкесова, Д.У. Активность глутаматдешдрогеназы в мозге крыс и сусликов при низких температурах тела [Текст] / Д.У. Черкесова, И.С. Мейланов // Материалы Всероссийской конференции «Закономерности воспроизведения и адаптаций растений и животных». — Махачкала, 2010. — С. 318—320.
35. Черкесова, Д.У. Активность аминотрансфераз при гипотермии и гипоксии
[Текст] / Д.У. Черкесова, И.С. Мейланов // Материалы международной конференции «Модернизация науки и образованию), 26—27 апреля 2011. — Махачкала, Ростов-на-Дону, 2011. - С. 82-85.
36. Черкесова, Д.У. Влияние путресцина на активность аминотрансфераз при гипотермии [Текст] / Д.У. Черкесова, А.И. Рабаданова, Д.Н. Магомедгаджиева // Материалы Всероссийской конференции, посвящ. 80-летию Даггосуниверси-тета «Физиолого-биохимический мониторинг природных и антропогенных воздействий на организм животных и растений», 24—25 ноября 2011. — Махачкала, 2011.-С.45-47.
37. Черкесова, Д.У. Сравнительное изучение показателей окислительно - анти-оксидантной системы при старении и наркомании [Текст] / Д.У. Черкесова, А.И. Рабаданова // Материалы II Международной научной конференции, посвященной 80-летию академии РАН, заслуженного работника высшей школы РФ, доктора биологических наук, проф. Д.Л. Теплого, 2-3 ноября 2011. — Астрахань, 2011. - С. 23-25.
Тезисы в сборниках научных конференций, симпозиумов и съездов
38. Черкесова, Д.У. Активность и температурная зависимость глутаматдегид-рогеназы в тканях мозга при i ипотермии [Текст] / Д.У. Черкесова // V научно — практическая конференция молодых ученых Дагестана «Молодежь и общественный прогресс». — Махачкала, 1981. — Ч. 11. - С. 117.
39. Черкесова, Д.У. Глутаматдегидрогеназная активность тканей мозга при гипотермии [Текст] / Д.У. Черкесова // Материалы Всесоюзного симпозиума «Механизмы пластичности мозга». — Махачкала, 1982. — С. 168.
40. Черкесова, Д.У. Исследование биохимических механизмов защитного действия мочевины при гипотермии [Текст] / Д.У. Черкесова, И.С. Мейланов, Т.Н. Даудова // Материалы Всесоюзной конференции «Важнейшие теоретические и практические проблемы терморегуляции».—Новосибирск, 1982.— С. 142.
41. Черкесова, Д.У. Сравнительное исследование активности ферментов азотистого обмена мозга при гипотермии и зимней спячке [Текст] / Д.У. Черкесова, Э.З. Эмирбеков, И.А. Исмаилов, Т.Н. Даудова // Материалы Всесоюзной конференции «Важнейшие теоретические и практические проблемы терморегуляции».—Новосибирск, 1982.—С. 155.
42. Черкесова, Д.У. Влияние искусственной гипотермии на глутамат- и малат-дегидрогеназную активность зимосгепцих и незимосгопцих животных [Текст] / Д.У. Черкесова, М.И. Гасанова // Материалы II Всесоюзной конференции «Теоретические и прикладные вопросы криобиологии и криомедицины». — Харьков, 1984. — Ч. II.-С. 185.
43. Черкесова, Д.У. Влияние гипотермии на глутаматдегидрогеназную активность мозга крыс в онтогенезе [Текст] / Д.У. Черкесова, М.И. Гасанова // Материалы Всесоюзного симпозиума «Обмен веществ при зимней спячке и естественном сне». — Махачкала, 1985.— С. 132.
44. Черкесова, Д.У. Глутамат- и малатдегидрогеназная активность субклеточных фракций мозга крыс при однократной и многократной глубокой гипотермии [Текст] / Д.У. Черкесова, Э.З. Эмирбеков, JI.H. Кравцова // Материалы
Всесоюзной конференции «Биохимия нервной системы». — Горький, 1987. — С. 130.
