Диссертации » Физико-химическая биология » Биохимия

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Функциональное состояние сфингомиелинового цикла и активность свободнорадикального окисления липидов в печени крыс при голодании
ВАК РФ 03.01.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Функциональное состояние сфингомиелинового цикла и активность свободнорадикального окисления липидов в печени крыс при голодании"

005001773

На правах рукописи

Буров Павел Геннадьевич

ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ СФИНГОМИЕЛИНОВОГО

ЦШСЛ а и АКТИВНОСТЬ СВОБОДНСРЛДНКАЛЫЮГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПНДОВ В ПЕЧЕНИ К?ъТс ЯРИ ГОЛОДАНИИ

03.01.04 - биохимия 14.03.03 - патологическая физиология

АВТОРЕФЕРАТ днгсертацин на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

2 4 НОЯ 2011

Новосибирск -2011

005001773

Работа выполнена в Государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Сибирский государственный медицинский университет» Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации

Научный руководитель

доктор медицинских наук Кузьменко Дмитрий Иванович

Научный консультант

доктор медицинских наук, профессор Серебров Владимир Юрьевич

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор

Колпаков Аркадий Ростиславович

доктор медицинских наук, профессор Вавилин Валентин Андреевич

Ведущая организация Научно-исследовательский институт онкологии СО РАМН

Защита состоится «10 >0.еи<г'Лл 2011 г. в _ часов на заседании

диссертационного совета, Д 001.034.01 при Учреждении Российской академии медицинских наукНаучно-исследовательском институте биохимии СО РАМН по адресу: 630117, г. Новосибирск, ул. Тимакова, 2; тел. 8(383)333-54-81; факс: 8(383)333-67-58

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Учреждения Российской академии медицинских наук Научно-исследовательского института биохимии СО РАМН

Автореферат разослан « Щ )>Ц(?.Ур2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат биологических наук

Русских Г.С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.

Изучение механизмов адаптивных процессов на различных уровнях организации биосистем остается одной из центральных проблем современной биологии и медицины. В настоящее время сформулированы представления о роли стресс-синдрома и закономерностях формирования ответных реакций организма в процессе его фенотипической адаптации [Панин Л.Е., 1978, 1983; Панин Л.Е., Соколов В.П., 1981; Панин Л.Е., Кузьменко Д.И., 1982; Панин Л.Е. и др., 1982, 1983; Меерсон Ф.З., 1981; Казначеев В.П., Казначеев C.B., 1986; Айрапетянц М.Г., Гуляева Н.В., 1988; Кулинский В .И., Ольховский И.А., 1992; Коренева Е.А., 1996; Судаков К.В., 1996; Волчегорский И.А., 1997, 1998; Яковлев Г.М., и др., 1990; Kvetnansky R., 1995; Stratakis С.A., Chrousos G.P., 1995]. Вместе с тем, очевидно, что эти достижения не исчерпывают всей сложности вопроса. В своей начальной стадии находится решение комплексной проблемы изучения вклада различных внутриклеточных сигнальных систем в реализацию компенсаторно-адаптивных реакций. Безусловный интерес представляет изучение роли сфингомиелинового цикла (СМ цикла), как сигнального пути, активно участвующего в регулировании основополагающих процессов жизнедеятельности клетки, включая баланс между пролиферацией и апоптозом. [Hannun Y.A,. Luberto Ch., 2000; Futerman A.H., Hannun Y.A. 2004; Ruvolo P.P., 2001,2003; Hannun Y.A., Obeid L.M., 2002].

Ключевым эвеном реализации долговременной фенотипической адаптации организма является формирование на определенной стадии стресс-реакции системного структурного следа, позволяющего достигнуть предельного уровня работоспособности функциональных систем, доминирующих в приспособлении организма к изменившимся условиям существования [Меерсон Ф.З., 1981; Меерсон Ф.З., Пшенникова М.Г., 1988; Судаков К.В., 1996]. Пластическое обеспечение функций и формирование системного структурного следа адаптации неразрывно связано не только с адаптивной гиперплазией клеточных ультраструктур, но и с процессом регулируемой оптимизации состава клеточной популяции - апоптозом, в ходе которого осуществляется избирательная элиминация нежизнеспособных клеток [Лушников У.Ф., Абросимов А.Ю., 2001; Швембергер И.Н., Гинкул Л.Б., 2002; Москалева Е.Ю., Северин С.Е., 2002; Kiechle F.L., Zhang X., 2002]. Одними из регуляторов апоптоза являются компоненты СМ цикла, обладающие свойствами вторичных посредников. Это, прежде всего, проапоптотик церамид и сфингозин-1 -фосфат - активатор пролиферативных процессов [Hannun Y. А., 1994; Alessenko, A.V., 2000; Huwiler А., 2000; Andrieu-Abadie N. et al., 2001; Pettus В.J., 2002; Ruvolo P.P., 2003].

В настоящее время интерес к углубленному исследованию биохимии голодания во всем мире обусловлен перспективой создания научно обоснованных технологий лечебного голодания, основанных на новых принципах и свободных от эмпирических подходов, которые станут не только более эффективными средствами профилактики и борьбы с

избыточной массой тела, но также займут достойное место среди дополнительных методов коррекции состоянии организма при социально значимых заболеваний, таких как сердечно-сосудистая патология, сахарный диабет и злокачественные новообразования [Kerndt P.R.,et al., 1982; Vina J., et al., 2005; Gerstenblith G., 2006; Varady KA., Hellerstein M.K., 2007; Fontana L„ Klein S, 2007; Hulbert AJ. et al., 2007].

Печень - жизненно важный орган, одна из ключевых функций которого при голодании состоит в поддержании энергетического гомеостаза на уровне целостного организма, что обеспечивается адаптивным переключением метаболизма с «углеводного» типа на «жировой» [Панин Л.Е., 1978, 1983; Панин Л.Е., Соколов В.П., 1981] и синтезом кетоновых тел. Известно, что активность внутриклеточных сигнальных путей находится в тесной зависимости от окислительно-восстановительного статуса клетки, в изменение которого существенный вклад способно вносить нарушение нормального протекания процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) [Турпаев К.Т., 2002; Меньшикова Е.Б. и др., 2006; Won Je-S., Singh I., 2006; Janssen-Heininger Y.M.W. et al., 2008]. Феномен активации процессов ПОЛ в печени при голодании известен [Панин Л.Е., 1978, 1983; Панин Л.Е., Соколов В.П., 1981; Marczuk-Krynicka D. et al., 2003], однако он недостаточно изучен в динамике. Этот аспект важен ещё и потому, что активность ключевого фермента СМ-цикла - нейтральной сфингомиелиназы (нСМазы), также зависит от окислительно-восстановительного состояния цитоплазмы клетки [Won Je-S., Singh I., 2006]. В связи с этим, существенный интерес представляет оценка активности процессов ПОЛ на I и И фазах голодания, [Li Rong-Ying et al., 2006], то есть на тех сроках, когда происходят, соответственно, мобилизация и реализация адаптивных механизмов в печени.

Цель: Изучить состояние сфингомиелинового цикла и процессов свободнорадикального окисления липидов в печени крыс при голодании различной продолжительности.

Задачи исследования:

1. Охарактеризовать эндокринно-метаболический статус организма крыс (масса тела, концентрация в крови кортикостерона, глюкозы, неэтерифицированных жирных кислот и фактора некроза опухоли-альфа) при голодании продолжительностью 1, 2, 3 и 6 суток.

2. Определить содержание компонентов сфингомиелинового цикла (сфингомиелина, церамида и сфингозина), активность нейтральной сфингомиелиназы, а также каспазы-3 в печени крыс при голодании продолжительностью 1, 2, 3 и 6 суток.

3. Оценить содержание продуктов реакций свободнорадикального окисления липидов, образующихся на начальных (диеновые конъюгаты и кетодиены) и конечных (ТБК-активные продукты) его этапах, а также активность каталазы и содержание восстановленного глутатиона в печени крыс при голодании продолжительностью 1, 2, 3 и 6 суток.

4. Выявить характер взаимоотношений между функциональным состоянием сфингомиелинового цикла и активностью процессов

свободнорадикального окисления липидов в печени крыс на I фазе (1, 2 и 3 сутки) и II фазе (6 сутки) голодания.

Научная новизна работы

В работе впервые исследовано участие сфингомиелинового цикла в динамике ответной реакции печени крыс на голодание: рассмотрены фазы голодания, наиболее важные с точки зрения адаптивного ответа органа. I фаза, в течение которой происходит мобилизация генетически детерминированных механизмов адаптации, включая формирование системного структурного следа адаптации печени, и II фаза, на протяжении которой реализуется потенциал адаптивного процесса, который позволяет животному поддерживать достаточную физическую активность и адекватные поведенческие реакции, необходимые для выживания.

Впервые показано, что в зависимости от сроков голодания крыс, в печени происходят закономерные изменения баланса между метаболитами СМ цикла (церамида и сфингомиелина), которые обусловлены фазным изменением активности его ключевого фермента - нСМазы. Установлено, что изменения активности нСМазы сопряжены с синхронным увеличением концентрации в крови голодавших животных активаторов фермента: прежде всего, поливалентного цитокина ФНО-а, а также НЭЖК.

Впервые установлено, что в печени экспериментальных животных на фоне повышения активности нСМазы и увеличения соотношения между содержанием церамида и сфингомиелина, происходит транзиторная активация каспазы-3. Эти факты свидетельствовуют о том, что в течении I фазы голодания в печени формируются условия для проявления церамид-опосредованной проапоптотической сигнализации.

Нами обнаружено, что переход I фазы голодания во II, сопряжен с закономерным изменением соотношения между функциональным состоянием СМ цикла и интенсивностью процессов ПОЛ в печени. На протяжении I фазы голодания система АО защиты печени сохраняет высокую активность, что, способствует проявлению церамид-опосредованной проапоптотической сигнализации. Во II фазу голодания, вследствие исчерпания функциональных резервов АО системы, в печени развивается окислительный стресс.

Теоретическая и практическая значимость работы. Настоящая работа вносит вклад в развитие фундаментальных знаний об участии внутриклеточных мессенджеров, продуцируемых сфингомиелиновым циклом, в механизме формирования системного структурного следа адаптации печени, что важно для сохранения жизнеспособности организма в течении начальных фаз голодания. Полученные в ходе исследований данные выявили участие церамид-опосредованной проапоптотической сигнализации, которая является одним из элементов управления адаптивным ответом печени на голодание.

Данные о существенном истощении функциональных резервов АО системы печени после перехода голодания из I во II его фазу необходимо

учитывать при разработке новых технологий лечебного голодания: включать в медикаментозную поддержку организма препараты - антиоксиданты.

Положения, выносимые на защиту

1. К завершению I фазы голодания (3 сутки эксперимента) в печени крыс происходит активация сфингомиелинового цикла, выражающаяся в стимуляции активности его ключевого фермента - нейтральной сфингомиелиназы и в изменении баланса между церамидом и сфингомиелином (увеличение отношения содержания церамида к сфингомиелину).

2. К завершению I фазы голодания (3 сутки эксперимента) в печени животных формируются условия для проявления церамид-опосредованной проапоптотической сигнализации. Свидетельством этого явилось повышение в печени крыс активности каспазы-3, максимум которой пришелся на 3 сутки голодания.

3. В начале I фазы голодания крыс (1 и 2 сутки) в печени сохраняется высокая функциональная активность антиоксидантной системы. К завершению I фазы (3 сутки голодания крыс) в печени наблюдали признаки активации процессов перекисного окисления липидов. На 6 сутки эксперимента, что соответствовало II фазе голодания, в печени животных формируется окислительный стресс.

4. На протяжении I и II фаз голодания в печени крыс закономерно изменяется соотношение между функциональным состоянием сфингомиелинового цикла и активностью процессов перекисного окисления липидов. Если к завершению I фазы голодания в печени животных формировались условия для проявления церамид-опосредованной проапоптотической сигнализации, то переход от I фазы голодания ко II фазе сопряжен с преобладанием процессов свободнорадикального окисления липидов. Нарастающий окислительный стресс вызывает необратимые повреждения клеток и биомолекул и таким образом участвует в формировании несовместимых с жизнью сдвигов метаболизма на III фазе голодания.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были представлены на Всероссийской 66-й итоговой студенческой научной конференции им. Н.И.Пирогова (Томск, Россия, 2007); IV съезде Российского общества биохимиков и молекулярных биологов (Новосибирск, Россия, 2008); научно-практическом симпозиуме с международным участием «Свободнорадикальная медицина и антиоксидантная терапия» (Волгоград, Россия, 2008); Российской научно-практической конференции «Актуальные проблемы теоретической и прикладной биохимии», посвященной 80-летию со дня рождения Р.И. Лифшица, приуроченной к 65-летию Челябинской государственной медицинской академии (Челябинск, Россия, 2009); II111 International Conference "Bioactive Lipids In Cancer, Inflammation And Relted Diseases". (Cancun, Mexico, 2009); IV Международной научной конференции Молодых ученых-медиков (Курск, Россия, 2010).

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 9 научных работ, в том числе 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав: «Обзор литературы», «Материал и методы исследования», «Результаты собственных исследований», «Обсуждение результатов», заключения и выводов. Работа изложена на 151 странице машинописного текста, включая 18 таблиц и 2 рисунка. Список цитируемой литературы содержит 310 источников.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследования проведены на самцах крыс линии Вистар массой 180-200 г из вивария ГБОУ ВПО СибГМУ Минздравсоцразвития России (Томск). Животных содержали на стандартной диете с соблюдением естественной фотопериодичности. Содержание, питание, уход за животными и выведение их из эксперимента осуществляли в соответствии с требованиями правил проведения работ с использованием экспериментальных животных (приложение к приказу Министерства высшего и среднего специального образования СССР № 742 от 13.11.1984).

Методом случайной выборки были сформированы группа «контроль» (интактные крысы, п=15) и четыре группы «опыт» (в каждой п=15), которых подвергали голоданию без ограничения доступа к питьевой воде в течение 1, 2, 3 суток (I фаза) и б суток (И фаза голодания) [Li Rong-Ying et al., 2006].

Крыс выводили из эксперимента декапитацией под легким эфирным наркозом. Печень перфузировали in situ ледяным 0,9 % раствором NaCl через v. portae. Материалами для исследования служили 10% (масса:объем) гомогенат печени и сыворотка крови.

В работе были использованы следующие методы:

1. Липидный экстракт из гомогената печени получали методом Фолча [FolchJ.et al., 1957].

2. Количество общих липидов в экстракте определяли гравиметрическим методом.

3. Содержание компонентов СМ цикла в печени определяли методом тонкослойной хроматографии в системе растворителей - хлороформ:метанол (7:3) [Остерман Л.А., 1985; Solvent system - lipid migration. //Avanti Polar Lipids. Products Catalog Edition VI Revised. Technical Information],

4. Активность нСМазы в печени оценивали по скорости гидролиза сфингомиелина in vitro [Брокерхоф X., Дженсен Р., 1978; Бабенко Н.А, 1991] с учетом современных данных о величине К„, для фермента печени крыс [Marchesini N. et al., 2003].

