Интенсивность процессов перекисного окисления липидов тканей сусликов в динамике зимней спячки

Абдуллаев, Вагаб Рафикович

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Интенсивность процессов перекисного окисления липидов тканей сусликов в динамике зимней спячки
ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Интенсивность процессов перекисного окисления липидов тканей сусликов в динамике зимней спячки"

На правах рукописи

Абдуллаев Вагаб Рафикович

Интенсивность процессов перекисного окисления липидов тканей сусликов в динамике зимней спячки

Специальность 03.00.04 - биохимия

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Махачкала 2005

Диссертация выполнена на кафедре биохимии и в НИИ биологии Дагестанского государственного университета

Научный руководитель:

Научный консультант:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация

доктор биологических наук, профессор Эмирбеков Э.З.

кандидат биологических наук, доцент Кличханов Н.К.

доктор биологических наук, профессор Менджерицкий А. М. (г. Ростов-на-Дону)

кандидат биологических наук, доцент Мукаилов М.И. (г. Махачкала)

Дагестанская государственная медицинская академия (г. Махачкала)

Защита диссертации состоится « » 2006 г. в часов на

заседании диссертационного совета К 212.053.12 по присуждении ученной степени кандидата биологических наук при Дагестанском государственном университете по адресу: 367025, г. Махачкала, ул. Батырая, 4, Дагго-суниверситет, биологический факультет.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Дагестанского государственного университета

Автореферат разослан « » 2005 года.

Ваш отзыв, заверенный печатью, просим направлять по адресу: 367025, г. Махачкала, ул. Гаджиева, 43 а, Даггосуниверситет, биологический факультет.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор биологических наук, профессор ЬрЩ^^- \ у Магомедова М.А.

M O ¿A

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Зимняя спячка млекопитающих является природной адаптацией к низким температурам окружающей среды. Гибернация сопровождается значительным снижением температуры тела, сердечных ритмов, потребления кислорода, уровня метаболизма и других физиологических и биохимических параметров (Wang, Lee, 1996; Geiser, 2004). При этом биохимические процессы в организме зимоспя-щих животных перестраиваются так, что даже при очень низкой температуре тела поддерживается определенный гомеостаз (Carey et al., 2003)

Зимняя спячка мелких грызунов является прерывистым процессом. Каждые 10-15 дней животные пробуждаются и через короткое время (224 ч.) снова входят в спячку (Wang, Lee, 1996). Считают, что вход в спячку и выход из нее являются потенциально опасными периодами (Toien et al., 2001). Именно в эти периоды у животных происходит резкая смена одного метаболического состояния на другое. Изменение физиологического состояния животного в эти периоды сопровождается ишемией, реперфузией, повышением потребления кислорода, интенсификацией работы многих ферментных комплексов (Hermes-Lima, Zenteno-Savin, 2002; Storey, Storey, 2004). В результате этого в тканях зимоспя-щих животных интенсифицируются процессы образования активных форм кислорода (АФК) (Toien et al., 2001).

Однако, несмотря на потенциальную возможность активации процессов образования активных форм кислорода, в тканях зимоспящих животных не возникают патологические изменения (Frerichs et al., 1994; Frerichs, Hallen-beck, 1998). Отсюда можно предположить, что ткани ги-бернирующих животных обладают устойчивостью к свободнорадикаль-ным процессам. Однако, в настоящее время не вполне понятно, каким образом регулируются свободнорадикальные процессы в тканях гетеро-термных животных в период зимней спячки.

Цель и задачи исследования. Целью исследования является установление закономерностей изменения интенсивности процессов пере-кисного окисления липидов (ПОЛ) и активности компонентов антиокси-дантной защиты тканей сусликов при гибернации и искусственной гипотермии.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

1. Исследовать содержание изолированных двойных связей, первичных и промежуточных продуктов ПОЛ в липидах мозга, печени и эритроцитов крови сусликов на этапах зимней спячки и искусственной гипотермии.

2. Выявить изменения в интенсивности ферментативного и неферментативного ПОЛ in vitro в исследуемых тканях пщ^^едрнации и искусственной гипотермии. Библиотека I

СП

оэ

3. Определить активность ключевых антиоксидантных ферментов -супероксиддисмутазы (СОД) и каталазы, а также общую антиокислительную активность (АОА) гидрофильных компонентов в мозге, печени и крови в динамике зимней спячки и при искусственной гипотермии.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Интенсивность процессов ПОЛ в тканях сусликов зависит от периода зимней спячки.

2. Скорость пероксидации липидов при индукции ПОЛ НАДФН- и Fe2+ +аскорбат- системами в условиях in vitro, мембранных структур мозга и печени снижается при глубокой зимней спячке.

3. Основную антиоксидантную защиту изучаемых тканей при зимней спячке осуществляют гидрофильные антиоксиданты. В мозге и крови сусликов при этом дополнительную антиоксидантную защиту выполняет катал аза.

4. При искусственной гипотермии бодрствующих летом сусликов, как и при зимней спячке, исследованные ткани также устойчивы к процессам липопероксидации.

Научная новизна.

Впервые установлено, что на протяжении всей зимней спячки в липидах головного мозга и печени сусликов в отличие от крови содержание изолированных двойных связей и первичных продуктов ПОЛ повышается, а уровень МДА возрастает только к концу гибернации. При зимней спячке для крови характерен низкий уровень молекулярных продуктов ПОЛ.

Выявлено существенное снижение индукции ПОЛ in vitro в тканях мозга, печени и эритроцитах сусликов при зимней спячке.

Впервые обнаружено снижение активности СОД и повышение активности каталазы в головном мозге и эритроцитах крови сусликов в динамике зимней спячки и на этапах одного баута. В печени при этом активность исследованных антиоксидантных ферментов значительно снижается.

Показано, что важнейшую роль регуляции процессов ПОЛ в тканях при зимней спячке выполняют гидрофильные антиоксиданты.

Установлено, что при искусственной гипотермии бодрствующих летом сусликов в изменении интенсивности ПОЛ и активности антиоксидантных ферментов существует тканевая специфичность. Общей реакцией исследованных тканей на гипотермию является существенное повышение активности гидрофильных антиоксидантов.

Теоретическая и практическая значимость. Полученные данные представляют интерес для понимания молекулярных механизмов устойчивости гетеротермных животных к низким температурам как в условиях естественного гипобиоза, так и при искусственной гипотермии. Прак-

тическая значимость данной работы определяется перспективностью использования ряда изученных показателей тканей для оценки и коррекции искусственных гипометаболических состояний в медицине. Результаты работы указывают на возможность повышения устойчивости мембранных структур гомойотермных животных к низким температурам тела путем повышения емкости антиоксидантной системы.

Материалы данной диссертации используются в учебном процессе на кафедрах биохимии и биофизики Дагестанского госуниверситета и Махачкалинского филиала Ростовского госуниверситета при чтении ряда спецкурсов и проведении больших практикумов.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на Всероссийской научно-практической конференции «Химия в технологии и медицине» (Махачкала, 2001), на Международном научном семинаре вузов Северо-Кавказского региона «Циклы» (Ставрополь, 2002), на 6-й и 7-й Пущинской конференции молодых ученых «Биология - Наука XXI века» (Пущино, 2002, 2003), на 3-ем биохимическом съезде (С-Петербург, 2002), на XII Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2005», на симпозиуме «Young Physiologist Symposium & Free Radical School» (Leicester, UK 2005)

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 работ.

Структура диссертации и объем. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, результатов собственных исследований и их обсуждения, заключения, выводов и списка литературы, включающего 310 источников, в том числе 273 на иностранном языке. Диссертация изложена на 130 страницах машинописного текста, содержит 16 таблиц и 9 рисунков.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Эксперименты проведены на 80 малых сусликах (Citellus pygmaeus Pallas) (массой 200-250 г), являющихся типичными представителями зи-моспящих животных (Калабухов, 1985). Грызунов отлавливали в районе Буйнакского перевала (Республика Дагестан) в весенний период и до наступления холодов содержали в обычных условиях вивария на смешанном растительно-зерновом рационе. Для индукции зимней спячки сусликов переводили в темное и неотапливаемое помещение.

Известно, что биохимические процессы, происходящие в организме зимоспящих, зависят от глубины и длительности периода спячки (Jla-пинский, Невретдинова, 1991; Wang, Lee, 1996). В связи с этим исследовали животных в динамике зимней спячки в следующие сроки:

1) перед спячкой в начале октября;

2) при кратковременной спячке (температура тела 10-12°С);

3) через 1 месяц с момента впадения в спячку (температура тела 5-8°С);

4) через 3 месяца с момента впадения в спячку (температура тела 34 °С);

5) через 6 месяцев с момента впадения в спячку (температура тела 14-15°С);

6) через 14 дней после окончательного пробуждения от 6-ти месячной зимней спячки.

В торпидном состоянии сусликов исследовали в середине баута.

В связи с тем, что зимняя спячка - это прерывистый процесс, состоящий из отдельных баутов, мы исследовали сусликов на следующих этапах баута после 3-х месячной спячки:

а) в начале баута (температура тела 5-8°С);

б) в середине баута (температура тела 3-4°С);

в) в конце баута (температура тела 8-10°С);

г) при межбаутном пробуждении (температура тела 35-36°С).

Контролем служили бодрствующие в летний период животные.

Гипотермию активных в летний период сусликов вызывали в холо-

довой камере, в рубашке которой циркулировала вода с температурой 4-5°С. Температуру тела сусликов снижали до 20°С (умеренная гипотермия) и до 10°С (глубокая гипотермия).

В соответствующие сроки животных забивали декапитацией, собирали кровь, извлекали мозг и печень.

Содержание изолированных двойных связей и диеновых коньюга-тов определяли в изопропанольных экстрактах коры головного мозга, печени и эритроцитах крови (Волчегорский и др., 1989). Количественное определение малонового диальдегида (МДА) в тканях проводили по реакции с тиобарбитуровой кислотой (Андреева, 1988). Об интенсивности Ре2+-аскорбат зависимого (неферментативного) и НАДФН-зависимого (ферментативного) ПОЛ in vitro судили по накоплению МДА в гомогена-тах мозга и печени (Лемешко и др., 1987).

Об активности СОД судили по ее способности ингибировать процесс восстановления тетразолиевого нитросинего и феназинметасульфа-та в условиях генерации супероксидного радикала (Fried, 1975; Дубинина, 1988). Об активности каталазы судили по скорости убыли перекиси водорода в среде инкубации (Королюк и др., 1988). Об антиокислительной активности (АОА) гидрофильных компонентов судили по кинетике окисления восстановленной формы 2,6-дихлорфенолиндофенола кислородом воздуха в присутствии и отсутствии биологического материала (Семёнов, Ярош, 1985). Содержание гемоглобина определяли аммиачным методом (Лопатина и др., 1976).

Статистическую обработку результатов исследования проводили по ^критерию Стьюдента (Лакин, 1990).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 1. Интенсивность процессов ПОЛ в мозге сусликов при зимней спячке и искусственной гипотермии

Перед залеганием в зимнюю спячку в полярных липидах коры головного мозга сусликов достоверно повышается уровень изолированных двойных связей (рис.1). Параллельно с повышением ненасыщенности липидов происходит существенное увеличение (на 75%) содержания первичных продуктов ПОЛ - диеновых конъюгатов. Однако это не приводит к повышению уровня промежуточного продукта ПОЛ - МДА.

Кратковременная зимняя спячка сопровождается достоверным падением в головном мозге уровня изолированных двойных связей, одновременно снижается содержание диеновых конъюгатов и МДА.

Рис. 1. Изменение содержания (в % к контролю) изолированных двойных связей и продуктов ПОЛ в головном мозге сусликов в динамике зимней спячки. Здесь и далее: О - подготовка к спячке; ^ - кратковременная спячка; Ш - через 1 месяц с момента впадения в спячку; И - спонтанное пробуждение; Е59 - через 3 месяца с момента впадения в спячку; ■ - через 6 месяцев с момента впадения в спячку; ППЗ - через две недели после пробуждения; н -начало баута; с - середина баута; к - конец баута. Здесь и в рис. 2-9 * -достоверные различия по сравнению с контролем

Через месяц после впадения животных в спячку в головном мозге сусликов содержание изолированных двойных связей и МДА снижается, а диеновых конъюгатов повышается. При спонтанном пробуждении этой группы животных в головном мозге на фоне несущественного повышения изолированных двойных связей резко возрастает содержание первичных и промежуточных продуктов ПОЛ.

В головном мозге сусликов на всех этапах баута 3-х месячной

спячки резко повышается содержание изолированных двойных связей и диеновых конъюгатов по сравнению с контрольными животными (рис.1). При этом содержание МДА в головном мозге существенно не изменяется. Содержание изолированных двойных связей и продуктов ПОЛ в головном мозге сусликов остается высоким и после 6-ти месячной спячки, а также после окончательного пробуждения животных.

Отсутствие прямой зависимости между содержанием изолированных двойных связей, диеновых конъюгатов и МДА в коре головного мозга сусликов в состоянии гибернации и спонтанного пробуждения можно объяснить процессами, сопровождающимися обрывом цепи ПОЛ на его различных участках и соотношением интенсивности образования продуктов ПОЛ и их утилизацией или восстановлением (Костюк, 1985; An-tunes, 1994).

Как показывают наши результаты (рис. 2), осенью, перед впадением в зимнюю спячку, в головном мозге сусликов интенсивность ферментативного и неферментативного ПОЛ в условиях in vitro существенно не изменяется.

Рис. 2. Изменение скорости (в % к контролю) НАДФН- и Ге2+ +аскорбат-зависимого ПОЛ в головном мозге сусликов в динамике зимней спячки

В начале гибернации в мозге интенсивность ферментативного ПОЛ возрастает на 25%, а интенсивность аскорбат-зависимого ПОЛ, наоборот, снижа-ется на 30%. Высокая интенсивность НАДФН-зависимого ПОЛ сохраняется и к месячному сроку спячки. Неферментативное ПОЛ в этот период спячки существенно подавлено и составляет всего 13% от контрольного уровня. Наблюдаемые у этой группы животных изменения в интенсивности ферментативного и неферментативного ПОЛ в торпидном состоянии сохраняются и при спонтанном пробуждении.

Интенсивность ферментативного и неферментативного ПОЛ в головном мозге сусликов на этапах баута 3-х месячной спячки и при меж-баутном пробуждении снижается в среднем на 90% и 40% соответственно. Низкая интенсивность ферментативного и неферментативного ПОЛ в

-1 о -20 -3 О -40 -J0 -60 -70 -8 О • 9 0 I 00

20 I О

мозге зимоспящих сусликов сохраняется и после окончательного выхода из состояния гибернации.

Свободные радикалы и продукты ПОЛ играют в клетке роль сигнальных молекул как непосредственно, так и опосредованно. Изменение в экспрессии генов на разных этапах баута во время зимней спячки указывает на регулируемость величины сигнала (Bitting et al., 1999; O'Hara et al., 1999; Lee et al., 2002). Основная роль в регуляции свободнорадикаль-ных процессов в тканях принадлежит антиоксидантной системе.

Исследование антиоксидантных ферментов (рис. 3) в коре головного мозга сусликов показало, что осенью перед погружением в спячку активность СОД снижается на 50%. Самая низкая активность СОД в головном мозге сусликов наблюдается при кратковременной и месячной спячке. По мере углубления гибернации активность СОД в головном мозге сусликов постепенно повышается, но остается значительно ниже контроля. Только к концу спячки, после 6-ти месяцев гибернации, активность СОД существенно (на 96%) возрастает (рис. 3).

Рис. 3. Изменение активности (в % к контролю) компонентов антиоксидантной защиты головного мозга сусликов в динамике зимней спячки

Известно, что перед впадением животного в спячку и в период зимней спячки интенсивность метаболизма снижается (Geiser, 1988; Аг-mitage et al., 2003; Geiser, 2004), что сопровождается снижением генерации супероксидного радикала - субстрата для СОД.

Как свидетельствуют наши данные (рис. 3), в отличие от СОД, активность каталазы в коре больших полушарий мозга сусликов повышается при подготовке к зимней спячке, а на этапах кратковременной 1 -но, 3-х и 6-ти месячной спячке снижается, но остается выше контрольного уровня.

По результатам наших данных видно, что активность каталазы головного мозга сусликов в течение баута 3-х месячной спячки существен-

но повышается по сравнению с таковой у животных в начале спячки. Высокая активность каталазы в период зимней спячки, видимо, необходима для поддержания низкой концентрации пероксида водорода в нервной ткани, что предотвращает образование высокореактивного гидро-ксильного радикала (Тагреу, Fridovich, 2001).

Таким образом, активность антиоксидантных ферментов у зимос-пящих животных в ходе гибернации находится в зависимости от интенсивности обмена веществ, предотвращая повышение уровня свободных радикалов в тканях мозга.