45. Черкесова, Д.У. Участие глутаматдегидрогеназы в регуляции содержания глутаминовой кислоты в мозгу при гипотермии [Текст] / Д.У. Черкесова // Сборник: материалы XII научно-практической конференции молодых ученых и специалистов Дагестана. — Махачкала, 1988. —С. 245.
46. Черкесова, Д.У. Изоформы глутаматдегидрогеназы мозга крыс при глубокой гипотермии [Текст] / Д.У. Черкесова, В.И. Ромашкин, A.B. Софьин // Материалы XII научно-практической конференции молодых ученых и специалистов Дагестана. — Махачкала, 1988. — С. 246.
47. Черкесова, Д.У. Глутаматдегидрогеназная активность мозга при искусственной гипотермии у зимосшпцих и незимоспящих животных [Текст] / Д.У. Черкесова // Материалы докладов 1П Всесоюзной школы по механизмам зимней спячки млекопитающих. — Пущино-на-Оке, 1988.— С. 144.
48. Черкесова, Д.У. Аминотрансферазная и пептидгидролазная активность при продолжительной гипотермии в условиях подавления даларгином стресс — реакции [Текст] / Д.У. Черкесова, П.Н. Нурмагомедова, З.К. Исламова // Материалы Всесоюзной конференции «Стресс и иммунитет». - Ростов-на-Дону, 1989. -С. 250.
49. Черкесова, Д.У. Влияние путресцина и гомокарнозина на активность ферментов метаболизма глутаминововой кислоты при гипотермии и самосогревании [Текст] / Д.У. Черкесова, М. Мтоидж // Материалы Всесоюзной конференции, посвященной памяти проф. А.Д. Слонима «Система терморегуляции при адаптации организма к факторам среды», 18-20 сентября 1990. — Новосибирск, 1990.-Т. 2.-С. 78.
50.Черкесова, Д.У. Влияние гомокарнозина на активность аминотрансфераз мозга при гипотермии и самосогревании [Текст] / Д.У. Черкесова, Э.З. Эмирбе-ков // Материалы конференции «Механизмы адаптации животных и растений к экстремальным факторам среды», 10-14 сентября 1990. - Ростов-на-Дону, 1990.-С. 109.
51.Черкесова, Д.У. Влияние гипотермии и последующего самосогревания на активность ферментов синтеза глутаминовой кислоты мозга крыс и сусликов [Текст] / Д.У. Черкесова // Материалы всесоюзного симпозиума «Механизмы зимней спячки». — Махачкала, 1990. — С. 114.
52.Черкесова, Д.У. Некоторые особенности метаболизма мозга и печени при экспериментальной внутриутробной гипоксии плода [Текст] / Д.У. Черкесова // Материалы I Всесоюзного съезда акушеров и педиаторов. — Челябинск, 1992. — С. 185.
53.Черкесова, Д.У. Адаптивные реакции крови при гипоксии [Текст] / Д.У. Черкесова // Материалы научно-практической конференции по охране природы. — Махачкала, 1993. —С. 78.
54.Черкесова, Д.У. Защитное действие УФ - облучения в условиях нитритного стресса [Текст] / Д.У. Черкесова, A.A. Аливердиев // Материалы XII научно-практической конференции по охране природы. — Махачкала,1995. -С. 114—
55.Черкесова, Д.У. Эмбриотоксическое действие нитрита натрия [Текст] / Д.У. Черкесова // Материалы XII научно-практической конференции по охране природы. -Махачкала, 1995.-С. 137-138.
56.Черкесова, Д.У. Воздействие нитритной интоксикации на содержание фос-фолипидов и холестерина в теле рыб [Текст] / Д.У. Черкесова, А.Р. Исуев, Х.Т. Абдуллаев, Р.Т. Саидов, Д.Н. Магомедгаджиева // Материалы I конгресса ихтиологов России.-М.: «ВНИРО», 1997.-С. 190.