5. Активность каспазы-3 в печени оценивали по скорости гидролиза синтетического флуоригенного субстрата Ac-DEVD-AMC [Nicholson D.W., 1999; Cohen G.M., 1997; Stennicke H.R., Salvesen G.S, 1997].

6. Содержание ДК и КД в печени крыс определяли по степени поглощения гептан-изопропиловым экстрактом световых потоков с длинами

волн 232 и 274 нм, соответственно [Костюк В.А., 1984; Шведова A.A., Полянский Н.Б., 1992].

7. Содержание продуктов, реагирующих с 2-тиобарбитуровой кислотой (ТБКАП), в печени определяли согласно [Стальная И.Д., Гаришвили Т.Г., 1978].

8. Активность каталазы в гомогенате печени оценивали по скорости разложения перекиси водорода, которую определяли с помощью реакции с молибдатом аммония [КоролюкМ. А., Иванова Л. И.Б., 1988].

9. Содержание восстановленного глутатиона в гомогенате печени определяли с использованием DTNB [Moron M.S. et al., 1979].

10. Концентрацию неэстерифицированных жирных кислот (НЭЖК) в сыворотке крови крыс оценивали методом [Duncomb W., 1964].

11. Концентрацию глюкозы в сыворотке крови крыс определяли глюкозооксидазным методом с помощью тест-систем «НОВОГЛКЖ-К,М» («Вектор-Бест», Россия).

12. Концентрацию кортикостерона в сыворотке крови крыс определяли иммуноферментным методом с помощью тест-системы «Cortocosterone EIA Kit» («Cayman Chemical», США).

13. Концентрацию ФНО-а в сыворотке крови оценивали иммуноферментным методом с помощью тест-системы «Rat TNFa ELISA Kit» («Thermo Scientific», США).

14. Белок в гомогенате печени крыс определяли микробиуретовым методом [Дарбре А., 1989].

15. Для статистического анализа данных был использован непараметрический критерий Вилкоксона. Статистическую обработку проводили с помощью пакета программ Statistics 6.0. Статистически значимыми считались отличия между группами при Р<0,05 [Гланц С., 1999].

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

1. Основные эндокринно-метаболические сдвиги в организме крыс при голодании.

Масса крыс начинала снижаться уже по прошествии первых суток голодания: на 1, 2, 3 и б сутки голодания она составляла, соответственно -194,13+3,08; 184,20+3,15; 179,67+2,91 и 167,00±3,08 г. На всех сроках наблюдения изменения были статистически значимы (Р<0,05) по сравнению с контролем: 196,13+3,07 г. На всем протяжении периода наблюдения не было зарегистрировано гибели животных ни в одной из групп. Вплоть до 6 суток голодания крысы сохраняли сравнительно высокую локомоторную активность.

Динамика концентрации кортикостерона в сыворотке крови голодавших животных представлены на Рис.1. Спустя первые сутки голодания концентрация гормона значимо повышалась на 44 % по сравнению с контролем (Р<0,01) и удерживалась на достоверно высоком уровне на всем

протяжении эксперимента, что может указывать на отсутствие истощения функциональных резервов коры надпочечников вплоть до 6 суток голодания.

1,2

1

к

I

X 0,8

$ 0,6

о.

X 0,4

& к 0,2

—о

контроль 1 2 3 4 5 Голодание, сутки

Рис. 1. Изменение концентрации кортикостерона в сыворотке крови крыс в зависимости от сроков голодания (М + т).

** - Р<0.01 статистически значимые по сравнению с контролем.

Изменения концентраций глюкозы и НЭЖК в сыворотке крови голодавших крыс представлены на Рис. 2. Параметры изменялись реципрокно. Тенденция к снижению концентрации глюкозы наметилась через сутки голодания и на 2 и 3 сутки эксперимента её концентрация была статистически значимо ниже таковой в контроле (на 37 и 26 %, соответственно; Р<0,05). На 6 сутки голодания концентрация глюкозы была на 15% ниже, чем в контроле. Концентрация НЭЖК, наоборот, начиная с первых суток голодания, повышалась в 3,8 раза (Р<0,05) по сравнению с контролем. На 2, 3 и 6 сутки голодания содержание НЭЖК оставалось статистически значимо выше контрольных. Динамики концентраций глюкозы и НЭЖК в сыворотке крови крыс группы контроля соответствовали данным литературы [МсОаггу Л). й а1., 1973; МаппаеПв С.Р. й а1., 1978; Строев Е.А., Макарова В.Г., 1986].

Рис. 2. Изменение концентрации глюкозы и НЭЖК в сыворотке крови крыс в зависимости от сроков голодания (М + т).

* - Р<0,05; ** - Р<0.01 --

статистически значимые изменения по сравнению с контролем.

Результаты этого фрагмента наших исследований дают основание полагать, что голодание крыс со свободным доступом к питьевой воде на протяжение 1 - 3 суток, следует отнести к 1 фазе голодания. Закономерности изменения биохимических маркеров голодания соответствовали таковым, которые

0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0

контроль 1 2 3 4 5 Голодание, сутки

—НЭЖК—-глюкоза

установлены для I фазы голодания. Из данных литературы следует, что именно на протяжение первых 3 суток голодания, происходит мобилизация генетически детерминированных механизмов метаболической адаптации организма, ведущая роль в которой принадлежит печени. Благодаря реализации метаболической адаптации организма на I фазе голодания животные сохраняют сравнительно высокую физическую активность и полноценное функционирование центральной нервной системы, позволяющее сохранить адекватные поведенческие реакции, что позволяет им вести эффективный поиск пищи и обеспечивает быстрое (в течение 12 -15 часов), лишенное негативных побочных эффектов, обращение эндокринно-метаболических сдвигов, вызванных голоданием, при возобновлении питания. [McGarry J.D. et al., 1973; Goodman M.N.et al., 1980; Andriamampandry M.D.et al., 1996; Robin J.P.et al., 1998; Li Rong-Ying et al., 2006].

2. Содержание метаболитов сфингомиелинового цикла и

активность нейтральной сфингомиелиназы в печени крыс на I и II фазах голодания

Данные, характеризующие динамику содержания компонентов СМ цикла в печени крыс при голодании, представлены на Рис. 3. На разных сроках голодания в печени наблюдали фазные изменения содержания компонентов СМ цикла. Для СМ была характерна тенденция к снижению концентрации по сравнению с контролем в начальные сроки голодания (на 1 и 2 сутки) и статистически значимое увеличение на 32% на 6 сутки (Р<0,05).

контроль 12 3 4 Голодание, сутки

-СМ - о -Сфмнгозим ■

- Церамид

Рис. 3. Изменение содержания компонентов сфингомиелинового цикла в печени крыс в зависимости от сроков голодания (М ± т).

СМ -сфингомиелин. * Р<0,05 - статистически значимые изменения по сравнению с контролем.

Содержание сфингозина в печени голодавших животных было понижено: значимые сдвиги по сравнению с контролем наблюдали на 1, 2 и 6 сутки эксперимента (Р<0,05). Содержание церамида на 1 и 2 сутках голодания уменьшалось (статистически значимое снижение по отношению к контролю отмечено на 2 сутки голодания, Р<0,05) в то время как на 3 и 6 сутках

наблюдения демонстрировало тенденцию к увеличению. С учетом того, что в СМ цикле церамид образуется в результате ферментативного гидролиза мембранного сфингомиелина, а проявление регуляторных эффектов компонентов сфингомиелинового цикла определяется не их абсолютной концентрацией, а соотношением [Hannun Y.A., Obeid L.M., 2002; Ruvolo P.P., 2003], нами был вычислен индекс, который представлял собой отношение содержания церамида к содержанию СМ в печени животных (церамид/СМ). Как следует из Рис. 4, индекс оказался статистически значимое повышенным в 1,6 раза по сравнению с контролем только на 3 сутки голодания (Р<0,05).

Рис. 4. Изменение отношения содержания церамида к сфингмиелину в печени крыс в зависимости от сроков голодания (М ± т).

СМ -сфингомиелин. * Р<0,05 - статистически значимые изменения по сравнению с контролем.

На Рис. 5. представлена динамика активности ключевого фермента сфингмиелинового цикла - нСМазы в печени крыс. Максимальное и статистически значимое увеличение по сравнению с контролем активности нСМазы в 2,2 раза по сравнению с контролем (Р<0,05) приходилось на 3 сутки голодания. Сопоставление динамик индекса церамид/СМ (Рис. 4) и активности ключевого фермента СМ цикла - нСМазы (Рис. 5) выявило взаимное соответствие между этими показателями: максимумы совпадали по времени, что пришлось на 3 сутки. Одним из естественных активаторов нСМазы является поливалентный цитокин - ФНО-а [Kolesnick, R. N. et al., 1994; Hannun Y.A., Obeid L.M., 2002; Zheng W. et al., 2006]. Наши результаты, а также данные литературы свидетельствуют о том, что голодание формирует стойкое повышение концентрации глюкокортикоидов в крови [Faggioni R. et al., 2000], которые определяют продукцию и содержание в крови ФНО-а [Fantuzzi G. et al., 1995]. Известно, что в образовании ФНО-а значительный вклад вносит жировая ткань, причем продукция цитокина зависит от её массы, которая при голодании претерпевает существенные изменения [Sewter С.P. et al., 1999]. Учитывая это, мы изучили динамику концентрации ФНО-а в сыворотке крови экспериментальных животных (Рис. 6). Оказалось, что уже на ранних сроках

0,45 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05

контроль 12 3 4 Голодание, сутки

Рис. 6. Изменение

активности нейтральной сфингомиелиназы и

каспазы-3 в печени крыс в зависимости от сроков голодания (М ± т).

* Р<0,05 - статистически значимые изменения по сравнению с контролем.

Рис. 6. Изменение концентрации фактора

некроза опухоли-а в сыворотке крови крыс в зависимости от сроков голодания (М + т).

* Р<0,05 - статистически значимые изменения по сравнению с контролем.

голодания (1 и 2 сутки) имела место тенденция к росту концентрации ФНО-а в сыворотке крови. Статистически значимый прирост концентрации цитокина по сравнению с контролем наблюдали на 3 (в 1,22 раза; Р<0,05) и 6 (в 1,3 раза; Р<0,05) сутки эксперимента.

Наши результаты дают основание полагать, что закономерные изменения содержания метаболитов СМ цикла в печени голодавших животных обусловлены фазным изменением активности ключевого фермента цикла - нСМазы. Фермент активировался на 3 сутки голодания, что приводило к закономерному сдвигу баланса между метаболитами СМ цикла, и, соответственно, к значимому увеличению индекса церамид/СМ на 3 сутки эксперимента. Динамика концентрации ФНО-а в крови голодавших крыс

■Т

>о

I

контроль 12 3 4 Голодание, сутки

свидетельствовала о том, что цитокин мог быть одним из факторов, участвующих в активации фермента. Дополнительным свидетельством в пользу того, что на 3 сутки голодания в печени крыс формируются условия для активации нСМазы, являются наши результаты о том, что концентрация НЭЖК в крови голодавших животных быстро нарастала, достигая максимальной значений на 3 сутки (Рис. 2). Это согласуется с данными литературы, согласно которым усиливающийся поток НЭЖК в печень также оказывает активирующее воздействие на ключевой фермент СМ цикла [Hannun Y.A., Obeid L.M., 2002; Zheng W. et al, 2006].

ФНО-а, наряду с другими биоактивными молекулами, активирует нСМазу, что лежит в основе запуска церамид-опосредованного апоптоза клеток различных тканей и органов [Sawai Н, Hannun Y.А., 1999]. Одними из признанных биохимических маркеров перехода процесса апоптотической гибели клеток в свою завершающую стадию, является активация каспаз-3, -6 и -7 [Krammer Р.Н. 2000; Walczak Н, Krammer Р.Н., 2000]. Принимая во внимание эти обстоятельства, мы изучили динамику активности исполнительной каспазы-3 в печени голодавших крыс (Рис. 5). Как следует из данных рисунка, активность каспазы-3 демонстрировала тенденцию к росту, начиная с 1 суток голодания. Максимальная активность фермента была зарегистрирована на 3 сутки голодания (повышение в 2 раза по сравнению с контролем; Р<0,05). К 6 суткам эксперимента активность каспазы-3 уменьшалась, оставалась в 1,5 раза выше таковой в контроле.

Таким образом, наши результаты свидетельствовали о том, что одним из элементов перестройки метаболизма печени на протяжение I фазы голодания явилась активация СМ цикла. При этом усиление продукции церамида создает условия для проявления церамид-опосредованной проапоптотической сигнализации в гепатоцитах, о чем могло свидетельствовать достоверное повышение активности каспазы-3 в печени животных на 3 сутки голодания. Эти результаты близки данными [Kouda К. et al, 2004]. Вместе с тем, цитируемые авторы рассматривали фиксированный срок голодания и не изучали природу проапоптотического сигнала.

3. Активность процессов перекисного окисления липидов и функциональное состояние системы антиоксидантной защиты печени крыс на I и II фазах голодания

С учетом данных литературы об активации процессов ПОЛ в печени при голодании [Kerckaert I et al, 1982; Van Den Branden С. et al, 1984; Orellana M. et al, 1992, 1994; Mannaerts G.P et al, 2000; Rao M.S., Reddy J.K, 2001; Wanders R.J.A. et al, 2001; Marczuk-Kiynicka D. et al, 2003; Wanders R.J.A, 2004], а также сведений о том, что активность ключевого фермента СМ цикла зависит от редокс-статуса клеток [Herrlich Р, Böhmer F.D., 2000; Won J.-S, Singh I, 2006], мы провели оценку активности процессов ПОЛ и функционального состояния системы АО защиты печени крыс в динамике голодания.

Рис. 7. Изменение концентрации диеновых конъюгатов, кетодиенов и ТБК-активных

продуктов в печени крыс в зависимости от сроков голодания (М ± т).

* Р<0,05 - статистически значимые изменения по соавнению с контролем.

На Рис. 7 представлены результаты оценки динамики концентраций продуктов процесса ПОЛ в печени голодавших крыс. Так, содержание ДК и КД на 1 и 2 сутках голодания были статистически значимо ниже контроля (уменьшение концентрации ДК в среднем в 1,5 раза (Р<0,05) и КД в среднем в 1,3 раза (Р<0,05). На 3 и 6 сутки эксперимента концентрация ДК в печени превышало таковое в контроле в 1,3 и 1,5 раза (Р<0,05). Концентрация КД в эти же сроки превышало контроль в среднем в 1,3 - 1,4 раза (Р<0,05). В хорошем соответствии с этими данными оказались результаты оценки динамики ТБКАП: спустя 1 сутки от начала голодания концентрация ТБКАП было достоверно ниже, чем в контроле (Р<0,05), на 3 и 6 сутки голодания концентрация ТБКАП оказалась выше контроля (увеличение в 2,7 и в 2 раза, соответственно; Р<0,05).

О функциональном состоянии системы АО защиты печени экспериментальных животных судили по динамике активности каталазы и содержания восстановленного глутатиона (Рис. 8). Активность каталазы в печени крыс спустя 1 сутки от начала голодания была статистически значимо выше (Р<0,05) и на 6 сутки голодания - в 1,6 раза ниже таковой в контроле (Р<0,05). Сходной была динамика содержания восстановленного глутатиона в печени. На 1 - 3 сутки голодания концентрация восстановленного глутатиона не отличалась от такового в контроле, в то время как на 6 сутки эксперимента концентрация глутатиона оказалась значимо ниже (в 1,52 раза; Р<0,05) контрольных значений.