Считают (Drew et al., 2002; Ma et al., 2004), что наряду с анти-оксидантными ферментами, важную роль в регуляции свободноради-кальных процессов играют низкомолекулярные гидрофильные антиок-сиданты.

Исследование гидрофильных антиоксидантов в коре головного мозга сусликов показало (рис. 3), что их уровень перед погружением в спячку более чем в 2 раза превышает летний контрольный уровень. Высокая активность низкомолекулярных гидрофильных антиоксидантов сохраняется и в начале гибернации. Однако, после месячной спячки АОА гидрофильных компонентов мозга снижается до контрольного уровня. Судя по динамике продуктов ПОЛ (рис. 1) и системы антиоксидантной защиты (рис. 3), можно заключить, что опасность оксидативных повреждений клеток мозга в этот период зимней спячки невысока.

Общая активность гидрофильных антиоксидантов в мозге остается высокой до конца спячки, а также через две недели после окончательного пробуждения по сравнению с таковым у бодрствующих животных. Спонтанное пробуждение сусликов способствует повышению в мозге активности низкомолекулярных гидрофильных антиоксидантов относительно их уровня в торпидном состоянии. По-видимому, когда синтез антиоксидантных ферментов при спонтанном пробуждении не достигает достаточно высокого уровня, основная роль по защите клеточных структур от действия свободных радикалов ложится на низкомолекулярные гидрофильные антиоксиданты.

Таким образом, достаточно высокий уровень активности ферментативной и неферментативной антиоксидантной системы в мозге сусликов в динамике зимней спячки способствует поддержанию концентрации различных форм АФК в нервной ткани на определенном уровне, регулируя процессы свободнорадикального окисления макромолекул и внутриклеточной сигнализации.

В отличие от гомойотермных животных гетеротермные животные в состоянии нормотермии более устойчивы к действию низких температур, что связывают в первую очередь с особенностями мембранных структур и антиоксидантной системой (Крепе, 1981; Калабухов, 1985).

Однако, как меняется интенсивность процессов ПОЛ при искусственной гипотермии сусликов в летний активный период, остается невыясненным.

Как видно из таблицы 1, умеренная гипотермия (20° С) сусликов снижает содержание изолированных двойных связей в липидах мозга на 37%. При этом в головном мозге параллельно со снижением количества изолированных двойных связей достоверно уменьшается содержание первичных и промежуточных продуктов ПОЛ.

Таблица 1

Содержание изолированных двойных связей и продуктов ПОЛ в липидах головного мозга сусликов при искусственной гипотермии (М±т, п=б)

Группа животных Изолирван-ные двойные связи, Е220 нм /г ткани Диеновые конъюгаты, Е 232 нм /г ткани Содержание МДА, нмоль/г ткани Накопление МДА, нмоль/г ткани за 10 мин. инкубации

ферментативный неферментативный

Контроль 12,50±0,17 6,07±0,16 41,70±2,8 746,8±26,5 219,2±5,2

Гипотермия 20° С 8,04±0,14 р<0,01 5,58±0,06 р<0,05 29,70±1,9 р<0,02 761,8±7,50 96,5±1,5 р<0,01

Гипотермия 10° С 12,90±0,46 8,79±0,44 р<0,01 43,10±3,0 744,9±3,10 78,3±5,6 р<0,01

В отличие от умеренной гипотермии глубокая гипотермия (10° С) повышает ненасыщенность в липидах мозга до контрольного уровнь и стимулирует процессы ПОЛ.

При искусственной гипотермии сусликов (20° С, 10° С) в головном мозге интенсивность ферментативного ПОЛ существенно не изменяется, а нефер-ментативное накопление МДА снижается в среднем на 60% (табл. 1).

Важную роль в ограничении процессов ПОЛ в мозге при искусственной гипотермии сусликов играет антиоксидантная система. По нашим данным (табл. 2), при умеренной гипотермии активность СОД, ката-лазы и гидрофильных компонентов резко возрастает.

Такое компенсаторное повышение активности компонентов анти-оксидантной системы, видимо, необходимо для поддержания уровня АФК и скорости свободнорадикальных процессов в мозге на низком уровне в условиях, когда происходит стимуляция катаболических процессов и увеличение потребления кислорода организмом (Егестэка й а1., 2003).

При глубокой гипотермии активность СОД и каталазы, хотя и снижается относительно предыдущего этапа гипотермии, но остается доста-

точно высокой. Особую роль в регуляции ПОЛ в мозге при глубокой гипотермии играют гидрофильные антиоксиданты, активность которых возрастает на 77% относительно контроля (табл. 2).

Таблица 2

Активность компонентов антиоксидантной защиты в головном мозге сусликов при искусственной гипотермии (М±т, п=6) _

Группа животных СОД, усл.ед/мг белка Катал аза, мкмоль Н2О2/ мг белка/мин АОА гидрофильных компонентов,%

Контроль 12,29±0,24 0,53±0,02 23,65±1,62

Гипотермия 20°С 32,54±0,27 р<0,01 0,84±0,02 р<0,01 38,90±1,98 р<0,01

Гипотермия 10°С 10,26±0,02 р<0,02 0,54±0,02 41,90±0,89 р<0,01

Таким образом, полученные данные свидетельствует о том, что при искусственной гипотермии бодрствующих летом сусликов интенсивность процессов ПОЛ в коре больших полушарий мозга зависит от температуры тела. Как и при зимней спячке, устойчивость нервной ткани к ПОЛ при искусственной гипотермии достигается за счет снижения доступности липидов для прооксидантов и высокой активности антиоксидантной защиты.

Сохранение интегративных свойств мембран клеток и субклеточных структур головного мозга и других органов в динамике зимней спячки зависит от ряда процессов, протекающих в печени (Гурин, 1986; Mostafa et al., 1993; Wang et al., 1997). В связи с этим представляет интерес исследование свободнорадикальных процессов в печени сусликов при зимней спячке и искусственной гипотермии.

2. Интенсивность процессов ПОЛ в печени сусликов при зимней спячке и искусственной гипотермии

Перед впадением в зимнюю спячку, несмотря на значительное накопление в депонированных жирах ненасыщенных жирных кислот (Ка-лабухов, 1985; Florant, 1998), в липидах печени сусликов наблюдается лишь тенденция к повышению количества изолированных двойных связей (рис.4). При этом содержание диеновых конъюгатов существенно возрастает, а количество МДА падает почти в 3 раза, что указывает на ингибирование процессов образования промежуточных продуктов ПОЛ.

При кратковременной зимней спячке сусликов ненасыщенность липидов в клетках печени достоверно снижается. По сравнению с пред-гибернационным периодом при наступившей спячке содержание диеновых конъюгатов снижается, но остается выше контрольного уровня. При этом содержание МДА остается пониженным.

Установившийся в начале зимней спячки уровень изолированных двойных связей и содержание первичных и промежуточных продуктов ПОЛ в печени сохраняется и после месячной гибернации. При спонтанном пробуждении животных после месячной спячки в липидах мембран достоверно повышается содержание изолированных двойных связей и продуктов ПОЛ относительно торпидного состояния.

Рис. 4. Изменение содержания (в % к контролю) изолированных двойных связей и продуктов ПОЛ в печени сусликов в динамике зимней спячки

На всех этапах баута после 3-х месячной спячки сусликов, в отличие от предыдущих периодов гибернации, уровень изолированных двойных связей в липидах мембран печени резко возрастает (рис. 4). При этом максимум изолированных двойных связей приходится на конец баута, когда для спонтанного пробуждения необходима активация ферментов, функциониро-вание которых связано со свойствами мембранных фосфолипидов. Высокое содержание изолированных двойных связей в течение баута глубокой спячки, видимо, обусловлено относительно высоким уровнем обмена липидов в клетках печени (Malatesta et al., 2002). В течение баута глубокой зимней спячки сусликов параллельно с существенным повышением изолированных двойных связей в фосфолипидах печени возрастает и содержание диеновых конъюгатов, однако содержание МДА при этом существенно не изменяется. Эти данные свидетельствуют о высоком уровне процессов инициации ПОЛ in vivo в период 3-х месячной спячки по сравнению с месячной спячкой.

Содержание изолированных двойных связей и диеновых конъюгатов в липидах печени сусликов при удлинении срока спячки до 6-ти месяцев снижается относительно предыдущего периода спячки. В данный период происходит достоверное повышение содержания МДА в печени. Содержание, как изолированных двойных связей, так и продуктов ПОЛ в печени не нормализуется даже через две недели после выхода животных

из состояния гибернации.

Анализ наших данных показывает (рис. 4), что в период подготовки к спячке, в ходе гибернации и последующего пробуждения происходят разнонаправленные изменения содержания первичных и промежуточных продуктов ПОЛ в липидах мембран печени. Это свидетельствует о том, что регуляция процессов ПОЛ в печени сусликов при гибернации и пробуждении осуществляется различными механизмами.

Интересна динамика интенсивности образования МДА в системах индукции процессов ПОЛ гомогената печени сусликов на этапах гибернации (рис. 5).

Рис. 5. Изменение скорости (в % к контролю) НАДФН- и Ге2+ +аскорбат-зависимого ПОЛ в печени сусликов в динамике зимней спячки

Перед впадением в зимнюю спячку, при кратковременной и месячной гибернации, интенсивность ферментативного ПОЛ в печени достоверно повышается. Высокая интенсивность ферментативного ПОЛ в печени сусликов на начальных этапах спячки, видимо, связана с повышением ненасыщенности липидного микроокружения ферментов - инициаторов ПОЛ (Владимиров, Арчаков, 1972).

На этапах баута 3-х месячной и в середине баута 6-ти месячной спячки интенсивность ферментативного ПОЛ в печени сусликов снижается в среднем на 90%. Снижение интенсивности ферментативной ПОЛ в печени сусликов при длительной спячке, возможно, связано, как с низкой активностью электронпереносящих систем клетки генерирующих АФК, так и с динамикой БН-групп отдельных ферментов в этих системах, являющихся центрами радикалообразования (Владимиров, Арчаков, 1972). Кроме того, с удлинением периода гибернации в печени активизируются различные адаптивные механизмы: активация внешнего пути окисления НАДН, расслоение мембран, конформационные изменения ферментов, повышение активности НАДФН-зависимой антиоксидантной системы. (Федотчева и др., 1985; Аггат е1 а1., 2000).

Как видно из рис. 5, осенью, перед погружением в спячку, скорость

неферментативного ПОЛ в печени сусликов снижается на 55%, а затем в начале гибернации повышается до контрольного уровня. Однако, по мере удлинения срока зимней спячки скорость Fe2+ +аскорбат-зависимого ПОЛ в печени существенно снижается. К концу гибернации и через две недели после выхода животных из спячки неферментативного ПОЛ в печени превышает контрольный уровень на 20% и 60% соответственно. Изменения интенсивности нефер-ментативного ПОЛ в печени при длительной зимней спячке свидетельствуют, видимо, о снижении доступности жирнокислотных радикалов фосфолипидов для инициаторов ПОЛ в результате повышения стабильности мембран и обеспеченности их анти-оксидантами.

В регуляции уровня АФК в клетке, а также сохранении адаптивных изменений в мембранных структурах клетки важную роль играет анти-оксидантная система (АОС) (Frank, 1997).

Анализ результатов исследования ферментативного звена АОС показывает (рис.6), что активность СОД в печени сусликов перед впадением в спячку, при кратковременной и месячной гибернации снижается по сравнению с таковой у бодрствующих животных на 10%, 44% и 78% соответственно.

% сод

Рис. 6. Изменение активности (в % к контролю) компонентов антиокси-дантиой защиты печени сусликов в динамике зимней спячки

Механизмы зимней спячки, которые способствуют постепенному снижению метаболизма (Агтиа§е е1 а!., 2003) и интенсивному перераспределению витамина Е в тканях (Калабухов, 1985), отражаются на интенсивности генерации супероксидного радикала (Ваг§ег е1 а1., 2003). Это, видимо, способствует постепенному снижению активности СОД в печени на начальных этапах гибернации.

В период 3-х месячной зимней спячки активность СОД в печени сусликов остается значительно сниженной (на 55-70%), хотя ее активность несколько возрастает относительно месячной спячки. В ходе баута

после 3-х месячной зимней спячки наиболее низкая активность СОД в печени наблюдается в середине баута, что отражает максимально низкую интенсивность метаболизма и, соответственно, генерацию АФК. (Carey et al., 2003).

Интересно, что при межбаутном пробуждении после 1-но и 3-х месячной спячки сусликов активность СОД в печени повышается (на 55%) по сравнению с таковой в торпидном состоянии, но в то же время остается значительно ниже, чем у бодрствующих животных.

Вполне вероятно, что возврат к нормотермии путем усиления несократительного химического термогенеза, в котором участвуют белки -разобщители окислительного фосфорилирования, жирные кислоты, тиреоидине гормоны снижают генерацию АФК в митохондриях (Boyer et al., 1998; Carey et al., 2003), что не требует поддержания на высоком уровне активности СОД.

К концу гибернации активность СОД в печени повышается на 25% по сравнению с таковой у бодрствующих животных. Высокая активность СОД в печени при 6-ти месячной спячке, когда температура тела составляет 14°С, видимо, обусловлена повышением энергетических процессов в клетках печени и усилением метаболизма моноаминов, что может сопровождаться многократным усилением генерации АФК (Ильясова, Ко-лаева, 1985).

Исследование другого антиоксидантного фермента - каталазы показало (рис. 6), что в период подготовки к зимней спячке ее активность в печени снижается на 20 %. При кратковременной спячке активность каталазы в печени сусликов резко падает (на 71 %) и сохраняется на данном уровне в течение первого месяца гибернации. Резкое падение активности фермента в этот период, возможно, связано со снижением интенсивности метаболических процессов в пероксисомах (Kabine et al., 2003).

При спонтанном пробуждении сусликов после месячной спячки активность каталазы в печени повышается, но остается ниже контрольного уровня на 48%. Относительно низкая активность каталазы в печени при спонтанном пробуждении объясняется переходом метаболизма с преимущественного окисления липидов на углеводы (Dark, Miller, 1997).

У животных, спящих в течение 3-х месяцев, в конце баута активность каталазы в печени повышается относительно контрольного уровня на 13%, тогда как в остальные периоды баута и при межбаутном пробуждении активность каталазы снижается в среднем на 30%. Причиной такой активации каталазы в конце баута является относительная интенсификация метаболизма в пероксисомах. Это согласуется с тем, что в конце баута, когда животное подготавливается к выходу из торпидного состояния, значительно усиливается окисление жирных кислот в клетках печени (Malatesta et al., 2002).

Исследование неферментативного звена антиоксидантной системы показало, что активность низкомолекулярных гидрофильных антиокси-дантов печени сусликов при подготовке к гибернации и кратковременной зимней спячке повышается на 32% и 53% соответственно по сравнению с таковой у бодрствующих летних животных (рис. 6). Высокий уровень низкомолекулярных гидрофильных антиоксидантов в печени сусликов сохраняется на всех этапах гибернации и снижается до контрольного уровня лишь через две недели после выхода животного из спячки.

Таким образом, результаты наших исследований показывают, что на определенных этапах зимней спячки возможности ферментативной АОС ограничены из-за подавления процессов синтеза и деградации макромолекул (Carey et al., 2003). В то же время запуск потенциально опасных механизмов окислительного стресса в печени ограничивают низкомолекулярные гидрофильные антиоксид анты.

Существенную роль в энергетике целостного организма при действии холода в связи с увеличением энергетических затрат играет печень. Наряду с важной энергетической ролью липидов при гипотермии усиливается их значение в процессах адаптации (Гурин, 1986; Logue et al., 2000). Поэтому исследование ПОЛ в печени при искусственной гипотермии представляет интерес.

Как видно из полученных результатов (табл. 3), гипотермия 20° и 10°С сопровождается повышением уровня изолированных связей в печени на 16% и 14% относительно контроля. В условиях холодового стресса это приводит к усилению процессов свободнорадикального окисления липидов печени, поскольку содержание диеновых конъюгатов повышается в среднем на 54%.

Таблица 3

Содержание изолированных двойных связей и продуктов ПОЛ в печени сусликов при искусственной гипотермии(М±т, п=6)

Группа животных Изолированные двойные связи, Ег20 ни/Г ткани Диеновые конъюгаты, Е 232 нм /г ткани Содержание МДА, нмоль/г ткани Накопление МДА, нмоль/г ткани за 10 мин. инкубации

ферментативный неферментативный

Контроль 12,02±0,03 7,11±0,15 18,58±1,4 720,6±31,1 842,7±24,6

Гипотермия 20°С 13,90±0,12 р<0,05 11,2±0,07 р<0,01 21,31±2,7 712,9±15,1 927,1±21,8 р<0,05

Гипотермия 10°С 13,70±0,26 р<0,01 10,7±0,14 р<0,01 21,31±5,3 713,1±5,29 55,7±6,96 ¡ко,oí

Нами установлено, что на фоне высокого уровня диеновых конъюгатов содержание МДА в печени сусликов при искусственной гипотер-

мии существенно не изменяется, что указывает на высокую активность ферментов, восстанавливающих гидроперекиси липидов.