57.Черкесова, Д.У. Устойчивость сеголеток кутума к хроническому воздействию повышенных концентраций солей меди [Текст] / Д.У. Черкесова, А.Р. Исуев // Материалы XIV научно-практической конференции по охране природы Дагестана. — Махачкала, 1997. — С. 64.
58.Черкесова, Д.У. Реакции липидного обмена личинок кутума на воздействие нитрита натрия [Текст] / Д.У. Черкесова, Д.Н. Магомедгаджиева, А.Б. Шахназарова // Материалы XIV научно-практической конференции по охране природы Дагестана. — Махачкала, 1997. — С. 71.
59.Черкесова, Д.У. Состояние окислительно-антиоксидантной системы кутума на ранних этапах онтогенеза при воздействии нитрита натрия [Текст] / Д.У. Черкесова, Д.Н. Магомедгаджиева, А.Б. Шахназарова // Сборник: Проблемы экологической безопасности Каспийского региона. — Махачкала, 1997. — С. 122. бО.Черкесова, Д.У. Токсичность нитритов для обитателей водоемов [Текст] / Д.У. Черкесова, А.Б. Шахназарова // Материалы IV Ассамблеи Ассоциации Университетов Прикаспийских государств. —Махачкала, 1999. — С. 207. 61.Черкесова, Д.У. Оценка токсичности нитритов при использовании в качестве тест объекта Daphnia magna [Текст] / Д.У. Черкесова, А.Б. Шахназарова // Материалы международной научной конференции ДНЦ РАН. — Махачкала, 1999.-С. 215.
62.Черкесова, Д.У. Показатели окислительно-антиоксидантной системы тканей крыс и плодов при врутриутробной нитритной гипоксии [Текст] / Д.У. Черкесова, Д.Н. Магомедгаджиева // Материалы I Кавказского симпозиума по медико-биологическим проблемам, 1—24 сентября 1999. — Тбилиси, 1999. — С. 137138.
бЗ.Черкесова, Д.У. Оценка состояния патологической беременности по показателям кислотной резистентности эритроцитов [Текст] / Д.У. Черкесова, М.Н. Бакуева // Материалы II Российского форума «Мать и дитя». — Москва, 2000. — С. 167.
64.Черкесова, Д.У. Состояние ПОЛ и системы антиоксидантной защиты при гестозе в сочетании с анемией [Текст] / Д.У. Черкесова, Н.М. Бакуева, Д.Н. Магомедгаджиева // Материалы III Всероссийского форума «Мать и дитя», 22—26 октября 2000. - М., 2000. - С. 20.
65.Черкесова Д.У. Биохимический мониторинг химических загрязнителей водных экосистем Республики Дагестан [Текст] / Д.У. Черкесова, А.Р. Исуев, Д.Н. Магомедгаджиева, Б.С. Мусаев, А.Б. Шахназарова, П.А. Адаева // Материалы республиканской научно-практической конференции «Проблемы сохранения,
рационального использования и воспроизводства природно-ресурсного потенциала».—Махачкала, 2001.—С. 152.
66. Черкесова, Д.У. Биологическая индикация состояния рыб в условиях нит-ритного стресса [Текст] / Д.У. Черкесова, А.Б. Шахназарова // Материалы Международной конференции «Новые технологии в защите биоразнообразия в водных экосистемах», 27-28 мая 2002. - Москва: МГУ, 2002. - С. 191.
67. Черкесова, Д.У. Влияние нитрит - ионов на выживаемость и метаболизм личинок осетра [Текст] / Д.У. Черкесова, А.Б. Шахназарова // Материалы Международной научной конференции «Проблемы мониторинга экосистем Каспийского моря», 28-30 октября 2002. - Махачкала, 2002. - С. 28.