Эти закономерности указывают на то, что вплоть до 3 суток голодания, система АО защиты печени не исчерпала свой функциональный резерв, что позволило ей эффективно сопротивляться действию прооксидантных факто-

0,5 0,45 0,4 ; о,35 [ 0,3 I 0,25 ! 0,2 ' 0,15 0,1 0,05

контроль 12 3 4 5 Голодание, сутки

-Диеновые коньюгаты '

■ Кетодиены ■

Рис. 8. Изменение активности каталазы и содержания

восстановленного глутати-она в печени крыс в зависимости от сроков голодания (М + т).

* Р<0,05 - статистически значимые изменения по сравнению с контролем.

ров. На основе данных Рис. 8 были вычислены индексы, отражающие баланс между интенсивностью процессов ПОЛ и активностью системы АО защиты (Рис. 9). Индекс активность каталазы/концентрация ТБКАП был в 1,5 раза

Рис. 9. Динамика индексов, отражающих баланс между активностью процессов

свободнорадикального окисления липидов и функциональным состоянием антиоксидантной системы печени крыс, подвергнутых голоданию различной

продолжительности (М ± т). * Р<0,05 - статистически значимые изменения по сравнению с контролем.

выше контроля на 1 сутки голодания (Р<0,05) и ниже контроля на 3 и б сутки эксперимента (в 3,6 и 3,0 раза соответственно; Р<0,05). Индекс активность каталазы/концентрация ДК был также в 1,5 раза выше контроля на 1 сутки голодания (Р<0,05) и к 6 суткам наблюдения был в 1,25 раза ниже контроля (Р<0,05). Динамика этих индексов (Рис. 9) находилась в соответствии с динамикой содержания продуктов процесса ПОЛ в печени голодавших крыс (Рис. 7). Наши результаты согласуются с данными, согласно которым при 24-часовом голодании крыс в печени происходит активация каталазы при неизменном уровне восстановленного глутатиона, что рассматривается как проявление компенсаторно-адаптивных реакций [^аэсв .1.Т., Втк1е, Р., 1977; Ьатгтп-КееГе С.! ег а!., 1984; Авауаша К. е1 а1., 1989; Магсгик-Кгушска О. еХ а!., 2003]. Таким образом, результаты этой серии наших исследователей

Голодание, сутки ■ Каталаза •^О^Восстановленный глутатион

« 80 4)

контроль 12 3 4 5 6 Голодание, сутки

о Кат./ТБКАП- о -Кат./ДК

свидетельствовали о том, что на протяжение большей части I фазы голодания крыс (1-2 сутки) в печени сохранялась высокая функциональная активность её АО системы. Лишь к завершению этой фазы голодания (3 сутки) были зафиксированы признаки активации процессов ПОЛ в органе на фоне не отличавшихся от контроля активности каталазы и содержания восстановленного глутатиона. На б сутки голодания, приходившихся на II фазу голодания, в печени имел место окислительный стресс.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Анализ полученных нами результатов указывает на то, что на разных фазах голодания в печени крыс закономерно менялось соотношение между церамид-опосредованной проапоптотической сигнализацией и активностью процессов ПОЛ. На I фазе голодания преобладали условия, необходимые для реализации церамид-опосредованного апоптоза.

Церамид-опосредованный апоптоз мы рассматриваем как один из инструментов оптимизации клеточной популяции печени, что вносит важный вклад в формирования системного структурного следа в рамках её структурно-метаболической адаптации на данной фазе голодания. На II фазе голодания преобладали процессы ПОЛ.

Наши результаты согласуются с представлениями о механизмах, ответственных за «переключение» между разными типами гибели клеток: от апоптоза клеток к их некротической гибели. Известно, что различные оксидантные факторы, индуцирующие развитие окислительного стресса, способны активно модулировать тип гибели клетки [Chandra J. et al., 2000]. Так, апоптоз может быть трансформирован в некроз под влиянием окислительного стресса с участием, по крайней мере, следующих механизмов: путем инактивации каспаз в результате окисления тиоловых групп в их активном центре [Samali А. et al., 1999] или путем S-нитрозилирования этих тиоловых групп [Melino G. et al., 1997], а также в результате существенного снижения внутриклеточной концентрации АТФ вследствие повреждений митохондрий под влиянием избытка оксидантов [Tsujimoto Y. et al., 1997; Leist M. et al., 1999].

Мы полагаем, что in vivo функциональное состояние СМ цикла печени и активность его ключевого фермента - нСМазы, определяется одновременным влиянием нескольких, различных по своей природе регуляторных факторов, способных оказывать разнонаправленные эффекты. Очевидно и то, что в динамике голодания относительный вклад отдельных регуляторных факторов также меняется.

ВЫВОДЫ

1. По мере увеличения сроков голодания в сыворотке крови крыс повышается концентрация фактора некроза опухоли-а, достигая наибольших значений к 3 и 6 суткам эксперимента (в среднем на 28% по сравнению с интактными животными). На фоне прогрессирующей потери массы тела животных, снижения концентрации глюкозы и увеличения содержания неэстерифицированных жирных кислот, в сыворотке крови нарастает концентрация кортикостерона, которая на 44% превышет таковую в контроле уже после первых суток голодания.

2. Содержание сфингомиелина в печени крыс на начальных сроках голодания снижается, а на 6 сутки повышается на 32% по сравнению с контролем. Содержание сфингозина на всем протяжении эксперимента остаётся пониженным. Содержание церамида на 1 и 2 сутках голодания уменьшается, в то время как на 3 и 6 сутках эксперимента был отмечен рост по сравнению с контролем. На 3 сутки наблюдения приходится максимум отношения содержания церамида к сфингомиелину в печени животных, которое в 1,6 раза превышал таковое в контроле.

3. Наибольшая активность нейтральной сфингомиелиназы в печени крыс отмечена на 3 сутки голодания (превышение контрольного значения в 2,2 раза). Максимум активности каспазы-3 в печени крыс приходится также на 3 сутки наблюдения: активность фермента в 2 раза превышает таковую в контроле.

4. На протяжении первых двух суток голодания в печени крыс сохраняется высокая функциональная активность антиоксидантной системы. На 3 сутки голодания в печени наблюдаются признаки активации процессов перекисного окисления липидов. На 6 сутки эксперимента в печени формируется окислительный стресс, который выражается в дальнейшем росте содержание продуктов процесса перекисного окисления липидов на фоне существенного снижения активности каталазы и концентрации восстановленного глутатиона.

5. К завершению I фазы голодания в печени животных формируются условия для проявления церамид-опосредованной проапоптотической сигнализации. Переход от I голодания ко II фазе сопряжен с преобладанием явлений окислительного стресса.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Кузьменко Д.И., Буров П.Г., Серебров В.Ю. Содержание компонентов сфингомиелинового цикла в печени крыс в динамике непродолжительного голодания. // Бюллетень СО РАМН.-2008.-Т. 133, № 5.-С. 158-161.

2. П.Г.Буров, Д.И.Кузьменко, В.Ю.Серебров. Пероксидация липи-дов в печени крыс на разных фазах голодания. //Вестник Новосибирского государственного университета. Серия: Биология, клиническая медицина.-2011.-Т. 9, вып. 3.-С.34-38.

3. П.Г.Буров, Д.И.Кузьменко, В.Ю.Серебров. Компоненты сфингомиелинового цикла и активность нейтральной сфингомиелиназы печени крыс на различных фазах голодания. //Вестник новых медицинских технологий.-2011.-Т. 18, № З.-С. 20-22.

4. Буров П.Г. Динамика компонентов сфингомиелинового цикла печени крыс в условиях функционального напряжения организма. // Всероссийская 66-я итоговая студенческая научная конференции им. Н.И.Пирогова. / Под ред. В.В. Новицкого, Л.М. Огородовой.-Томск: Сибирский государственный медицинский университет, 2007. С. 311-313.

5. Кузьменко Д.И., Буров П.Г., Серебров В.Ю. Баланс компонентов сфингомиелинового цикла и активность перекисного окисления липидов в печени крыс при непродолжительном голодании.// IV съезд Российского общества биохимиков и молекулярных биологов, Новосибирск, Россия. 2008. Абстракт №247, С. 152.

6. Буров П. Г., Кузьменко Д.И., Серебров В. Ю. Соотношение активности процессов свободнорадикального окисления липидов и баланса компонентов сфингомиелинового цикла в печени крыс в динамике голодания. //Научно-практический симпозиум с международным участием «Свободнорадикальная медицина и антиоксидантная терапия», Волгоград, Россия. 2008. Приложение № 1 к журналу «Бюллетень Волгоградского научного центра РАМН и Администрации Волгоградской области», 2008. С. 5.

7. Кузьменко Д.И., Серебров В.Ю., Буров П.Г., Климентьева Т.К., Черников A.B. Возможное участие проапоптотической сигнализации в метаболической адаптации печени крыс к непродолжительному голоданию.// Российская научно-практическая конференция «Актуальные проблемы теоретической и прикладной биохимии», посвященная 80-летию со дня рождения Р.И.Лифшица, приуроченная к 65-летию Челябинской государственной медицинской академии. Челябинск, Россия. 2009. С. 49-51.

8. Serebrov V. Yu., Kuzmenko D.I., Burov P. G., Chernikov A. V. Functional state of the sphingomyelin cycle in rat livers during different lengths of starvation.//l 1th International Conference "Bioactive Lipids In Cancer, Inflammation And Relted Diseases", Cancun, Mexico. 2009. Abstract # 123.

9. Буров П.Г, Черников A.B. Сфинголипид-опосредованная сигнализация в динамике метаболической адаптации печени крыс к голоданию. // IV Международная научная конференция молодых ученых-медиков. / Под ред. В.А. Лазаренко - Курск: ГОУ ВПО КГМУ Росздрава, Россия. 2010. T. I, С. 188-190.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

АО -антиоксидант

АО защита -антиоксидантная защита

ДК - диеновые конъюгаты

КД - кетодиены

нСМаза - нейтральная сфингомиелиназа

НЭЖК - неэстерифицированные жирные кислоты

ПОЛ - перекисное окисление липидов

СМ - сфингомиелин

СМ цикл - сфингомиелиновый цикл

ТБК - 2-тиобарбитуровая кислота

ТБКАП - ТБК-активные продукты

ФНО-а - фактор некроза опухоли-альфа

Ac-DEVD-AMC -N-acetyl-(Asp-Glu-Val-Asp)-7-amino-4-methylcoumarin

AMC - amino-4-methylcoumarin

DTNB - 5,5'-dithio-bis(2-nitrobenzoic acid)

Соискатель: Буров П.Г.

Автор и научные руководители выражают особую благодарность председателю Томского научного центра СО РАН, директору Института физики прочности и материаловедения СО РАН (г. Томск), доктору физ.-мат. наук, профессору Сергею Григорьевичу Псахье за активную поддержку исследований, которые легли в основу настоящей работы.

Подписано в печать//. //, 20 // г.

Усл.печ.листов ОПечать на ризографе.

Отпечатано в лаборатории оперативной полиграфии СибГМУ 634050, г. Томск, Московский тракт, 2, тел. 53-04-08 Заказ № ,?.3 Тираж Юд экземпляров

Содержание диссертации, кандидата медицинских наук, Буров, Павел Геннадьевич

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1Л. Эндокринно-метаболические изменения в организме при голода

1.1Л. Общие замечания

1Л .2. Фазы голодания

1Л .3. Эндокринный статус организма при голодании

1Л .4. Изменение экспрессии генов при голодании различной продолжительности 1Л .5. Изменение спектра липопротеидов сыворотки крови при голода

1Л .6. Влияние голодания на транспорт ацил-КоА в матрикс мито- 26 хондрий

1Л .7. Продукция кетоновых тел при голодании

1Л .8. Голодание и ядерный рецептор, активируемый пролифераторами пероксисом (PPAR)

1Л .9. Влияние голодания на соотношение митохондриального и пероксисомального окисления жирных кислот в печени

1Л Л 0. Состояние процессов перекисного окисления липидов и 33 функциональная активность системы антиоксидантной защиты печени при голодании

1Л Л1. Продукция ФНО-а жировой тканью при голодании 3 8 1Л Л 2. Роль голодания в изменении баланса между пролиферацией и 38 программируемой гибелью клеток организма

1.2. Сфинголипиды и внутриклеточная сигнализация

1.2.1. Химическая структура и метаболизм сфинголипидов

1.2.2. Сфингомиелиновый цикл

1.2.3. Индукторы/активаторы сфингомиелинового цикла

1.2.4. Церамид-опосредуемые внутриклеточные сигнальные пути 58 1.2.4.1 .Церамид-активируемая протеинкиназа

1.2.4.2.Церамид-активируемые протеинфосфатазы

1.2.4.3. Стресс-активируемая протеинкиназа СATIK/SAPK (JNK-c-jun- 52 NH2-terminal kinase)

1.2.4.4. Атипичная форма протеинкиназы С - ПКС С,

1.2.4.5. КатепсинД

1.2.5. Сфингозин-1-фосфат и его внутриклеточные мишени.

1.3. Нарушения метаболизма сфинголипидов в ожирения и пато- 55 генезе некоторых заболеваний

1.4. Апоптоз (программированная гибель клеток)

1.4.1. Биологическая роль апоптоза

1.4.2. Пути реализации апоптотических сигналов 60 1.4.2.1 .Экзогенный путь апоптоза 60 1.4.2.2. Митохондриальный путь апоптоза

Введение Диссертация по биологии, на тему "Функциональное состояние сфингомиелинового цикла и активность свободнорадикального окисления липидов в печени крыс при голодании"

Актуальность проблемы.

Изучение механизмов мобилизации адаптивных процессов на различных уровнях организации биосистем остается одной из центральных проблем современной биологии и медицины [Панин Л.Е., 1978, 1983; Панин Л.Е., Соколов В.П., 1981; Панин JI.E., Кузьменко Д.И., 1982; Панин JI.E. и др., 1982, 1983; Меерсон Ф.З., 1981; Казначеев В.П., Казначеев C.B., 1986; Айрапетянц М.Г., Гуляева Н.В., 1988; Кулинский В.И., Ольховский И.А., 1992; Коренева Е.А., 1996; Судаков К.В., 1996; Волчегорский И.А., 1997, 1998; Яковлев Г.М., и др., 1990; Kvetnansky R., 1995; Stratakis С.A., Chrousos G.P., 1995].