Оказалось, что, несмотря на активирование процессов липоперок-сидации в условиях in vivo у искусственно гипотермированных животных, инициирование ПОЛ ферментативными системами печени in vitro не наблюдается. Активность же неферментативного ПОЛ при этом зависит от уровня гипотермии.

При умеренной гипотермии интенсивность неферментативного ПОЛ в инкубируемых пробах в присутствии Ре2++аскорбат достоверно повышается (на 10%), а при глубокой гипотермии, наоборот, значительно (на 95%) снижается (табл.3).

Можно предположить, что при гипотермии 20°С, а возможно и на более ранних стадиях охлаждения за счет локальных нарушений натив-ной структуры мембран клеток и субклеточных структур печени увеличивается доступность субстратов ПОЛ для прооксидантов (Турин, 1986; Куликов, Семенюк, 1988).

Резкое снижение интенсивности неферментативного ПОЛ при гипотермии 10°С, видимо, связано со структурными перестройками в мембранах (Azzam et al., 2000), а также изменением активности отдельных звеньев антиоксидантной защиты печени.

Стимуляция процессов ПОЛ в печени сусликов при искусственном охлаждении, видимо, связано не только с повышением индекса ненасыщенности и интенсивностью генерации АФК, но и падением активности отдельных звеньев АОС. Свидетельством тому является падение активности СОД в печени при гипотермии на 37% и 38%, соответственно (табл. 4).

Таблица 4

Активность компонентов антиоксидантной защиты печени при искусственной гипотермии сусликов (М±т, п=6)__

Группа животных СОД, усл.ед/мг белка Катал аза, МКМОЛЬ Н2О2/МГ белка/мин АОА гидрофильных компонентов,%

Контроль 55,59±0,70 58,10±0,72 41,05±1,13

Гипотермия 20е С 35,33±0,44 р<0,01 31,49±0,28 р<0,01 65,70±4,20 1X0,01

Гипотермия 10° С 34,59±0,53 р<0,01 64,81±0,84 р<0,01 63,30±1,31 р<0,01

Как видно по табл. 4, активность другого антиоксидантного фермента - каталазы при гипотермии 20°С падает на 46%, а при гипотермии 10°С, наоборот, повышается на 12% относительно контроля. Возможно, «

эти изменения связаны с N0' радикалом, синтез которого в печени может усиливаться при умеренной гипотермии, подавляя активность каталазы, а при глубокой гипотермии, видимо, это ингибирование снимается (Ап-

tunes et al., 2002).

На интенсивность инициации процессов ПОЛ при искусственной гипотермии может влиять и содержание восстановленной формы токоферола в мембранных структурах печени, которое поддерживается за счет аскорбата (Buettner, 1993). Это согласуется с нашими данными (табл. 4), так АОА гидрофильных компонентов печени при гипотермии на 60% выше контроля.

Таким образом, искусственная гипотермия активных в летний период животных способствует инициации процессов ПОЛ в печени, однако, благодаря высокой активности компонентов АОС, эти процессы ин-гибируются, видимо, на стадии первичных продуктов липопероксида-ции.

Процессы свободнорадикального окисления липидов, протекающие в органах и тканях, весьма заметно отражаются на содержании продуктов ПОЛ в крови. В период зимней спячки адаптивные изменения, происходящие в крови, способствуют не только адекватному выполнению основных функций крови, но и снижают риск оксидативных повреждений в тканях. В связи с этим нами были исследованы процессы перекис-ного окисления липидов в крови сусликов при гипотермических состояниях.

3. Интенсивность процессов ПОЛ в крови сусликов при зимней спячке и искусственной гипотермии

Как видно из рис. 7, перед впадением в зимнюю спячку содержание изолированных двойных связей в липидах мембран эритроцитов сусликов снижается на 22%. Параллельно с этим в эритроцитах достоверно снижается содержание первичных и вторичных продуктов ПОЛ.

С наступлением гибернации и в течение первого месяца спячки содержание изолированных двойных связей в эритроцитах продолжает снижаться, при этом существенно падает и содержание продуктов ПОЛ.

При удлинении спячки до 3-х месяцев содержание изолированных двойных связей в липидах мембран эритроцитов сусликов повышается до контрольного уровня, а на отдельных этапах баута и превышает его. Увеличение уровня изолированных двойных связей липидов мембран, по-видимому, способствует повышению скорости их окисления, поскольку в этот период в эритроцитах возрастает содержание диеновых конъюгатов и МДА до контрольного уровня.

К концу гибернации (6-ти месячная спячка) содержание изолированных двойных связей, первичных и промежуточных продуктов ПОЛ в эритроцитах, в отличие от головного мозга и печени, достигает уровня летнего контроля, что, видимо, является результатом интенсивного обмена мембранных липидов эритроцитов с липидами плазмы крови (рис.7).

% Изолированные

Диеновые

МДА

Рис. 7. Изменение содержания (в % к контролю) изолированных двойных связей, диеновых конъюгатов и МДА в липидах мембран эритроцитов сусликов в динамике зимней спячки

Анализ содержания изолированных двойных связей и продуктов ПОЛ в липидах эритроцитов сусликов на этапах баута 3-х месячной спячки показал, что их относительно высокий уровень в торпидном состоянии существенно снижается при межбаутном пробуждении.

Таким образом, изменение уровня изолированных двойных связей в липидах и содержание продуктов ПОЛ, с одной стороны, указывает на высокую лабильность мембран эритроцитов, а с другой - на их устойчивость к свободнорадикальным процессам, что способствует сохранению функциональной активности эритроцитов на этапах гибернации.

Одним из важных показателей устойчивости мембран эритроцитов к действию свободных радикалов является индукция процессов ПОЛ в присутствии прооксидантов. Как видно из рис. 8, перед зимней спячкой, при кратковременной и месячной спячке сусликов, скорость индукции ПОЛ пероксидом водорода в эритроцитах существенно не изменяется.

Накопление МДА в эритроцитах в присутствии Н j О з

Содержание МДА в плазме крови

Рис 8. Изменение содержания (в % к контролю) МДА в плазме крови и скорость его накопления в эритроцитах сусликов в динамике зимней спячки

Таким образом, низкая скорость индукции ПОЛ в эритроцитах in vitro в начале гибернации согласуется с низким содержанием субстратов

и продуктов липопероксидации in vivo (рис. 7,8).

На всех этапах баута 3-х месячной спячки окисляемость липидов мембран эритроцитов снижается на 33%. При межбаутном пробуждении этой группы животных содержание МДА в эритроцитах, индуцируемой перокисидом водорода, несколько повышается, но не достигает контрольного уровня.

Полное восстановление индуцируемого накопления МДА в мембранах эритроцитов крови наблюдается через две недели после выхода из зимней спячки.

Об интенсивности свободнорадикального окисления липидов в тканях органах, и форменных элементах крови можно судить по содержанию МДА в плазме крови сусликов.

Уже перед залеганием в спячку содержание МДА в плазме крови падает на 70% (рис.8). На начальных этапах зимней спячки содержание МДА в плазме крови снижается еще в большей степени (85%). Низкое содержание МДА в плазме крови спящих сусликов сохраняется и в течение 3-х -, 6-ти месячной зимней спячки. Обращает на себя внимание тот факт, что при спонтанных пробуждениях сусликов содержание МДА в плазме крови повышается относительно торпидного состояния, но остается значительно ниже контрольного уровня.

Существенное снижение концентрации МДА в плазме крови сусликов, видимо, обусловлено, как снижением генерации АФК в тканях и органах (Carey et al., 2003), так и падением в них циркуляции тока крови за время зимней спячки (Frerichs et al., 1994; Osborne, Hashimoto, 2003).

Низкий уровень МДА в кровяном русле зимоспящих животных при гибернации способствует снижению его деструктивного действия как на форменные элементы крови, так и на эндотелиальные клетки сосудов (Hollan, 1996).

За период подготовки к гибернации в эритроцитах крови сусликов активность СОД и каталазы повышается на 30% и 11%, соответственно, по сравнению с таковой у бодрствующих животных (рис. 9). При кратковременной зимней спячке и в середине баута месячной спячки сусликов активность СОД в эритроцитах снижается в среднем на 60%, а активность каталазы, наоборот, повышается в среднем на 20% относительно контроля. На этапах баута 3-х месячной спячки активность СОД повышается относительно предыдущих периодов спячки, но остается существенно ниже контроля. У этой группы животных активность каталазы в эритроцитах остается повышенной.

К концу зимней спячки активность СОД возрастает на 40%, а каталазы - снижается до контроля и остается на таком уровне через две недели после пробуждения.

Главными компонентами, участвующими в защите мембран фор-

менных элементов крови от процессов свободнорадикального окисления, являются низкомолекулярные гидрофильные антиоксиданты плазмы.

% СОД Каталааа ДОА

-«0

Рис. 9 Изменение активности (в % к контролю) антиоксидантных ферментов в эритроцитах и антиокислительной активности гидрофильных компонентов плазмы крови сусликов в динамике зимней спячке

В период подготовки к зимней спячке в плазме крови сусликов активность низкомолекулярных гидрофильных антиоксидантов повышается на 77% (рис. 9). При кратковременной спячке АОА плазмы снижается до контрольного уровня. В середине баута месячной спячки АОА вновь превышает контрольный уровень на 17%.

Активность гидрофильных антиоксидантов в плазме крови сусликов в начале баута 3-х месячной спячки повышается на 119% по сравнению с таковым у контрольных животных, а к концу баута их активность снижается до контрольного уровня. При этом интересно отметить, что спонтанное пробуждение сусликов сопровождается повышением активности низкомолекулярных гидрофильных антиоксидантов в плазме крови по сравнению с таковой у бодрствующих животных.

Полученные нами результаты и литературные данные (Тшеп е1 а1., 2001) свидетельствуют о том, что у зимоспящих животных за время меж-баутного бодрствования усиливается синтез низкомолекулярных гидрофильных антиоксидантов, которые расходуются в период гибернации.

Исследование влияния искусственной гипотермии на ПОЛ и АОС в крови сусликов показало (табл. 5,6), что при гипотермии 20°С в липидах мембран эритроцитов уровень изолированных двойных связей повышается на 13% относительно контроля, а диеновых конъюгатов на 18%. Дальнейшее углубление гипотермии (10°С) приводит к нормализации содержания изолированных двойных связей и диеновых конъюгатов в эритроцитах крови. Однако при гипотермии 20°С и 10°С содержание МДА в эритроцитах, наоборот, снижается на 31% и 25%, соответственно.

При гипотермии 20°С оказалось, что мембраны эритроцитов более подвержены пероксидации в присутствии Н2О2. Глубокая гипотермия

(10°С) способствует снижению индукции ПОЛ в эритроцитах.

Таблица 5

Содержание изолированных двойных связей и продуктов ПОЛ в эритроцитах и плазме крови сусликов при искусственной гипотермии (М±ш, п=6) __ '___

Группа животных Изолированные двойные связи, Еггонм/мл Диеновые конъ-югаты, Е232 нМ/ мл Содержание МДА в эритроцитах, нмоль/мл Накопление МДА в эритроцитах в присутствии Н2О2, нмоль/мл Содержание МДА в плазме, мкмоль/л

Контроль 8,47±0,14 6,90±0,13 37,65±0,32 173,11±0,2 4,06±0,62

Гипотермия 20° С 9,59±0,10 (КО,05 8,20±0,02 ГКО,05 25,99±0,16 р<0,05 214,23±1,4 р<0,05 2,91 ±0,45 р<0,05

Гипотермия 10° С 8,68±0,11 7,28±0,13 28,55±0,40 (КО,05 161,00±5,5 1,44±0,21 ¡КО,01

В кровяное русло, помимо метаболитов кислорода из тканей, эндо-телиальных клеток и форменных элементов, могут поступать и продукты свободнорадикального окисления макромолекул (липидов, белков). Анализ содержания МДА в плазме (табл. 5) показал, что при гипотермии 20° и 10°С, его уровень падает на 28% и 65%, соответственно, что указывает на снижение процессов ПОЛ не только в тканях, но и в самих форменных элементах и липопротеидных комплексах крови.

Устойчивость эритроцитов к оксидантам обеспечивается АОС как самих эритроцитов, так и плазмы крови (Василькова, Кухта, 1988). В условиях холодового стресса, при гипотермии 20°С, когда повышается уровень Ог\ а также напряжение кислорода в крови (Erecinska et al., 2003), активность СОД эритроцитов сусликов повышается на 19% относительно контроля (табл. 6). Но с подавлением метаболизма, которое наблюдается со снижением температуры тела до 10°С, активность СОД снижается на 18% относительно контроля.

Активность катал азы в эритроцитах при гипотермии 20°С и 10°С снижается на 7% и 19%, соответственно, что может быть вызвано конкурентным ингибированием N0' активного центра фермента (Antunes et al., 2002).

Несмотря на относительно высокую активность ферментативной АОС при длительном действии холодового стресса и глубокой гипотермии возможно истощение ферментативного АОС. В условиях снижения активности антиоксидантных ферментов главную роль в защите макромолекул от пероксидации выполняют гидрофильные низкомолекулярные антиоксиданты. На это указывает их высокий уровень (табл. 6). Как при гипотермии 20°С, так и при гипотермии 10°С уровень АОА гидрофиль-

ных компонентов плазмы крови сусликов повышается на 131% относительно контроля

Таблица 6

Активность компонентов антиоксидантной защиты эритроцитов и плаз-

Группа животных СОД, усл.ед/мг НЬ Катал аза, мкмольНгОг/ мг НЬ/мин АОА гидрофильных компонентов, %

Контроль 2,58±0,064 37,34±0,24 13,00±0,70

Гипотермия 20°С 3,08±0,042 р<0,05 34,94±0,47 р<0,05 30,03±0,80 р<0,01

Гипотермия 10°С 2,12±0,055 р<0,05 30,18±0,75 р<0,05 30,06±2,96 р<0,01

Таким образом, совместная работа ферментативных и неферментативных компонентов АОС организма как в период зимней спячки, так и при искусственной гипотермии, видимо, успешно препятствует неконтролируемому подъему уровня АФК и развитию окислительного стресса в потенциально опасные периоды. Отсюда следует, что механизмы, обеспечивающие устойчивость тканей гетеротермного животного- суслика к свободнорадикальным процессам, являются универсальными для всех сезонов года.

ВЫВОДЫ

1. В период подготовки к зимней спячке и на ее начальных этапах в головном мозге и печени сусликов на фоне низкого содержания изолированных двойных связей существенно повышается уровень диеновых коньюгатов и снижается количество МДА. После 3-х месячной спячки содержание изолированных двойных связей и первичных продуктов ПОЛ в мозге и печени значительно возрастает, а количество МДА повышается до контрольного уровня. К концу периода спячки и после пробуждения в мозге и печени, наряду с высоким содержанием изолированных двойных связей и диеновых коньюгатов, достоверно повышается и количество МДА.

2. В отличие от мозга и печени в мембранах эритроцитов уровень изолированных двойных связей и содержание первичных и промежуточных продуктов ПОЛ перед погружением в спячку при кратковременной и месячной гибернации достоверно снижается. После 3-х месячной зимней спячки содержание изолированных двойных связей и процессов ПОЛ в эритроцитов повышается до контрольных значений и сохраняется на таком уровне и после пробуждения. В период подготовки к спячке содержание МДА в плазме крови существенно снижается. В течение зимней спячки и после пробуждения животных содержание МДА в плазме крови остается значительно сниженным.

3. Скорость ферментативного ПОЛ в коре больших полушарий мозга

и печени при кратковременной и месячной зимней спячке достоверно повышается, а на последующих этапах гибернации значительно снижается. Интенсивность неферментативного ПОЛ в исследованных тканях сусликов в течение всего периода зимней спячки по сравнению с таковой у бодрствующих животных существенно снижается.

4. Активность СОД в головном мозге, печени и крови сусликов при кратковременной, месячной и 3-х гибернации, достоверно снижается, а перед пробуждением от зимней спячки резко повышается. В период зимней спячки сусликов в головном мозге и эритроцитах активность катала-зы повышается, а в печени снижается. Активность антиоксидантных ферментов в исследованных тканях при спонтанных пробуждениях животных по сравнению с торпидным состоянием существенно повышается. На всех этапах зимней спячки в исследованных тканях животных существенно повышается активность низкомолекулярных гидрофильных антиоксидантов.

5. После 3-х месяцев зимней спячки в торпидном состоянии содержание диеновых конъюгатов в мозге и печени к концу баута снижается, а активность СОД и гидрофильных антиоксидантов возрастает. В печени по мере удлинения баута повышается скорость неферментативного ПОЛ.