68.Cherkesova, D.U. Metabolic Aspects of tolerance Rutilus frisii kutum in Early Ontogenesis to Nitrites [Text] / D.U. Cherkesova, A.R. Isuev // 7th International Marine Biotechnology Conference, Canada, 7-12 June 2005. - P. 234.
69. Черкесова, Д.У. Влияние лечебно-реабилитационных мероприятий на пере-кисное окисление липидов и кислотную резистентность эритроцитов в период после абстинентного синдрома героиновых наркоманов [Текст] / Д.У. Черкесова, А.И. Рабаданова // Материалы Международной конференции «Эффективная и доказательная наркология в эпоху ВИЧ», 18-19 февраля 2008. - Москва, 2008.-С. 77-78.
70. Черкесова, Д.У. Влияние ионов Мп2+ на показатели крови молоди карпа (Cyprinus carpió L.) [Текст] / Д.У. Черкесова, М.М. Габибов, Б.С. Мусаев, А.И. Рабаданова, Г.Р. Мурадова, Н.М. Абдуллаева // Тезисы докладов XXI Съезда Физиологического общества им. И.П. Павлова, 19-25 сентября 2010. - Москва -Калуга: Типография ООО «БЭСТ-принт», 2010.-С. 131.
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ
АЛТ - алагашаминотрансфераза; АОЗ - антиоксидантная защита; ACT -аспартатаминотрансфераза; АТФ - аденозинтрифосфорная кислота; АФК -акимвные формы кислорода; A/G - альбумино-глобулиновый индекс; ГДГ -глутаматдегидрогеназа; ЖДА-железодефицитная анемия; КА - каталазная активность; МДА - малоновый диальдегид; MX - митохондрии; ОАА - общая антиоксидантная активность; ОАС -окислительно-антиоксидантная система; ПОЛ - перекисное окисление липидов; СОД - супероксиддисмутаза; УФ-облучение - ультрафиолетовое облучение; ФЛ - фосфолипиды; X -холестерин; Ц - цитозольная фракция; ЦНС - центральная нервная система; ЦТК - цикл трикарбоновых кислот;
Подписано в печать. Бумага офсетная. Печать офсетная. Формат 60*84 1/16. Усл. печ.л Заказ № 052. Тираж 100 экз. Отпечатано в типографии "Радуга-1" г. Махачкала, ул. Коркмасова 11 "а"
Текст научной работыДиссертация по биологии, доктора биологических наук, Черкесова, Дилара Улубиевна, Махачкала
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Дагестанский государственный университет»
На правах рукописи
05201350876
ЧЕРКЕСОВА ДИЛАРА УЛУБИЕВНА
ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ КЛЕТОЧНО - МОЛЕКУЛЯРНЫХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ АДАПТАЦИИ ЖИВОТНЫХ ОРГАНИЗМОВ К
ЭКСТРЕМАЛЬНЫМ СИТУАЦИЯМ
Специальность 03.03.01 - физиология
диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук
Научный консультант:
доктор биологических наук, профессор кафедры биохимии и биофизики
Мейланов И.С.