Голодание без ограничения доступа к питьевой воде является одной из разновидностей стресса, для которой характерны ведущие эндокринно-метаболические перестройки, характерные для состояния функционального напряжения организма. Сегодня интерес к углубленному исследованию биохимии голодания обусловлен, прежде всего, перспективой создания технологий лечебного голодания, основанных на новых принципах и свободных от эмпирических подходов, которые призваны стать не только средством первичной профилактики и борьбы с избыточной массой тела, но занять достойное место в комплексной коррекции состояния организма при сердечно-сосудистых заболеваниях, сахарном диабете и ряде других патологий [Vina J., et al., 2005; Gerstenblith G., 2006; Varady K.A., Hellerstein M.K., 2007; Fontana L., Klein S, 2007; Hulbert A.J. et al., 2007]. Результаты, опубликованные в последние годы свидетельсвуют о том, что простым изменением продолжительности голодания животных и комбинированием периодов голодания и возобновления кормления можно как замедлять гепатокарциногенез, так и повышать восприимчивость печени к диэтилнитрозамину [Tomasi С., et al., 1999; Tessitore L., 2000;], a также активно влиять на реакцию нормальных и пренеопластических гепатоцитов [Raffaghello L. et al., 2008]. С другой стороны, открытие лептина [Zhang Y. et al., 1994], установление половых отличий в механизмах сохранения энергетического гомеостаза [Cortright R.N., Koves T.R., 2000], а также феномена усиления экспрессии нескольких тысяч генов в ответ на голодание, чей профиль находится в четкой зависимости от его продолжительности [Li Rong-Ying et al., 2006], лишь подчеркнули глубину проблемы.

В ответ на лишение организма пищи в нем развивается сложная цепь адаптивных реакций, как специфических, так и неспецифических. Последние в значительной степени связаны с удовлетворением значительно возросших затрат энергии, потребляемой специфическими адаптивными реакциями. При голодании печень играет исключительно важную роль в межклеточной и межорганной кооперации, осуществляя адаптивное переключение энергетического метаболизма с «углеводного» типа на «жировой», тем самым, обеспечивая его качественную структурно-функциональную перестройку. В рамках адаптивных реакций печени осуществляется мобилизация энергетических ресурсов и их целесообразное перераспределение между различными органами и тканями. Это позволяет голодающему организму на опреленных сроках лишения пищи активно бороться за выживание [Панин J1.E., 1978, 1983; Панин Л.Е., Соколов В.П., 1981; Панин Л.Е., Кузьменко Д.И., 1982; Панин Л.Е. и др., 1982, 1983].

Важнейшим звеном реализации долговременной фенотипической адаптации организма является формирование на определенной стадии стресс-реакции системного структурного следа, позволяющего достигнуть предельного уровеня работоспособности функциональных систем, доминирующих в приспособлении организма к изменившимся условиям существования [Меерсон Ф.З., 1981; Меерсон Ф.З., Пшенникова М.Г., 1988; Судаков К.В., 1996]. Пластическое обеспечение функций и формирование системного структурного следа метаболической адаптации печени неразрывно связано не только с адаптивной гиперплазией клеточных ультраструктур, но и с процессом регулируемой оптимизации состава её клеточной популяции — апоптозом, в ходе которого осуществляется избирательная элиминация нежизнеспособных клеток [Душников У.Ф., Абросимов А.Ю., 2001; Швембергер И.Н., Гинкул Л.Б., 2002; Москалева Е.Ю., Северин С.Е., 2002; Kiechle F.L., Zhang X., 2002]. Одними из регуляторов баланса меду апоптозом и клеточной пролиферацией являются компоненты сфингомиелинового цикла (СМ цикла), обладающие свойствами вторичных посредников. Это, прежде всего, проапоптотик церамид, а также сфингозин-1 -фосфат - активатор пролиферативных процессов [Hannun Y.A., 1994; Alessenko, A.V., 2000; Huwiler А., 2000; Andrieu-Abadie N. et al., 2001; Pettus B.J., 2002; Ruvolo P.P., 2003; Bartke N., Hannun Y.A., 2009]. Изучение участия различных путей внутриклеточной сигнальной трансдукции в мобилизации механизмов адаптации различных тканей только начинается [Yang G. et al., 2009]. Приведенные данные литературы указывают на несомненную актуальность вопроса о выяснении природы проапоптотической сигнализации, участвующей в этом процессе.

Активность внутриклеточных сигнальных путей находится в тесной зависимости от окислительно-восстановительного состояния цитоплазмы клетки, в изменение которого существенный вклад способно вносить нарушение нормального протекания процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) [Турпаев К.Т., 2002; Droge W., 2002; Nathan С., 2003; Меньшикова Е.Б. и др., 2006; Won Je-S., Singh I., 2006; Janssen-Heininger Y.M.W, et al., 2008]. Феномен активации процессов ПОЛ в печени при голодании известен [Панин Л.Е. 1978, 1983; Marczuk-Krynicka D. et al., 2003], однако он недостаточно изучен в динамике. Этот аспект важен ещё и потому, что активность ключевого фермента СМ-цикла - нейтральной сфингомиелиназы (нСМазы), также зависит от окислительно-восстановительного статуса в клетке [Won Je-S., Singh I., 2006]. В связи с этим, существенный интерес представляет оценка активности процессов ПОЛ на I и II фазах голодания, [Li Rong-Ying et al., 2006], то есть на тех сроках, когда происходят, соответственно, мобилизация адаптивных механизмов и реализация адаптивных реакций в печени. III фаза голодания, которая быстро трансформируется в необратимую стадию процесса, неизбежно завершается гибелью организма [ВеМюи Я. е1 а1., 1991; Ы Яоп§-Уищ ег а1., 2006].

С учетом вышеизложенных обстоятельств, актуальным направлением является изучение участия СМ цикла в динамике адаптивной реакции печени на начальных фазах голодания, а также выяснение закономерностей во взаимоотношениях между функциональным состоянием СМ цикла и активностью процессов ПОЛ в печени.

Цель: Изучить состояние сфингомиелинового цикла и процессов свободнорадикального окисления липидов в печени крыс при голодании различной продолжительности.

Задачи исследования:

1. Охарактеризовать эндокринно-метаболический статус организма крыс (масса тела, концентрация в крови кортикостерона, глюкозы, неэтерифицированных жирных кислот и фактора некроза опухоли-альфа) при голодании продолжительностью 1, 2, 3 и 6 суток.

2. Определить содержание компонентов сфингомиелинового цикла (сфингомиелина, церамида и сфингозина), активность нейтральной сфингомиелиназы, а также каспазы-3 в печени крыс при голодании продолжительностью 1, 2, 3 и 6 суток.

3. Оценить содержание продуктов реакций свободнорадикального окисления липидов, образующихся на начальных (диеновые конъюгаты и кетодиены) и конечных (ТБК-активные продукты) его этапах, а также активность каталазы и содержание восстановленного глутатиона в печени крыс при голодании продолжительностью 1, 2, 3 и 6 суток.

4. Выявить характер взаимоотношений между функциональным состоянием сфингомиелинового цикла и активностью процессов свободнорадикального окисления липидов в печени крыс на I фазе (1, 2 и 3 сутки) и II фазе (6 сутки) голодания.

Научная новизна работы

В работе впервые исследовано участие сфингомиелинового цикла в динамике ответной реакции печени крыс на голодание: рассмотрены фазы голодания, наиболее важные с точки зрения адаптивного ответа органа. I фаза, в течение которой происходит мобилизация генетически детерминированных механизмов адаптации, включая формирование системного структурного следа адаптации печени, и II фаза, на протяжении которой реализуется потенциал адаптивного процесса, который позволяет животному поддерживать достаточную физическую активность и адекватные поведенческие реакции, необходимые для выживания.

Впервые показано, что в зависимости от сроков голодания крыс, в печени происходят закономерные изменения баланса между метаболитами СМ цикла (церамида и сфингомиелина), которые обусловлены фазным изменением активности его ключевого фермента - нСМазы. Установлено, что изменения активности нСМазы сопряжены с синхронным увеличением концентрации в крови голодавших животных активаторов фермента: прежде всего, поливалентного цитокина ФНО-а, а также НЭЖК.

Впервые установлено, что в печени экспериментальных животных на фоне повышения активности нСМазы и увеличения соотношения между содержанием церамида и сфингомиелина, происходит транзиторная активация каспазы-3. Эти факты свидетельствовуют о том, что в течении I фазы голодания в печени формируются условия для проявления церамид-опосредованной проапоптотической сигнализации.

Нами обнаружено, что переход I фазы голодания во II, сопряжен с закономерным изменением соотношения между функциональным состоянием СМ цикла и интенсивностью процессов ПОЛ в печени. На протяжении I фазы голодания система АО защиты печени сохраняет высокую активность, что, способствует проявлению церамид-опосредованной проапоптотической сигнализации. Во II фазу голодания, вследствие исчерпания функциональных резервов АО системы, в печени развивается окислительный стресс.

Теоретическая и практическая значимость работы. Настоящая работа вносит вклад в развитие фундаментальных знаний об участии внутриклеточных мессенджеров, продуцируемых сфингомиелиновым циклом, в механизме формирования системного структурного следа адаптации печени, что важно для сохранения жизнеспособности организма в течении начальных фаз голодания. Полученные в ходе исследований данные выявили участие церамид-опосредованной проапоптотической сигнализации, которая является одним из элементов управления адаптивным ответом печени на голодание.

Данные о существенном истощении функциональных резервов АО системы печени после перехода голодания из I во II его фазу необходимо учитывать при разработке новых технологий лечебного голодания: включать в медикаментозную поддержку организма препараты - антиоксиданты.

Положения, выносимые на защиту

1. К завершению I фазы голодания (3 сутки эксперимента) в печени крыс происходит активация сфингомиелинового цикла, выражающаяся в стимуляции активности его ключевого фермента — нейтральной сфингомиелиназы и в изменении баланса между церамидом и сфингомиелином (увеличение отношения содержания церамида к сфингомиелину).

2. К завершению I фазы голодания (3 сутки эксперимента) в печени животных формируются условия для проявления церамид-опосредованной проапоптотической сигнализации. Свидетельством этого явилось повышение в печени крыс активности каспазы-3, максимум которой пришелся на 3 сутки голодания.

3. В начале I фазы голодания крыс (1 и 2 сутки) в печени сохраняется высокая функциональная активность антиоксидантной системы. К завершению I фазы (3 сутки голодания крыс) в печени наблюдали признаки активации процессов перекисного окисления липидов. На 6 сутки эксперимента, что соответствовало II фазе голодания, в печени животных формируется окислительный стресс.

4. На протяжении I и II фаз голодания в печени крыс закономерно изменяется соотношение между функциональным состоянием сфингомиелинового цикла и активностью процессов перекисного окисления липидов. Если к завершению I фазы голодания в печени животных формировались условия для проявления церамид-опосредованной проапоптотической сигнализации, то переход от I фазы голодания ко II фазе сопряжен с преобладанием процессов свободнорадикального окисления липидов.

Апробация работы

Основные результаты диссертационной работы были представлены на IV съезде Российского общества биохимиков и молекулярных биологов (Новосибирск, Россия, 2008); научно-практическом симпозиуме с международным участием «Свободнорадикальная медицина и антиоксидантная терапия» (Волгоград, Россия, 2008); Российской научно-практической конференции «Актуальные проблемы теоретической и прикладной биохимии», посвященной 80-летию со дня рождения Р.И. Лифшица, приуроченной к 65-летию Челябинской государственной медицинской академии (Челябинск, Россия, 2009); 11th International Conference "Bioactive Lipids In Cancer, Inflammation And Relted Diseases" (Cancun, Mexico, 2009); IV Международной научной конференции молодых ученых-медиков. (Курск, Россия, 2010).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 9 научных работ. В рецензируемых журналах и изданиях, рекомендованных ВАК, опубликовано 3 работы.

Заключение Диссертация по теме "Биохимия", Буров, Павел Геннадьевич

ВЫВОДЫ

1. По мере увеличения сроков голодания в сыворотке крови крыс повышается концентрация фактора некроза опухоли-ос, достигая наибольших значений к 3 и 6 суткам эксперимента (в среднем на 28% по сравнению с интактными животными). На фоне прогрессирующей потери массы тела животных, снижения концентрации глюкозы и увеличения содержания неэстерифицированных жирных кислот, в сыворотке крови нарастает концентрация кортикостерона, которая на 44% превышает таковую в контроле уже после первых суток голодания.

2. Содержание сфингомиелина в печени крыс на начальных сроках голодания снижается, а на 6 сутки повышается на 32% по сравнению с контролем. Содержание сфингозина на всем протяжении эксперимента остаётся пониженным. Содержание церамида на 1 и 2 сутках голодания уменьшается, в то время как на 3 и 6 сутках эксперимента был отмечен рост по сравнению с контролем. На 3 сутки наблюдения приходится максимум отношения содержания церамида к сфингомиелину в печени животных, которое в 1,6 раза превышал таковое в контроле.

3. Наибольшая активность нейтральной сфингомиелиназы в печени крыс отмечена на 3 сутки голодания (превышение контрольного значения в 2,2 раза). Максимум активности каспазы-3 в печени крыс приходится также на 3 сутки наблюдения: активность фермента в 2 раза превышает таковую в контроле.

4. На протяжении первых двух суток голодания в печени крыс сохраняется высокая функциональная активность антиоксидантной системы. На 3 сутки голодания в печени наблюдаются признаки активации процессов перекисного окисления липидов. На 6 сутки эксперимента в печени формируется окислительный стресс, который выражается в дальнейшем росте содержание продуктов процесса перекисного окисления липидов на фоне существенного снижения активности каталазы и концентрации восстановленного глутатиона.

5. К завершению I фазы голодания в печени животных формируются условия для проявления церамид-опосредованной проапоптотической сигнализации. Переход от I голодания ко II фазе сопряжен с преобладанием явлений окислительного стресса.

120

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Анализ полученных нами результатов указывает на то, что на разных фазах голодания в печени крыс закономерно менялось соотношение между церамид-опосредованной проапоптотической сигнализацией и активностью процессов ПОЛ. На I фазе голодания преобладали условия, необходимые для реализации церамид-опосредованного апоптоза.

Церамид-опосредованный апоптоз мы рассматриваем как один из инструментов оптимизации клеточной популяции печени, что вносит важный вклад в формирования системного структурного следа в рамках её структурно-метаболической адаптации на данной фазе голодания. На II фазе голодания преобладали процессы ПОЛ.

Наши результаты согласуются с представлениями о механизмах, ответственных за «переключение» между разными типами гибели клеток: от апоптоза клеток к их некротической гибели. Известно, что различные оксидантные факторы, индуцирующие развитие окислительного стресса, способны активно модулировать тип гибели клетки [Chandra J. et al., 2000]. Так, апоптоз может быть трансформирован в некроз под влиянием окислительного стресса с участием, по крайней мере, следующих механизмов: путем инактивации каспаз в результате окисления тиоловых групп в их активном центре [Samali А. et al., 1999] или путем S-нитрозилирования этих тиоловых групп [Melino G. et al., 1997], а также в результате существенного снижения внутриклеточной концентрации АТФ вследствие повреждений митохондрий под влиянием избытка оксидантов [Tsujimoto Y. et al., 1997; Leist M. et al., 1999].

Мы полагаем, что in vivo функциональное состояние СМ цикла печени и активность его ключевого фермента - нСМазы, определяется одновременным влиянием нескольких, различных по своей природе регуляторных факторов, способных оказывать разнонаправленные эффекты. Очевидно и то, что в динамике голодания относительный вклад отдельных регуляторных факторов также меняется.

118

Библиография Диссертация по биологии, кандидата медицинских наук, Буров, Павел Геннадьевич, Новосибирск

1. Айрапетян М.Г., Гуляева Н.В.Роль свободнорадикального окисления в механизмах адаптации. //Вестник АМН СССР.-1988.-№ 11.-С. 49-55.