6. При искусственном охлаждении летних бодрствующих сусликов до 20°С в головном мозге параллельно со снижением уровня изолированных двойных связей достоверно уменьшается количество первичных и промежуточных продуктов ПОЛ. Глубокая гипотермия 10°С животных способствует восстановлению исследуемых компонентов до контрольного уровня. У умеренно и глубоко охлажденных сусликов на фоне высокого уровня изолированных двойных связей и диеновых коньюгатов содержание МДА в печени существенно не изменяется, а в эритроцитах снижается. При искусственном охлаждении сусликов до 20°С и 10°С в индуцируемых in vitro пробах головного мозга и печени скорость ферментативного накопления МДА существенно не изменяется, тогда как интенсивность неферментативного ПОЛ значительно снижается.

7. При умеренной гипотермии сусликов в коре больших полушарий мозга и в эритроцитах активность СОД повышается, а при глубокой гипотермии снижается по сравнению с таковым у контрольной группы животных. В печени охлажденных животных активность СОД независимо от глубины гипотермии снижается в среднем на 40%. Изменение активности каталазы в исследованных тканях сусликов при искусственном охлаждении зависит не только от специфики тканей, но и от температуры тела животных. При искусственной гипотермии в исследуемых тканях животных существенно повышается активность низкомолекулярных гидрофильных антиоксидантов.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Абдуллаев В.Р., Исмаилова Ж.Г., Дубровская М.Д., Халилов P.A., Кличханов Н.К. Интенсивность свободнорадикальных процессов в тканях сусликов при зимней спячке и периодических пробуждениях // Мат. научн. семинара. - Ставрополь, 2002. Вторая часть. - С. 64-65.

2. Абдуллаев В.Р., Халилов P.A., Кличханов Н.К., Мейланов И.С., Эмирбеков Э.З. Свободнорадикальные процессы в мозге сусликов в динамике зимней спячки // 3-й съезд биохим. общества. Тезисы научных докладов, Санкт-Петербург. - 2002.- C.-375.

3. Абдуллаев В.Р., Гаджимурадова A.A., Гаджимагомедова М.А., Халилов P.A., Кличханов Н.К. Интенсивность свободнорадикальных процессов в тканях суслика CITELLUS PYGMAEUS в динамике зимней спячки // Химия в технологии и медицине. Материалы всероссийской научно-практи-ческой конф. - Махачкала. 2001. - С. 111.

4. Абдуллаев В.Р. Интенсивность свободнорадикальных процессов в тканях сусликов при зимней спячке и периодических пробуждениях // биология наука - наука XXI века. 6-й Пущинской конф. молодых ученных. Сб. тезисов Пущино, 2002. - Т.1. - С.46.

5. Абдуллаев В.Р., Кличханов Н.К., Халилов P.A., Мейланов И.С. Перекисное окисление липидов в коре мозга крыс при гипотермии // Сб. тезисов 7-й Пущинской конф. молодых ученных. - Пущино. 2003. -С.301.

6. Абдуллаев В.Р., Кличханов Н.К. Интенсивность процессов пере-кисного окисления липидов и антиокислительная активность коры больших полушарий мозга сусликов при искусственной гипотермии // Вестник ДГУ. Ест. Науки. - 2004. - Вып. 3. - С. 61-65.

7. Абдуллаев В.Р., Кличханов Н.К. Интенсивность процессов пере-кисного окисления липидов и антиокислительная активность в печени сусликов при искусственной гипотермии // Вестник ДНЦ. РАН. Ест. Науки. - 2004. Вып 19. - С. 30-33.

8. Абдуллаев В.Р. Антиоксидантная активность крови сусликов при гипотермии // XII Международная научная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2005». Сб. тезисов Москва. 2005.-С. 4.

9. Meylanov I.S., Abdullaev V.R., Mirskaya R.O. Catalase activity in ground squirrel's liver during hibernation // SFRR-Europe Meeting Leicester, England, 2005. PP 39.

10. Abdullaev V.R., Klichkhanov N.K., Mirskaya R.O. Lipid peroxidation processes in ground squirrels liver during hibernation // SFRR-Europe Meeting Leicester, England, 2005. PP 40.

Подписано в печать 20 12 2005 г 1/16 печать офсетная Бумага офсетная Уел печ л - 1 5 Заказ № 033 Тираж 100 экз

Отпечатано в типографии «Радуга» г Махачкала, ул Коркмасова 11а

Jûûé/i

»--232

i i

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Абдуллаев, Вагаб Рафикович

ВВЕДЕНИЕ.

А ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Активные формы кислорода: места генерации, химизм и их роль в организме 1.2. Антиоксидантная защита организма

1.3. Зимняя спячка млекопитающих и окислительный стресс

ГЛАВА И. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1. Обоснование выбора объекта исследования

2.2. Постановка экспериментов

2.3. Препаративные методы исследования

2.3.1. Приготовление гомогенатов мозга и печени

2.3.2. Получение плазмы, эритроцитов и гемолизата

2.4. Биохимические методы исследования

2.4.1. Определение содержания малонового диальдегида в г- плазме и крови

2.4.2. Определение МДА в эритроцитах

2.4.3. Определение интенсивности перекисного окисления липидов в печени и в коре головного мозга.

2.4.4. Анализ содержания первичных продуктов ПОЛ в крови, в печени и коре головного мозга

2.4.5. Определение антиокислительной активности гидрофильных компонентов мозга, печени и плазмы крови

2.4.6. Определение активности супероксиддисмутазы в мозге, печени и крови

2.4.7. Определение активности каталазы в мозге, печени и крови

2.4.8. Определение содержания гемоглобина

2.5. Статистический анализ данных

ГЛАВА III. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 3.1. Интенсивность процессов ПОЛ в мозге сусликов в динамике зимней спячки и искусственной гипотермии 44 ¿Р1 3.2. Интенсивность процессов ПОЛ в печени сусликов в динамике зимней спячки и искусственной гипотермии 62 3.3. Интенсивность процессов ПОЛ в крови сусликов в динамике зимней спячки и искусственной гипотермии 79 ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ВЫВОДЫ

Введение Диссертация по биологии, на тему "Интенсивность процессов перекисного окисления липидов тканей сусликов в динамике зимней спячки"

Актуальность проблемы. Зимняя спячка млекопитающих является природной адаптацией к низким температурам окружающей среды. Гибернация сопровождается значительным снижением температуры тела, сердечных ритмов, потребления кислорода, уровня метаболизма, и других физиологических и биохимических параметров (Wang, Lee, 1996; Geiser, 2004). При этом биохимические процессы в организме зимоспящих животных перестраиваются так, что даже при очень низкой температуре тела поддерживается определенный гомео-стаз (Carey et al., 2003)

Зимняя спячка мелких грызунов является прерывистым процессом. Каждые 10-15 дней животные пробуждаются и через короткое время (2-24 ч.) снова входят в спячку (Wang, Lee, 1996). Считают, что вход в спячку и выход из нее являются потенциально опасными периодами (Toien et al., 2001). Именно в эти периоды у животных происходит резкая смена одного метаболического состояния на другое. Изменение физиологического состояния животного в эти периоды сопровождается ишемией, реперфузией, повышением потребления кислорода, интенсификацией работы многих ферментных комплексов (Hermes-Lima, Zenteno-Savin, 2002; Storey, Storey, 2004). В результате этого в тканях зимоспящих животных интенсифицируются процессы образования активных форм кислорода (АФК) (Toien et al., 2001).

Несмотря на потенциальную возможность активации процессов образования активных форм кислорода, в тканях зимоспящих животных не возникают патологические изменения (Frerichs et al., 1994; Frerichs, Hallenbeck, 1998). Отсюда можно предположить, что ткани гибернирующих животных обладают устойчивостью к свободнорадикальным процессам. Однако, в настоящее время не вполне понятно, каким образом регулируются свободнорадикальные процессы в тканях гетеротермных животных в период зимней спячки.

Цель и задачи исследования. Целью исследования являлось установление закономерностей изменения интенсивности процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) и активности компонентов антиоксидантной защиты тканей сусликов при гибернации и искусственной гипотермии.

Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

1. Исследовать содержание изолированных двойных связей, первичных и промежуточных продуктов ПОЛ в липидах мозга, печени и эритроцитах крови сусликов.

2. Выявить изменения в интенсивности ферментативного и неферментативного ПОЛ in vitro в исследуемых] тканях.

3. Определить активность ключевых антиоксидантных ферментов — су-пероксиддисмутазы (СОД) и каталазы, а также общую антиокислительную активность (АОА) гидрофильных компонентов в мозге, печени и крови.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Интенсивность процессов ПОЛ в тканях сусликов зависит от глубины зимней спячки.

2. Скорость пероксидации липидов при индукции ПОЛ, НАДФН- и Fe +аскорбат- системами в условиях in vitro, мембранных структур мозга и печени снижается при глубокой зимней спячке.

3. Основную антиоксидантную защиту изучаемых тканей при зимней спячке осуществляют гидрофильные антиоксид анты. В мозге и крови сусликов при этом дополнительную антиоксидантную защиту выполняет каталаза.

4. При искусственной гипотермии бодрствующих летом сусликов, как и при зимней спячке, исследованные ткани также устойчивы к процессам липо-пероксидации.

Научная новизна.

Впервые установлено, что на протяжении всей зимней спячки в головном мозге и печени сусликов в отличие от крови содержание изолированных двойных связей и первичных продуктов ПОЛ повышено, а уровень МДА возрастает только к концу гибернации. При зимней спячке для крови характерен низкий уровень молекулярных продуктов ПОЛ.

Впервые выявлено существенное снижение индукции ПОЛ in vitro в тканях мозга, печени и эритроцитах сусликов при зимней спячке.

Впервые обнаружено снижение активности СОД и повышение активности каталазы в головном мозге и эритроцитах крови сусликов в динамике зимней спячки и на этапах одного баута. В печени активность исследованных ан-тиоксидантных ферментов значительно снижается.

Впервые показано, что важнейшую роль регуляции процессов ПОЛ в тканях при зимней спячке выполняют гидрофильные антиоксиданты.

При искусственной гипотермии бодрствующих летом сусликов впервые обнаружена тканевая специфичность в изменении интенсивности ПОЛ и активности антиоксидантных ферментов. Общей реакцией тканей на гипотермию является существенное повышение активности гидрофильных антиоксидантов.

Теоретическая и практическая значимость. Полученные данные представляют интерес для понимания молекулярных механизмов устойчивости ге-теротермных животных к низким температурам как в условиях естественного гипобиоза, так и при искусственной гипотермии. Практическая значимость данной работы определяется перспективностью использования ряда изученных показателей тканей для оценки и коррекции искусственных гипометаболиче-ских состояний в медицине. Результаты работы указывают на возможность повышения устойчивости мембранных структур гомойотермных животных к низким температурам тела путем повышения емкости антиоксидантной системы.

Материалы данной диссертации используются в учебном процессе на кафедрах биохимии и биофизики Дагестанского госуниверситета и Махачкалинского филиала Ростовского госуниверситета при чтении ряда спецкурсов й проведении больших практикумов.

Пущино, 2002, 2003), на 3-ем биохимическом съезде (С-Петербург, 2002), на XII Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2005», на симпозиуме «Young Physiologist Symposium & Free Radical School» (Leicester, UK 2005).

Заключение Диссертация по теме "Биохимия", Абдуллаев, Вагаб Рафикович

выводы

1. В период подготовки к зимней спячке и на ее начальных этапах в головном мозге и печени сусликов на фоне низкого содержания изолированных двойных связей существенно повышается уровень диеновых коньюгатов и снижается количество МДА. После 3-х месячной спячки содержание изолированных двойных связей и первичных продуктов ПОЛ в мозге и печени значительно возрастает, а количество МДА повышается до контрольного уровня. К концу периода спячки и после пробуждения в мозге и печени, наряду с высоким содержанием изолированных двойных связей и диеновых конъюгатов, достоверно повышается и количество МДА.

2. В отличие от мозга и печени в мембранах эритроцитов уровень изолированных двойных связей и содержание первичных и промежуточных продуктов ПОЛ перед погружением в спячку при кратковременной и месячной гиберна-ции достоверно снижается. После 3-х месячной зимней спячки содержание изолированных двойных связей и процессов ПОЛ в эритроцитов повышается до контрольных значений и сохраняется на таком уровне и после пробуждения. В период подготовки к спячке содержание МДА в плазме крови существенно снижается. В течение зимней спячки и после пробуждения животных содержание МДА в плазме крови остается значительно сниженным.

3. Скорость ферментативного ПОЛ в коре больших полушарий мозга и печени при кратковременной и месячной зимней спячке достоверно повышается, а на последующих этапах гибернации значительно снижается. Интенсивность неферментативного ПОЛ в исследованных тканях сусликов в течение всего периода зимней спячки по сравнению с таковой у бодрствующих животных существенно снижается.

4. Активность СОД в головном мозге, печени и крови сусликов при кратковременной, месячной и 3-х гибернации, достоверно снижается, а перед пробуждением от зимней спячки резко повышается. В период зимней спячки сусликов в головном мозге и эритроцитах активность каталазы повышается, а в печени снижается. Активность антиоксидантных ферментов в исследованных тканях при спонтанных пробуждениях животных по сравнению с торпидным состоянием существенно повышается. На всех этапах зимней спячки в исследованных тканях животных существенно повышается активность низкомолекулярных ® гидрофильных антиоксидантов.

5. После 3-х месяцев спячки в торпидном состоянии содержание диеновых конъюгатов в мозге и печени снижается к концу баута, параллельно с этим возрастает активность СОД и гидрофильных антиоксидантов. В печени по мере удлинения баута повышается скорость неферментативного ПОЛ.

6. При искусственном охлаждении летних бодрствующих сусликов до 20°С в головном мозге параллельно со снижением уровня изолированных двойных связей в фосфолипидах достоверно уменьшается количество первичных и промежуточных продуктов ПОЛ. Глубокая гипотермия 10°С животных способст

• вует восстановлению исследуемых компонентов до контрольного уровня. У умеренно и глубоко охлажденных сусликов на фоне высокого уровня изолированных двойных связей и диеновых коньюгатов содержание МДА в печени существенно не изменяется, а в эритроцитах снижается. При искусственном охлаждении сусликов до 20°С и 10°С в индуцируемых in vitro пробах головного мозга и печени скорость ферментативного накопления МДА существенно не изменяется, тогда как интенсивность неферментативного ПОЛ значительно снижается.

102

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выяснение молекулярных механизмов температурных адаптаций у млекопитающих является одной из актуальных проблем современной биохимии. У животных существует три основные стратегии температурных адаптаций: пой-килотермия, гомойотермия и гетеротермия. Интерес представляет гетеротер-мия, поскольку у гетеротермных животных температура тела изменяется в разные сезоны года, а также в ходе гибернационного периода. Снижение температуры тела в период гибернации направлено на понижение физиологической активности, а следовательно, и энергетических расходов (Hochachka, Somero, 2002).

Быстрые переходы от нормотермии к гипотермии и наоборот в период гибернации требуют наличия специальных механизмов, направленных на перестройку мембранных структур. На мембранном уровне адаптация к низким температурам осуществляется путем увеличения ненасыщенности мембранных липидов. Однако, возможность широкомасштабного увеличения ненасыщенности мембранных липидов гетеротермов в период гибернации в последнее время ставится под сомнение. В настоящее время показано, что важная роль в изменении вязкости мембран могут играть регулируемые процессы ПОЛ (Дубинина, 2001; Demediuk, Moscatelli, 1983).

Резкие изменения метаболизма тканей в цикле пробуждения и повторного засыпания создают условия для генерации АФК (Toien et al., 2001), но в то же время неясна роль этих процессов в окислительной модификации важнейших биомолекул клеток, а следовательно, их участие в изменении свойств мембран при гибернации.

В соответствии с вышеизложенным нами была исследована интенсивность процессов ПОЛ и активность компонентов антиоксидантной системы тканей в динамике гибернации, а также при искусственной гипотермии.

Полученные нами данные показали, что в мозге и печени, в отличие от крови, с углублением спячки в той или иной степени повышается содержание изолированных двойных связей. Параллельно с этим происходит активация начальных этапов процессов ПОЛ с образованием диеновых конъюгатов. Несмотря на это, содержание МДА в мозге и печени в начальные периоды спячки существенно ниже контроля, и только после 3-х месячной спячки его содержание повышается до уровня контроля. Такое соотношение процессов ПОЛ у зимос-пящих способствует не только сохранению микровязкости мембран и препятствует накоплению токсичных продуктов ПОЛ, но также сохраняет возможность быстрых изменений мембранных структур и их свойств.

К концу сезона гибернации перед выходом из спячки в мозге и печени, наряду с высоким уровнем первичных продуктов ПОЛ, происходит достоверное повышение и уровня МДА. Видимо, с повышением температуры тела до 14-15°С усиливаются метаболические процессы в тканях, что сопровождается интенсификацией свободнорадикальных процессов.