Махачкала 2013
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.................................................................................7
ГЛАВА 1. Обзор литературы
1.1. Адаптация как универсальный биологический механизм приспособления .........................................................................................16
1.1.1. Принципы системного подхода к проблеме адаптации...................23
1.1.2. Физиологический стресс, как неспецифическая адаптационная реакция организма на внешнее воздействие....................................................26
1.1.3. Состояние функциональных систем на грани нормы и патологии как результат срыва адаптационно - компенсаторных систем организма.........33
1.2. Филогенетические и функциональные особенности природных ги-
пометаболических состояний.........................................................38
1.2.1. Функциональные аспекты пойкило-, гомой- и гетеротермии............38
1.3. Гипометаболические состояния при воздействии экстремальных факторов различной природы.......................................................52
1.3.1. Гипотермия.........................................................................52
1.3.2. Гипоксия различного генеза.....................................................75
1.3.2.1. Нитритная гипоксия............................................................82
1.3.2.2. Внутриутробная гипоксия.....................................................92
ГЛАВА 2. Материалы и методы исследования
2.1. Общие сведения о структуре работы..........................................96
2.1.1. Эксперименты на животных.....................................................96
2.1.2. Гипоксические состояния человека............................................97
2.1.3. Ультрафиолетовое облучение животных.....................................97
2.2. Модели гипометаболических состояний животных организмов......99
2.2.1. Искусственная гипотермии......................................................99
2.2.2. Гипобарическая гипоксия........................................................99
2.2.3. Нитритная гипоксия...............................................................99
2
2.2.4. Внутриутробная гипоксия......................................................100
2.2.5. Железодефицитная анемия.....................................................100
2.2.6. Токсическая гипоксия...........................................................101
2.3. Морфофизиологический анализ крови.....................................102
2.3.1. Определение кислотной резистентности эритроцитов...................102
2.3.2. Определение числа форменных элементов крови, скорости оседания эритроцитов и содержания гемоглобина...........................................103
2.4. Физиолого-биохимические методы исследования.......................103
2.4.1. Определение содержания белка...............................................103
2.4.2. Электрофоретические исследования белков...............................103
2.4.3. Изоэлектрическое фокусирование............................................104
2.4.4. Определение малонового диальдегида.......................................104
2.4.5. Определение активности каталазы..........................................105
2.4.6. Определение активности супероксиддисмутазы...........................106
2.4.7. Определение суммарной антиоксидантной активности..................106
2.4.8. Определение суммарных фосфолипидов.....................................107
2.4.9. Определение холестерина......................................................108
2.4.10. Определение активности глутаматдегидрогеназы.......................108
2.4.11. Определение активности аминотрансфераз...............................109
2.4.12. Определение активности малатдегидрогеназы...........................111
2.5. Статистический анализ результатов исследований.....................112
ГЛАВА 3. Результаты и обсуждение.
3.1. Активность ферментов энергетического обмена при гипотермии и гипоксии..............................................................................................113
3.1.1. Активность глутаматдегидрогеназы в тканях крыс при гипотермии, самосогревании и в постгипотермическом периоде.................................113
3.1.2. Активность глутаматдегидрогеназы при гипотермии у адреналэктоми-рованных крыс...........................................................................129
3.1.3 Активность глутамат- и малатдегидрогеназы в митохондриальной и ци-тозольной фракциях мозга при гипотермии крыс и сусликов..................135
3.1.4. Влияние многократной гипотермии и мочевины на активность глута-матдегидрогеназы........................................................................139
3.1.5. Активность аминотрансфераз в тканях крыс при гипотермии и в по-стгипотермическом периоде, защитный эффект даларгина.....................146
3.1.6. Активность аминотрансфераз при гипобарической гипоксии..........161
3.1.7. Активность аминотрансфераз при нитритной гипоксии, влияние альфа - токоферола и ультрафиолетового облучения....................................164
3.2. Состояние окислительно-антиоксидантной системы животных организмов при экстремальных ситуациях ...............172
3.2.1. Перекисное окисление липидов в тканях крыс и сусликов при гипотермии ..........................................................................................171