2. Бабенко H.A. Регуляция активности сфингомиелиназы и фосфолипазы С плазматических мембран клеток печени крыс разного возраста.// Биохимия 1991.-Т. 56, вып. 2.-е. 367-353.

3. Брокерхоф X., Дженсен Р. Липолитические ферменты. М.: Наука, 1978.-400 с.

4. Волчегорский И.А., Долгушин И.И., Колесников О.Л., Цейликман В.Э. Роль иммунной системы в выборе даптационной стратегии организма.-Челябинск, 1998.-70 с.

5. Волчегорский И.А., Львовская Е.И., Глузмин М.И. и др. Изменение антиокислительной активности сыворотки крови при воспалительной патологии. // Вопр. мед. химии.-1997.-Т. 43, № 4.-е. 233-238.

6. Гланц С. Медико-биологическая статистика.-М. : Практика, 1999-193 с.

7. Зенков Н.К., Ланкин В.З., Меньщикова Е.Б. Окислительный стресс. Биохимический и патофизиологический аспекты. М.: МАИК. Наука/Интерпериодика, 2001. 343 с.

8. Ипатова О.М., Торховсая Т.И., Захарова Т.С., Халилов Э.М. Сфинголипиды и клеточная сигнализация: участие в апоптозе и атерогенезе.//Биохимия.-2006.-Т. 71, вып. 7.-е. 882-893.

9. Казначеев В.П., Казначеев C.B. Адаптация и конституция человека.-Новосибирск.-1986.- 119 с.

10. Королюк М. А., Иванова Л. И. Определение активности каталазы в сыворотке крови.//Лабораторное дело. 1988.- №1.- с. 16-18.

11. Костюк В.А., Потапович А.И., Лунец Е.Ф. Спектрофотометрическое определение диеновых конъюгатов. // Вопр. мед. химии.-1984.- Т. 30, вып. 4. -с. 125-127.

12. Кулинский В.И., Ольховский И.А. Две адаптационные стратегии в неблагоприятных условиях резистентная и толерантная. Роль гормонов и рецепторов. //Успехи соврем, биологии.-1992.-т. 112, вып.5-6.-с.697-714.

13. Лушников Е.Ф., Абросимов А.Ю. Гибель клетки (апоптоз). М.: Медицина, 2001.- 192 с.

14. Меерсон Ф.З. Адаптация, стресс и профилактика.-М., 1981.-287 с.

15. Меерсон Ф.З., Пшенникова М.Г. Адаптация к стрессорным ситуациям и физическим нагрузкам. М.: Медицина, 1988.-256 с.

16. Меныцикова Е.Б., Зенков Н.К., Ланкин В.З. и др. Окислительный стресс: патологические состояния и заболевания. Новосибирск: Изд-во Арта, 2008. 284 с.

17. Меныцикова Е.Б., Ланкин В.З., Зенков Н.К., Бондарь И.А., Круговых Н.Ф., Труфакин В.А. Окислительный стресс. Прооксиданты и антиоксиданты. М.: Фирма "Слово", 2006. - 553 с.

18. Москалева Е.Ю., Северин С.Е. Возможные механизмы адаптации клетки к повреждениям, индуцирующим программируемую гибель. Связь с патологией //Патол. физиол. 2006. (2) : 2-16.

19. Октябрьский О.Н., Смирнова Г.В. Редокс-регуляция клеточных функций.//Биохмиия.-2007.-Т. 72, вып. 2.-С. 158-174.

20. Остерман Л.А. Хроматография белков и нуклеиновых кислот.-М.: Наука, 1985.-536 с.

21. Панин Л.Е. Энергетические аспекты адаптации. М.-Л.: Медицина, 1978. 170 с

22. Панин Л.Е., Соколов В.П. Психосоматические взаимоотношения при хроническом эмоциональном напряжении. Новосибирск: Наука, Сибирское отделение, 1981. 238 с.

23. Панин JI.E., Кузьменко Д.И. Роль питания в изменении энергетического обмена в условиях стресса.//Вопр. Питания.- 1982.-№. З.-С. 15-18.

24. Панин Л.Е. Биохимические механизмы стресса.-Новосибирск: Наука, 1983.- 234 с.

25. Панин Л.Е., Кузьменко Д.И., Колпаков А.Р. Роль липопротеидов крови в адаптивной перестройке митохондриального аппарата печени крыс. //Бюлл. эксперим. биологии и медицины.-1982.-Т. 94, № 9.- С. 50-52.

26. Панин Л.Е., Кузьменко Д.И., Колпаков А.Р. Влияние апобелков липопротеидов крови на функциональное состояние митохондрий печени крыс. //Вопр. мед. химии.-1983.-Т. 29, вып. З.-С. 92-95.

27. Практическая химия белка./под ред. А. Дарбре. М.: Мир, 1989.-623 с.

28. Розен В.Б. Основы эндокринологии.-М.: Высшая школа, 1984.-336 с.

29. Самуилов В.Д., Олескин A.B., Лагунова Е.М. Программируемая клеточная смерть. //Биохимия. 2000.- Т. 65, № 8,- с. 1029-1046.

30. Стальная И.Д., Гаришвили Т.Г. Современные методы в биохимии.- М.: Медицина, 1978.-с. 66-68.

31. Строев Е.А., Макарова В.Г. Практикум по биологической химии.-М.: Высшая школа, 1986.-231 с.

32. Структурные основы адаптации и компенсации нарушенных функций: Руководство. /Под ред. Д.С.Саркисова.-М., 1987.-448 с.

33. Турпаев К.Т. Активные формы кислорода и регуляция экспрессии генов. //Биохимия.-2002.-Том 61.-с.339-352.

34. Шведова A.A., Полянский Н.Б. Метод определения конъюгатов гидроперекисей липидов в экстрактах тканей. //Исследованиесинтетических и природных антиоксидантов in vitro и in vivo.- М.: Наука, 1992.-С.74-76.

35. Швембергер И.Н., Гинкул Л.Б. Апоптоз: роль в нормальном онтогенезе и патологии. //Вопр. онкологии.-2002.-Т. 48, №2.-С. 153-158.

36. Яковлев Г.М., Новиков B.C., Хавинсон В.Х. Резистентность, стресс, регуляция.-Л.:Наука.-1990.-237 с.

37. Ahima R.S., Prabakaran D., Mantzoros С., Qu D., Lowell В., Maratos-Flier E., et al. Role of leptin in the neuroendocrine response to fasting.//Nature.-1996.-Vol. 382.-P. 250-252.

38. Ahima RS. Leptin and the neuroendocrinology of fasting.//Front. Horm.

39. Albanes D. Total calories, body weight, and tumor incidence in mice.//Cancer Res.- 1987.-Vol. 47.-N 8.-P. 1987-1992.

40. Alessenko A.V. The role of sphingomyelin cycle metabolites in transduction of signals of cell prolipheration, differentiation and death.//Membr. Cell. Biol.-2000.-Vol.13.-P. 303-320.

41. Alnemri E. S., Livingston D. J., Nicholson D. W., Salvesen G., Thornberry N. A., Wong W. W., Yuan J. Human ICE/CED-3 protease nomenclature.//Cell.-1996.-Vol. 87.-P. 171-178.

42. Andriamampandry M.D., Bnouham M., Michard D., Gutbier G., Le Maho Y., Leray C. Food deprivation modifies fatty acid partitioning and beta-oxidation capacity in rat liver.// J. Nutr.-1996.-Vol. 126.-P. 2020-2027.

43. Andrieu-Abadie N., Gouaze V., Salvayre R., Levade T. Ceramide in apoptosis signalling: relationship with oxidative stress.// Free Radical Biology and Medicine.-2001.-Vol. 31, No. 6.-P. 717-728

44. Andrieu-Abadie N., Levade T. Sphingomyelin hydrolysis during apoptosis. //Biochim. Biophys. Acta.-2002.-Vol. 1585, N 2-3.-P. 126-134.

45. Asayama K., Hayashibe H., Dobashi K. et al., Antioxidant enzyme status and lipid peroxidation in various tissues of diabetic and starved rats. //Diabetes Res.-1989.-Vol. 12.-P. 85-92.

46. Auchon D., Jiang X., Morgan D.G., Heuser J.E., Wang X., Akey C.W. Three-dimensional structure of the apoptosome: implications for assembly, procaspase-9 binding, and activation.//Mol. Cell.-2002.-Vol. 9.-P. 423-432.

47. Auge N., Negre-Salvayre A., Salvayre R., Levade T. Sphingomyelin metabolites in vascular cell signaling and atherogenesis. //Prog. Lipid Res.-2000.-Vol. 39.-P. 207-229.

48. Ayasolla K., Khan M., Singh A. K., Singh I. Inflammatory mediator and beta-amyloid (25-35)-induced ceramide generation and iNOS expression are inhibited by vitamin E. //Free Radic. Biol. Med.-2004.-Vol. 37.-P. 325-338.

49. Barb C.R., Hausman G.J., Houseknecht K.L. Biology of leptin in the pig.// Domest. Anim. Endocrinol.- 2001.-Vol. 21.-P. 297-317.

50. Bartke N., Hannun Y.A. Bioactive sphingolipids: metabolism and function. //J. Lipid Res.-2009.-Vol. 50.-P. S91-S96.

51. Basu S., Kolesnick R. Stress signals for apoptosis: ceramide and c-Jun kinase.//Oncogene.-1998.-Vol. 17.-P. 3277-3285.

52. Bauer M., Hamm A.C., Bonaus M., Jacob A., Jaekel J., Schorle H., Pankratz M. J., Katzenberger J.D. Starvation response in mouse liver shows strong correlation with life-span-prolonging rocesses. //Physiol. Genomics.-2004.-Vol. 17.-P. 230-244.

53. Belkhou R., Cherel Y., Heitz A., Robin J.-P., Le Maho Y. Energy contribution of proteins and lipids during prolonged fasting in the rat. //Nutrition Research.-1991.-Vol. 11,N4.-P. 365-374.

54. Bernard S.F., Mioskowski E., Groscolas R. Blockade of fatty acid oxidation mimics phase II-phase III transition in a fasting bird, the king penguin.//Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol.- 2002.-Vol. 283.-P. R144-R152.

55. Bertile F., Le Maho Y., Raclot T. Coordinate upregulation of proteolytic-related genes in rat muscle during late fasting.//Biochem. Biophys. Res. Commun.-2003.-Vol. 311.-P. 929-34.

56. Boden G., Chen X., Mozzoli M., Ryan I. Effect of fasting on serum leptin in normal human subjects. //J. Clin. Endocrinol. Metab.-1996.-Vol. 81.-P. 34193423.

57. Boelen A., Wiersinga W.M., Fliers E. Fasting-induced changes in the hypothalamus-pituitary-thyroid axis.// Thyroid.-2008.-Vol. 18, N 2.-P. 123-129.

58. Bond J. S., Offerman M. K. Initial events in the degradation of soluble cellular enzymes: factors affecting the stability and proteolytic susceptibility of fructose-1,6-biphosphate aldolase. //Acta Biol. Med. Germ.-1981.-Vol. 40.-P. 1365-1374.

59. Bourbon N.A., Yun J., Kester M. Ceramide directly activates protein kinase C ^ to regulate a stress-activated protein kinase signaling complex. //J. Biol. Chem.- 2000.-Vol. 275.-P. 35617-23.

60. Braissant O., Foufelle F., Scotto C., Dauca M., Wahli W. Differential expression of peroxisome proliferator-activated receptors (PPARs): tissue distribution of PPAR-alpha, -beta, and -gamma in the adult rat. //Endocrinology.1996.-Vol. 137.-P. 354-366.

61. Brenner B., Koppenhoefer U., Weinstock C., Linderkamp O., Lang F., Gulbins E. Fas- or ceramide-induced apoptosis is mediated by a Rac 1-regulated activation of Jun N-terminal kinase/p38 kinases and GADD153. //J. Biol. Chem.1997.-Vol. 272.-P. 22173-81.

62. Brigelius R. Glutathione oxidation and activation of pentose phosphate cycle during hydroperoxide metabolism. A comparison of livers from fed and fasted rats.// Hoppe Seyler's Z. Physiol. Chem.-1983.-Vol. 364.-P. 989-996.

63. Broker L.E., Kruyt F.A., Giaccone G. Cell death independent of caspases: a review.//Clin. Cancer Res.-2005.-Vol. 11.-P. 3155-62.

64. Cecconi F., Gouss P. Apafl in developmental apoptosis and cancer: how many ways to die? //Cell. Mol. Life Sci.-2001.-Vol. 58.-P. 1688- 1697.

65. Chan J.L., Heist K., DePaoli A.M., Veldhuis J.D., Mantzoros Ch.S. The role of falling leptin levels in the neuroendocrine and metabolic adaptation to short-term starvation in healthy men.//J. Clin. In vest.-2003.-Vol. 11 l.-P. 1409-1421.

66. Chandoga J. Properties and biogenesis of peroxisomes.// Bratisl. Lek. Listy.-1994.-Vol. 95.-P -543-557.

67. Chandra J., Samali A., Orrenius S. Triggering and modulation of apoptosis by oxidative stress//Free Radical Biology & Medicineio-2000.-Vol. 29, N 3A.-P. 323-333.

68. Cherel Y., Le Maho Y. Refeeding after the late increase in nitrogen excretion during prolonged fasting in the rat.//Physiol. Behav.-1991.-Vol. 50.-P. 345-349.

69. Chow C. K. Nutritional influence on cellular antioxidant defense systems. //Am. J. Clin. Nutr.-1979.-Vol., 32.-P. 1066-1081.

70. Clarke Ch. J., Guthrie J. M., Hannun Y.A. Regulation of neutral sphingomyelinase-2 (nSMase2) by tumor necrosis factor-a involves protein kinase C in lung epithelial cells.//Mol. Pharmacol.-2008.-Vol. 74.-P. 1022-1032.

71. Cock, J.G., Tepper, A.D., de Vries, E., van Blitterswijk, W.J., Borst, J. CD95 (Fas:APO-l) induces ceramide formation and apoptosis in the absence of a functional acid sphingomyelinase.//.!. Biol. Chem.- 1998.-Vol. 273.-P. 75607565.

72. Cohen G.M. Caspases: the executioners of apoptosis. //Biochem. J.-1997.-Vol. 326.-P. 1 -16.

73. Colombaioni L., Garcia-Gil M. Sphingolipid metabolites in neural signalling and function. // Brain Research Reviews.-2004.-Vol. 46.-P. 328- 355.

74. Cortright RN, Koves TR.-Sex differences in substrate metabolism and energy homeostasis. //Can J Appl Physiol.-2000.-Vol.25, N 4.-P. 288-311.

75. Cusin I., Sainsbury A., Rohner-Jeanrenaud F. The ob gene and insulin: a relationship leading to clues to the understanding of obesity .//Diabetes. -1995.-Vol. 44.-P. 1467-1470.

76. Darras, V.M., Mol, K.A., Van der Geyten, S., KuËhn, E.R. Control of peripheral thyroid hormone levels by activating and inactivating deiodinases. //Trends Comp. Endocrinol. Neurobiol.-1998.-Vol. 839.-P. 80-86.

77. Del Peso L., Gonzalez-Garcia M., Page C., Herrera R, Nunez G. Interleukin-3-induced phosphorylation of BAD through the protein kinase Akt. //Science.-1997.-Vol. 278.-P. 687-9.

78. Desvergne B., Upenberg A., Devchand P.R., Wahli W. The peroxisome proliferator-activated receptors at the cross-road of diet and hormonal signalling.// J. Steroid Biochem. Mol. Biol.- 1998.-Vol. 65.-P. 65-74.

79. Di Simplicio P., Rossi R., Falcinelli S., Ceserani R., Formento M. L. Antioxidants status in various tissue of the mouse after fasting and swimming. //Eur. J. Appl. Physiol.-1997.-Vol. 76.-P. 302-307.

80. Dobrowsky R.T. and Hannun Y.A. Ceramide stimulates a cytosolic protein phosphatase.//J Biol Chem.-1992.-Vol. 267.-P. 5048-51.

81. Dobrowsky, R. T. and Hannun, Y. A. Ceramideactivated protein phosphatase: partial purification and relationship to protein phosphatase 2A. //Adv. Lipid Res. 1993.Vol. 25.-P. 91 -104.

82. Dobrzyn A., Gorski J. Ceramide and sphingomyelins in skeletal muscles of the rat: content and composition. Effect of prolonged exercise. //Am. J. Physiol. Endocrinol.-2002.-Vol. 282.-P. E277 E285.

83. Doornbos R.P., Theelen M., van der Hoeven P.C., van Blitterswijk W.J., Verkleij A.J., van Bergen en Henegouwen P.M. Protein kinase C zeta is anegative regulator of protein kinase B activity. //J. Biol. Chem.-1999.-Vol. 274.-P. 8589-96.

84. Douvon I., Steingart D.E. Effect of obesity and starvation on thyroid hormone, growth hormone, and Cortisol secretion.// Endocrinol. Metab. Clin. North. Am.-2002.-Vol. 31.-P. 173- 189.

85. Droge W. Free radicals in the physiological control of cell function. //Physiol. Rev.-2002.-Vol.82, N l.-P. 47-95.

86. Du C., Fang M., Li Y., et al. Smac, a mitochondrial protein that promotes cytochrome c-dependent caspase activation by eliminating IAP inhibition.// Cell.-2000.-Vol. 102.-P. 33-42.

87. Duncomb W. The colorimetric micro-determination of non-esterified fatty acid in plasma. // Clin. Chim. Acta.- 1964.-Vol. 9, N l.-P. 122-131.

88. Eaton S. Control of mitochondrial beta-oxidation flux.//Prog. Lipid Res.-2002.-Vol. 41.-P. 197-239.

89. Escriva H., Delaunay F., Laudet V. Ligand binding, and nuclear receptor evolution. //Bioessays.-2000.-Vol. 22.-P. 717-727.

90. Faggioni R., Moser A., Feingold K.R., Grunfeld C. Reduced leptin levels in starvation increase susceptibility to endotoxic shock.//Am. J. Pathology.-2000.-Vol. 150.-N 5.-P.1781-1787.

91. Farooqi I.S., et al. Effects of recombinant leptin therapy in a child with congenital leptin deficiency.//N. Engl. J. Med.-1999.-Vol. 341.-P. 879-884.

92. Feinstein R., Kanety H., Papa M., Lunenfeld B., Karasik A. Tumor necrosis factor-alpha suppresses insulin-induced tyrosine phosphorylation of insulin-receptor and its substrates. //J. Biol. Chem.-1993.-Vol. 268.-P. 26055-26058.

93. Ferrannini E., Galvan A.Q., Gastaldelli A. et al., Insulin: new roles for an ancient hormone. //Eur J Clin Invest.-1999.-Vol. 29.-P. 842-852.

94. Flier J.S. Clinical review 94: what's in a name? In search of leptin's physiologic role. //J. Clin. Endocrinol. Metab.-1998.-Vol. 83.-P. 1407-1413.

95. Folch J., Lees M., Sloane-Stanley G. H. A simple method for the isolation and purification of total lipids from animal tissues. //J. Biol. Chem.-1957.-Vol. 226.-P. 497-502.

96. Fontana L., Klein S. Aging, adiposity, and calorie restriction.// JAMA.-2007.-Vol. 297.-P. 986-994.

97. Forman B.M., Chen J., Evans R.M. Hypolipidemic drugs, polyunsaturated fatty acids, and eicosanoids are ligands for peroxisome proliferatoractivated receptors alpha and delta. //Proc. Natl. Acad. Sci. USA. -1997.-Vol. 94.-P. 43124317.

98. Foster D.W. The role of the carnitine system in human metabolism. //Ann. NY Acad. Sci.-2004.-Vo.l 1033.-P. 1-16.

99. Fried S., Zechner R. Cachectin tumor necrosis factor decreases human adipose-tissue lipoprotein-lipase messenger-RNA levels, synthesis, and activity.// J. Lipid Res.-1989.-Vol. 30.-P. 1917-1923.

100. Futerman A.H., Hannun Y.A. The complex life of simple sphingolipids. //EMBO reports.- 2004.-Vol 5, N 8.-P. 777-782.

101. Gasbarrini A., Borle A.B., Farghali H. et al: Fasting enhances the effects of anoxia on ATP, Cai2+ and cell injury in isolated rat hepatocytes. //Biochim. Biophys. Acta.-1993.-Vol. 1178.-P. 9-19.

102. Gerstenblith G./Cardiovascular aging: what we can learn from caloric restriction.//J. Am. Coll. Cardiol.-2006.-Vol. 47.-P. 403-404.

103. Getty-Kaushik L., Richard A.M., Corkey B.E. Free fatty acid regulation of glucose-dependent intrinsic oscillatory lipolysis in perifused isolated rat adipocytes. //Diabetes.-2005.-Vol. 54.-P. 629 -637.

104. Goodman M.N., Larsen P.R., Kaplan M.M., Aoki T.T., Young V.R., Ruderman N.B. Starvation in the rat. II. Effect of age and obesity on protein sparing and fuel metabolism.//Am. J. Physiol.-1980Vol. 239.-P. E277-86.

105. Grisham M. B., Jourd'Heuil D., Wink D. A. Nitric oxide: I. Physiological chemistry of nitric oxide and its metabolites amplications in inflammation. //Am. J. Physiol.- 1999.-Vol. 276.-P. G315-G321.

106. Gronemeyer H., Laudet V. Transcription factors 3: nuclear receptors. //Protein Profile.- 1995.-Vol. 2.-P. 1173-1308.

107. Gulbins E. Regulation of death receptor signaling and apoptosis by ceramide.//Pharmacological Research.-2003.-Vol. 47.-P. 393-399.

108. Gulbins E., Li P.L. Physiological and pathophysiological aspects of ceramide.//Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol.-2006.-Vol. 290.-P. R11-R26.

109. Haendeler J., Weiland U., Zeiher A. M., Dimmeler S. Effects of redox-related congeners of NO on apoptosis and caspase-3 activity. //Nitric Oxide.-1997.-Vol. L-P. 282-293.

110. Haldar S., Basu A., Croce C.M. Serine-70 is one of the critical sites for drug-induced Bcl2 phosphorylation in cancer cells. //Cancer Res.-1998.-Vol. 58.-P. 1609-15.

111. Hampton M. B., Orrenius S. Dual regulation of caspase activity by hydrogen peroxide: implications for apoptosis. //FEBS Lett.-1997.-Vol. 414.-P. 552-556.

112. Hannun Y. A. Functions of ceramide in coordinating cellular-responses to stress.// Science.-1996.-Vol. 274.-P. 1855-1859.

113. Hannun Y. A. The Sphingomyelin Cycle and the Second Messenger Function of ceramide. // J. Biol. Chem.-1994.-Vol. 269, N. 5.-P. 3125-3128.

114. Hannun Y.A. The sphingomyelin cycle and the second messenger function of ceramide.//J. Biol. Chem.-1994.-Vol. 269.-P.31 25-3128.

115. Hannun Y.A., Bell R.M. Regulation of protein kinase C by sphingosine and lysosphingolipids.//Clin. Chim. Acta.- 1989.-Vol. 185.-P. 333-345.

116. Hannun Y.A., Luberto Ch. Ceramide in the eukaryotic stress response.// Trends in Cell Biology.-2000.-Vol. 10.-P. 73-80.

117. Hannun Y.A., Obeid L.M. Ceramide: an intracellular signal for apoptosis // Trends Biochem. Sci.-1995.-Vol. 20.-P. 73-77.

118. Hannun Y.A., Obeid L.M. The ceramide-centric universe of lipid-mediated cell regulation: stress encounters of the lipid kind. //J. Biol. Chem.-2002.-Vol. 277.-P. 25847-25850.

119. Hannun, Y. A., Loomis C. R., Merrill A. H., Jr., Bell R. M. Sphingosine inhibition of protein kinase C activity and of phorbol dibutyrate binding in Vitro and in human platelets. // J. Biol. Chem-. 1986.-Vol. 261.-P. 12604-12609.

120. Hauner H., Petruschke T., Russ M., Rohrig K., Eckel J. Effects of tumor necrosis factor-alpha (TNF-alpha) on glucose transport and lipid metabolism in newly-differentiated fat cells in culture. //Diabetologia.-1995.-Vol. 38.-P. 764771.

121. Hawkins J.M., Jones W.E., Bonner F.W., Gibson G.G. //Drug Metab. Rev.-1987.-Vol. 18.-P. 441-551.

122. Hebestreit H., Dibbert B., Balatti I., Braun D., Schapowal A., Blaser K., Simon H. U. Disruption of fas receptor signaling by nitric oxide in eosinophils.//J. Exp. Med.-1998.-Vol. 187.-P. 415^125.

123. Hegardt F.G. Mitochondrial 3-hydroxy-3-methylglutaryl-CoA synthase: a control enzyme in ketogenesis.//Biochem. J.-1999.-Vol. 338.-P. 569-582.

124. Helge J.W., Dobrzyn A., Saltin B., Gorski J. Exercise and training effects on ceramide metabolism in hman skeletal muscle.//Exp. Physiol.-2004.-Vol. 89, N l.-P. 119-127.

125. Hengartner M.O. The biochemistry of apoptosis.// Nature.-2000.-Vol. 407.-P. 770-776.

126. Herrlich P., Bohmer F.D. Redox-regulation of signal transduction in mammalian cells.//Biochem. Pharmacol.-2000.-Vol. 59.-P. 35-41.

127. Hokin, L. E., Hokin M. R., Mathison D. Phosphatidic acid phosphatase in the erythrocyte membrane.//Biochim Biophys Acta.-1964.-Vol. 67.-P. 485-497.

128. Hotamisligil G., Arner P., Caro J., Atkinson R., Spiegelman B. Increased adipose tissue expression of tumor necrosis factor-a in human obesity and insulin resistance. //J. Clin. Invest.-1995.-Vol. 95.-P. 2409-2415.

129. Hotamisligil G., Shargill N., Speigelman B. Adipose expression of tumor necrosis factor-□: direct role in obesity-linked insulin resistance. //Science.-1993.-Vol. 259.-P. 87-91.

130. Houseknecht K.L., Baile C.A., Matteri R.L., Spurlock M.E. The biology of leptin: a review. //J. Anim. Sci.-1998.-Vol. 76.-P.-1404-1420.

131. Houseknecht K.L., Portocarrero C.P. Leptin and its receptors: regulators of whole-body energy homeostasis.// Domest. Anim. Endocrinol.-1998.-Vol. 15.-P. 457-75.

132. Hulbert A.J., Pamplona R., Buffenstein R., Buttemer W.A./Life and death: metabolic rate, membrane composition, and life span of animals. // Physiol Rev.-2007.-Vol. 87.-P. 1175-1213.

133. Huwiler A., Kolter T., Pfeilschifter J. and Sandhoff K. Physiology and pathophysiology of sphingolipid metabolism and signaling.// Biochim. Biophys. Acta.-2000.-Vol. 1485.-P. 63-99.

134. Igarashi T., Satoh T., Ueno K., Kitagawa H. Species differences in glutathione level and glutathione related enzyme activities in rats, mice, guinea pigs, and hamsters. //J. Pharmacobiodyn.- 1983.-Vol. 6.-P. 941-949.

135. Inagi R., Miyata T. Oxidative protein damage with carbohydrates and lipids in uremia: 'Carbonyl stress'. //Blood. Purif.-1999.-Vol. 17.-P. 95-98.

136. Isaacs J. T., Binkley F. Cyclic AMP-dependent control of the rat hepatic glutathione disulfide-sulfhydryl ratio. //Biochim. Biophys. Acta.-1977.-Vol. 498.-P. 29-38.

137. Isaacs J. T., Binkley F. Gtutathione dependent control of protein disulfide-sulfhydryl content by subcellular fractions of hepatic tissue. //Biochim. Biophys. Acta.- 1977.-Vol. 497.-P. 192-204.

138. Ishii H., Horie S., Suga T. J. Physiological role of peroxisomal b-oxidation in liver of fasted rats. //J. Biochem. (Tokyo).-I980.-Vol. 87.-P. 1855-1858.

139. Jarvis W.D., Fornari F.A., Browning J.L., Gewirtz D.A., Kolesnick R.N., Grant S. Attenuation of ceramide-induced apoptosis by diglyceride in human myeloid leukemia cells.//J. Biol. Chem.-1994.-Vol. 269.-P. 31685-92.

140. Jiang C., Ting A.T., Seed, B. PPAR-gamma agonists inhibit production of monocyte inflammatory cytokines. //Nature.-1998.-Vol. 391.- P. 79-82.

141. Johnston D.G., Pernet A., McCulloch A., Blesa-Malpica G., Burrin G.M., Alberti K.G. Some hormonal influences on glucose and ketone body metabolism in normal human subjects.//Ciba Found Symp.-1982.-Vol. 87.-P. 168 -91.

142. Joseph C.K., Byun H.S., Bittman R., Kolesnick R.N. Substrate recognition by ceramide-activated protein kinase. Evidence that kinase activity is proline-directed. //J. Biol. Chem.-1993.Vol. 268.-P. 20002-20006.

143. Kennedy G.C. The role of depot fat in the hypothalamic control of food intake in the rat.//Proc. Royal. Soc.- 1953.-Vol. 140.-P. 578-592.

144. Kerckaert I., Van den Branden C., Roels F. Fasting increases hepatic H202 production in vivo. //Arch. Int. Physiol. Biochim.- 1982.-Vol. 90.-P. B124-B126.

145. Kern P., Saghizadeh M., Ong J., Bosch R., Deem R., Simsolo R. The expression of tumor necrosis factor in human adipose tissue. //J. Clin. Invest.-1995.-Vol. 95.-P. 2111-2119.

146. Kerndt P.R., Naughton J.L., Driscoll Ch.E., Loxterkamp D.A. Fasting: The history, pathophysiology and complications.// West. J. Med.-1982.-N 137.-P. 379-399.

147. Kersten S., Seydoux J., Peters J.M., Gonzalez F.J., Desvergne B., Wahli 1 W. Peroxisome proliferator-activated receptor □□ mediates the adaptive response to fasting. //J. Clin. Invest.-1999.-Vol. 103.-P. 1489-1498.

148. Kiechle L., Zhang X. Apoptosis: biochemical aspects and clinical implications.// Clin. Chim acta.-2002.-Vol. 326.-P.27-45.

149. Kim J.B., Sarraf P., Wright M., Yao K.M., Mueller E., Solanes G., Lowell B.B., Spiegelman B.M. Nutritional and insulin regulation of fatty acid synthetase and leptin gene expression through ADD1/SREBP1.// J. Clin. Invest.-1998.-Vol. 101.-P. 1-9.

150. Kim Y. M., Talanian R. V., Billiar T. R. Nitric oxide inhibits apoptosis by preventing increases in caspase-3-like activity via two distinct mechanisms. //J. Biol. Chem.-1997.-Vol. 272.-P. 31138-31148.

151. Kim Y. M., Talanian R. V., Li J., Billiar T. R. Nitric oxide prevents IL-lbeta and IFN-gamma-inducing factor (IL-18) release from macrophages by inhibiting caspase-1 (IL-1 beta-converting enzyme). //J. Immunol.-1998.-Vol. 161.-P. 41224128.

152. Kishikawa K, Chalfant C.E., Perry D.K., Bielawska A, Hannun Y.A. Phosphatidic acid is a potent and selective inhibitor of protein phosphatase 1 and an inhibitor of ceramide-mediated responses. //J. Biol. Chem.- 1999.-Vol. 274.-P.21335-41.

153. Kolesnick R. The therapeutic potential of modulating the ceramide/sphingomyelin pathway. //J. Clin. Invest.-2002.Vol. 110 (l).-P. 3-8.

154. Kolesnick R., Kronke M. Regulation of ceramide production and apoptosis. //Annu. Rev. Physiol.-1998.-Vol. 60.-P. 643-665.

155. Kolesnick, R. N., Haimovitz-Friedman A., Fuks Z. The sphingomyelin signal transduction pathway mediates apoptosis for tumor necrosis factor, Fas, and ionizing radiation. // Biochem. Cell Biol.-1994.-Vol. 72.-P. 471-474.

156. Kondrup J., Lazarow P.B. Flux of palmitate through the peroxisomal and mitochondrial beta-oxidation systems in isolated rat hepatocytes. //Biochim. Biophys. Acta.-1985.-Vol. 835.-P. 147-153.

157. Kono Y., Fridovich I. Superoxide radical inhibits catalase. //J. Biol. Chem.-1982.-Vol. 257.-P. 5751-5754.

158. Kooij A. A re-evaluation of the tissue distribution and physiology of xanthine oxidoreductase. //Histochem. J.-1994.-Vol. 26.-P. 889-915.

159. Koubi H.E., Robin J.P., Dewasmes G., Le Maho Y., Frutoso J., Minaire Y. Fasting-induced rise in locomotor activity in rats coincides with increased protein utilization.//Physiol. Behav.-1991.-Vol. 50.-P. 337-343.

160. Krammer P.H. CD95's deadly mission in the immune system. // Nature.-2000.-Vol. 407 -P. 789-795.

161. Kroetz D.L., Yook P., Costeti P., Bianchii P., Pineaui T. Peroxisome proliferator-activated receptor a controls the hepatic CYP4A induction adaptiveresponse to starvation and diabetes.//J. Biol. Chem.-1998.-Vol. 273, No. 47.-P. 31581-31589.

162. Kronke M. The mode of ceramide action: the alkyl chain protrusion model.// Cytokine Growth Factor Rev.-1997.-Vol. 8.-P. 103-107.

163. Lafontan M., Barbe P., Galitzky J., Tavernier G., Langin D., Carpene C., et al. Adrenergic regulation of adipocyte metabolism. //Hum. Reprod.-1997.-Vol. 12.-P. 6-20.

164. Lammi-Keefe C.J., Swan P.B., Hegarty P.V.J. Effect of level of dietary protein and total or partial starvation on catalase and superoxide dismutase activity in cardiac and skeletal muscles in young rats. //J. Nutr.-1984.-Vol. 114.-P. 2235-2240.

165. Large V., Arner P. Regulation lipolysi in humans. Pathophysiological modulation in obesity, diabetes and hyperlipidaemia. //Diabetes and metabolism.-1998.-Vol. 24.-P. 409-418.

166. Lash L.H., Hagen T.M., Jones D.P. Exogenous glutathione protects intestinal epithelial cells from oxidative injury. //Proc.Natl. Acad. Sci. U.S.A.-1986.-Vol. 83.-P. 4641-4645.

167. Lau K. H. W., Thomas J. A. Specific mixed disulfide formation with purified bovine cardiac glycogen synthetase I and glutathione. //J. Biol. Chem.-1983.-Vol. 258.-P. 2321-2326.

168. Lauterburg B. H., Mitchell J. R. Regulation of hepatic glutathione turnover in rats in vivo and evidence for kinetic homogeneity of the hepatic glutathione pool. //J. Clin. Invest.- 1981.-Vol. 67.-P. 1415-1424.

169. Lauterburg B. H., Mitchell J. R. Regulation of hepatic glutathione turnover in rats in vivo and evidence for kinetic homogeneity of the hepatic glutathione pool. //J. Clin. Invest.- 1981.-Vol. 67.-P. 1415-1424.

170. Lazarow P. B. Lipoproteins and Coronary Heart Disease: New Aspects in the Diagnosis and Therapy of Disorders of Lipid Metabolism (Schettler, P. D., Greten, G. & Land, H., eds.).-1980.-P. 96-100, Gerhard Witzstrock, New York.

171. Lee J. T., Xu J., Lee J. M., Ku G., Han X., Yang D. I., Chen S., Hsu C. Y. Amyloid-beta peptide induces oligodendrocyte death by activating the neutral sphingomyelinase-ceramide pathway.//J. Cell Biol.-2004.-Vol. 164.-P. 123-131.

172. Leist M., Single B., Naumann H., Fava E., Simon B., Nicotera P. Inhibition of mitochondrial ATP generation by nitric oxide switches apoptosis to necrosis. //Exp. Cell Res.-1999.-Vol. 249.-P. 396-403.

173. Lemberger T., et al. Expression of the peroxisome proliferator-activated receptor alpha gene is stimulated by stress and follows a diurnal rhythm. //J. Biol. Chem.-1996.-Vol. 279.-P. 1764-1769.

174. Lin J., Barb C.R., Matteri R.L., Kraeling R.R., Chen X., Meinersmann R.J., Rampacek G.B. Long form leptin receptor mRNA expression in the brain, pituitary, and other tissues in the pig. //Domest. Anim. Endocrinol.-2000.-Vol. 19.-P. 53-61.

175. Lipton S. A. Janus faces of NFkB: neurodestruction versus neuroprotection. //Nat. Med.- 1997.-Vol. 3.-P. 20-22.

176. Little C., O'Brien P. J. An intracellular GSH-peroxidase with a lipid peroxide substrate. //Biochem. Biophys. Res. Commun.-1968.-Vol. 31.-P. 145150.

177. Liu B., Hannun Y. A. Inhibition of the neutral magnesium-dependent sphingomyelinase by glutathione. //J. Biol. Chem.-1997.-Vol. 272.-P. 1628116287.

178. Lopes-Cardozo M., Mulder I., van Vugt F., Hermans P.G., van den Bergh S.G., Klazinga W., et al. Aspects of ketogenesis: control and mechanism of ketone-body formation in isolated rat-liver mitochondria. //Mol. Cell. Biochem.-1975.-Vol. 9.-P. 155-173.

179. Lu, M.H., Warbritton, A., Tang, N., Bucci, T.J., 2002. Dietary restriction alters cell proliferation in rats: an immunohistochemical study by labeling proliferating cell nuclear antigen. //Mech. Ageing Dev. 123, 391-400.

180. Mangelsdorf D.J., Thummel C., Beato M., Herrlich P., Schultz G., Umesono K. The nuclear receptor superfamily: the second decade. //Cell.-1995.-Vol. 83.-P. 835-839.

181. Mannaerts G. P., Debeer L. J., Thomas J., De Schepper P. J. Mitochondrial and peroxisomal fatty acid oxidation in liver homogenates and isolated hepatocytes from control and clofibrate-treated rats. //J. Biol. Chem.-1979.-Vol. 254.-P. 4585-4595.

182. Mannaerts G.P., Van Valdhoven P.P., Casteels M. Peroxisomal lipid degradation via beta- and alpha-oxidation in mammals. //Cell. Biochem. Biophys.-2000.-Vol. 32.-P. 73-87.

183. Mannick J. B., Hausladen A., Liu L., Hess D. T., Zeng M., Miao Q. X., Kane L. S.,Gow A. J., Stamler J. S., Fas-induced caspase denitrosylation. //Science.-1999,-Vol. 284.-P. 651-654.

184. Mantzoros C.S. The role of leptin in human obesity and disease: a review of current evidence.//Ann. Intern. Med.-1999.-Vol. 130.-P. 871-881.

185. Marathe S., Choi Y., Leventhal A.R., Tabas I. Sphingomyelinase converts lipoproteins from apolipoprotein E knockout mice into potent inducers of macrophage foam cell formation. //Arterioscler. Thromb. Vase. Biol.-2000.-Vol. 20.-P. 2607-2613.

186. Marchesini N., Luberto C., Hannun Y.A. Biochemical properties of mammalian neutral sphingomyelinase and is rle in shingolipid mtabolism.// J. Biol. Chem.-2003.- Vol. 278, N 16.-P. 3775-13783.

187. Marczuk-Krynicka D., Hryniewiecki T., Pi^tek J., Paluszak J. The effect of brief food withdrawal on the level of free radicals and other parameters of oxidative status in the liver.//Med. Sci. Monit.-2003.-Vol. 9, N 3.-P. BR131-135.

188. Markel A.J., Brook G., Aviram M. Increased plasma triglycerides, cholesterol and apolipoprotein E during prolonged fasting in normal subjects.//Postgraduate Medical Journal.-1985.-Vol. 61.-P. 395-400.

189. Melino G., Bernassola F., Knight R. A., Corasaniti M. T., Nistico G., Finazzi-Agro A. S-nitrosylation regulates apoptosis. //Nature.-1997.-Vol. 388.-P. 432^133.

190. Mitchinson M.J., Hardwick S.J., Bennett M.R. Cell death in atherosclerotic plaques. //Curr. Opin. Lipidol.-1996.-Vol. 7.-P. 324 -329.

191. Montague C.T. Congenital leptin deficiency is associated with severe early-onset obesity in humans. //Nature.-1997.-Vol. 387.-P. 903-908.

192. Moron M.S., Depier J.W., Mannervik B. Levels of glutathione, glutathione reductase and glutathione S-transferase activities in rar lung and liver. // Biochim. Biophys. Actaio-1979.-Vol. 582.-P. 67-78.

193. Mortimore G.E., Poso A.R. Intracellular protein catabolism and its control during nutrient deprivation and supply.// Annu Rev. Nutr.-1987Vol. 7.-P. 539-64.

194. Murphy P. A., Krahling J. B., Gee R., Kirk J. R., Tolbert N. E. Enzyme activities of isolated hepatic peroxisomes from genetically lean and obese male mice. //Arch. Biochem. Biophys.- 1979.-Vol. 193.-P. 179-185.

195. Mutanen M. L., Mykkanen H. M. Effect of dietary fat on plasma glutathione peroxidase levels and intestinal absorption of 75Se-labeled sodium selenite in chicks. //J. Nutr.- 1984.-Vol. 114.-P. 829-834.

196. Nathan C. Specificity of a third kind: reactive oxygen and nitrogen intermediates in cell signaling. // J. Clin. Invest.-2003.-Vol. 111, N 6.-P. 769-778.

197. Neat C. E., Thomassen M. S., Osmundsen H. Induction of peroxisimal beta-oxidation in rat liver by high fat diets. //Biochem. J.-1980.-Vol. 186.-P. 369-371.

198. Nicholson D.W. Caspase structure, proteolytic substrates, and function during apoptotic cell death. //Cell Death and Differentiation.-1999.-Vol. 6.-P. 1028- 1042.

199. Nicotera P., Orrenius S. Role of thiols in protection against biological reactive intermediates. //Adv. Exp. Med. Biol.- 1986.-Vol. 197.-P. 41-51.

200. Nilsson A., Duan R.-D. Absorbtion and lipoprotein transport of sphingomyelin.//!. Lipid Res.-2006.-Vol. 47.-P. 154-171.

201. Obeid L. M., Venable M. E. Signal transduction in cellular senescence. //J. Am. Geriatr. Soc.-1997.-Vol. 45.-P. 361-366.

202. Oberhammer F. A., Pavelka M., Sharma S., Tiefenbacher R., Purchio A. F., Bursch W., Schulte-Hermann R. //Proc. Natl. Acad. Sci. USA.-1992.-Vol. 89.-P. 5408-5412.

203. Ohanian J., Liu G. L., Ohanian V., Heagerty A. M. Lipid second messengers derived from glycerolipids and sphingolipids, and their role in smooth muscle function.//Acta Physiol. Scand.-1998.-Vol. 164.-P. 533-548.

204. Ohanian J., Ohanian V. Sphingolipids in mammalian cell signalling.//Cell. Mol. Life Sci.-2001.-Vol. 58.-P. 2053-2068.

205. Ookhtens M., Hobdy K., Corvasce M.C., Aw T.Y., Kaplowitz N. Sinusoidal efflux of glutathione in the perfused rat liver. Evidence for a carrier-mediated process. //J. Clin.Invest.- 1985.-Vol. 75.-P. 258-265.

206. Orellana M., Fuentes O., Rosenbluth H., Lara M., Veldts E. Modulation of rat liver peroxisomal and microsomal fatty acid oxidation by starvation.//FEBS.-1992.-Vol. 310, N 2.-P. 193-196.

207. Orellana M., Fuentes O., Valdes E. Starvation effect on rat kidney peroxisomal and microsomal fatty acid oxidation. A comparative study between liver and kidney.//FEBS.-1993.-Vol. 322, N l.-P. 61-64.

208. Otton R., Soriano F. G., Curi R. Diabetes induces apoptosis in lymphocytes.//J. Endocrinol.-2004.-Vol. 182.-P. 145-156.

209. Paynter D. I. Changes in activity of the manganese superoxide dismutase enzyme in tissues of the rat with changes in dietary manganese. //J. Nutr.-1980.-Vol. 110.-P. 437-47.

210. Paynter D. I., Moir R. J., Underwood E. J. Changes in activity of the Cu-Zn superoxide dismutase enzyme in tissues of the rat with changes in dietary copper. //J. Nutr.- 1979.-Vol. 109.-P. 1570-1576.

211. Payraste B., Missy K., Giuriatu S., Bodin S., Plantavit M., Gratacap M.-P. Phosphoinositiodes. Key players in cell signalling, in time and space. // Cellular Signalling.-2001.-Vol. 31.-P. 377-387.

212. Pelleymounter M.A., et al. Effects of the obese gene product on body weight regulation in ob/ob mice. //Science.- 1995.-Vol. 269.-P. 540-543.

213. Perry D. K., Hannun Y. A. The role of ceramide in cell signaling.// Biochim. Biophys. Acta.-1998.-Vol. 1436.-P. 233-243.

214. Pettus B.J., Chalfant Ch.E., Hannun Y.A. Ceramide in apoptosis: an overview and current perspectives.//Biochim. Biophys. Acta.-2002.-Vol. 1585.-P. 114- 125.

215. Pires J., Curi R., Otton R. Induction of apoptosis in rat lymphocytes by starvation.// Clinical Science.-2007.-Vol. 112.-P. 59-67.

216. Pollard M., Luckert P. H., Snyder D. Prevention of prostate cancer and liver tumors in L-W rats by moderate dietary restriction. //Cancer.-1989.-Vol. 64.-P. 686-690.

217. Prins J., Niesler C., Winterford C., Bright N.A., Siddle K., O'Rahilly S., Walker N.I., Cameron D.P. Tumor necrosis factor-a induces apoptosis of human adipose cells. //Diabetes.-1997.-Vol. 46.-P. 1939-1944.

218. Qiu H., Edmunds T., Baker-Malcolm J., Karey K. P., Estes S., Schwarz C., Hughes H., Van Patten S. M. Activation of human acid sphingomyelinase through modification or deletion of C-terminal cysteine. //J. Biol. Chem.-2003.-Vol. 278.-P. 32744-32752.

219. Rao M.S., Reddy J.K. Peroxisomal beta-oxidation and steatohepatitis. //Semin. Liver Dis.-2001.-Vol. 21, N l.-P. 43-55.

220. Reddy J. K., Lalwai N. D. Carcinogenesis by hepatic peroxisome proliferators: evaluation of the risk of hypolipidemic drugs and industrial plasticizers to humans.//Crit. Rev. Toxicol.- 1983.-Vol. 12.-P. 1-58.

221. Repine J.E. Oxidant-antioxidant balance. Some observations from studies of ischemia-reperfusion in isolated perfused rat hearts. //Am. J. Med.-1991.-Vol. 91.-P. 45-53.

222. Robin J.P., Frain M., Sardet C., Groscolas R., Le Maho Y. Protein and lipid utilization during long-term fasting in emperor penguins.// Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol.-1998.-Vol. 254.-P. R61-R68.

223. Rossig L., Fichtischerer B., Breitschopf K., Haendeler J., Zeiher A. M., Mulsch A., Dimmeier S. Nitric oxide inhibits caspase-3 by S-nitrosation in vivo. //J. Biol. Chem.-1999.-Vol. 274.-P. 6823-6826.

224. Roy S., Nicholson D.W. Cross-talk in cell death signaling. //J. Exp. Med.-2000.-Vol. 192.-P. 21 29.

225. Ruvolo P.P. Intracellular signal transduction pathways activated by ceramide and its metabolites.//Pharmacological Research.-2003.-Vol. 47.-P. 383392.

226. Ruvolo P.P. Ceramide regulates cellular homeostasis via diverse stress signaling pathways.// Leukemia.-2001.^-Vol. 15.-P. 1153-1160

227. Ruvolo P.P., Deng X., Ito T., Carr B.K., May W.S. Ceramide induces Bcl2 dephosphorylation via a mechanism involving mitochondrial PP2A.//J Biol Chem.-1999.-Vol. 274:20296-300.

228. Salymoss B.C., Bourassa M.G., Varga S. et al. Incidence and clinical characteristics of the metabolic syndrome in patients with coronary artery disease. Coron Artery Dis.-2003.-Vol. 3.-P. 207-212.

229. Samad F. Contribution of sphingolipids to the pathogenesis of obesity .//Future Lipidol.-2008.-Vol. 2.-P. 625-639.

230. Samad F., Hester K. D., Yang G., Hannun Y.A., Bielawski J. Altered adipose and plasma sphingolipid metabolism in obesity. A potential mechanism for cardiovascular and metabolic risk. // Diabetes.-2006, Vol. 55.-P. 2570-2587.

231. Samali A., Nordgren H., Zhivotovsky B., Peterson E., Orrenius S. A comparative study of apoptosis and necrosis in HepG2 cells: oxidant-induced caspase inactivation leads to necrosis. //Biochem. Biophys. Res. Commun.-1999.-Vol. 255.-P. 6-11.

232. Samra J.S. Sir David Cuthbertson Medal Lecture. Regulation of lipid metabolism in adipose tissue. //Proc. Nutr. Soc.-2000.-Vol. 59, N 3.-P. 441-446.

233. Sawai H., Hannun Y.A.- Ceramide and sphingomyelinases in the regulation of stress responses.//Chemistry and Physics of Lipids.-1999.-Vol. 102.-P. 141-147.

234. Schoonjans K., Staels B., Auwerx J. Role of the peroxisome proliferator-activated receptor (PPAR) in mediating the effects of fibrates and fatty acids on gene expression.// J. Lipid Res.-1996.-Vol. 7.-P. 907-925.

235. Schuchman, E.H., Suchi, M., Takahashi, T., Sandhoff, K., Desnick, R.J. Human acid sphingomyelinase. Isolation, nucleotide sequence and expression of the full-length and alternatively spliced cDNAs.// J. Biol. Chem.-1991.-Vol. 266.-P. 8531-8539.

236. Sewter C.P., Digby J.E., Blows F., Prins J., O'Rahilly S. Regulation of tumor necrosis faktor-alpha release from human adipose tissue in vitro. //J. Endocrinology.- 1999.-Vol. 163.-P. 33-38.

237. Shah C., Yang G., Lee I., Bielawski J., Hannun Y.A., Samad F. Protection from high fat diet-induced increase in ceramide in mice lacking plasminogen activator inhibitor 1. //J. Biol. Chem.-2008.-Vol. 283.-P. 13538-13548.

238. Shimazu T., Tokutake S., Usami M. Inactivation of phosphorylase phosphatase by a factor from rabbit liver and its chemical characterization as glutathione disulfide.// J. Biol. Chem.- 1978.-Vol. 253.-P. 7376-7382.

239. Shimizu M., Morita S. Effects of feeding and fasting on hepatolobular distribution of glutathione and cadmium-induced hepatotoxicity. //Toxicology.-1992.-Vol. 75.-P. 97-107.

240. Slee E.A., Adrain C., Martin S.J. Serial killers: Ordering caspase activation events in apoptosis. // Cell. Death. Differ.-1999.-Vol. 6.-P. 1067-1077.

241. Speakman J. R., Hambly C.-Starving for Life: What Animal Studies Can and Cannot Tell Us about the Use of Caloric Restriction to Prolong Human Lifespan.//!. Nutr.-2007.-Vol. 137.-P. 1078-1086.

242. Spiegel S., Foster D., Kolesnick R. Signal transduction through lipid second messengers.//Current Opinion in Cell Biology.-1996.-Vol. 8.-P. 159-1 67.

243. Spiegel S., Merrill A.H. Sphingolipid metabolism and cell growth regulation.//FASEB J.-1996.-Vol. 10.-P. 1388-97.

244. Stennicke H.R., Salvesen G.S. Biochemical characteristics of caspases-3, -6, -7, and -8. //J. Biol. Chem.-1997.-Vol. 272, N. 41.-P. 25719-25723.

245. Stratakis C.A., Chrousos G.P. Neuroendocrinology and pathophysiology of the stress system. // Stress. Basic mechanisms and clinical implications.-New York: New York Academy of Sciences, 1995.-P.1-18.

246. Strubelt O., Dost-Kempf E., Siegers C.-P., Younes M., Volpel M., Preuss U., Dreckmann J.G. The influence of fasting on the susceptibility of mice to hepatotoxic injury. //Toxicol. Appl. Pharmacol.- 1981.-Vol. 60.-P. 66-77.

247. Summers S.A., Nelson D.H. A role for sphingolipids in producing the common features of type 2 diabetes, metabolic syndrome X, and Cushing's syndrome. //Diabetes.-2005.-Vol. 54.-P. 591-602.

248. Taggart A.K., Kero J., Gan X., Cai T.Q., Cheng K., Ippolito M., et al. (D)-beta—hydroxybutyrate inhibits adipocyte lipolysis via the nicotinic acid receptor PUMA-G. //J. Biol. Chem.-2005.-Vol. 280.-P. 26649 -26652.

249. Taha T.A., Mullen T.D., Obeid L.M. A house divided: ceramide, sphingosine, and sphingosine-1-phosphate in programmed cell death.//Biochim. Biophys. Acta.-2006.-Vol. 1758.-P. 2027-2036.

250. Takeda Y., Tashima M., Takahashi A. Uchiyama T., Okazaki T. Ceramide generation in nitric oxide-induced apoptosis. Activation of magnesium-dependent neutral sphingomyelinase via caspase-3.//J. Biol.Chem.-1999.-Vol. 274.-P. 10654-10660.

251. Tate D.J., Miceli M.V., Newsome D.A. Zinc induces catalase gene expression in cultured fetal human retinal pigment epithelial cells.// Curr. Eye Res.-1997.-Vol. 16.-P. 1017-1023.

252. Tateishi N., Higashi T., Naruse A., Narashima K., Shiozaki H., Sakamoto Y. Rat liver glutathione: possible role as a reservoir of cysteine. //J. Nutr.-1977.-Vol. 107.-P. 51-60.

253. Tessitore L. Apoptosis and cell proliferation are involved in the initiation of liver carcinogenesis by a subnecrogenic dose of diethylnitrosamine in refed rats. //J. Nutr.- 2000,-Vol. 130.-P. 104-110.

254. Thissen J.P., Underwood L.F, Ketelslegers J.M. Regulation of insulinlike growth factor-I in starvation and injury.//Nutr. Rev.-1999.-Vol. 57.-P. 167-176.

255. Thompson J.R., Wu G. The effect of ketone bodies on nitrogen metabolism in skeletal muscle. //Comp. Biochem. Physiol. B.-1991.-Vol. 100.-P. 209-216.

256. Tomasi C., Laconil E., Laconil S., Greco M., Sarma D.S.R., Pani P. Effect fasting/refeeding on the incedence chemically induced hepatocellular carcinoma in the rat. // Carcinogenesis.-1999.-Vol. 20, N 10.-P. 1979-1983.

257. Tomiuk S., Hofmann K., Nix M., Zumbansen M., Stoffel W. Cloned mammalian neutral sphingomyelinase: Functions in sphingolipid signaling? // Proc. Natl. Acad. Sci. USA.- 1998.-Vol. 95.-P. 3638-3643.

258. Trayhurn P., Thomas M.E.A., Duncan J.S., Rayner D.V. Effects of fasting and refeeding on Ob gene expression in white adipose tissue of lean and obese mice.// FEBS Lett.-1995.-Vol. 368.-P. 488^190.

259. Urbano A., Lakshmanan U., Choo P.H., et al. AIF suppresses chemical stress-induced apoptosis and maintains the transformed state of tumor cells. // EMBO.- 2005.-Vol. 24.-P. 2815-2822.

260. Vaisman N., Schattner A., Hahn T. Tumor necrosis factor production during starvation. //Am. J. Med.-1989.-Vol. 87.-P. 115- 126.

261. Van den Berghe G. The role of the liver in metabolic homeostasis: implications for inborn errors of metabolism. //J. Inherit. Metab. Dis.- 1991.-Vol. 14.-P. 407-420.

262. Van Den Branden C., Kerckaert I., Roels F. Peroxisomal (3-oxidation from endogenous substrates. Demonstration through H202 production in the unanaesthetized mouse. //Biochem. J.-1984.-Vol. 218.-P. 697-702.

263. Varady K.A., Hellerstein M.K. Alternate-day fasting and chronic disease prevention: a review of human and animal trials.// Am. J. Clinical Nutrition.-2007.-Vol. 86.-P. 7-13.

264. Verheij M., Bose R., Lin X.H., Yao B., Jarvis W.D., Grant S., et al. Requirement for ceramide-initiated SAPK/JNK signalling in stress-induced apoptosis. //Nature.- 1996.-Vol.-P. 380.75-79.

265. Vernon R.G., Denis R.G., Sorensen A. Signals of adiposity. //Domest. Anim. Endocrinol.-2001.-Vol. 21, N 4.-P. 197-214.

266. Vina J., Borras C., Gambini J., Sastre J., Pallardo F. V.-Why Females Live Longer Than Males: Control of Longevity by Sex Hormones.//Sci. Aging Knowl. Environ.-2005.-P. 17.

267. Walczak H., Krammer P.H. The CD95 (APO-l/Fas) and the TRAIL (APO-2L) apoptosis systems. //Exp. Cell. Res.-2000.-Vol. 256.-P. 58- 69.

268. Wanders R.J.A. Peroxisomes, lipid metabolism, and peroxisomal disorders. //Molecular Genetics and Metabolism.-2004.-Vol. 83.-P. 16-27.

269. Wang, X. Lipid signaling. // Current Opinion in Plant Biology 2004.- № 7.-P. 329-336.

270. Weigle, D.S., et al. Effect of fasting, refeeding, and dietary fat restriction on plasma leptin levels. //J. Clin. Endocrinol. Metab.-1997.-Vol. 82.-P. 561-565.

271. Wellbourne T.C., Milford L., Carter P. The role of growth hormone in substrate utilization.// Baillieres Clin. Endocrinol. Metab.-1997.-Vol. 1 l.-P. 699 -707.

272. Wohaieb S. A., Godin D. V. Starvation-related changes in free radical tissue defense mechanisms in the rat. //Diabetes.- 1987.-Vol. 36.-P. 169-173.

273. Won Je-Seong, Singh Inderjit. Sphingolipid signaling and redox regulation.//Free Radic. Biol. Med.-2006.-Vol. 40.-P. 1875-1888.

274. Xia Y., Hill K.E, Burk R.E. Effect of selenium deficiency on hydroperoxide-induced glutathione release from the isolated perfused rat heart. //J. Nutr.- 1985.-Vol. 115.-P. 733-742.

275. Yan F., Polk D.B. Kinase suppressor of ras is necessary for tumor necrosis factor alpha activation of extracellular signal-regulated kinase/mitogen-activated protein kinase in intestinal epithelial cells. //Cancer Res.-2001.-Vol. 61.-P. 963969.

276. Yang G., Badeanlou L., Bielawski J., Roberts A.J., Hannun Y.A., Samad F. Central role of ceramide biosynthesis in body weight regulation, energy metabolism, and the metabolic syndrome.// Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab.-2009.-Vol. 297.-P. E211-E224.

277. Zhang Y., Proenca R., Maffei M., Barone M., Leopold L., Friedman J.M. Positional cloning of the mouse obese gene and its human homologue.// Nature.-1994.-Vol. 372.-P. 425-432.

278. Zhang Z., Miyatake S., Saiki M. et al. Selenium and glutathione peroxidase mRNA in rat glioma. //Biol. Trace Elem. Res.-2000.-Vol. 71.-P. 67-76.

279. Zimmerman K.C., Bonzon C., Green D.R. The machinery of programmed cell death. //Pharmacol. Ther.-2002.-Vol. 92.-P. 57- 70.

Информация о работе
  • Буров, Павел Геннадьевич
  • кандидата медицинских наук
  • Новосибирск, 2011
  • ВАК 03.01.04
Диссертация
Функциональное состояние сфингомиелинового цикла и активность свободнорадикального окисления липидов в печени крыс при голодании - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно
Автореферат
Функциональное состояние сфингомиелинового цикла и активность свободнорадикального окисления липидов в печени крыс при голодании - тема автореферата по биологии, скачайте бесплатно автореферат диссертации
Похожие работы