В крови в течение гибернации не происходит интенсификация процессов ПОЛ, а, наоборот, вначале происходит значительное падение интенсивности процессов ПОЛ, на что указывает существенное падение содержания первичных и вторичных продуктов ПОЛ как в эритроцитах, так и в плазме. Удлинение периода спячки приводит к стабилизации процессов ПОЛ в мембранах эритроцитов, тогда как в плазме крови содержание МДА остается существенно низким весь период спячки. В своей работе Дрю и сотр. (Drew et al., 1999) показали, что в период гибернации в крови разных видов сусликов содержание аскор-бата повышается от двух до четырех раз относительно контроля, видимо, такой высокий уровень аскорбата является сдерживающим фактором процессов ПОЛ.

Спонтанные пробуждения стимулируют процессы ПОЛ относительно торпидного состояния, но даже в этом случае интенсивность липопероксидации не выше, чем в контроле. Исследование процессов ПОЛ в динамике одного баута не обнаружило специфических закономерностей в изменении интенсивности процессов липопероксидации.

Таким образом, в динамике гибернации в исследованных тканях нет существенной активации ПОЛ. Как известно, структурная организация биологических мембран обеспечивает нормальный метаболический фон клетки (Wu et al., 2001; Hulbert, Else, 1999; 2003 Hulbert, 2003). Сохранение интегративных функций мембран зимоспящих при низких температурах связывают с увеличением ненасыщенности мембранных липидов. Наши исследования показывают, Ф что повышение ненасыщенности мембранных липидов исследованных тканей имеет место на более поздних этапах спячки.

Наиболее быстрой причиной, приводящей к изменению фазового состояния липидов in vivo, является их пероксидация. Повышение ненасыщенности липидов во второй половине спячки делает их более чувствительными к процессам пероксидации, что способствует изменению вязкости мембраны (Portero-Otin et al., 2001). ПОЛ является важным звеном, посредством которого осуществляется взаимодействие между сигнальными молекулами и функциональными компонентами мембран (Дубинина, 2001). Можно согласиться с # мнением автора, что инициация процессов ПОЛ в физиологических условиях играет роль одного из инициирующих факторов в передаче сигнала, что сопровождается фазовыми переходами бислоя мембран и изменением конформации белков, обеспечивающими физиологический ответ на изменившуюся ситуацию в организме (Дубинина, 2001). Так известно, что образование первичных продуктов ПОЛ увеличивает содержание воды в бислое, что обеспечивает переход липидов в жидкокристаллическое состояние. А это в свою очередь приводит к изменению конформации белков и, соответственно, к изменению проницаемости клеточных мембран, функции ионных каналов, насосов и рецепторов (Дубинина, 2001). Это также объясняет быстрые фазовые переходы в мембранных структурах зимоспящих в процессе пробуждения, обнаруженные в работе Аззама и сотр. (Azzam et al., 2000).

Наши результаты указывают на то, что в тканях зимоспящих на разных этапах зимней спячки процессы ПОЛ строго контролируются, а следовательно, регулируются свойства мембран.

Совокупность полученных результатов позволяет нам выделить два механизма регуляции свободнорадикальных процессов в тканях зимоспящих животных в гибернационном периоде. Это антиоксидантная система тканей и специфическая перестройка мембранных структур.

Результаты, полученные нами, свидетельствуют о том, что важнейшую роль в защите исследованных тканей от окислительного повреждения при ги~

• бернации играют гидрофильные антиоксид анты. Наши результаты указывают на то, что в период подготовки к спячке в организме зимоспящего идет усиленный синтез, перераспределение и накопление гидрофильных низкомолекулярных антиоксидантов в тканях. Этот процесс имеет место не только при подготовке к спячке, но и при спонтанных пробуждениях. Особенно важен для организма процесс перераспределения и накопления аскорбата, синтез которого осуществляется только в печени, а защитная роль его выявлена во всех тканях (Rice 2000; Toien et al., 2001). Все эти изменения, даже при высокой степени ненасыщенности мембран, способствуют сдерживанию процессов ПОЛ на начальных стадиях инициации (Azzam et al., 2000; Bourre et al., 2000; Brunet et al., 2000; Barger et al., 2003).

Дополнительную защиту в мозге и эритроцитах в период спячки осуществляет каталаза. Это объясняется необходимостью в поддерживании низкой концентрации пероксида водорода в мозге и в эритроцитах в период гиберна-ции, так как известно, что спячка сопровождается ацидозом (Desagher et al., 1996; Hochachka, Some-ro, 2002), который может способствовать делокализации металлов переменной валентности и в последующем взаимодействовать с пе-роксидом водорода с образованием гидроксильного радикала.

Обращает на себя внимание тот факт, что при зимней спячке происходит значительное падение активности супероксиддисмутазы во всех исследованных тканях. Динамику изменения в активности антиоксидантных ферментов на разных этапах оцепенения можно объяснить конформационными изменениями в молекулах ферментов под действием оксидантов (Shull et al., 1991; Brame te al., 2004), которые способны изменить соотношение S-H/S-S групп в молекуле фермента, нитрировать аминокислотные остатки, обратимо воздействовать на активные центры ферментов (Forman et al., 2004), а также может происходить изменение в соотношении числа активных молекул и неактивных в обратимых процессах димеризации, тетрамеризации (Наглер и др., 1991; Ji, Bennett, 2003). Одним из механизмов регуляции СОД является обратимое окисление тиоловых групп (Hashino et al., 1985).

Таким образом, регуляция активности антиоксидантных ферментов в тканях на различных этапах оцепенения осуществляется на постсинтетическом этапе. Поскольку процессы синтеза в тканях зимоспящих в состоянии оцепенения значительно снижены (Wang, Lee, 2000; McCarron et al., 2001), то адаптивные механизмы пошли по пути увеличения периода полужизни ферментов в десятки раз (Storey, Storey, 2004). Это достигается двояким образом, с одной стороны, подавляются процессы протеолиза белков, с другой - повышается уровень специфических белков (белки теплового шока, глюкозорегулирующие белки), которые осуществляют ренатурацию поврежденных белков (Bitting et al., 1999; Carey et al., 1999; Lee et al., 2002; Van Breukelen, Carey, 2002). В процессе пробуждения и при достижении межбаутной нормотермии также сохраняются в той или иной степени вышеперечисленные регулирующие факторы, но в то же время при достижении температуры тела 18°С усиливается как синтез, так и деградация белков (Van Breukelen, Martin, 2001). То есть в наблюдаемое нами повышение активности антиоксидантных ферментов в период межба-утных пробуждений определенный вклад вносят и усиленный синтез, и увеличение уровня активных молекул фермента. Несомненно, что направленность данных процессов зависит от специфики тканей и состояния животного (Carey et al., 1999; Lee et al., 2002).

Исследование интенсивности процессов ПОЛ in vitro (ферментативный ПОЛ) показало, что в зависимости от глубины спячки и от этапа баута интенсивность ферментативного ПОЛ имеет разнонаправленный характер. К первому месяцу спячки в мозге и печени интенсивность ферментативного ПОЛ растет, а с углублением спячки наблюдается существенное падение его интенсивности относительно бодрствующих летних сусликов. Интерес вызывает тот факт, что в системе инициации ПОЛ - Fe + аскорбат-(неферментативного ПОЛ) in vitro, наблюдается такая же тенденция, как и в ферментативном ПОЛ.

Подобные результаты получены и при исследовании неферментативного ПОЛ в эритроцитах.

На основании полученных нами результатов и литературных данных (McCarron et al., 2001; Drew et al., 2002; Carey et al., 2003; Storey, Storey, 2004) можно предположить, что такой характер интенсивности ПОЛ отражает комплекс адаптивных изменений в тканях и клетках зимоспящих в период зимней спячки, и подобное сходство позволяет сделать нам вывод об единых механизмах, сдерживающих интенсивность ПОЛ.

Повышение содержания полиненасыщенных жирных кислот в мембранных липидах в начале гибернации и падение активности отдельных компонентов АОС способствуют интенсификации процессов ПОЛ in vitro на определенных этапах зимней спячки.

Снижение содержания полиненасыщенных жирных кислот в мембранных липидах, повышение активности отдельных компонентов АОС, фазовострук-турные перестройки мембран, скопление (агрегация) мембранных компонентов (белков), кластеризация липидов и белков в отдельных фазах с высоким содержанием восстановленного токоферола способствуют падению скорости индукции процессов ПОЛ in vitro при длительной спячке.

По результатам многочисленных исследований, отражающих зависимость интенсивности процессов ПОЛ in vitro (в модельных системах) от активности АОС тканей, можно предположить, что в поддержании низкого уровня ПОЛ в период зимней спячки и искусственной гипотермии важную роль играют такие ферменты, как каталаза, глутатионпероксидаза, глутатионтрансфераза и содержание токоферола (Buzadzic et al., 1997; Brunei et al., 2000).

Так, добавление каталазы к микросомальной фракции, инкубируемой в модельной системе ферментативного ПОЛ, подавляет эффект интенсификации пероксидации липидов (Misra, Gorsky, 1981). Это же имеет место и при инкубации митохондриальной фракции. Интересно и то, что снижение интенсивности ПОЛ в модельных системах может достигаться путем увеличения НАДФН-зависимого «антиоксидантного» действия растворимой фракции клеток. Косвенные данные свидетельствуют о том, что это «антиоксидантное» действие может быть связано с глутатионредуктазной - глутатионпероксидазной ферментативной системой и, прежде всего, с увеличением глутатионпероксидазной активностью (Лемешко и др., 1982; Лемешко и др., 1981).

Следует отметить, что при искусственной гипотермии вне периода спячки ткани зимоспящих животных также устойчивы к процессам ПОЛ.

Таким образом, совместная работа ферментативных и неферментативных компонентов АОС организма как в период зимней спячки, так и при искусственной гипотермии, видимо успешно препятствует неконтролируемому подъему уровня АФК и развитию окислительного стресса в потенциально опасные периоды. Отсюда следует, что механизмы, обеспечивающие устойчивость тканей гетеротермного животного- суслика к свободнорадикальным процессам, являются универсальными для всех сезонов года.

100

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Абдуллаев, Вагаб Рафикович, Махачкала

1. Аврова И.С. Биохимические механизмы адаптации: к изменяющимся условиям среды позвоночных: роль липидов // Ж. Эвол. биох. и физиол. -1993. - Т.• 35. -С.170-179.•'ё

2. Андреева Л.И., Кожемякин A.A., Кишкун A.A. Модификация метода определения перекисей липидов в тесте с тиобарбитуровой кислотой // Лаб. дело. -1988.-№ 11.-С. 41-43.

3. Болдырев A.A. Парадоксы окислительного метаболизма мозга // Биохимия -1995.-Т. 60, в. 9.-С. 1536-1542.

4. Василькова Т.В., Кухта В.К. Применение а-токоферола ацетата для коррекции процесса перекисного окисления липидов эритроцитов при общей гипотермии организма // Здравоохр. Белоруссии. 1988. - №1. - С.40-42.

5. Владимиров Ю.А. Арчаков А.И. Перекисное окисление липидов в биологических мембранах. М.: Наука, 1972. - 252 с.

6. Волчегарский И.А., Налимов А.Г., Яровинский Б.Г., Лившиц Р.И. Сопоставление различных подходов к определению продуктов ПОЛ в гептан-изопро-панольных экстрактах крови // Вопр. Мед. хим. 1998. - Т.35. - С. 127-181.

7. Гулевский А.К., Загнойко В.И., Ризанчев В.В., Марковский А.Л. Характеристики структурно-функционального состояния эритроцитов гомойотермных и гетеротермных животных в течении гипотермии // Ж. эвол. биох. и физиол. -1991. Т. 27. - С.432- 436.

8. Ю.Гурин В.И. Обмен липидов при гипотермии, гипертермии и лихорадке. Мн.: Беларусь,- 1986. 190 с.

9. Ильясова К.Н., Колаева С.Г. Цитофизиология коры надпочечников зимоспя-щих. Сб. науч. Труд. Л.: Наука, - 1985. - С.80-83.

10. Калабухов Н.И. Зимняя спячка млекопитающих. М.: Наука, -1985. -260 с.

11. Калабухов Н.И. Спячка млекопитающих как сочетание энергетического ба-Ф ланса организма и естественного отбора. Сб. науч. труд. Л.; Наука -1985.1. С.6-17.

12. Коломийцева И.К., Потехин Н.И, Жариков А.Д., Попов В. Сезонные изменения фосфолипидов в мембранах головного мозга суслика Citellus undulatus // Докл. акад. наук. 1997. - Т.352. - С.413-415.

13. Королюк М.А., Иванова Л.К., Майорова И.Г., Токарева В.А. Метод определения активности каталазы // Лаб. дело 1990. - №.4. - С.44-47.

14. Костюк В.А. Устойчивость продуктов окисления липидов в печени крыс и пути их утилизации //Биохимия-1985. -Т.51. -С. 1392-1397.

15. Крепс Е.М. Липиды клеточных мембран. Эволюция липидов мозга. Адапта-циионная функция липидов. Л.: Наука. !981. - 339 с.

16. Куликов В.Ю., Семенюк A.B., Колесникова Л.Н. Перекисное окисление липидов и холодовой фактор. Новосибирск: Наука, -1988. -191 с.

17. Лакин В. Биометрия. М.: Высшая школа, 1990. - 300 с.

18. Лапинский А.Г., Невретдинова З.Г. Тиреоидный статус и обмен липидов у суслика Citellus parryi при гибернации II 1991 Изв. АН. СССР. - №3. - С. 398-409.с

19. Лемешко В.В., Калиман П.А., Никитченко Ю.В. Перекисное окисление липидов в постядерной и микросомальной фракциях гомогенатов печени крыс при старении организма // Биохимия 1981. - Т. 46, в. 4. - С. 620-627.

20. Лемешко В.В., Никитченко Ю.В. Перекисное окисление липидов митохондрий печени крыс при старении организма и гипертриозе // Биохимия 1982. -Т. 47, в. 2.-С. 752-759.

21. Лемешко В.В., Никитченко Ю.В., Свич И.В., Овсянников С.Е. Перекисное окисление липидов биомембран и его ферментативная регуляция при старении крыс // Укр. биохим. журн. 1987. - Т. 59, № 2. - С. 50-57.

22. Лопатина Н.И., Геронимус А.Л., Треместова Е.П. Определение фетального гемоглобина в крови с помощью ФЭКа // Лаб. дело. 1976. - № 6. - С. 328331

23. Наглер Л.Г., Макарова О.В., Замчук Л.А., Вартанян Л.С., Ратба Ю.А., Кашо В.Н., Евтушенко O.A. Супероксиддисмутаза при ишемии печени // Биохимия. 1991. - Т. 56, в. 4. - С. 674-680.

24. Семенов В.Л., Ярош A.M. Метод определения антиокислительной активности биологического материала // Укр. биох. журн. 1985. - Т. 57. -С.50-52.

25. Соломонов Н.Г., Ахременко А.К., Ануфриев А. И. Динамика энергетических субстратов в тканях пробуждающихся животных // Сб. науч. труд. Пущи-но. -1987. - С.48-56.

26. Стальная И.Д., Горишвили Т.Д. Метод определения малонового диальдегида с помощью тиобарбитуровой кислоты // Современные методы в биохимии. — М., 1977.-С. 66-68.

27. Федотчева Н.И., Проневич Л.А., Миронова Г.Д. Потенциальная активность внешнего пути окисления NADH в митохондриях // Укр. биох. журн. 1985. - Т.57. - С.38-43.

28. Харакоз Д.П. О возможной физиологической роли фазового перехода ч<жидкое твердое» в биологических мембранах // Усп. Биол. Хим. - 2001. - Т. 41. - С.333-364.

29. Зб.Эмирбеков Э.З, Львова С.П. Метаболизм мозга при зимней спячке // Сб. на• уч. труд.-Л.;-Наука- 1985,-С.36-39.

30. Эмирбеков Э.З, Львова С.П. Механизмы биохимических изменений при низких температурах тела. Ростов-на-Дону: Изд-во РГУ. - 1985. - 80 с.

31. Abuja P.M., Albertini R. Methods for monitoring oxidative stress, lipid peroxidation and oxidation resistance of lipoproteins // Clin. Chim. Acta. 2001. -V.306. -P.1-17.

32. Alexander-North L.S, North J.A, Kiminyo K.P, Buettner G.R, Spector A.A. Polyunsaturated fatty acids increase lipid radical formation induced by oxidant stress in endothelial cells // J. Lipid Res. 1994. - V.35. - P.1773-1785.

33. Ames A. CNS energy metabolism as related to function // Brain Research Rev.2000.-Vol. 34.-P. 42-68.

34. Antunes F, Cadenas E. Estimation of H2O2 gradients across biomembranes // FEBS Lett. 2000. - V. 475. - P. 121-126.

35. Antunes F, Cadenas E, Brunk UT. Apoptosis induced by exposure to a low steady-state concentration of H2O2 is a consequence of lysosomal rupture // Bio-chem J. 2001. - V. 356. - P. 549-555.