3.2.2. Перекисное окисление липидов в тканях крыс при многократной гипоксии и последующей гипотермии..................................................176
3.2.3. Окислительно-антиоксидантная система тканей крыс при нитритной гипоксии, влияние УФ - облучения.................................................178
3.2.4. Окислительно-антиоксидантная система молоди рыб при нитритной гипоксии...................................................................................183
3.2.5. Перекисное окисление липидов и состояние антиоксидантной защиты в системе «мать-плод» при нитритной гипоксии крыс............................192
3.2.6. Окислительно - антиоксидантная система крови женщин с железоде-фицитной анемией.......................................................................197
3.2.7. Окислительно - антиоксидантная система крови при токсической гипоксии наркозависимых лиц..........................................................202
3.3. Содержание белка и липидов у животных организмов при экстремальных ситуациях.......................................................................206
3.3.1. Содержание фосфолипидов и холестерина у молоди кутума (Rutilus frisii kutum Kamensky) и русского осетра (Acipenser gueldenstaedti) при нитритной гипоксии...........................................................................206
3.3.2. Влияние нитритов на фракционный состав мышечных белков кутума (ЯиШиБ Шби киШгп КатепБку)........................................................212
3.3.3. Выживаемость и линейно-весовые параметры севрюги (Ас1репБег з1е1а-Шб) при нитритной гипоксии..........................................................218
3.3.4. Влияние внутриутробной нитритной гипоксии на содержание белка, фосфолипидов и холестерина в тканях самок крыс и новорожденных крысят и на развитие детенышей................................................................224
3.3.5. Фракционный состав белков плазмы крови при токсической гипоксии наркозависимых..........................................................................228
3.4. Кислотная резистентность эритроцитов при экстремальных ситуациях ...............................................................232
3.4.1. Кислотная резистентность эритроцитов при нитритной гипоксии, влияние ультрафиолетового облучения...................................................232
3.4.2. Кислотная резистентность эритроцитов при железодефицитной анемии женщин...........................................................................240
3.4.3. Кислотная резистентность эритроцитов при токсической гипоксии у наркозависимых...................................................................................................243
3.5. Морфофизиологические показатели крови при экстремальных ситуациях....................................................................................248
3.5.1. Форменные элементы крови при нитритной и гипобарической гипоксии ...........................................................................................248
3.5.2. Форменные элементы крови при токсической гипоксии................252
ЗАКЛЮЧЕНИЕ........................................................................258
ВЫВОДЫ ..........................................................................................271
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ...........................................................273
ПЕРЕЧЕНЬ ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ
АД - артериальное давление
АЛТ - аланинаминотрансфераза
АКТ - адренокортикотропин
АОЗ - антиоксидантная защита
АОА - антиоксидантная активность
ACT - аспартатаминотрансферазй
АТФ - аденозинтрифосфорная кислота
АФК - активные формы кислорода
ГАС - генерализованный адаптационный синдром
ГДГ - глутаматдегидрогеназа
КДО - кривая диссоциации оксигемоглобина
КРФ - «кортикотропинрилизинг фактор»
МДА - малоновый диальдегид
МДГ - малатдегидрогеназа
МОК - минутный объем крови
MX -митохондрии
НЭЖК - неэстерифицированные жирные кислоты
ОРХК - общеорганизменная регуляторная химическая коммуникация
ПАВ - психоактивные вещества
ПОЛ - перекисное окисление липидов
CAA - суммарная антиоксидантная активность
СОД - супероксиддисмутаза
УО - ударный объем
УФ-облучение - ультрафиолетовое облучение ФЛ - фосфолипиды X - холестерин
ЦНС - центральная нервная система ЧСС - частота сердечных сокращений
Введение
Актуальность проблемы. Изучение механизмов адаптации организмов к воздействию экстремальных факторов - фундаментальное направление в биологии, связанное с вопросами взаимодействия организма и среды. Эта проблема особенно актуальна в современный период экологического неблагополучия, когда наряду с угрозой изменения климатических факторов, человечество своей деятельностью преобразует, видоизменяет окружающую среду и привносит в нее изменения, порой несовместимые со здоровьем и жизнью (Казначеев В.П., 1980; Агаджанян H.A., 1997; Баевский P.M. и др., 2001 ; Гичев Ю.П., 2002; Братель И.Н., 2004).
Адаптация организмов к изменениям среды обитания определяется эффективностью регуляторных механизмов поддержания гомеостаза или способностью выхода на новый функциональный уровень регуляции метаболизма. Границы диапазонов изменений факторов среды, в пределах которых организмы способны поддержать свою жизнедеятельность, определены историческим развитием видов. Спектр адаптаций чрезвычайно широк от ограниченных, обратимых процессов в срочных компенсаторных реакциях до генетически закрепленных морфофункциональных перестроек.
В процессе эволюции у животных организмов возникли различные формы адаптации, позволяющие выживать в широком диапазоне колебаний природных факторов. Например, некоторые рептилии способны при низких температурах тела переживать длительные периоды аноксии (Hochachka P.W., 1986, 2003; Hochachka P.W., Somero G.N., 2002). Губернаторы используют глубокую гипотермию для переживания длительных периодов бескормицы (Wang L.C., Lee T.F.,1996; Storey K.B., 2001, 2002; Storey K.B., Storey J.M.,2004;).
Однако большинство млекопитающих обладают очень низкой врожденной толерантностью к гипоксии и гипотермии (Hochachka P.W., 1986, 2002; В outil i er R.G., 2001; Storey K.B., Storey J.M., 2004;).
Главным фактором, определяющим выживаемость организмов при экстремальных воздействиях, является устойчивость организмов к гипоксии (Boutilier R.G., 2001; Hochachka P.W., 2002).
Часто экстремальные состояния сопровождаются нарушением энергетического обмена или возникновением дисбаланса между потребностями в энергии и способностью ее производить, а также изменениями обмена белков и липидов (Коломийцева И.К. и др., 2010). Это определяет более низкую резистентность организма, развитие патологии и дисфункций. Таким образом, важной проблемой экстремальных состояний является поддержание энергетики.
Решением проблемы энергетики для пойкилотермных и многих гомой-термных организмов является снижение потребности в энергии, которое достигается замедлением метаболизма (гипометаболизм) (Hochachka P.W., 1986). Многие виды животных переживают периоды кислородной деприва-ции, смертельные для большинства млекопитающих, благодаря удивительно хорошо развитой способности к быстрому входу и выходу из состояния подавленного метаболизма. Переход на гипометаболический уровень обмена представляет эволюционно древний путь поддержания энергетики организмов, сформировавшийся в условиях анаэробной жизни на Земле в первые 2 млр. лет и выступающий у аэробных организмов как универсальный регулятор энергетических процессов при физиологических и многих патологических состояниях.
К энергосберегающим адаптивным механизмам природных гипомета-болических состояний относится, например, регулируемое снижение пассивной проницаемости ионов за счет блокады ионных каналов («channel arrest»), а также фосфорилирование белков для подавления их активности (Boutilier R.G., 2001; Carey H.V. et. al., 2003).
Вместе с тем, гипометаболические состояния у гомойтермных организмов возникают при воздействии целого ряда факторов (гипоксия, гипотермия и т.д.). Выживание организмов в этой ситуации будет определяться
8
эффективностью регуляторных механизмов поддержания энергетики клетки. Задачей адаптации энергопроизводящих систем организма при гипометабо-лических состояниях является реорганизация физиологии клетки к новому уровню энергетических возможностей. Многие клетки и ткани обладают целым набором адаптивных ответов на молекулярном уровне, определяющих различную степень толерантности тканей и органов к гипоксии.
Переход организмов на аэробный механизм обеспечения энергией связан не только с повышением мощности силовых станций клетки, но и возникновением условий для развития свободнорадикальных процессов, интенсивность которых представляет опасность для клеточных структур (Барабой В.А., 1992; Владимиров Ю.В., 2000; Зенков Н.К., 2001, 2004).
Аэробная эволюция и адаптация к ней сопровождалась появлением систем нейтрализации токсического действия кислорода, образующего вредные для организма кислородсодержащие радикалы. При существенных колебаниях энергетического метаболизма возрастает вероятность нарушения баланса между скоростью продуцирования активных форм кислорода (АФК) и состоянием антиоксидантной системы. Это ведет к развитию окислительного стресса, глубина которого зависит от степени дисбаланса между этими двумя системами (Зенков Н.К., 1999, 2001; Toien О. et. al., 2001; Hermes-Lima М., Zenteno-Savin Т., 2002).