36. Antunes F, Han D, Cadenas E. Relative contributions of heart mitochondria glutathione peroxidase and catalase to H202 detoxification in in vivo conditions // Free Radic. Biol. Med. 2002. - V.33.-P.1260-1267.

37. Antunes F, Salvador A, Marinho H.S, Alves R, Pinto R.E. Lipid peroxidation inr>mitochondrial inner membranes. I. An integrative kinetic model. Free Radic. Biol. Med. -1996. V.21. - P.917-943.

38. Antunes F, Salvador A, Marinho H.S, Pinto R.E. A mathematical model for lipidperoxidation in inner mitochondrial membranes // Travaux de Laboratoire (Instituto Rocha Cabral). 1994. XXXIV, suppl. T-I. - P.l-55.

39. Antunes F., Salvador A., Pinto R.E. PHGPx and phospholipase A2/GPx: compara• tive importance on the reduction of hydroperoxides in rat liver mitochon-dria // Free Radic. Biol. Med. 1995. - V.19. - P.669-677.

40. Arai M., Imai H., Koumura T., Yoshida M., Emoto K, Umeda M., Chiba N., Na-kagawa Y. Mitochondrial phospholipid hydroperoxide glutathione peroxidase plays a major role in preventing oxidative injury to cells // J. Biol. Chem. 1999. -V.274.-P.4924- 4933.

41. Armitage K.B., Blumstein D.T., Woods B.C. Energetics of hibernating yellow-bellied marmots (Marmota flaviventris) // Comp. Biochem. Physiol. A Mol. In-tegr. Physiol. 2003. - V. 134. - P. 101-114.

42. Asayama K., Burr I.M. Rat superoxide dismutases. Purification, labeling, immunoassay, and tissue concentration // J. Biol. Chem. 1985. - V.260. - P. 2212 -2217.

43. Azzam N.A., Hallenbeck J.M., Kachar B. Membrane changes during hibernation //Nature. 2000. - V.407. - P.317-318.

44. Babior B.M. NADPH oxidase: An update // Blood. 1999. - V.93. - P. 1464.

45. Babior B.M. Superoxide: a two-edged sword // Braz. J. Med. Biol. Res. 1997. -V.30. -P.141-155.

46. Banhegyi G., Braun L., Csala M., Puskas F., Mandl J. R. Ascorbate metabolism and its regulation in animals // Free Radic. Biol. Med. 1997. - V.23. - P. 793803.

47. Barger J.L., Brand M.D., Barnes B.M., Boyer B.B. Tissue-specific depression of mitochondrial proton leak and substrate oxidation in hibernating arctic ground squirrels // Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 2003. - V.284.1. P.306-313.

48. Barja G. Rate of generation of oxidative stress-related damage and animal longevity//Free Radic. Biol. Med. 2002. - V.33. - P. 1167-1172.

49. Benzie I.F. Evolution of antioxidant defence mechanisms // Eur. J. Nutr. -2000.1. V.39. -P.53-61. .

50. Bidder P.E, Donohoe P.H. Adaptive responses of vertebrate neurons to hypoxia // J. Exp. Biol. 2002. - V.205. - P.3579-3586.

51. Bitting L, Watson F.L, O'Hara B.F, Kilduff T.S., Heller H.C. HSP70 expression is increased during the day in a diurnal animal, the golden-mantled ground squirrel Spermophilus lateralis // Mol Cell Biochem. 1999. - V.199. - P.25-34.

52. Blagojevic D., Buzadzic B., Korac B., Saicic Z.S., Radojicic R., Spasic M.B., Pet-rovic V.M. Seasonal changes in the antioxidative defense in ground squirrels

53. O (Citellus citellus): possible role of GSH-Px // J. Environ. Pathol. Toxicol. Oncol.1998. -V.17. -P.241-250.

54. Bloodsworth A., O'Donnell V.B., Freeman B.A. Nitric oxide regulation of free radical- and enzyme-mediated lipid and lipoprotein oxidation // Arterioscler Thromb. Vase. Biol. 2000. - V.20. - P. 1707-1715.

55. Bollen M., Keppens S., Stalmans W. Specific features of glycogen metabolism in the liver // Biochem J. 1998. -V. 15. - P. 19-31.

56. Bomzon A., Ljubuncic P.Oxidative stress and vascular smooth muscle cell functionin liver disease//Pharmacol Ther. -2001. V.89. -P.295-308.

57. Bourre J., Dumont O., Clement M., Dinh L., Droy-Lefaix M., Christen Y. Vitamin E deficiency has different effects on brain and liver phospholipid hydroperoxide glutathione peroxidase activities in the rat // Neurosci. Lett. 2000. - V.286. -P.87-90.

58. Boyer B.B., Barnes B.M. Molecular and metabolic aspects of mammalian hibernation // Bioscience. 1999 - V.49. - P.713-724.

59. Boyer B.B., Barnes B.M., Lowell B.B., Grujic D. Differential regulation of uncoupling protein gene homologues in multiple tissues of hibernating ground squirrels //Am. J. Physiol. 1998. - V.275. - P. 1232-123 8.

60. Brame C.J., Boutaud O., Davies S.S., Yang T., Oates J.A., Roden D., Roberts L.J. Modification of proteins by isoketal-containing oxidized phospholipids // J. Biol. Chem. 2004. - V.279. - P. 13447-13451.

61. Brash A.R. Lipoxygenases: occurrence, functions, catalysis, and acquisition ofsubstrate. // J. Biol. Chem. 1999. - V.274. -P.23679-23682.

62. Brigelius-Flohe R. Tissue-specific functions of individual glutathione peroxidases // Free. Radic. Biol. Med. -1999. V.27. - P.951-965.

63. Brown G.C. Nitric oxide and mitochondrial respiration // Biochim. Biophys. Acta.- 1999.-V.1411.-P.351-369.

64. Buettner GR. The pecking order of free radicals and antioxidants: lipid peroxidation, alpha-tocopherol, and ascorbate // Arch Biochem Biophys. 1993. -V. 300.1. P.535-543.

65. Bush A.I. Metals and neuroscience // Curr. Opin. Chem. Biol. 2000. -V. 4. -P.184-191.

66. Buzadzic B., Blagojevic D., Korac B., Saicic Z.S., Spasic M.B., Petrovic V.M.

67. Seasonal changes in the activity of antioxidative defense in the kidneys of the euthermic ground squirrel (Citellus citellus) // J. Environ. Pathol. Toxicol. Oncol.- 1998.-V.17.-P.271-276.

68. Buzadzic B., Spasic M., Saicic Z.S., Radojicic R., Halliwell B., Petrovic V.M. Antioxidant defenses in the ground squirrel Citellus citellus. 1. A comparison with the rat // Free Radic. Biol. Med. 1990. -V.9. - P. 401-406.

69. Buzadzic B., Spasic M., Saicic Z.S., Radojicic R., Petrovic V.M., Halliwell B. Antioxidant defenses in the ground squirrel Citellus citellus. 2. The effect of hibernation // Free Radic. Biol. Med. 1990. - V.9. - P. 407-413.

70. Buzadzic B., Spasic M.B., Saicic Z.S., Radojicic R., Petrovic V.M. Seasonal dependence of the activity of antioxidant defence enzymes in the ground squirrel (Citellus citellus): the effect of cold // Comp. Biochem. Physiol. B. 1992. -V.101. -P.547-551.

71. Cadenas E, Davies KJ. Mitochondrial free radical generation, oxidative stress, and aging // Free Radic Biol Med. 2000. - V.29. - P.222-230.

72. Cai J., Jones D.P. Superoxide in Apoptosis. Mitochondrial generation triggerd by• cytochrome c loss //J. Biol. Chem., -1998.- V.273.-P.11401-11404.

73. Carey H.V., Andrews M.T., Martin S.L. Mammalian hibernation: cellular and molecular responses to depressed metabolism and low temperature // Physiol. Rev. -2003. V.83. - P. 1153-11581.

74. Carey H.V., Frank C.L., Seifert J.P. Hibernation induces oxidative stress and activation of NK-kappaB in ground squirrel intestine // J. Comp. Physiol. B. 2000. - V.170. -P.551-559.

75. Carey H.V., Lindell S.L., Piazza T.M., Klahn S.L., Southard J.H. Mechanisms of liver tolerance to cold storage in a hibernating mammal // FASEB J. 2003. -P.417.

76. Carey H.V., Mangino M.J., Southard J.H. Changes in gut function during hibernation: implications for bowel transplantation and surgery // Gut. 2001. - V.49. -P.459-461.

77. Carey H.V., Rhoads C.A., Aw T.Y. Hibernation induces glutathione redox imbalance in ground squirrel intestine // J. Comp. Physiol. B. 2003. - V. 173. -P.269-276.

78. Carey, H.V., Sills N.S., Gorham D.A. Stress proteins in mammalian hibernation // American Zoologist 1999. 39. - P.825-835.

79. Carr A.C., Frei B. The Nitric Oxide congener nitrite inhibits myeloperoxidase / H2O2 / Cl-mediated modification of low density lipoprotein // J. Biol. Chem. -2001. V.276. - P. 1822-1828.

80. Chance B., Sies H., Boveris A. Hydroperoxide metabolism in mammalian organs

81. Physiol. Rev. 1979. - V.59. - P. 527-605.

82. Chanock S.J., el Benna J., Smith R.M., Babior B.M. The respiratory burst oxidase // J. Biol. Chem. 1994. - V.269. - P. 24519-24522.

83. Chaudiere J., Ferrari-Iliou R. Intracellular antioxidants: from chemical to biochemical mechanisms // Food Chem. Toxicol. 1999. -V.37. - P. 949-962.

84. Cooper C.E. Nitric oxide and iron proteins // Biochim. Biophys. Acta. -1999. -■ V.1411. -P. 290-309.

85. Dark J., Miller D.R. Metabolic fuel privation in hibernating and awake groundsquirrels // Physiol. Behav. 1997. - V.63. - P.59-65.

86. Dark J., Miller D.R., Lewis D.A., Fried S.K., Bunkin D. Noradrenaline-induced lipolysis in adipose tissue is suppressed at hibernation temperatures in ground squirrels// J. Neuroendocrinol. -2003. V.15. -P.451-458.

87. Davies K.J., Goldberg A.L. Oxygen radicals stimulate intracellular proteolysis and lipid peroxidation by independent mechanisms in erythrocytes // J. Biol. Chem. -1987. V.262. - P.8220-8226.

88. Davies KJ., Goldberg AL. Proteins damaged by oxygen radicals are rapidly de* graded in extracts of red blood cells // J. Biol Chem. 1987. - V.262. - P.82278234.

89. Deisseroth A., Dounce A.L. Catalase: Physical and chemical properties, mechanism of catalysis, and physiological role // Physiol. Rev. 1970. - V.50. -P.319-375.

90. Demediuk P., Moscatelli E.A. Synaptosomal and brain mitochondrial lipids in hibernating and cold-acclimated golden hamsters // J. Neurochem. 1983. — V.40. - P.1100-1105.

91. Denicola A, Souza JM, Radi R. Diffusion of peroxynitrite across erythrocytemembranes // Proc. Natl. Acad. Sci. USA.- 1998. V.95. -P.3566-3571.

92. Desagher S., Glowinski J., Premont J. Astrocytes protect neurons from hydrogen peroxide toxicity // J. Neurosci. 1996 . - V.16. - P. 553-562.

93. Desagher S., Martinou J.C. Mitochondria as the central control point of apoptosis // Trends Cell Biol. 2000. - V. 10. - P.369-377.

94. Drew K.L., Osborne P.G., Frerichs K.U., Hu Y., Koren R.E., Hallenbeck J.M., Rice M.E. Ascorbate and glutathione regulation in hibernating ground squirrels //Brain Res.-1999.-V. 851.-P. 1-8.

95. Drew K.L., Rice M.E., Kuhn T.B., Smith M.A. Neuroprotective adaptations in hibernation: therapeutic implications for ischemia-reperfusion, traumatic brain injury and neurodegenerative diseases // Free Radic. Biol. Med. 2001. -V. 31. -P. 563-573.

96. Drew K.L., Toien O., Rivera P.M., Smith M.A., Perry G., Rice M.E. Role of the £ antioxidant ascorbate in hibernation and warming from hibernation // Comp.

97. Biochem. Physiol. C Toxicol. Pharmacol. 2002. - V.133. -P. 483-492.

98. Drew K.L., Harris M.B., LaManna J.C., Smith M.A., Zhu X.W., Ma Y.L. Hypoxia tolerance in mammalian heterotherms // J Exp. Biol. -2004. — V. 207. -P.3155-3162.

99. Dringen R. Metabolism and functions of glutathione in brain // Prog. Neurobiol. 2000. - V. 62. - P.649-671.

100. Droge W. Free Radicals in the Physiological Control of Cell Function // Physiol.

101. Rev.- 2002,- V.82. P.47-95.

102. Duplus E., Glorian M., Forest C. Fatty acid regulation of gene transcription // J. Biol. Chem. 2000. - V.275. - P.30749 -30752.

103. Eddy S.F., Storey K.B. Up-regulation of fatty acid-binding proteins during hibernation in the little brown bat, Myotis lucifugus // Biochim. Biophys. Acta. -2004. V.1676. - P.63-70.

104. Erecinska M., Thoresen M., Silver I.A. Effects of hypothermia on energy metabolism in Mammalian central nervous system // J. Cereb. Blood Flow Metab. —2003. V.23. - P.513-530.

105. Fleck C.C., Carey H.V. Expression of anti-apoptotic pathways in intestinalepithelial cells during hibernation // FASEB. J. 2003. - A.39.

106. Florant G. L. Lipid metabolism in hibernators: The importance of essential fatty acids // Amer. Zool. -1998. V.38. - P.331-341.

107. Florant G.L., Hester L., Ameenuddin S., Rintoul D.A. The effect of a low essential fatty acid diet on hibernation in marmots // Am. J. Physiol. -1993. -V.264. -P.47-53.

108. Florant G.L., Nuttle L.C., Mullinex D.E., Rintoul D.A. Plasma and white adipose tissue lipid composition in marmots // Am. J. Physiol. -1990. V.258. -P.1123-1131.

109. Forman H.J., Fukuto J.M., Torres M. Redox signaling thiol chemistry defines which reactive oxygen and nitrogen species can act as second messengers // Am. J. Physiol: Cell Physiol. - 2004. - V.287. - P.246-256.

110. Frank C.L., Dierenfeld E.S., Storey K.B. The relationship between lipid peroxidation, hibernation, and food selection in mammals // Am. Zool. -1997. -V.38. -P.341-349.

111. Frank CL, Storey KB. The optimal depot fat composition for hibernation by golden-mantled ground squirrels (Spermophilus lateralis) // J. Comp. Physiol. B. 1995. -V.164. - P.536-542.

112. Frerichs K.U., Dienel G.A., Cruz N.F., Sokoloff L., Hallenbeck J.M. Rates of glucose utilization in brain of active and hibernating ground squirrels // Am. J. Physiol. 1995. - V.268. - P.445-453.

113. Frerichs K.U., Hallenbeck J.M. Hibernation in ground squirrels induces state and species-specific tolerance to hypoxia and aglycemia: an in vitro study in hippo-campal slices // J. Cereb. Blood Flow Metab. 1998. - V. 18. - P. 168-175.

114. Frerichs K.U., Kennedy C., Sokoloff L., Hallenbeck J.M. Local cerebral blood flow during hibernation, a model of natural tolerance to "cerebral ischemia" // J. Cereb. Blood Flow Metab. 1994. - V.14. - P.193-205.

115. Frerichs IC.U., Smith C.B., Brenner M., DeGracia D.J., Krause G.S., Marrone L., Dever T.E., Hallenbeck J.M. Suppression of protein synthesis in brain during hibernation involves inhibition of protein initiation and elongation // Proc. Natl.

116. Acad. Sci. US A.- 1998.-V.-95.-P.14511-14516.

117. Fridovich I. Fundamental aspects of reactive oxygen species, or what's the matter with oxygen? // Ann. N. Y. Acad. Sci. 1999. - V. 893. -P.13-18.

118. Fridovich I. Oxygen toxicity: a radical explanation // J. Exp. Biol. 1998. - V. 201. -P.1203-1209.

119. Fridovich I. Superoxide dismutases. An adaptation to a paramagnetic gas // J. Biol. Chem. 1989. - V.264. - P.7761- 7764.

120. Fried R. Enzymatic and non-enzymatic assay of superoxide dismutase // Biochimie. 1975. - V.57. - P.657-660.

121. Gaetani G.F., Galiano S., Canepa L., Ferraris A.M., Kirkman H.N. Catalase and glutathione peroxidase are equally active in detoxification of hydrogen peroxide in human erythrocytes // Blood. 1989. - V.73. - P. 334-339.

122. Gaetani G.F., Kirkman H.N., Mangerini R., Ferraris A.M. Importance of catalase in the disposal of hydrogen peroxide within human erythrocytes // Blood. -1994. V. 84. - P.325-330.

123. Geiser F. Influence of polyunsaturated and saturated dietary lipids on adipose tissue, brain and mitochondrial membrane fatty acid composition of a mammalian hibernator// Biochim. Biophys. Acta. 1990. - V. 1046. - P. 159-166.

124. Geiser F. Metabolic rate and body temperature reduction during hibernation and daily torpor // Annu. Rev. Physiol. 2004. - V.66. - P.239-274.

125. Geiser F. Reduction of metabolism during hibernation and daily torpor in mammals and birds: temperature effect or physiological inhibition? // J. Comp. Physiol. B.- 1988.-V.158.-P.25-37.

126. Geiser F. The effect of unsaturated and saturated dietary lipids on the pattern of daily torpor and the fatty acid composition of tissues and membranes of the deer mouse Peromyscus maniculatus // J. Comp. Physiol. B. 1991. - V.161. -P.590-597.

127. Geiser F., Firth B.T., Seymour R.S. Polyunsaturated dietary lipids lower the selected body temperature of a lizard // J. Comp. Physiol. B., 1992. - V.162. -P.1-4.

128. Geiser F., Kenagy G.J. Polyunsaturated lipid diet lengthens torpor and reduces body temperature in a hibernator // Am. J. Physiol. 1987. - V.252. - P.897-901.

129. Geiser F., McAllan B.M., Kenagy G.J. The degree of dietary fatty acid unsaturation affects torpor patterns and lipid composition of a hibernator // J. Comp. Physiol. B. 1994. - V. 164. -P.299-305.

130. Geller B.L., Winge D.R. Rat liver Cu,Zn-superoxide dismutase. Subcellular location in lysosomes // J. Biol. Chem. 1982. - V.257. - P.8945-8952.

131. Girotti A.W. Lipid hydroperoxide generation, turnover, and effector action in biological systems//J. Lipid Res. 1998. - V. 39. - P.1529-1542.

132. Girotti A.W., Thomas J.P. Damaging effects of oxygen radicals on resealed erythrocyte ghosts // J. Biol. Chem. 1984. - V. 259. - P.1744-1752.

133. Girotti A.W., Thomas J.P., Jordan J.E. Lipid photooxidation in erythrocyte ghosts: sensitization of the membranes toward ascorbate- and superoxide-induced peroxidation and lysis // Arch. Biochem. Biophys. 1985. - V. 236. -P. 238-251.

134. Giulivi C. Characterization and function of mitochondrial nitric-oxide synthase // Free Radic. Biol. Med. 2003. - V. 34. - P. 397-408.

135. Groussard C., Morel I., Chevanne M., Monnier M., Cillard J., Delamarche A. Free radical scavenging and antioxidant effects of lactate ion: an in vitro study // J. Appl. Physiol. 2000. - V.89. - P. 169-175.

136. Guderley H., St-Pierre J. Going with the flow or life in the fast lane: contrasting mitochondrial responses to thermal change // J. Exp. Biol. -2002. -V.205. -P.2237-2249.

137. Halliwell B., Aeschbach R., Loliger J., Aruoma O.I. The characterization of antioxidants // Food Chem. Toxicol. 1995. - V.33. - P.601-617.

138. Halliwell B., Clement M.V., Long L.H. Hydrogen peroxide in the human body 11 FEBS Lett. 2000. - V. 486. - P. 10-13.

139. Han D., Antunes F., Canali R., Rettori D., Cadenas E. Voltage-dependent anion channels control the release of the superoxide anion from mitochondria to cyto-sol // J. Biol. Chem. 2003. - V. 278. - P.5557-5563.

140. Han D., Williams E., Cadenas E. Mitochondrial respiratory chain-dependent generation of superoxide anion and its release into the intermembrane space // Biochem J. -2001. -V. 15. -P. 411 -416.

141. Han H.S., Karabiyikoglu M., Kelly S., Sobel R.A., Yenari M.A. Mild hypothermia inhibits nuclear factor-kappaB translocation in experimental stroke // J. Cereb. Blood Flow Metab. 2003. - V.3. - P.589-598.

142. Harlow H.J., Frank C.L. The role of dietary fatty acids in the evolution of spontaneous and facultative hibernation patterns in prairie dogs // J. Comp. Physiol. B. -2001. V.171. -P.77-84.

143. Harrison R. R. Structure and function of xanthine oxidoreductase: where are we now? // Free Radic. Biol. Med. 2002. - V.33. - P.774-797.

144. Hoshino T., Ohta V., Joshigino J. The effect of sulfhydryl compounds on the catalytic activity of Cu, Zn-superoxide dismutase purified from rat liver // Ex-perientia.- 1985. -V. 41, N. 11.-P. 1416-1419.

145. Hashimoto M. Gao K. Kikuchi-Utsumi H. Ohinata P. Osborne G. Arousal from hibernation and BAT thermogenesis against cold: central mechanism and molecular basis // Journal of Thermal Biology. 2002. - V.27. - P.503-515.

146. Hashimoto T., Yonetani M., Nakamura H. Selective brain hypothermia protects against hypoxic-ischemic injury in newborn rats by reducing hydroxyl radical production // Kobe. J. Med. Sci. 2003. - V.49. - P.83-91.

147. Hermes-Lima M., Storey J.M., Storey K.B. Antioxidant defenses and metabolic depression. The hypothesis of preparation for oxidative stress in land snails // Comp. Biochem. Physiol. B Biochem. Mol. Biol. 1998. - V.120. - P.437-448.

148. Hermes-Lima M., Zenteno-Savin T. Animal response to drastic changes in oxygen availability and physiological oxidative stress // Comp. Biochem. Physiol. C

149. Toxicol. Pharmacol. -2002. V. 133. -P.537-556.

150. Hill V.L., Florant G.L. The effect of a linseed oil diet on hibernation in yellow-bellied marmots (Marmota flaviventris) // Physiol. Behav. 2000. - V.68. -P.431-437.

151. Hines I.N., ICawachi S., Harada H., Pavlick K.P., Hoffman J.M., Bharwani S., Wolf R.E., Grisham M.B. Role of nitric oxide in liver ischemia and reperfusion injury // Mol. Cell Biochem. 2002. - V.235. - P.229-237.

152. Hiramoto K., Ohkawa T., Oikawa N., Kikugawa K. Is nitric oxide (NO) an antioxidant or a prooxidant for lipid peroxidation? // Chem. Pharm. Bull. (Tokyo). -2003. -V.51.- P. 1046-1050.

153. Hollan S. Membrane fluidity of blood cells // Haematologia (Budap). 1996. -V.27. - P.109-127.

154. Hochachka P.W, Somero G.N. Biochemical Adaptation: Mechanism and Process in Physiological Evolution Oxford.: 2002 - 480 p.

155. Hulbert A.J. Life, death and membrane bilayers // J. Exp. Biol. 2003. - V.206. -P.2303-2311.

156. Hulbert A.J., Else P.L. Membranes as possible pacemakers of metabolism // J. Theor. Biol. 1999. - V. 199. - P.257-274.

157. Hunter F.E., Scott A., Hoffsten P.E., Guerra F., Weinstein A. Schutz B., Fink J., Ford L., Smith E. Studies on the mechanism of ascorbate-induced swelling and lysis of isolated liver mitochondria // J. Biol. Chem. 1964. - V.239. - P.604

158. Jain S.K. The accumulation of malonyldialdehyde, a product of fatty acid peroxidation, can disturb aminophospholipid organization in the membrane bilayer of human erythrocytes // J. Biol. Chem. 1984. - V.259. - P.3391-3394.

159. Jeney V., Balla J., Yachie A., Varga Z., Vercellotti G.M., Eaton J.W., Balla G. Pro-oxidant and cytotoxic effects of circulating heme // Blood. 2002. - V.100. -P.879-887.

160. Ji Y, Bennett BM. Activation of microsomal glutathione s-transferase by per-oxynitrite//Mol Pharmacol. -2003. -V.63. P. 136-146.

161. Kabine M., Clemencet M.C., Bride J., Kebbaj M.S., Latruffe N., Cherkaoui-Malki M. Changes of peroxisomal fatty acid metabolism during cold acclimatization in hibernating jerboa (Jaculus orientalis) // Biochimie. 2003. - V. 85. -P.707-714.

162. Kataoka K., Yanase H. Mild hypothermia revived countermeasure against ischemic neuronal damages // Neurosci. Res. -1998. V.32. - P. 103-117.

163. Kehrer J.P. The Haber-Weiss reaction and mechanisms of toxicity // Toxicology. -2000.-V.149.-P. 43-50.

164. Kirino T. Ischemic tolerance // J. Cereb. Blood Flow. Metab. 2002. - V. 22. -P. 1283-1296.

165. Kirkman H.N., Galiano S., Gaetani G.F. The function of catalase-bound NADPH // J. Biol. Chem. 1987. - V. 262. - P. 660-666.

166. Kirkman H.N., Rolfo M., Ferraris A.M., Gaetani G.F. Mechanisms of protection of catalase by NADPH. Kinetics and stoichiometry // J. Biol. Chem. 1999. — V. 274.-P.13908-13914.

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

168. Korshunov S.S., Krasnilcov B.F., Pereverzev M.O., Slculachev V.P. The antioxidant functions of cytochrome c // FEBS Lett. 1999. - 462. - P. 192-198.

169. Kortner G., Geiser F. The temporal organization of daily torpor and hibernation: circadian and circannual rhythms // Chronobiol. Int. 2000. - V.17. - P. 103128.

170. Kowaltowski A.J., Castilho R.F., Vercesi A.E. Mitochondrial permeability transition and oxidative stress // FEBS Lett. 2001. - V.495.-P.12-15.

171. Kubota M., Nalcane M., Narita K., Nakagomi T., Tamura A., Hisaki H., Shima-saki H., Ueta N. Mild hypothermia reduces the rate of metabolism of arachidonic acid following postischemic reperfusion // Brain. Res. 1998. - V.779. - P.297-300.

172. Kuhn H., Borchert A. Regulation of enzymatic lipid peroxidation: the interplay of peroxidizing and peroxide reducing enzymes // Free Radic. Biol. Med. — 2002. V.3. - P.154-172.

173. Lee M., Choi I., Park K. Activation of stress signaling molecules in bat brain during arousal from hibernation // J. Neurochem. 2002. - V.82. - P.867-873.

174. Liochev S.I, Fridovich I. Copper, zinc superoxide dismutase and H2O2. Effects of bicarbonate on inactivation and oxidations of NADPH and urate, and on consumption ofH202// J. Biol. Chem. 2002.- V.277.-P.34674-34678.

175. Liochev SI, Fridovich I. Copper- and zinc-containing superoxide dismutase can act as a superoxide reductase and a superoxide oxidase // J Biol Chem. 2000. -V. 275. -P. 38482-38485.

176. Lipton P. Ischemic cell death in brain neurons // Physiol Rev. -1999. V.79. -P.1431-1568.

177. Liu C.C., Frehn J.L., Laporta A.D. Liver and brown fat mitochondrial response to cold in hibernators and nonhibernators // J. Appl. Physiol. 1969. - V.27.1. P.83-89.

178. Liu D., Liu J., Sun D., Alcoclc N.W., Wen J. Spinal cord injury increases iron levels: catalytic production of hydroxyl radicals // Free Radic Biol Med 2003. -V. 34.-P. 64-71.

179. Liu Y., Zhao H., Li H., Kalyanaraman B., Nicolosi A.C., Gutterman D.D. Mitochondrial sources of H202 generation play a key role in flow-mediated dilation in human coronary resistance arteries // Circ Res. 2003. - 93. - P.573-580.

180. Logue J.A., de Vries A.L., Fodor E., Cossins A.R. Lipid compositional correlates of temperature-adaptive interspecific differences in membrane physical structure // J. Exp. Biol. 2000. - V.203. - P.2105-2115.

181. Lowry D.H., Rosebrough H.J., Farr A.L., Randall R.J. Protein measurement with the Folinphenol reagent // J. Biol. Chem. 1951. - V. 193, - P. 265 - 275.

182. Lokesh B.R., Mathur S.N., Spector A.A. Effect of fatty acid saturation on NADPH-dependent lipid peroxidation in rat liver microsomes // J. Lipid Res. -1981. V.22. -P.905-915.

183. Lynch R.E., Fridovich I. Effects of superoxide on the erythrocyte membrane // J. Biol. Chem. 1978.-V.253.-P. 1838-1845.

184. Ma Y.L., Rice M.E., Chao M.L., Rivera P.M., Zhao H.W., Ross A.P., Zhu X., Smith M.A., Drew K.L. Ascorbate distribution during hibernation is independent of ascorbate redox state // Free Radic. Biol. Med. 2004. - V.37. - P.511-520.

185. MacDonald J.A., Storey K.B. Regulation of ground squirrel Na+K+-ATPase activity by reversible phosphorylation during hibernation // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1999. - V.254. - P.424-429.

186. Maher P., Schubert D. Signaling by reactive oxygen species in the nervous system // Cell Mol. Life Sci. 2000. - V. 57. - P.1287-1305.

187. Malatesta M., Baldelli B., Rossi L., Serafmi S., Gazzanelli G. Fine distribution of CLOCK protein in hepatocytes of hibernating dormice // Eur. J. Histochem. -2003. V.47. - P.233-240.

188. Malatesta M., Zancanaro C., Baldelli B., Gazzanelli G. Quantitative ultrastructural changes of hepatocyte constituents in euthermic, hibernating and arousing dormice (Muscardinus avellanarius) // Tissue Cell. 2002. - V. 34. - P.397-405.

189. Marinho H.S., Antunes F., Pinto R.E .Role of glutathione peroxidase and phospholipid hydroperoxide glutathione peroxidase in the reduction of lysophosphol-ipid hydroperoxides // Free Radic. Biol. Med. 1997. - V.22. -P.871-883.

190. Martin S.L., Maniero G.D., Carey S. and Hand S. Reversible depression of oxygen consumption in isolated liver mitochondria during hibernation // Physiol, and Biochem. Zoology. 1999. - V.72. - P.255-264.

191. Mates J.M., Perez-Gomez C., Nunez de Castro I. Antioxidant enzymes and human diseases. Clin. Biochem. 1999. - V. 32. - P.595-603.

192. Mates M. Effects of antioxidant enzymes in the molecular control of reactive oxygen species toxicology // Toxicology. 2000. - 153. - P.83-104.

193. May J.M. Is ascorbic acid an antioxidant for the plasma membrane? // FASEB J. -1999. -V.13. -P. 995-1006.

194. McCarron R.M., Sieckmann D.G., Erik Z.Y., Frerichs K., Hallenbeck J.M. Hibernation, a state of natural tolerance to profound reduction in organ blood flow and oxygen delivery capacity // BIOS scientific publishers, Oxford, UK. -2001.• -P.23-42

195. Meister A. Glutathione-ascorbic acid antioxidant system in animals // J. Biol. Chem. 1994. -269. - P. 9397-9400.

196. Michaelidis B., Loumbourdis N.S., Kapaki E. Analysis of monoamines, adenosine and GABA in tissues of the land snail Helix lucorum and lizard Agama stel-lio stellio during hibernation // J. Exp. Biol. 2002. - V.205. - P. 1135-1143.

197. Misra H.P., Fridovich I. The generation of superoxide radical during the autoxi-dation of hemoglobin // J. Biol. Chem. -1972. V.247. - P.6960-6962. .

198. Misra H.P., Gorsky L.D. Paraquat and NADPH-dependent lipid peroxidation in• lung microsomes // J. Biol. Chem. -1981.- V.256. P.9994-9998.

199. Miyazawa T., Tamura A., Fukui S., Hossmann K.A. Effect of mild hypothermia on focal cerebral ischemia // Neurol. Res. 2003. - V.25. - P.457-464.

200. Moller I.M. Plant mitochondria and oxidative stress: Electron transport, NADPH turnover, and metabolism of reactive rxygen species // Annu. Rev. Plant Physiol.

201. Plant Mol. Biol.-2001,- V.52. P. 561-591.

202. Montaudon D., Robert J., Canguilhem B. Fluorescence polarization study of lipids and membranes prepared from brain hemispheres of a hibernating mammal I I Biochem. Biophys. Res. Commun. 1984. - V.l 19. - P.396-400.

203. Moreno S., Nardacci R., Ceru M.P. Regional and ultrastructural immunolocali-zation of copper-zinc superoxide dismutase in rat central nervous system. J. His-tochem Cytochem. 1997. - V. 45. - P. 1611 -1622.

204. Mostafa N., Everett D.C., Chou S.C., Kong P.A., Florant G.L., Coleman R.A. Seasonal changes in critical enzymes of lipogenesis and triacylglycerol synthesis in the marmot (Marmota flaviventris) // Comp. Physiol. B. -1993. -V.l63. -P.463-469.