Однако кроме общих закономерностей нарушений свободнорадикальных процессов при воздействии экстремальных факторов, существует множество частных адаптивных реакций животных организмов (Мейланов И.С., 2004; Эмирбеков Э.З., 2011; Kolomiytseva I.K. et. al., 2008; Kolomiyt-seva I.K., 2012; Peterson P.E., Smith T.J., 1999; Bell A.A., Storey K.B., 2010).
Цель исследования. Выявление клеточно - молекулярных особенностей адаптации пойкилотермных и гомойтермных организмов к экстремальным ситуациям.
Задачи исследования:
1. Исследовать активность ферментов энергетического обмена глутамат-дегидрогеназы (ГДГ), аспартат- и аланинаминотрансферазы (ACT и AJIT) в норме, при гипотермии крыс и сусликов, а также при гипоксии крыс. •
2. Изучить влияние многократной гипотермии, мочевины, адреналэкто-мии на активность ГДГ, влияние даларгина, альфа-токоферола, УФ -облучения, многократной гипоксии на активность ACT и AJ1T и перекрестные эффекты многократной гипотермии, гипоксии на активность ферментов в тканях крыс.
3. Изучить показатели перекисного окисления липидов в норме и при гипотермии в мозге и печени у крыс и сусликов.
4. Изучить влияние альфа - токоферола и УФ - облучения на состояние окислительно - антиоксидантной системы в норме и при нитритной гипоксии в тканях у крыс.
5. Исследовать показатели окислительно-антиоксидантной системы, белкового и липидного обменов у молоди различных видов рыб при нитритной гипоксии.
6. Оценить состояние окислительно-антиоксидантной системы при же-лезодефицитной анемии у женщин и экспериментальной внутриутробной нитритной гипоксии в тканях у крыс.
7. Исследовать состояние окислительно-антиоксидантной системы, морфофизиологические и биохимические показатели крови при токсической гипоксии наркозависимых.
8. Изучить кислотную резистентность эритроцитов в качестве интегрального показателя состояния клеточных мембран при нитритной гипоксии у крыс, токсической гипоксии наркозависимых и железодефицитной анемии у женщин.
Научная новизна. Выявлены клеточно-молекулярные особенности
адаптации живых организмов в экстремальных ситуациях. Впервые показано
участие ферментов энергетического обмена (ГДГ, ACT, AJ1T) в адаптивной
10
реакции мозга при гипотермии и гипоксии крыс. Показана эффективность адаптогенов (мочевины, даларгина, а - токоферола, УФ - облучения) при экстремальных состояниях. Выявлено влияние многократной гипотермии и гипоксии, а также влияние их перекрестного применения на активность ферментов энергетического метаболизма в мозге крыс.
У животных при стрессовых ситуациях (гипотермия, гипоксия различного генеза) и у человека при анемической и токсической гипоксии выявлена активация процессов перекисного окисления липидов. Показано, что вид животного и природа экстремального фактора влияют на степень дисбаланса окислительно - антиоксидантной системы. Установлено, что активация ПОЛ в экстремальных ситуациях, сопровождающаяся адекватным увеличением активности систем антиоксидантной защиты, обеспечивает резистентность организмов и является проявлением адаптивных реакций.
Получены новые данные о дозо- и хронозависимом влиянии нитрита натрия на выживаемость, перекисное
-
Черкесова, Дилара Улубиевна
-
доктора биологических наук
-
Махачкала, 2013
-
ВАК 03.03.01
- Исследование кинетических параметров клеточной пролиферации в эпителии пищевода животных при экспериментальном изменении уровня глюкокортикоидных гормонов в организме
- Динамика водного баланса крови при срочной и долговременной адаптации к мышечным нагрузкам
- Влияние факторов окружающей среды на эколого-физиологические особенности организма птиц в условиях клеточного содержания
- Характеристика адаптационного потенциала импортированных коров симментальской породы австрийской селекции в условиях агроэкосистемы Южного Урала
- Функциональные особенности организма легкоатлеток 14-15 лет в макроцикле тренировочного процесса