205. Mueller S., Riedel H.D., Stremmel W. Direct evidence for catalase as the predominant H2O2 -removing enzyme in human erythrocytes // Blood. 1997. -V.90. - P.4973-4978.

206. Mueller S., Weber A., Fritz R., Mutze S., Rost D., Walczak H., Volkl A., Stremmel W. Sensitive and real-time determination of H202 release from intact peroxisomes // Biochem. J. 2002. - V. 363. - P. 483-491.

207. Muraoka S., Miura T. Inhibition by uric acid of free radicals that damage biological molecules // Pharmacol Toxicol. 2003. - V.93. - P.284-289.

208. Murphy M.P. Nitric oxide and cell death // Biochim. Biophys. Acta. 1999. - V. 1411. -P.401-414.

209. Murphy M.P., Packer M.A., Scarlett J.L., Martin S.W. Peroxynitrite: a biologically significant oxidant. Gen. Pharmacol. 1998. - V.31. - P. 179-186.

210. Mylonas C., Kouretas D. Lipid peroxidation and tissue damage // In Vivo. -1999. V.13. -P.295-309.

211. Nordberg J., Arner E.S. Reactive oxygen species, antioxidants, and the mammalian thioredoxin system // Free Radic. Biol. Med. 2001. - V. 31. - P. 1287-1312

212. North J.A., Spector A.A., Buettner G.R. Cell fatty acid composition affects free radical formation during lipid peroxidation // Am. J. Physiol. 1994. -V.267. -P.177-188.

213. Orino K., Lehman L., Tsuji Y., Ayaki H., Torti S.V., Torti F.M. Ferritin and the response to oxidative stress // Biochem. J. 2001. - V.357. - P.241-247. .

214. Ormseth O.A., Nicolson M., Pelleymounter M.A., Boyer B.B. Leptin inhibits prehibernation hyperphagia and reduces body weight in arctic ground squirrels // Am. J. Physiol. 1996. - V.271. - P. 1775-1779.

215. Osborne P.G., Hashimoto M. State-dependent regulation of cortical blood flow and respiration in hamsters: response to hypercapnia during arousal from hibernation // J. Physiol. 2003. - V.547. - P.963-970.

216. Ouezzani S., Lafon P., Tramu G., Magoul R. Neuropeptide Y gene expression in the jerboa arcuate nucleus: modulation by food deprivation and relationship with hibernation//Neurosci. Lett. 2001. - V.305. - P.127-130.

217. Ouezzani S., Lafon P., Tramu G., Magoul R. Neuropeptide Y gene expression in the jerboa arcuate nucleus: modulation by food deprivation and relationship with hibernation//Neurosci. Lett. -2001. -V.305. -P.21-24.

218. Pamplona R., Barja G., Portero-Otin M. Membrane fatty acid unsaturation, protection against oxidative stress, and maximum life spania homeoviscous-longe-vity adaptation? // Ann. N. Y. Acad. Sci. 2002. - V.959. - P. 475-490.

219. Pfeiffer K., Gohil V., Stuart R.A., Hunte C., Brandt U., Greenberg M.L., Schagger H. Cardiolipin stabilizes respiratory chain supercomplexes // J. Biol. Chem. 2003. - V. 278. - P. 52873-52880.

220. Plesnila N., Muller E., Guretzki S., Ringel F., Staub F., Baethmann A. Effect of hypothermia on the volume of rat glial cells // J. Physiol. -2000. -V.523. -P.155-162.

221. Portero-Otin M., Bellmunt M.J., Ruiz M.C., Barja G., Pamplona R. Correlation of fatty acid unsaturation of the major liver mitochondrial phospholipid classes in mammals to their maximum life span potential // Lipids. 2001. -V.36. —• P.491-498.

222. Radi R., Cassina A., Hodara R., Quijano C., Castro L. Peroxynitrite reactions and formation in mitochondria // Free Radic. Biol. Med. 2002. - V.33. -P.1451-1464.

223. Radi R., Turrens JF., Chang L.Y., Bush K.M., Crapo J.D., Freeman B.A. Detection of catalase in rat heart mitochondria // J. Biol. Chem. 1991. - V.266. -P.22028-22034.

224. Raha S., McEachern G.E., Myint A.T., Robinson B.H. Superoxides from mitochondrial complex III: the role of manganese superoxide dismutase // Free Radic. Biol. Med. 2000. - V.29. - P. 170-180.

225. Raha S., Robinson B.H. Mitochondria, oxygen free radicals, disease and ageing // Trends Biochem. Sei. -2000. V.25. - P.502-508.

226. Rauen U., de Groot H. Mammalian cell injury induced by hypothermia- the emerging role for reactive oxygen species // Biol. Chem. 2002. - V.383. -P.477-488.

227. Rauen U., Petrat F., Li T., De Groot H. Hypothermia injury/cold-induced apop-tosis—evidence of an increase in chelatable iron causing oxidative injury in spite of low 027H202 formation // FASEB. J. 2000. - V.14. - P.1953-1964.

228. Biochem. Physiol. A Mol. Integr. Physiol. 2000. - V.l25. - P.285-298.

229. Rice M.E. Ascorbate compartmentalization in the CNS // Neurotox Res. -1999. -V.l.-P. 81-90.

230. Rice M.E. Ascorbate regulation and its neuroprotective role in the brain. Trends • Neurosci // 2000. - V.23. - P.209-216.

231. Robb S.J., Gaspers L.D., Wright K.J., Thomas A.P., Connor J.R. Influence of nitric oxide on cellular and mitochondrial integrity in oxidatively stressed astrocytes. // J. Neurosci. Res. 1999. - V.56. - PI66-176.

232. Romisch K., Collie N., Soto N., Logue J., Lindsay M., Scheper W., Cheng C.H. Protein translocation across the endoplasmic reticulum membrane in cold-adapted organisms//J. Cell Sci. 2003. - V.l 16. - P.2875-2883.

233. Rousseau K., Atcha Z., Loudon A.S. Leptin and seasonal mammals // J. Neuro* endocrinol. -2003. V.l5. - P.409-414.

234. Saito M., Kubo K. Relationship between tissue lipid peroxidation and peroxidi-zability index after -linolenic, eicosapentaenoic, or docosahexaenoic acid intake in rats//British Journal of Nutrition. 2003. - V.89. - P.19-28.

235. Sakoh M., Gjedde A. Neuroprotection in hypothermia linked to redistribution of oxygen in brain // Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. -2003. -V.285. -P. 17-25.

236. Salvador A., Antunes F., Pinto R.E. Kinetic modelling of in vitro lipid peroxida-tion experiments ~ 'low level' validation of a model of in vivo lipid peroxidation

237. Free Radic. Res. 1995.-V.23.-P.151-172.

238. Salvador A., Sousa J., Pinto R. E. Hydroperoxyl, superoxide and pH gradients inthe mitochondrial matrix: a theoretical assessment. Free Radic. Biol. Med. -2001. V.31. - P. 1208-1215.

239. Sevanian A., Ursini F. Lipid peroxidation in membranes and low-density lipoproteins: similarities and differences // Free Radic. Biol. Med. 2000. - V.29. — P.306-311.

240. Shull S., Heintz N.H., Periasamy M., Manohar M., Janssen Y.M., Marsh J.P., Mossman B.T. Differential regulation of antioxidant enzymes in response to oxidants // J. Biol. Chem. 1991. - V.266. - P.24398-24403.

241. Sheehan D., Meade G., Foley V.M., Dowd C.A. Structure, function and evolution of glutathione transferases: implications for classification of non-m.ammalian members of an ancient enzyme superfamily // Biochem. J. -2001. -V.360.-P.1-16.

242. Sies H. Glutathione and its role in cellular functions // Free Radic. Biol. Med. -1999.-V. 27.-P. 916-921.

243. Skulachev VP. NADP+ decomposition and antioxidant defense of the cell // FEBS Lett. -2001. V.492. - P. 1-3.

244. Slikker W., Desai V.G., Duhart H., Feuers R., Imam S.Z. Hypothermia enhances bcl-2 expression and protects against oxidative stress-induced cell death in Chinese hamster ovary cells // Free Radic. Biol. Med. 2001. - V.31. -P.405-411.

245. Spasic M.B., Saicic Z.S., Buzadzic B., Korac B., Blagojevic D., Petrovic V.M. Effect of long-term exposure to cold on the antioxidant defense system in the rat //FreeRadic. Biol. Med. 1993. - V.15. -P.291-299.

246. Squire T.L., Lowe M.E., Bauer V.W., Andrews M.T. Pancreatic triacylglycerol lipase in a hibernating mammal. II. Cold-adapted function and differential expression // Physiol. Genomics. 2003. - V. 16. - P. 131 -140.

247. Staples J.F., Hochachka P.W. The effect of hibernation status and cold-acclimation on hepatocyte gluconeogenesis in the golden-mantled ground squir- rel (Spermophilus lateralis) // Can. J. Zool./Rev. Can. Zool. -1998. V.76. 1. P. 1734-1740.u,

248. Steiner A. A. Branco L. G. Nitric oxide in the regulation of body temperature and fever 11 J. Therm. Biol. 2001. - V.26. - P.325-330.

249. Lancet. 2003. - V.362. - P.1028-1037.

250. Stewart J.M., English T.E., Storey K.B. Comparisons of the effects of temperature on the liver fatty acid binding proteins from hibernator and nonhibernator mammals // Biochem. Cell. Biol. 1998. - V.76. - P.593-599.

251. Storey K.B. Metabolic regulation in mammalian hibernation: enzyme and protein adaptations // Comp. Biochem. Physiol. A Physiol. 1997. - V.118. -P.1115-1124.

252. Storey K.B. Natural hypothermic preservation: the mammalian hibernator // J. Cell Preserv. Technol. 2002. - V.l. - P.3-16.

253. Storey K.B. Turning down the fires of life: metabolic regulation of hibernationand estivation. // BIOS Scientific Publishers. 2001. - P. 1 -21.

254. Storey K.B., Storey J.M. Metabolic rate depression in animals: transcriptional and translational controls // Biol. Rev. Camb. Philos. Soc. 2004. - V.79. -P.207-233.

255. St-Pierre J., Buckingham J.A., Roebuck S.J., Brand M.D. Topology of superoxide production from different sites in the mitochondrial electron transport chain

256. J. Biol. Chem. 2002. - V.277. - P.44784-44790.

257. Svingen B.A., Buege J.A., O'Neal F.O., Aust S.D. The mechanism of NADPH-dependent lipid peroxidation. The propagation of lipid peroxidation // J. Biol. Chem. 1979. - V.254. - P.5892-5892.

258. Szweda-Lewandowska Z., Krokosz A., Gonciarz M., Zajeczkowska W., Puchala M. Damage to human erythrocytes by radiation-generated HO* radicals: molecular changes in erythrocyte membranes // Free Radic. Res. 2003. —"V.7. -P. 1137-1143.

259. Tang L., Zhang Y., Qian Z., Shen X. The mechanism of Fe2+-initiated lipid peroxidation in liposomes: the dual function of ferrous ions, the roles of the preexisting lipid peroxides and the lipid peroxyl radical // Biochem. J. 2000. -V.352. - P.27-36

260. Tarpey M. M, Fridovich I. Methods of detection of vascular reactive species: nitric oxide, superoxide, hydrogen peroxide, and peroxynitrite // Circ Res. 2001. -V. 89.-P. 224-236.

261. Thannickal V.J., Fanburg B.L. Reactive oxygen species in cell signaling // Am. J. Physiol. Lung Cell Mol. Physiol. 2000. - V. 279. - P. 1005-1028.

262. Thompson K.J., Shoham S., Connor J.R. Iron and neurodegenerative disorders // Brain Res. Bull.-2001.-V. 55.-P. 155-164.

263. Toien O., Drew K.L., Chao M.L., Rice M.E. Ascorbate dynamics and oxygen consumption during arousal from hibernation in Arctic ground squirrels // Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 2001. - V. 281. - P. 572-583.

264. Turrens J.F. Mitochondrial formation of reactive oxygen species // J. Physiol. -2003. V.552. - P.335-344.

265. Valdez L.B., Alvarez S., Arnaiz S.L., Schopfer F., Carreras M.C., Poderoso J.J., Boveris A. Reactions of peroxynitrite in the mitochondrial matrix // Free Radic. Biol. Med. 2000. - V. 29. - P.349-356.

266. Van Breukelen F., Carey V. Ubiquitin conjugate dynamics in the gut and liver of hibernating ground squirrels // J. Comp. Physiol. B. 2002. - V.172-P.269-273.

267. Van Breukelen F., Martin S.L. Invited review: molecular adaptations in mammalian hibernators: unique adaptations or generalized responses? // J. Appl. Physiol. 2002. - V.92. - P.2640-2647.

268. Van Breukelen F., Martin S.L. Reversible depression of transcription during hibernation//J. Comp. Physiol. B. 2002. -V. 172. -P.355-361.

269. Van Breukelen F., Martin S.L. Translational initiation is uncoupled from elongation at 18 degrees C during mammalian hibernation // Am. J. Physiol. Regul. In-tegr. Comp. Physiol. 2001. - V.281.-P. 1374-1379.

270. Wang G.J., Deng H.Y., Maier C.M., Sun G.H., Yenari M.A. Mild hypothermia reduces ICAM-1 expression, neutrophil infiltration and microglia/monocyte accumulation following experimental stroke // Neuroscience. 2002. - V.114. -P.1081-1090.

271. Wang L.C.H., Lee T.F. Torpor and hibernation in mammals: metabolic, physiological and biochemical adaptations // Handbook of Physiology. Eds. M.J. Fre-gly, C.M. Blatteis. N.Y.: Oxford Univ. Press. 1996. - P. 507-531.

272. Wang L.C.H., Lee T.F. "Perspectives on metabolic suppression during mammalian hibernation and daily torpor." // Springer Verlag. 2000: - P.149-158.

273. Wang S.Q., Lakatta E.G., Cheng H., Zhou Z.Q. Adaptive mechanisms of intracellular calcium homeostasis in mammalian hibernators // J. Exp. Biol. 2002. — V.205. - P.2957-2962.

274. Wang X., Wu Z., Song G., Wang H., Long M., Cai S. Effects of oxidative damage of membrane protein thiol groups on erythrocyte membrane viscoelasticities // Clin. Hemorheol. Microcirc. 1999. -V. 21. - P. 137-146.

275. Wu B.J., Else P.L., Storlien L.H., Hulbert A.J. Molecular activity of Na+/K+-ATPase from different sources is related to the packing of membrane lipids // J. Exp. Biol. 2001. - V.204. - P. 4271-4280.

276. Yasuma Y, McCarron R.M, Spatz M, Hallenbeck J.M. Effects of plasma from hibernating ground squirrels on monocyte-endothelial cell adhesive interactions //Am. J. Physiol. 1997. - V.273. - P. 1861-1869.

277. Ying W, Han S.K, Miller J.W, Swanson R.A. Acidosis potentiates oxidative neuronal death by multiple mechanisms // J. Neurochem. 1999. - V.73. -P.1549-1556.

278. Young I.S, Woodside J.V. Antioxidants in health and disease // J. Clin. Pathol. -2001.-V. 54. -P.176-186.

279. Yu B.P. Cellular defenses against damage from reactive oxygen species //.Physiol. Rev.-1994.-V.74.-P.139-162.

280. Zancanaro C, Malatesta M, Mannello F, Vogel P, Fakan S. The kidney during hibernation and arousal from hibernation. A natural model of organ preservation during cold ischaemia and reperfusion // Nephrol. Dial. Transplant. —1999. —• V.14. P.1982-1990.

281. Zelko I.N, Mariani T.J, Folz R.J. Superoxide dismutase multigene family: a comparison of the CuZn-SOD (SOD1), Mn-SOD (SOD2), and EC-SOD (SOD3) gene structures, evolution, and expression // Free Radic. Biol. Med. 2002. — V. 33.-P. 337-349.

282. Zhang Y, Marcillat O, Giulivi C, Ernster L, Davies K.J. The oxidative inacti-vation of mitochondrial electron transport chain components and ATPase // J. Biol. Chem.- 1990.- V.265.-P.16330 -16336.

283. Zhou F, Zhu X, Castellani R.J, Stimmelmayr R, Perry G, Smith M.A, Drew K.L. Hibernation, a model of neuroprotection // Am. J. Pathol. 2001. — V.158. -P.2145-2151.

284. Zhou Z, Kang Y.J. Cellular and subcellular localization of catalase in the heart of transgenic mice. // J. Histochem. Cytochem. 2000. - V.8. - P.585-594.

Информация о работе

Абдуллаев, Вагаб Рафикович
кандидата биологических наук
Махачкала, 2005
ВАК 03.00.04

Диссертация

Интенсивность процессов перекисного окисления липидов тканей сусликов в динамике зимней спячки - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы