Окислительная модификация белков и антиоксидантная система плазмы крови у пожилых людей с сосудистой деменцией

Ковругина, Светлана Васильевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Окислительная модификация белков и антиоксидантная система плазмы крови у пожилых людей с сосудистой деменцией
ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Окислительная модификация белков и антиоксидантная система плазмы крови у пожилых людей с сосудистой деменцией"

На правах рукописи

РГБ ОД

Н ПГ :

КОВРУГИНА Светлана Васильевна

ОКИСЛИТЕЛЬНАЯ МОДИФИКАЦИЯ БЕЛКОВ И

АНТИОКСИДАНТНАЯ СИСТЕМА ПЛАЗМЫ КРОВИ У ПОЖИЛЫХ ЛЮДЕЙ С СОСУДИСТОЙ ДЕМЕНДИЕЙ

03.00.04 - биохимия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

С анкт-Петербург 2000

Работа выполнена в Санкт-Петербургском научно-исследовательском психоневрологическом институте имени В.М. Бехтерева.

Научный руководитель:

доктор медицинских наук, профессор Дубинина Е.Е. Официальные оппоненты:

кандидат биологических наук, доцент Шведова В.Н., доктор биологических наук, профессор Арутюнян A.B.

Ведущая организация: Санкт-Петербургский государственный медицинский университет имени И.П Павлова

Защита диссертации состоится июня 2000 года в '/3 часов

на заседании Диссертационного совета К 084.63.01 при Санкт-Петербургской государственной химико-фармацевтической академии по адресу: 197376, г. Санкт-Петербург, ул. Проф. Попова, 14.

Автореферат разослан ¿У » мая 2000 года.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургской Государственной химико-фармацевтической академии (197376, г. Санкт-Петербург, ул. Проф. Попова, 4/6).

Ученый секретарь Диссертационного совета кандидат биологических наук

Н.В. Кириллова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Процессы метаболизма кислорода в организме связаны с образованием активных кислородных соединений, обладающих выраженной реакционной способностью, к которым относятся: 02 , Н2С>2, ОН'. В нормально функционирующем организме количество генерируемых оксидантов, необходимое для жизненно важных биологических процессов в клетке, регулируется антиоксидантной системой (АОС).

Старение организма связывают с нарастанием молекулярных повреждений мембран и генетического аппарата клетки, вызванных свободными радикалами и снижением функций защитных механизмов. В настоящее время проведено большое количество экспериментальных исследований на животных, подтверждающих свободнорадикальную теорию старения, выдвинутую Д.Харманом (Нarman D., 1956, 1981, 1996). В экспериментах на животных показано, что с возрастом увеличивается скорость пероксидации белков, липидов, нуклеиновых кислот, что является причиной необратимых повреждений тканей, в частности, нервной ткани.

В последнее время внимание исследователей привлекают механизмы окисления белков на модельных системах и в тканях, но в отечественной литературе работы, касающиеся окислительной модификации белков, представлены весьма скупо. Окисление белков является более надежным маркером окислительных повреждений, так как образование карбонильных производных происходит быстрее, и они являются более стабильными (Pantke U. и др., 1999). Установлена связь процессов старения и окислительной модификации белков в экспериментах на эритроцитах, фибробластах и гепатоцитах (Stadtman E.R., 1986, 1992; Cao G, Cutler R.G., 1995).

Известно, что старение организма и развитие нейродегенеративных изменений протекает на фоне окислительного стресса (ОС). Окислительный стресс характеризуется нарушением баланса анти- и проокси-дантной систем в сторону повышения последней, что выражается в избыточном образовании свободных радикалов и отсутствии мобилизации АОС, а также нарушении сбалансированности защитных компонентов (J.M.McCord, 1996). В настоящее время в литературе активно обсуждается роль ОС в развитии различных нейродегенеративных заболеваний в старческом возрасте: при амиотрофическом латеральном

склерозе, параличе, болезни Паркинсона, болезни Альцгеймера (Evans Р., 1993; Ерин А.Н, Гуляева Н.В, 1994, 1995; Buscigho J., 1998). Не исключено, что ОС может являться одним из патогенетических факторов, определяющих вероятность развития сосудистой деменции. Однако, до настоящего времени вопросы комплексного анализа про- и антиокси-дантной систем человека в процессе старения остаются малоизученными, а роль ОС в развитии сосудистой деменции в литературе практически не освещена. Поэтому исследование интенсивности ОС по состоянию АОС и металл-зависимой окислительной деструкции белков плазмы крови при нейродегенеративных изменениях у больных старческого возраста, является одним из актуальных вопросов современной биологии и медицины.

Цель и задачи исследования. Целью данного исследования являлось изучение интенсивности ОС с использованием комплекса биохимических показателей крови, отражающих состояние АОС и степень окислительной модификации белков, у пожилых людей в процессе старения и при развитии сосудистой деменции.

Выполнение поставленной цели достигалось решением следующих задач:

1. Исследовать состояние прооксидантной системы на примере спонтанного и металл-катализируемого окисления (МКО) белков в нативной плазме, используя метод определения карбонильных производных аминокислотных остатков и по степени окисления триптофана и тирозина у людей среднего возраста и пожилых с и без психических расстройств.

2. Определить характер изменения структуры (агрегация, фрагментация) окисленных белков плазмы крови во всех исследуемых группах людей с помощью электрофореза и по уровню образования кислоторас-творимых низкомолекулярных пептидов в надосадочной жидкости.

3. Исследовать состояние АОС по активности ее ферментативных и неферментативных компонентов, направленных на дисмутацию Ог и разрушение Н1О2, включая глутатионо'вый цикл в эритроцитах и плазме крови у исследуемых групп людей.

4. Провести сравнительный анализ состояния анти- и прооксидантной систем с целью оценки ОС в процессе старения организма и при развитии сосудистой деменции. Показать значение комплексного исследования биохимических показателей крови человека, характеризующих интенсивность свободно-радикальных процессов, для более

полного установления диагноза и прогнозирования течения сосудистой деменции.

Научная новизна исследования. Впервые был проведен всесторонний анализ интенсивности окислительной деструкции белков плазмы крови, позволяющий судить об изменениях не только их первичной структуры, но и об их пространственной ориентации (по агрегации и фрагментации) у пожилых людей с и без психических расстройств.

Впервые выявлена корреляционная зависимость между металл-катализируемой окислительной модификацией белков и степенью ней-родегенеративных нарушений мозга при сосудистой деменции у больных старческого возраста. Низкий уровень карбонильных производных белков плазмы крови рассматривается в качестве «специфического маркера» степени сосудистой деменции.

Впервые проведено комплексное исследование основных показателей антиоксидантной системы (ферментативная и неферментативная дисмутация О2 , ферментативное и неферментативное расщепление Н2О2), включая глутатионовый цикл, с использованием биологического материала - плазмы и эритроцитов крови здоровых людей в возрасте 30-40 лет, здоровых пожилых людей и больных с разной степенью сосудистой деменции, позволяющее характеризовать состояние АОС в процессе старения организма и при развитии сосудистой деменции).

Впервые показано нарушение в соотношении активностей компонентов глутатионовой системы (глутатионпероксидаза и глутатионре-дуктаза) у пожилых людей. Установлена корреляционная зависимость между активностью глутатионредуктазы и степенью выраженности сосудистой деменции у пожилых людей.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Сравнительный анализ про- и антиоксидантной систем является основной характеристикой ОС, позволяющей оценить его интенсивность в процессе старения и при развитии нейродегенеративных изменений у пожилых людей.

2. Окислительная модификация белков отражает деструктивные изменения организма, связанные с окислительным стрессом, у пожилых людей с и без деменции. Интенсивность металл-зависимого окисления белков является «специфическим маркером» степени психических расстройств при сосудистой деменции.

Научно-практическая значимость. Разработан комплекс биохимических показателей крови, отражающих состояние про- и антиоксидантной систем, для оценки степени выраженности ОС у пожилых лю-

дей и пациентов с разной степенью сосудистой деменции. Показатели интенсивности металл-катализируемой окислительной модификации белков плазмы крови и отдельных компонентов антиоксидантной системы, в частности, активность глутатионредуктазы, могут быть использованы в клинической практике для прогнозирования течения сосудистой деменции, а также в качестве «специфических маркеров» выраженности этого заболевания у больных старческого возраста. Полученные результаты могут быть использованы в учебных целях и учтены при разработке критериев диагностики сосудистой деменции у людей пожилого возраста.

Апробация работы. Положения диссертации доложены и обсуждены на Всероссийских и международных конференциях: VIII Biennial Meeting International Society for Free Radical Research (Барселона, Испания, 1-5 октября 1996); на конференции, посвященной 150-летию клинического отдела ВМА «Актуальные вопросы клиники, диагностики и лечения» (7-8 апреля Санкт-Петербург, 1997); на U съезде биохимического общества РАН (19-23 мая Москва, 1997); 13th Congress of Pathological and Clinical Physiology (Брно, 1998); UNESCO Society for Free Radical Research (Europe) Regulation of Biological Processes by Free Radicals: Role of Antioxidants, Free Radical Scavengers and Chelators (Россия, Москва - Ярославль, 10-13 мая 1998); International Conference on «Superoxide Dismutases: Recent Advances and Clinical Applications» на международной конференции (Франция, Париж, Институт Пастера, 14-15 мая, 1998); Second Internat.Conference on Natural Antioxidants and Anti-carcinogens in Nutrition, Health and Disease (Финляндия, Хельсинки, 2427 июня 1998); на научной конференции, посвященной 100-летию кафедры биохимии СПбГМУ им. акад. И.П. Павлова. «Фундаментальные и прикладные аспекты современной биохимии» (Россия, Санкт-Петербург, 15-17 октября, 1998); на международной конференции «Свободно-радикальные процессы: экологические, фармакологические и клинические аспекты» (Россия, Санкт-Петербург, 8-10 сентября 1999).

Структура и объем диссертаций. Диссертация изложена на 130 страницах машинописного текста и состоит из введения, главы 1 - обзор литературы, главы 2 - материалы и методы исследования, главы 3 -результаты собственных исследований, главы 4 - обсуждение результатов, выводы, практических рекомендаций и списка литературы, который включает в себя 38 отечественных и 145 работ зарубежных авторов. Диссертация иллюстрирована 14 рисунками и 9 таблицами.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследовали 116 человек в возрасте 58-78 лет. Диагностика сосудистой деменции проводилась согласно DSM-IV-критерий старшим научным сотрудником отделения геронтологии НИПИ им. В.М. Бехтерева Коноваловым П.В. Период болезни пациентов ко времени проведения исследования составлял 0,5-5 лет. 83 пациента имели начальную степень деменции. В 33 случаях была диагностирована глубокая деменция. Сравнение проводили с группой 38 практически здоровых людей в возрасте 30-40 лет и 20 пожилыми людьми 58-78 лет без признаков психических расстройств.

Забор крови из локтевой вены проводили утром натощак. В качестве антикоагулянта использовали раствор гепарина.

ПРООКСИДАНТНУЮ СИСТЕМУ организма рассматривали на примере спонтанного и металл-катализируемого окисления белков в нативной плазме по методу Левина (Levine R.L. и др., 1990) в модификации Дубининой Е.Е. (Дубинина Е.Е. и др., 1995). Метод основан на реакции взаимодействия окисленных аминокислотных остатков белков с 2,4-динитрофенилгидразином с образованием 2,4-динитрофенилгид-разонов. Интенсивность МКО белков определяли по результатам степени окисления тирозиновых и триптофановых остатков (Davies K.J.A. и др., 1987). Характер изменения структуры окисленных белков (агрегация или фрагментация) определяли по степени образования низкомолекулярных кислоторастворимых пептидов в надосадочной жидкости и с помощью электрофореза по методу Лаемли (Laemmli U.K., 1970) в градиенте полиакриламидного геля с додецилсульфатом натрия.

Для оценки АНТИОКСИДАНТНОЙ СИСТЕМЫ организма анализировалась общая способность плазмы к дисмутации Ог и специфическая активность СОД плазмы и эритроцитов с помощью кверцетиново-го метода Костюка В.А. с соавторами. (Костюк В.А. и др., 1990). Специфическую активность СОД определяли после предварительной обработки плазмы и эритроцитов смесью этанола, хлороформа и кристаллического КН2Р04 по методу Дубининой Е.Е. (Дубинина Е.Е., 1988). Параллельно активность СОД эритроцитов определяли, используя методику с нитросиним тетразолиевым (HCT) Фрайда (Fried R., 1975). Ферментативное и неферментативное расщепление Н2О2 в плазме крови определяли по методу Лэфта (Left J.A. и др., 1992) в нашей модификации. Активность каталазы и глутатионредуктазы в эритроцитах крови определяли по методикам Бютлера (Beutler Е., 1975). Активность глута-

тионпероксидазы определяли по методу Гавриловой А.Р. и Хмары Н.Ф. (Гаврилова А.Р., Хмара Н.Ф., 1986). Определение уровня окисленного и восстановленного глутатиона в эритроцитах проводили по методике В.П. Чернышева (Чернышев В.П., 1983)

Для трактовки полученных фактических данных вариационные ряды изученных биохимических показателей обрабатывали на персональном компьютере типа IBM, с применением пакета прикладных программ «STATGRAPHIKS» версия 3. В зависимости от поставленных задач при обработке применяли методы параметрической и непараметрической статистики (характеристики вариационного ряда, корреляционный анализ по способу главных компонент).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

1. ПРООКСИДАНТНАЯ СИСТЕМА ОРГАНИЗМА

1.1. Спонтанная окислительная модификация белков.

При анализе спонтанного окисления белков при длине волны Я 270 нм не выявлено достоверных различий, характеризующих процессы старения. Уровень карбонильных группировок достоверно возрастает у пожилых людей с начальной стадией деменции по сравнению с контрольной группой 30-40-летпих. Данные, полученные при длине волны 363 нм, не обнаружили никаких различий в уровне образовавшихся 2,4-динитрофенилгидразонов плазмы крови во всех группах обследованных людей (табл. 1).

1.2. Металл-катализируемое окисление белков.

Статистически достоверные изменения при обеих длинах волн выявлены при анализе металл-катализируемого окисления белков плазмы крови. Показано достоверное повышение уровня образовавшихся 2,4-динитрофенилгидразонов в группах здоровых пожилых людей по отношению к контрольной группе людей среднего возраста. В группе больных с деменцией уровень карбонильных производных ниже, чем в группе здоровых пожилых людей. При переходе от начальной стадии заболевания к выраженной деменции уровень 2,4-динитрофенил-гидразонов статистически достоверно снижается (табл. 1).

Показана четкая корреляционная зависимость между степенью психических нарушений и уровнем карбонильных производных, образующихся в результате МКО белков. (При анализе продуктов окисления белков, рассчитанных на 1 мл плазмы и 1 мг белка, коэффициент кор-

реляции составлял при длине волны А, 270 нм: г=0,64 и г=0,68, а при длине волны А. 363 нм - г=0,70 и г=0,70 соответственно (рис. 1).

Таблица 1

Окислительная модификация белков плазмы крови у пожилых людей _с психическими расстройствами (Маш)_

Спонтанная окислительная модификация белков Металл-катализируемая окислит. Модификация белков

Группы людей 1 270 нм Я. 363 нм X 270 нм X 363 нм

1 мл 1 мг 1 мл 1 мг 1 мл 1 мг 1 мл 1 мг

плазм. белка плазм. белка плазм. белка плазм. белка

1. Здоровые люди 4,00* 55,61* 6,04 85,67 34,36* 475,90* 35,38* 489,20*

30-40 лет (п=16) ±0,22 ±3,48 ±0,22 ±2,75 ±1,53 +22,90 ±0,59 ±10,20

2. Пожилые люди без 4,46 63,12 6,11 85,25 50,84* 707,40* 49,23* 685,25*

деменцией(п=14) ±0,57 ±8,10 ±0,14 ±2,09 ±3,85 ±50,66 ±3,23 +41,79

3. Пожилые люди 5,06* 71,09* 6,15 85,46 40,55* 556,49* 40,31* 560,06*

с деменцией(п=26) +0,34 ±4,53 ±0,19 ±2,60 ±0,81 ±12,15 ±1,23 ±14,91

Р2-1 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001

Рз-| <0,02 <0,01 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001

Рз-2 <0,01 <0,01 <0,01 <0,01

4. Больные с нач. п/о 5,37 72,82 6,22 83,62 41,29 554,10 43,80* 588,43*

синдром (п=12) ±0,41 ±6,28 ±0,28 ±4,05 ±1,04 ±13,00 ±1,54 +21,86

5. Больные с выраженной 4,78 69,35 6,10 87,31 39,91 558,87 37,31* 531,69*

деменцией(п=14) ±0,51 ±6,77 ±0,27 ±3,35 ±1,21 ±21.14 ±1,47 +17,48

Р 5-4 <0,001 <0,05

1.3. Спектрофлуориметрическан регистрация окисления триптофана и образования битирозина.

Окислению за счет АФК подвергаются и отдельные аминокислотные остатки, в частности, тирозиновые и триптофановые. В реакциях, протекающих по типу Фентона, образуются межмолекулярные кова-лентные связи между двумя остатками тирозина - стабильные битиро-зиновые сшивки, которые могут способствовать агрегации окисленных белков. Окисление триптофана отражает процессы фрагментации. Было установлено, что у пожилых людей независимо от психического состояния железо-зависимое образование битирозина в плазме крови в течение 24 часов идет более интенсивно в отличие от группы людей среднего возраста. Железо-зависимое окисление триптофана имело однотипный характер у всех обследованных людей.

1.4. Анализ надосадочной жидкости окисленных белков.

Окисленные белки подвергаются структурным изменениям, связанным с фрагментацией, либо агрегацией белковых молекул. Проведенный анализ надосадочной жидкости позволил выявить повышение

I Л)0

а -НЮ

■—о

Г-

□

"-Ч... §

40 5.

-0.2 0,2 0.6 1.0 1.4 1.8 2.2

Рис. 1. Корреляционная зависимость между уровнем МКО белков плазмы крови и степенью психических расстройств у пожилых людей с деменцией. По вертикали справа - содержание 2,4-ДНФ-гидразонов, рассчитанных на 1 мл плазмы (— —), слева - рассчитанных на 1 мг белка (-). По горюотали. степень выраженности психических расстройств в баллах.

2,0-

Рис. 2. Степень фрагментации окисленных белков плазмы крови у психически здоровых людей и больных с деменцией старше 60 лет. По вертикали: содержание кислотораствори-мых фрагментов окисленных белков в единицах оптической плотности на I мл плазмы, измеренных при днинах волн 254, 272 и 280 нм. По горизонтали: группы исследованных. I. Спонтанное окисление белков плазмы крови: 1 - психически здоровых людей старше 60 лет; 2 -больных сосудистой деменцией, 3 - больных с начальным психоорганическим синдромом; 4 -больных с выраженной деменцией. И - МКО белков плазмы крови. 1а- психически здоровых людей старше 60 лет; 2а - больных с сосудистой деменцией; За - больных с начальным психоорганическим синдромом; 4а - больных с выраженной деменцией.

□

уровня кислото-растворимых пептидов за счет МКО по сравнению со спонтанной окислительной деструкцией у всех обследованных пожилых людей. Не было выявлено каких-либо специфических изменений при исследовании надосадочной жидкости у больных с разной степенью деменции (рис. 2).

1.5. Электрофорез.

На электрофореграммах МКО белков плазмы крови всех обследованных людей обнаружены изменения, отражающие наличие процессов фрагментации и агрегации. Но более ярко у пожилых людей проявляются процессы агрегации белковых молекул, особенно у больных с глубокой степенью деменции.

Исследования показали, что для здоровых пожилых людей характерно повышение интенсивности спонтанного и металл-катализируемого окисления белков. В процессе старения организма идут структурные изменения белков тканей за счет их окислительной модификации, связанные с фрагментацией и агрегацией. Структурно измененные белки являются компонентами липофусцинов, которые в виде пигментированных гранул накапливаются внутри клеток. Накопление липофусцинов, содержащих конечные продукты окислительной деструкции биополимеров тканей, является характерным признаком стареющего организма. Окисление белков сопровождается не только нарушением структурной организации белковой молекулы, но и приводит к уменьшению ее биологической роли (снижение каталитической и протеолитической активности, нарушение мембранных структур и ре-цепторного аппарата клетки).

У пациентов с сосудистой деменцией происходит снижение уровня МКО белков. Это снижение коррелирует со стадией заболевания. Низкий уровень карбонильных производных при глубокой деменции свидетельствует о том, что в результате длительного ОС, в организме происходят необратимые нарушения белковых молекул, приводящие к накоплению их модифицированных форм, не способных принимать участие в МКО, а также истощение запаса неповрежденных белков.

2. АНТИОКСИДАНТНАЯ СИСТЕМА ОРГАНИЗМА

2.1. Определение способности плазмы (ферментативной и неферментативной) к дисмутации супероксидного анион-радикала.

Анализ общей антиоксидантной активности плазмы предполагает, что в процесс дисмутации Ог могут включаться помимо самого фермента другие компоненты плазмы, реагирующие с ним (церулоплазмин, трансферрин, мочевая кислота и т.д.). В плазме крови пожилых людей с

и без деменции обнаружено усиление активности неферментативных компонентов. Активность СОД пожилых людей и пациентов с начальной степенью деменции не отличается от ее активности у здоровых людей, но у пациентов с глубокой деменцией отмечается ее достоверное повышение (табл. 2).

Таблица 2

Общая ферментативная и неферментативная способность плазмы крови к дисмутации _02-~ у пациентов с различной степенью сосудистой деменции_

Группы исследуемых людей Общая ферментная и неферментная О2* дисмутац. плазмы крови в усл. ед. на Активность супероксиддисмутазы плазмы крови в усл. ед. на

I мл плазмы 1 мг белка 1 мл плазмы 1 мг белка

1 .Здоровые люди 21,83+0,78* 0,28+0,01* 42,93±3,25 0,60±0,05

30-40 лет п=16 п=15 п—16 п=15

2.Пожилые люди 26,49+2,37* 0,34±0,03* 39,75+3,28 0,53+0,05

без псих, расстр. п=20 п=20 п=18 п=17

3. Пациенты с де- 26,55±0,94* 0,35±0,01* 42,74±1,71 0,63+0,03

менцией л=116 п=116 п=47 п=47

4. Пациенты с на- 26,53±1,18 0,35±0,02 40,79±1,99* 0,59+0,03*

чальн. ст. деменции п=83 п=83 п=26 п=26

5. Пациенты с глу- 26,59±1,50 0,34±0,02 48,62±2,02* 0,77+0,03*

бокой деменцией п=33 п=33 п=21 п=21

Рг-1 Рз-1 с 0,001 <0,001 <0,05 <0,001

Рм <0,01 < 0,001

2.2. Определение способности плазмы к расщеплению Н202.

Продуктом супероксиддисмутазной реакции является Н2О2, которая расщепляется каталазой. Было обнаружено статистически достоверное повышение неферментативного расщепления Н2О2 в плазме пожилых людей независимо от психического состояния по сравнению с людьми среднего возраста. В группе пожилых людей с деменцией неферментативное расщепление Н2О2 выше, чем в группе здоровых пожилых. В зависимости от степени выраженности заболевания никаких различий в активности неферментативного расщепления Н2О2 выявлено не было. Ферментативное расщепление Н2О2 в плазме пожилых людей без признаков заболевания снижается по сравнению со здоровыми людьми среднего возраста (при расчете на 1 мг белка). В группе больных с деменцией обнаружено компенсаторное повышение активности каталазы на начальных стадиях заболевания и снижение ее на стадии глубокой деменции (табл. 3).

Таблица 3

Ферментативное и неферментативное расщепление Н202 в плазме крови больных __с разной степенью сосудистой деменции_

Группы людей Ферментативное расщеплен. Н2О2 в плазме крови в мМ Н2Ог х 104 Неферментативное расщепление Н202 в ллазме крови в мМ Н2Огх 104

1мл плазмы 1 мг белка 1мл плазмы 1 мг белка

1 .Здоровые люди 30-40 лет 13,70 ±0,47 (п = 29) 0,19 ±0,006* (п = 27) 2,70 ±0,19 * (п = 25) 0,035 ± 0,002* (п =20)

2.Пожилые люди без деменции 12,50 ±0,51 (п=10) 0,16 ± 0,007* (п ~ Ю) 4,84 + 0,29* (п=9) 0,07 ± 0,005 * (п =10)

3. Пожилые люди с деменцией 12,17 ± 1,19 (п = 16) 0,17 ±0,02 (п=14) 6,38 ±0,55 * (п =16) 0,08 ±0,01* (п=14)

4.Пожилые люди с начальн. ст. деменции. 14,39 ±1,49 (п=10) 0,20 ± 0,02 * (п =10) 6,44 ± 0,85 (п =10) 0,08 ±0,01 (п=10)

5.Пожилые люди с глубокой деменцией 11,24 ±0,90 (п=13) 0,15 ±0,01 * (п =11) 6,66 ±0,51 (п=13) 0,09 ±0,01 (п= 11)

Рм Рз-1 Р4.5 < 0,001 <0,05 <0,001 <0,001 <0,001 <0,001

Общая способность плазмы к расщеплению Н2О2 (ферментативная и неферментативная) с возрастом не меняется, как это видно из сравнения полученных данных здоровых людей среднего возраста и пожилых людей без психических расстройств. Но в плазме пожилых людей с де-менцией отмечается повышение активности всех компонентов, способных реагировать с Н2О2, особенно на начальных стадиях психоорганического синдрома. Это усиление активности происходит, в основном, за счет неферментативного расщепления перекиси водорода, что сопровождается дополнительной генерацией кислородных радикалов, в том числе гидроксильного. У больных с выраженной деменцией снижается общая способность плазмы к расщеплению перекиси водорода вследствие значительного падения ферментативной активности каталазы.

Мы обнаружили, что в процессе старения в плазме происходит компенсаторное повышение активности неферментативных компонентов, что создает угрозу дополнительной генерации свободных радикалов и радикальных продуктов, в том числе особенно опасного гидро-ксильного радикала. Супероксидцисмутаза, по сравнению с КАТ, оказывается более устойчивым ферментом, и с возрастом ее ферментативная активность в плазме фактически не меняется. Неравномерное угасание активности защитных ферментов в процессе старения приводит к активизации неферментативных компонентов и, как следствию, к дополнительной генерации и накоплению АФК. При развитии деменции

активность СОД возрастает, КАТ по-прежнему остается низкой, это приводит к накоплению избыточной перекиси водорода, которая может легко мигрировать от места образования и принимать участие в реакциях по типу Фентона, инициировать апоптоз.

2.3. Опеределение активности супероксидцисмутазы эритроцитов крови.

При исследовании активности эритроцитарной СОД кверцетиновым методом получено достоверное ее снижение в группе здоровых пожилых людей по сравнению с людьми среднего возраста. Было отмечено, что активность СОД несколько повышается в группах больных с начальным психоорганическим синдромом и достоверно повышается у больных с глубокой деменцией по сравнению с пожилыми людьми без психических расстройств (рис. 3).

ОКАТ ■ СОД

Здоровые Здоровые Пациенты с Пациенты с люди 30-40 пожилые начальной глубокой

лет люди степенью деменцией

деменции

Рис. 3. Активность кагал азы (КАТ) и супероксиддисмутазы (СОД) эритроцитов крови.

Данные, аналогичные вышеизложенным, получены при определении активности СОД эритроцитов по методу Фрайда с использованием системы - нитросиний тетразолиевый - феназинметасульфат - НАДН. Активность СОД в группе пожилых людей без психических расстройств достоверно снижалась по сравнению со здоровыми среднего возраста, а у больных с деменцией отмечалось статистически достоверное ее повышение в зависимости от стадии болезни по сравнению со здоровыми пожилыми людьми.

2.4. Определение активности каталазы эритроцитов крови.

Активность каталазы эритроцитов статистически достоверно ниже в группе пожилых людей по сравнению со здоровыми людьми среднего возраста. Достоверное снижение активности каталазы наблюдалось у пожилых людей с начальной степенью деменции по сравнению со здоровыми пожилыми. В зависимости от степени выраженности заболевания обнаружено повышение активности каталазы у больных с глубокой деменцией по сравнению с начальным психоорганическим синдромом (рис. 3).

Таким образом, нами были обнаружены разноплановые изменения в скорости процесса дисмутации О2 в эритроцитах и плазме крови пожилых людей и больных с деменцией. Низкая ферментативная активность эритроцитов (КАТ, СОД) связана с истощением АОС в условиях длительного ОС в процессе старения организма. Анализируя показатели активности АО ферментов эритроцитов крови больных с разной степенью деменции, мы видим не только ослабление АОЗ, но и нарушение в соотношении активностей СОД и КАТ. Активность КАТ снижается уже на ранних стадиях заболевания. На фоне практически неизменной активности СОД это приводит к дополнительному увеличению Н202 и других АФК, что в свою очередь сопровождается ускорением процесса мет-НЬ-образования, нарушением структурно-функционального состояния клеточных мембран, хрупкостью эритроцитов и усилением гипоксии тканей.

2.5. Определение активности компонентов глутатионового цикла в крови.

Глутатионовый цикл - основное звено АОС. В наших исследованиях при анализе глутатионпероксидазы обнаружены сезонные колебания, не влияющие на ее активность в процессе старения. Фактически активность глутатионпероксидазы у пожилых людей не отличалась от таковой здоровых 30-40-летних. Не было выявлено изменения уровня окисленного глутатиона в процессе старения. Активность ГР в плазме и эритроцитах крови у пожилых людей достоверно повышалась, но повышения уровня восстановленного глутатиона в эритроцитах отмечено не было.

В группе больных с деменцией отмечено снижение уровня окисленного глутатиона (изменение не достоверно), и повышение активности ГР в плазме и эритроцитах, по сравнению со здоровыми пожилыми людьми. В зависимости от стадии заболевания активность ГР повышалась. Установлена корреляционная зависимость между активностью

глутатионредуктазы и степенью сосудистой деменции. Повышения уровня восстановленного глутатиона у больных с деменцией зарегистрировано не было (рис. 4). Низкий уровень восстановленного глутатиона на фоне высокой активности ГР в эритроцитах может свидетельствовать о его использовании в качестве «ловушки» для радикалов (при этом образуется весьма реакционные тиоловые радикалы), либо о выходе его в плазму, а значит - о нарушении проницаемости эритроци-тарной мембраны.

□ГР

Здоровые Здоровые Пациенты с Пациенты с

люди 30-40 пожилые начальной глубокой

лет люди степенью деменцией

деменции

Рис. 4. Глутатионредуктаза (ГР, глутатион восстановленный (ввН) и глутатион окисленный (вввС) в эритроцитах крови.

Итак, в процессе старения организма на фоне ОС отмечается нарастание свободнорадикальных процессов, что отражает сдвиг равновесия анти- и прооксидантной систем в сторону последней. Нарушение баланса про- и антиоксидантной систем при глубокой деменции имеет более выраженный характер. Усиление прооксидантных процессов приводит к ослаблению АОС, ее ферментативных компонентов. Повреждающее действие свободнорадикальных процессов является потенциальным механизмом нейродегенеративных изменений, сопровождающихся поражением тех или иных участков центральной нервной системы. Окислительная деструкция белков, обусловленная развитием гипоксии тканей (в первую очередь в мозговой ткани) в результате нарушения кровообращения, может являться одной из причин структурно-функциональных нарушений мозга при старении организма.

Окислительный стресс

ИШЕМИЯ

(накопление восстановленных эквивалентов, восстановление компонентов электрон-транспортной цепи, понижение рН, переход ксантиндегидрогеназы в ксантиноксидазу)

ДЕМЕНЦИЯ

ГЕНЕРАЦИЯ АФК (02-; Н20,; ОН )

НАЧАЛЬНАЯ

Высвобождение внутриклеточного Ре*2

Ослабление обучения и памяти

Окислительная деструкция белков, липидов, нуклеиновых кислот

Нарушение мембранной проницаемости и структуры, деполяризация мембраны

Накопление внутриклеточного свободного

Активация протеолитических и липолитических ферментов

„Са+.

Увеличение молочной кислоты

Повышение уровня свободных жирных кислот и арахидоновой кислоты

Ацидоз

Понижение антиоксидантной защиты и нарушение баланса антиоксидантных компонентов

ГЛУБОКАЯ

Нарушение связи некоторых нейромедиаторов (серотонин, дофамин) с их рецепторами, уч-щих в обучении и памяти

Снижение Ре+2-зависимого окисления липидов

Снижение Ре+2-зависимой окислительной деструкции белков и протеолиза

Снижение полиненасыщенных жирных кислот

Усиление агрегации, липофусцины

ГИБЕЛЬ НЕЙРОНА

Поэтому окислительную деструкцию белков можно рассматривать как один из ранних индикаторов поражения тканей при свободно-радикальной патологии. Длительный ОС усугубляет негативные процессы, протекающие при старении, приводя к функциональным нарушениям в нервной ткани и массовой гибели нейронов. Представленная схема окислительного стресса отражает внутриклеточные процессы, которые сопровождают развитие сосудистой деменции (переход от ее начальной стадии к глубокой) (рис. 5). В процессе старения организма и развития нейродегенеративных заболеваний идут структурные изменения белков тканей за счет их окислительной модификации. Низкий уровень карбонильных производных при глубокой деменции говорит об истощении запаса неповрежденных белков в организме, свидетельствует об их необратимых нарушениях и о накоплении модифицированных форм белков, не способных принимать участие в МКО. Анализ полученных показателей про- и антиоксидантной систем позволяет сделать вывод о том, что развитие деменции сопровождается более глубоким состоянием ОС, следствием которого является структурные нарушения мозговой ткани и переход организма на другой метаболический уровень существования.

Такие глубокие структурные изменения мозговой ткани у пожилых людей с сосудистой деменцией, вызванные длительным окислительным стрессом, можно рассматривать как своего рода «защитную реакцию» организма. В этих условиях нарушается функциональная активность мозга, что сводит до минимума контакт с окружающей средой с целью сохранения организма как биологической системы на самом примитивном уровне существования.

ВЫВОДЫ

1. Выявлены нарушение равновесия анти- и прооксидантной систем в сторону повышения последней и дисбаланс ферментативных и неферментативных компонентов антиоксидантной системы плазмы и эритроцитов крови пожилых людей.

2. У больных с сосудистой деменцией обнаружено снижение уровня металл-катализируемого окисления белков плазмы крови. Наиболее низкие значения металл-катализируемого окисления белков и выраженная агрегация окисленных белковых молекул показаны у больных с глубокой стадией заболевания.

Установлена четкая корреляционная зависимость между степенью психических нарушений и снижением уровня карбонильных производных окисленных белков.

3. У пациентов с сосудистой деменцией более резко выражен дисбаланс ферментативных и неферментативных компонентов антиокси-дантной системы крови.

Выявлена корреляционная зависимость активности глутатион-редуктазы от степени интеллектуально-мнестических расстройств.

4. Показатели интенсивности металл-катализируемого окисления белков плазмы крови и активность глутатионредуктазы плазмы и эритроцитов могут быть использованы в качестве «специфических маркеров» в клинической практике для прогнозирования течения сосудистой деменции у пожилых людей.

5. Разработан комплекс биохимических методик, позволяющих оценить интенсивность окислительного стресса и его роль в развитии ней-родегенеративных изменений мозга. Биохимические показатели про- и антиоксидантной систем крови могут быть учтены при разработке критериев ранней диагностики сосудистой деменции и использованы для более полного установления диагноза и назначения антиоксидантной терапии.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Lipid peroxydation and antioxydant defence of patients with Vascular Dementia // VIII Biennial Meeting International Society for Free Radical Research, 1-5 October, Barcelona, Spain, p. 267. 1996 (соавт.: E.E. Dubin-ina, P.V. Konovalov, T.I. Tolstuhinaetal.).

2. Роль процессов липопероксидации в развитии деменции в позднем возрасте // Конф. «Актуальные вопросы клиники, диагностики и лечения». Тезисы докл. научн. конф., посвящ. 150-летию клинич. отдела BMA. Под ред. проф. Ю.А. Шевченко. 7-8 апреля СПб., 1997. - С. 127-128 (соавт.: Е.Е. Дубинина, П.В. Коновалов, Т.И. Толстухина и др.).

3. Антиоксидантная защита крови у больных с сосудистой деменцией // Тезисы II съезда биохимического общества РАН, 19-23 мая Москва. -М., 1997. - Ч. II, - С. 421 (соавт.: Е.Е. Дубинина, П.В. Коновалов, М.Г. Морозова, Т.И. Толстухина).

4. Антиоксидантная активность и процессы пероксидации липидов крови больных с сосудистой деменцией // Нейрохимия. - 1998. — Т. 15, № 2. - С. 173-182 (соавт.: Е.Е. Дубинина, П.В. Коновалов, Т.И. Толсту-хина, М.Г. Морозова).

5. Oxidative stress in patients with neuropsychiatric disorders // 13lh Congress of Pathological and Clinical Physiology. - Brno, 1998. - P. 20-21 (соавт/. Е.Е. Dubinina, P.V. Konovalov, Y.L. Nuller et al.).

6. Pro- and Antioxidative Systems and Corticosteroids in Aging People with Dementia // J.Neurochemistry, supplement 1. - 1998. - V. 71, S13-A, (соавт.: Е.Е. Dubinina, P.V. Konovalov, I.B. Soliternova et al.).

7. Oxidative Damage of proteins and lipid peroxidation in blood plasma of aging people with and without psychoorganic disorders // UNESCO Society for Free Radical Research (Europe) Regulation of Biological Processes by Free Radicals: Role of Antioxidants, Free Radical Scavengers and Chelators. May 10-13. - Moscow-Yaroslavl, 1998. - P. 14 (соавт.: Е.Е. Dubinina, P.V. Konovalov, I.B. Soliternova).

8. Superoxide Dismutase of the blood in aged patients with Dementia // International Conference on «Superoxide Dismutases: Recent Advances and Clinical Applications» Institute Pasteur-Paris. May 14-15. - 1998. - P. 90 (соавт.: Е.Е. Dubinina, A.J. Melenevskii, M.G. Morozova et al.).

9. Antioxidant Defense of Blood in Aged patients with Dementia and Antioxidant effect of the Carotine-essenciale II Second Internat.Conference on Natural Antioxidants and Anticarcinogens in Nutrition, Health and Disease. June 24-27, Helsinki. - 1998. - P. Wl/5 (соавт.: Е.Е. Dubinina, P.V. Konovalov, O.A. Kudrjashova, M.G. Morozova).

10. Окислительная деструкция белков, особенности окислительной модификации белков с использованием модельных систем и плазмы крови пожилых людей с деменцией // «Фундаментальные и прикладные аспекты современной биохимии». Труды научн. конф., посвящ. 100-летию каф. биохимии СПбГМУ им. акад. И.П. Павлова. 15-17 октября. - СПб, 1998. - С. 425-429 (соавт.: Е.Е. Дубинина, Н.В. Леонова, Н.Н. Зыбина и др.).

11. Состояние анти- и прооксидантной систем крови у пожилых больных с психическими расстройствами // «Фундаментальные и прикладные аспекты современной биохимии». Труды научн. конф., посвящ. 100-летию каф. биохимии СПбГМУ им. акад. И.П. Павлова. 15-17 октября. - СПб, 1998. - С. 476-480 (соавт.: Е.Е. Дубинина, П.В. Коновалов, О.А. Кудряшова, М.Г. Морозова).

12. Oxygen radical mediated modification of a proteins and neurodegenerative disorders in aged patients // Free Radic. Biol. & Med. - 1998. - V. 25, Supplement 1. - P. Ill (соавт.: E.E. Dubinina, N.V. Leonova, P.V. Ko-novalov et al.).

13. Окислительная модификация белков плазмы крови у больных с сосудистой деменцией // Укр. Биохим. Журнал. -1999. - Т. 71, № 6. - С. 41-47 (соавт.: Е.Е. Дубинина, И.Б. Солитернова, Н.Н. Зыбина и др.).

14. Окислительная модификация очищенных белков и белков плазмы крови у пожилых людей с сосудистой деменцией // Свободно-радикальные процессы: экологические, фармакологические и клинические аспекты. Междунар. конф. СПб, 8-10 сент. Цитология. - 1999. - Т. 41, № 9. - С. 785 (соавт.: Е.Е. Дубинина, П.В. Коновалов, Н.В. Леонова и др.).

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Ковругина, Светлана Васильевна

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Активные формы кислорода. Основные источники их генерации в организме.

1.2. Биологическая и токсическая роль активных форм кислорода.

1.3. Антиоксидантная система плазмы крови организма.

1.4. Окислительная модификация белков.

1.5. Окислительный стресс и токсическое действие АФК.

1.6. Окислительный стресс и особенности антиоксидантной защиты в нервной ткани.

1.7. Метаболические процессы в мозговой ткани при старении.

1.8. Нейродегенеративные расстройства в старческом возрасте.

Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И БИОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1. Исследование прооксидантной системы организма.

1.1. Окислительная модификация белков плазмы крови.

1.2. Методика определения железо-зависимого образования битирозина и окисления триптофана в плазме крови.

1.3. Анализ надосадочной жидкости.

1.4. Электрофорез.

2. Исследование антиоксидантного статуса организма.

2.1. Определение ферментативной и неферментативной способности плазмы и эритроцитов крови к дисмутации О

2.2. Определение способности плазмы и эритроцитов к расщеплению Н202.

2.3. Определение активности глутатионпероксидазы с использованием гидроперекиси трет-бутила.

2.4. Определение активности глутатионредуктазы.

2.5. Определение восстановленного и окисленного глутатиона.

Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1. Прооксидантная система организма.

1.1. Спонтанная окислительная модификация белков.

1.2. Металл-катализируемое окисление белков.

1.3. Спектрофлуориметрическая регистрация окисления триптофана и образования битирозина.

1.4. Анализ надосадочной жидкости окисленных белков.

1.5. Электрофорез.

2. Антиоксидантная система организма.

2.1. Общая (ферментативная и неферментативная) способность плазмы крови к дисмутации 02*.

2.2. Ферментативное и неферментативное расщепление Н202 в плазме крови.

2.3. Определение активности супероксиддисмутазы эритроцитов крови.

2.4. Определение активности каталазы эритроцитов крови.

2.5. Определение активности компонентов глутатионового цикла в крови.

Глава 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ.

ВЫВОДЫ.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Окислительная модификация белков и антиоксидантная система плазмы крови у пожилых людей с сосудистой деменцией"

Актуальность проблемы исследования.

Процессы метаболизма кислорода в организме связаны с образованием активных кислородных соединений, обладающих выраженной реакционной способностью, к которым относятся: 02 , Н2О2, ОН. В нормально функционирующем организме количество генерируемых оксидантов, необходимое для жизненно важных биологических процессов в клетке, регулируется антиоксидантной системой (АОС). Избыток образующихся реакционных молекул оказывает токсическое влияние, которое проявляется в окислении белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот.

Старение организма связывают с нарастанием молекулярных повреждений мембран и генетического аппарата клетки, вызванных свободными радикалами и снижением функций защитных механизмов. В настоящее время проведено большое количество экспериментальных исследований на животных, подтверждающих свободнорадикальную теорию старения, впервые выдвинутую Харманом Д. [103, 104, 105]. В экспериментах на животных показано, что с возрастом увеличивается скорость пероксидации белков, липидов, нуклеиновых кислот, что является причиной необратимых повреждений тканей, в частности, нервной ткани. Установлена связь процессов старения и окислительнолй модификации белков в экспериментах на эритроцитах, фибробластах и гепатоцитах [55, 162, 164].

В последнее время активно обсуждаются механизмы окисления белков (спонтанного и металл-катализируемого) на модельных системах и в тканях. Окисление белков является более надежным маркером окислительных повреждений по сравнению с окислением липидов, так как образование карбонильных производных происходит быстрее, и они являются более стабильными [135]. Окислительная модификация белков - один из ранних индикаторов поражения тканей при свободнорадикальной патологии. В процессе старения организма повышается чувствительность многих белков к окислению и накоплению в тканях их окисленных форм. Известно, что количество окисляющихся белков в клетке обусловлено генетически, и является ее постоянной фенотипической характеристикой.

Старение организма и развитие нейродегенеративных изменений протекает на фоне окислительного стресса (ОС) [157, 161, 170]. Окислительный стресс характеризуется нарушением баланса анти- и прооксидантной систем в сторону повышения последней, что выражается в избыточном образовании свободных радикалов и отсутствии мобилизации АОС, а также нарушении сбалансированности защитных компонентов [119]. В настоящее время в литературе активно обсуждается роль ОС в развитии различных нейродегенеративных заболеваний в старческом возрасте: при амиотрофическом латеральном склерозе, параличе, болезни Паркинсона, болезни Альцгеймера [19, 20, 42, 53, 77]. Не исключено, что ОС может являться одним из патогенетических факторов, определяющих вероятность развития сосудистой деменции. Однако, до настоящего времени вопросы комплексного анализа про- и антиоксидантной систем человека в процессе старения остаются малоизученными, а роль ОС в развитии сосудистой деменции в литературе практически не освещена. Поэтому исследование интенсивности ОС по состоянию АОС и металл-зависимой окислительной деструкции белков плазмы крови при нейродегенеративных изменениях у больных старческого возраста, является одним из актуальных вопросов современной биологии и медицины.

Цель и задачи исследования.

Целью данного исследования являлось изучение интенсивности ОС с использованием комплекса биохимических показателей крови, отражающих состояние АОС и степень окислительной модификации белка, у пожилых людей в процессе старения и при развитии сосудистой деменции.

Выполнение поставленной цели достигалось решением следующих задач:

2. Определить характер изменения структуры (агрегация, фрагментация) окисленных белков плазмы крови во всех исследуемых группах людей с помощью электрофореза и по уровню образования кислоторастворимых низкомолекулярных пептидов в надосадочной жидкости.

3. Исследовать состояние АОС по активности ее ферментативных и неферментативных компонентов, направленных на дисмутацию О2 и разрушение Н2Ог в эритроцитах и плазме крови у исследуемых групп людей.

4. Провести исследование одного из основных звеньев антиоксидантной защиты - компонентов глутатионового цикла (глутатионпероксидазы, глутатионредуктазы, окисленного и восстановленного глутатиона) в плазме и эритроцитах крови пожилых людей с и без психических расстройств и у доноров.

5. Провести сравнительный анализ состояния анти- и прооксидантной систем с целью оценки ОС в процессе старения организма и при развитии сосудистой деменции. Показать значение комплексного исследования биохимических показателей крови человека, характеризующих интенсивность свободно-радикальных процессов, для прогнозирования и профилактики сосудистой деменции.

Научная новизна исследования.

Впервые был проведен всесторонний анализ интенсивности окислительной деструкции белков плазмы крови, позволяющий судить об изменениях не только их первичной структуры, но и об их пространственной ориентации (по агрегации и фрагментации) у пожилых людей с и без психических расстройств.

Впервые выявлена корреляционная зависимость между металл-катализируемой окислительной модификацией белков и степенью нейродегенеративных нарушений мозга при сосудистой деменции у больных старческого возраста. Низкий уровень карбонильных производных белков плазмы крови рассматривается в качестве «специфического маркера» степени сосудистой деменции.

Впервые проведено комплексное исследование основных показателей антиоксидантной системы (ферментативная и неферментативная дисмутация О2 , ферментативное и неферментативное расщепление Н2О2), включая глутатионовый цикл, с использованием биологического материала - плазмы и эритроцитов крови здоровых людей в возрасте 30-40 лет, здоровых пожилых людей и больных с разной степенью деменции, позволяющее характеризовать состояние АОС в процессе старения организма и выяснить и при развитии сосудистой деменции).

Впервые показано нарушение в соотношении активностей компонентов глутатионовой системы (глутатионпероксидаза и глутатионредуктаза) у пожилых людей с сосудистой деменцией. Выявлена корреляционная зависимость между активностью глутатионредуктазы и степенью выраженности сосудистой деменции.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Сравнительный анализ про- и антиоксидантной систем является основной характеристикой ОС, позволяющей оценить его интенсивность в процессе старения и при развитии различных патологических состояний у людей среднего возраста и пожилых людей.

2. Окислительная модификация белков (спонтанная и металл-катализируемая) отражает деструктивные изменения организма, связанные с окислительным стрессом, у пожилых людей с и без деменции. Интенсивность металл-зависимого окисления белков является «специфическим маркером» степени нейродегенеративных изменений при сосудистой деменции.

Научно-практическая значимость.

Разработан комплекс биохимических показателей крови, отражающих состояние про- и антиоксидантной систем, для оценки степени выраженности ОС у пожилых людей и пациентов с разной степенью сосудистой деменции. Данные проведенного комплексного исследования вносят существенный вклад в дальнейшее изучение окислительного стресса и обоснование его роли в процессах старения и развития характерных старческих заболеваний. Показатели интенсивности МКО белков плазмы крови и степени выраженности дисбаланса в глутатионовой системе, в частности, повышение активности глутатионредуктазы могут быть использованы в клинической практике для прогнозирования течения сосудистой деменции, а также в качестве маркеров степени выраженности этого заболевания у больных старческого возраста. Полученные результаты могут быть использованы в учебных целях и учтены при разработке критериев прогнозирования и профилактики деменций у людей пожилого возраста.

Апробация работы.

Положения диссертации доложены и обсуждены на Всероссийских и международных конференциях: VIII Biennial Meeting International Society for Free Radical Research (Барселона, Испания, 1 -5 октября 1996); на конференции, посвященной 150-летию клинического отдела ВМА "Актуальные вопросы клиники, диагностики и лечения" (7-8 апреля Санкт-Петербург, 1997); на II съезде биохимического общества РАН (19-23 мая Москва, 1997); 13th Congress of Pathological and Clinical Physiology (Брно, 1998); UNESCO Society for Free Radical Research (Europe) Regulation of Biological Processes by Free Radicals: Role of Antioxidants, Free Radical Scavengers and Chelators (Россия, Москва -Ярославль, 10-13 мая 1998); International Conference on "Superoxide Dismutases: Recent Advances and Clinical Applications" на международной конференции

Франция, Париж, Институт Пастера, 14-15 мая, 1998); Second Internat.Conference on Natural Antioxidants and Anticarcinogens in Nutrition, Health and Disease (Финляндия, Хельсинки, 24-27 июня 1998); на научной конференции, посвященной 100-летию кафедры биохимии СПбГМУ им.акад. И.П. Павлова. «Фундаментальные и прикладные аспекты современной биохимии» (Россия, Санкт-Петербург, 15-17 октября, 1998); на международной конференции «Свободно-радикальные процессы: экологические, фармакологические и клинические аспекты» (Россия, Санкт-Петербург, 8-10 сентября 1999).

Структура и объем диссертации.

Заключение Диссертация по теме "Биохимия", Ковругина, Светлана Васильевна

ВЫВОДЫ

3. У пациентов с сосудистой деменцией более резко выражен дисбаланс ферментативных и неферментативных компонентов антиоксидантной системы крови.

Выявлена корреляционная зависимость активности глутатионредуктазы от степени интеллектуально-мнестических расстройств.

4. Показатели интенсивности металл-катализируемого окисления белков плазмы крови и активность глутатионредуктазы плазмы и эритроцитов могут быть использованы в качестве "специфических маркеров" в клинической практике для прогнозирования течения сосудистой деменции у пожилых людей.

5. Разработан комплекс биохимических методик, позволяющих оценить интенсивность окислительного стресса и его роль в развитии нейродегенеративных изменений мозга. Биохимические показатели про- и антиоксидантной систем крови могут быть учтены при разработке критериев ранней диагностики сосудистой деменции и использованы для более полного установления диагноза и назначения антиоксидантной терапии.

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.

Комплекс биохимических показателей крови, отражающих состояние про- и антиоксидантной систем, может быть использован учреждениями здравоохранения в системе диагностических и профилактических мероприятий у пациентов старческого возраста с сосудистой деменцией для своевременного назначения антиоксидантной терапии. Показатели интенсивности металл-катализируемой окислительной модификации белков плазмы крови и активность глутатионредуктазы крови предлагаются в качестве «специфических маркеров» степени выраженности сосудистой деменции.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Ковругина, Светлана Васильевна, Санкт-Петербург

1. Антипенко А.Е. Постсинаптическая трансформация сигнала. Вторичные посредники. G-белки и протеинкиназы нервной ткани // Нейрохимия. Ред. И.П. Ашмарина и П.В. Стуканова. М. Изд. Ин-та Биомед. Химии РАМН.- 1996.- С. 334-371.

2. Болдырев А.А. Двойственная роль свободно-радикальных форм кислорода в ишемическом мозге // Нейрохимия. М. Наука.- 1995.- Т. 12, вып. 3.- С. 42.

3. Болдырев А.А. Парадоксы окислительного метаболизма мозга // Биохим.- 1996.- Т. 60, вып. 9.- С. 1536.

4. Болдырев А.А. Карнозин // Изд-во МГУ.- 1998.- С. 319.

5. Владимиров Ю.А. Свободные радикалы и антиоксиданты // Вестник РАМН., М. "Медицина".- 1998.- № 7.- С. 43-45.

6. Владимиров Ю.А., Азизова О.А., Деев А.И., Козлов А.В., Осипов А.Н., Рощупкин Д.И. Свободные радикалы в живых системах // Итоги науки и техники. Биофизика.- 1991.- Т. 29.- С. 4-245.

7. Гаврилова А.П., Хмара Н.Ф. Определение активности глутатионпероксидазы эритроцитов при насыщающих концентрациях субстрата // Лаб. Дело.- 1986.- № 12.- С. 721-724.

8. Гончаров А.Ю., Кизилыптейн А.Л., Цыбульский И.Е., Лукаш А.И. Изменение протеолитической активности тканей при старении // Укр. Биохим. Журнал.- 1990.- Т. 62, № 2.- С. 47-52.

9. Гуляева Н.В., Ерин А.Н. Роль свободнорадикальных процессов в развитии нейродегенеративных заболеваний. (Болезнь Паркинсона и болезнь Альцгеймера) // Нейрохимия.- 1995.- Т. 12, № 2.- С. 3-15.

10. Гусев В. А., Панченко Л.Ф. Супероксидный радикал и супероксиддисмутаза в свободнорадикальной теории старения // Вопр. Мед. Химии.- 1982,- Т. XXVIII, № 4.- С. 8-25.

11. Гусев В. А., Панченко Л.Ф. Современные концепции свободнорадикальной теории старения // Нейрохимия.- 1997.- Т. 14, вып. 1.- С. 14-29.

12. Дубинина Е.Е. Активность и свойства супероксиддисмутазы эритроцитов и плазмы крови // Укр. Биохим. Журнал.- 1988.- Т. 60, № 3.- С. 2025.

13. Дубинина Е.Е. Биологическая роль супероксидного анион-радикала и супероксиддисмутазы в тканях организма // Укр. Биохим. Журнал.- 1989.- Т. 108, вып. 1(4).- С. 3-18.

14. Дубинина Е.Е. Антиоксидантная система плазмы крови // Укр. Биохим. Журн.- 1992.- Т. 64, № 2 С. 3-14.

15. Дубинина Е.Е., Бурмистров С.О., Ходов Д.А., Повотов И.Е. Окислительная модификация белков плазмы крови человека. Метод выделения //Вопр. Мед. Химии.- 1995.- Т.41.- С. 24-26.

16. Дубинина Е.Е., Коновалов П.В., Ковругина С.В., Толстухина Т.И., Морозова М.Г. Антиоксидантная активность и процессы пероксидации липидов крови больных с сосудистой деменцией // Нейрохимия.- 1998.- Т. 15, вып. 2.- С. 173-182.

17. Дубинина Е.Е., Шугалей И.В. Окислительная модификация белков // Укр. Биохим. Журн.- 1993.- Т. 113, вып. 1.- С. 71-81.

18. Еремин А.Н., Литвинчук А.В., Метелица Д.И. Операционная стабильность каталазы и ее конъюгатов с альдегиддекстранами и супероксиддисмутазой. //Биохим.- 1996.- Т. 61, вып. 4.- С. 664.

19. Ерин А.Н., Гуляева Н.В., Никушкин Е.В. Свободнорадикальные механизмы в церебральных патологиях // Б.Э.Б.М.- 1994.- Т. 118, № 10.- С. 343348.

20. Зенков Н.К., Меныцикова Е.Б. Активированные кислородные метаболиты в биологических системах // Успехи современной биологии.- 1993.Т. 113, вып. 3.- С. 286-296.

21. Зоров Д.Б. Митохондриальный транспорт нуклеиновых кислот // Биол. мембр.- 1996.- Т. 61, вып. 7.- С. 1320.

22. Капралов А.А. Влияние а-токоферола на дыхательный взрыв нейтрофилов, бласттрансформацию лимфоцитов и активность натуральных киллеров крови человека // Укр. Биохим. Журнал.- 1998.- Т. 70, № 2.- С. 46-53.

23. Кения М.В., Мукаш А.И., Гуськов Е.П. Роль низкомолекулярных антиоксидантов при окислительном стрессе // Успехи современной биологии.-1993.- Т. 113, № 4.- С. 456-470.

24. Кобурова К. Простагландины. Участие их в воспалительном процессе // Мед.-биол. Информ.- 1983.- С. 9-13.

25. Кольтовер В.К. Теория надежности, супероксидные радикалы и старение //Успехи совр.биол.- 1983.- Т. 96, № 1 (4).- С. 85-100.

26. Комов В.П., Иванова Е.Ю. Гормональная регуляция оборота супероксиддисмутазы в печени крыс // Вопр. Мед. Химии.- 1983.- Т. XXIX, №5.- С. 79-82.

27. Конопля Е.Ф., Гацко Г.Г., Милютин А.А Мембранные механизмы гормональной регуляции // Минск. Наука и техника.- 1991.- С. 10-15.

28. Костюк В.А., Потапович А.И., Ковалева З.В. Простой чувствительный метод для определения активности супероксиддисмутазы, основанный на реакции окисления кверцетина // Вопр. Мед. Химии.- 1990.- Т. 36, № 2.- С. 8891.

29. Левадная О.В., Донченко Г.В., Валуцина В.М., Корж Е.В., Хиль Ю.Н. Соотношение между величинами активности ферментов антиоксидантнойсистемы в различных тканях интактных крыс // Укр. Биохим. Журн.- 1998,- Т. 70, № 6.- С. 53-58.

30. Левин О.С., Дамулин Н.В. Диффузные изменения белого вещества (лейкоареоз) и проблема сосудистой деменции // В кн.: Достижения в нейрогериатрии. Под ред. Н.Н. Яхно и Н.В. Дамулина. М.- 1995.- С. 189-221.

31. Матышевская О.П. Биохимические аспекты вызванного радиацией апоптоза // Укр. Биохим. Журнал.- 1998,- Т. 70, № 5.- С. 15-29.

32. Медведев А.В. Патогенез сосудистой деменции // Журн. Неврол. Психиатр.- 1995.- Т. 95, № 4.- С. 95-100.

33. Меныцикова Е.Б., Зенков Н.К. Антиоксиданты и ингибиторы радикальных процессов // Успехи современной биологии.- 1993.- Т. ИЗ, № 4.-С. 442-455.

34. Метелица Д.И. Активация кислорода ферментными системами // М. "Наука".- 1982. С. 255.

35. Скулачев В.П. Возможная роль активных форм кислорода в защите от вирусных инфекций // Биохимия .- 1998.- Т. 63, вып. 12.- С. 1691-1694.

36. Фридович И. Радикалы кислорода, пероксид водорода и токсичность кислорода // в кн. "Свободные радикалы в биологии" ред. Прайор У. М. "Мир".-1979.- Т. 1.- С. 272-314.

37. Чернышев В.П. Определение восстановленного и окисленного глутатиона в эритроцитах беременных женщин // Лаб.дело.- 1983.- № 3.- С. 3133.

38. Agarwal S., Sohal R.S. Relationship between aging and susceptibility to protein oxidative damage // J. Neurosci. Res.- 1993.- Vol. 35, N 1.- P. 67-82.

39. Ames B.N., Shigenaga M.K., Hagen T.M. Oxidants, antioxidants, and the degenerative diseases of aging // Proc. Natl. Acad. Sci USA.- 1993.- Vol. 90, N 17.-P. 7915-7922.

40. Anderton B.N. Changes in the ageing brain in health and disease // Philosophical Transactions: Biol. Sci.- 1997.- Vol. 352, N 1363.- P. 1781-1792.

41. Andersen J. Potential Role of the Glutathione system in Parkinson's Disease // In: Stress, Aging, and Neurodegenerative Disorders. Molecular Mechanisms Ann. N.Y. Acad. Sci 1998.- Vol. 851.- P. 432.

42. Armstrong R.S., Sohal R.G., Cutler R.G., Slater T.F. Free Radicals Molecular Biology, Aging and Disease // Raven. N.Y.- 1984.

43. Babior B.M. The enzymatic basis for 02" production by human neutrophils // Canad. J. Physiol. Pharmacol.- 1982.- Vol. 60, N 11.- P. 1327.

44. Babior B.M., Wendy A.P. The 02 producing enzyme of human neutrophils // J. Biol. Chem.- 1981.- Vol. 256, N 5.- P. 2321-2323.

45. Beckman K.B., Ames B.N. Mitochondrial Aging: Overview // 7th Congress Internat. Associat. of Biomed. Gerontol. Adelaide, Australia.- 1997, 15-18 August.-12.

46. Beckman K.B., Ames B.N. The free radical theory of aging matures // Physiol. Rev.- 1998.- Vol. 78.- P. 547-581.

47. Beppu M., Inoue M., Ishikawa Т., Kikugawa K. Presence of membrane-bound proteinases that preferentially degrade oxidatively damaged erytrocyte membrane proteins as secondary antioxidant defense // Biochim. Biophys. Acta.-1994.- Vol. 1196.- P. 81-87.

48. Beutler E. Red cell metabolism // New York; London.- 1975.- P. 89-90.

49. Bladier C., Wolvetang E., Haan J.B., Hutehinson P., Kola A.S. Response of primary human fibroblasts to H202: seneseence or apoptosis // VIII Biennial Meeting International Society for Free Radical Research. Barselona. Spain.- 1996.-P. 52.

50. Bosch-Morell F., Flohe L., Marin N., Romero F.J. 4-Hydroxynonenal inhibits glutathione peroxidase: protection by glutathione // Free Rad. Biol. & Med.-1999.- Vol. 26, N 11/12,- P. 1383-1387.

51. Burdon R.H., Gill V., Boyd P.A., Rahim R.A. Hydrogen peroxide, sequence-specific DNA damage and DNA methylation in intact Human cells // VIII

52. Biennial Meeting International Society for Free Radical Research Barselona. Spain.-1996.- P.7.

53. Cadet J.L. and Brannock C. Free radicals and the pathobiology of brain dopamine systems //Neurochem. Int.- 1998.- P.l 17-131.

54. Cao G., Catler R.G. Protein Oxidation and Agind. (I. Difficulties in Measuring Reactive Protein Carbonyls in Tissue Using 2,4-Dinitrophenylhydrazine) // Arch. Biochem. Biophys.- 1995.- Vol. 320, N 1.- P. 106-114.

55. Carney J.M., Gabbita P., Yatin S., Aksenova M., Aksenov M., Butterfiedl A. Enhanced oxidative stress in normal brain aging and in pathological brain aging. // 7th Congress Intern. Associat. of Biomed. Geront. Adelaide Australia.- 1997.- 40.

56. Cavazzoni M., Orlati S., Rugolo M., Lena G. Kinetics of cell Death in Neurons subjected to oxidative stress // VIII Biennial Meeting International Society for Free Radical Research Barselona. Spain.- 1996.- P. 168.

57. Chow C.K. Vitamin E and Oxidative Stress // Free Rad. Biol. & Med.-1991.- Vol. 11, N2,-P. 215-232.

58. Ceballos I., Javoy-Agid F., Lelacourte A., Defossez A., Nicole A., Sinet P.M. Parkinson's disease and Alzheimer's disease: neurodegenerative disorders due to brain antioxidant system deficiency? // Adv. Exp. Med. Biol.- 1990.- Vol. 264.- P. 493-498.

59. Cocco Т., Paola M.D., Papa S., Lorusso M. Arachidonic acid interaction with the mitochondrial electron transport chain promotes reactive oxygen species generation // Free Rad. Biol. & Med.- 1999.- Vol. 27, N 1/2.- P. 51-59.

60. Colton C.A., Gilbert D.L. Production of superoxide anions by a CNS macrophage, the microglia // FEBS Lett.- 1987.- Vol. 223, N 2.- P. 284-288.

61. Connor J.R., Tucker P., Johnson M., Snyder B. Ceruloplasmin levels in the human superior temporal gyrus in aging and Alzheimer's disease // Neurosci Lett.-1993.- Vol. 159, N 1-2.- P. 88-90.

62. Cotman C.W., Peterson C. Aging in the Nervous System // In: Basic Neurochemistry: Molecular, Cellular, and Medical Aspects. 4th Ed., G.J. Siegel et.al. eds. Raven Press. Ltd. N.Y.- 1989.- P. 523-540.

63. Cutler R.G. Aging and Oxygen Radicals // In: Physiology of Oxygen Radicals. A.E. Taylor, S. Matalon, P. Ward eds. American Physiological Sosiety.-1986.- P. 251-285.

64. Cutler R.G. Antioxidant aging and longevity // In: Free Radicals in Biology. W.A. Pryor ed. Acad. Press. N.Y.- 1984.

65. Cutler R.G. Human longevity and aging: Possible role of reactive oxygen species // Ann. N.Y. Acad. Sci.- 1991.- Vol. 621.- P. 1-28.

66. Davies KJ.A. Protein Damage and Degradation by Oxygen Radicals. I General Aspects // J. Biol. Chem.- 1987.- Vol. 262, N 20.- P. 9895-9901.

67. Davies K.J.A., Davies J.M.S. Mitogenesis, growth, arrest, apoptosis and necrosis in oxidative stress // In VIII Biennial Meeting International Society for Free Radical Research. Barselona, Spain.- 1996.- P. 6.

68. Davies K.J.A., Delsignore M.E., Lin S.W. Protein Damage and Degradation by Oxygen Radicals // J. Biol. Chem.- 1987.- Vol. 262, N 20.- P. 99029907.

69. Davies K.J.A., Goldberg A.I Oxygen Radicals stimulate Intracellular Proteolysis and Lipid peroxidation by Independent Mechanisms in Erythrocytes // J. Biol. Chem.- 1987.- Vol. 262, N 17.- P. 8220-8226.

70. Dean P.T., Hunt J.V., Grant A.J., Yamamoto Y., Niki E. Free radical damage to proteins: the influence of the relative localization of radical generation, antioxidants and target proteins // Free Rad. Biol. & Med.- 1991.- Vol. 11, N 2.- P. 161-168.

71. Dean R.T., Thomas S.M., Garner A.C. Free-radical-mediated fragmentation of monoamine oxidase in the mitochondrial membrane // Biochem. J.-1986.- Vol. 240.-P. 489.

72. Dubinina E.E., Babenko G.A., Shcherbak I.G. Molecular heterogeneity of plasma superoxide dismutase // Free Rad. Biol. & Med.- 1992.- Vol. 13, N 1.- P. 1-7.

73. Ermini-Funfschilling D., Stahelin H.B. Is prevention of dementia possible? // Gerontol.- 1993.- Vol. 26, N 6.- P. 446-452.

74. Evans P.H. Free radicals in brain metabolism and pathology // Br. Med. Bull.- 1993.- Vol. 49, N 3,- P. 577-587.

75. Finkel T. Oxygen radicals and signaling // Curr. Opin. Cell. Biol.- 1998.-Vol. 10, N2.-P. 248-252.

76. Floyd R.A., Carney J.M. Free radical damage to protein and DNA: mechanisms involved and relevant observations on brain undergoing oxidative stress // Ann. Neurol.- 1992.- Vol. 32.- P. 22-27.

77. Freeman B.A., Grapo J.D. Biology of disease. Free radicals and tissue injury // Lab. Invest.- 1982.- Vol.47.- P. 412-426.

78. Fried R. Enzymatic and Non-enzymatic assay of superoxide dismutase // Biochem.- 1975.- Vol. 57, N 5.- P. 657-660.

79. Frei В., Gaziano J.M. Content of antioxidants, preformed lipid hydroperoxides, and cholesterol as predictors of the susceptibility of human LDL to metal ion-dependent and -independent oxidation // J. Lipid Res.- 1993.- Vol. 34.- P. 2135-2145.

80. Frei В., Stocker R., Ames B.N. Antioxidant defenses and lipid peroxidation in human blood plasma // Proc. Natl. Acad. Sci. USA.- 1988.- Vol. 85.-P. 9748-9752.

81. Fridovich I. Superoxide radical: An endogenous toxicant // Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol.- 1983.- Vol. 23.- P. 239-257.

82. Fridovich I. Biological effects of the superoxide radical // Arch. Biochem. Biophys.- 1986.- Vol. 247.- P.l-11.

83. Garcia J.H., Brown G.G. The Anatomical Substrate of Ischemic Vascular Dementia // In: Cerebral Ischemia and Dementia. A. Hartmann, W. Kuschinsky, S. Hoyer eds. Springer-Verlag. Berlin, N.Y.- 1991.- P. 33-38.

84. Garthwaite J. Glutamate, nitric oxide and cell-cell signalling in the nervous system // TINS.- 1991.- Vol. 14, N 2.- P.60-67.

85. Gamaley I.A., Klyubin I.V. Roles of Reactive Oxygen Species: Signaling and Regulation of Cellular Functions // Internat. Review of Cytology. Acad. Press.-1999.- Vol. 188.- P. 203-255.

86. Gesquiere L., Loreau N., Minnich A., Davignon J., Blache D. Oxidative stress lead to cholesterol accumulation in vascular smooth muscle cells // Free Rad. Biol. & Med.- 1999,- Vol. 27, N 1/2.- P. 134-145.

87. Gotteries C.G., Alafuzoft I., Carlsson A., Eckernas S.A., Karlsonn I., Oreland L., Svennerholm L., Wallin A. Neurochemical changes in Brain from Patients with Vascular Dementia // In: Cerebral Ischemia and Dementia. A.

88. Hartmann, W. Kuschinsky, S. Hoyer eds. Springer-Verlag. Berlin, N.Y.- 1991.- P. 94-102.

89. Griffith O.W. Biologic and pharmacologic regulation of mammalian glutathione synthesis // Free Rad. Biol. & Med.- 1999.- Vol. 27, N 9/10.- P. 922-935.

90. Gsell W., Conrad R., Majida H., Emin S., Lutz F., Zline W. Et.al. Decreased catalase activity but unchanged superoxide dismutase activity in brains of patients with dementia of Alzheimer type // J. Neurochem.- 1995.- Vol.- 64, N 3.- P. 1216-1223.

91. Gutteridge J.M.C. Antioxidant properties of the protein caeruloplasmin, albumin and transferrin: A study of their activity in serum and synovial fluid from patients with rheumatoid arthritis // Biochim. Biophys. Acta.- 1986.- Vol. 869.- P. 119-127.

92. Gutteridge J.M.C., Halliwell B. Reoxygenation Injury and Antioxidant Protection: A Tale of Two Paradoxes // Arch. Biochem. Biophys.- 1990.- Vol. 283, N 2.- P. 223-226.

93. Halliwell B. Superoxide dismutase, catalase and glutathione peroxidase: solutions to the problems of living with oxygen // New Phytol.- 1974.- Vol. 73, N 6.-P. 1075-1086.

94. Halliwell B. Mechanisms involved in the generation of free radicals // Path. Biol.- 1996.- Vol. 44, N 1.- P. 6-13.

95. Halliwell B. Albumin an important extracellular antioxidant? // Biochem. Pharmacol.- 1988.- Vol. 37.- P. 569-571.

96. Halliwell B. Reactive Oxygen Species and the Central Nervous System // In: Free Radical in the Bbain. (Aging, Neurological and Mental Disordes.) L. Packer, L. Prilipko, Y. Christen eds. Springer-Verlag. Berlin, N.Y.,London.- 1992.- P. 21-40.

97. Halliwell В., Gutteridge J.M.C. Oxygen toxicity, oxygen radicals, transition metals and disease // Biochem J.- 1984. Vol. 219.- P. 1-14.

98. Halliwell В., Gutteridge J.M.C. The Antioxidants of Human Extracellular Fluids // Arch. Biochem. Biophys.- 1990.- Vol. 280, N 1.- P. 1-8.

99. Halliwell В., Gutteridge J.M.C. Role of Free Radicals and Catalytic Metal Ions in Human Disease: An Overview // Meth. Enzymol.- 1990.- Vol. 186.- P.l-85.

100. Harman D. Free radical theory of aging: Effect of free radical inhibitors on the mortality rate of male LAP mice // J. Gerontol.- 1968,- Vol. 23.- P. 467-482.

101. Harman D. The aging processes // Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1981.-Vol. 78,-P. 7124-7128.

102. Harman D. The free radical theory of aging // In: Free Radicals in Biology. W.A. Pryor ed. Acad. Press. N.Y.- 1982.

103. Harman D. Aging: A theory based on free radical and radiation chemistry // J. Gerontol.- 1985,- Vol. 11.- P. 298-300.

104. Huggins T.G., Wells-Knecht M.C., Detorie N.A., et.al. Formation of o-tyrosine and dityrosine in proteins during radiolysis and metal-catalyzed oxidation // J. Biol. Chem.- 1993,- Vol. 268,- P. 12341-12347.

105. Kontos H.A., M.D., Ph.D., Wei E.P., Ph.D. Superoxide production in experimental brain injury // J. Neurosurg.- 1986.- Vol. 64.- P. 803-807.

106. Kroemer G. The Mitochondrion as a Sensor / Effector of Oxidative Stress in Apoptosis // Oxidative Stress and Redox Regulation: Cellular Signaling, Aids, Cancer and Other Diseases. Abstract. Institut Pasteur. Paris.- 1996.- 21-24 May.- P. n24.

107. Laemmli U.K. Cleavage of structural protein during the assembleu of the heat of the bacteriofag T-4 // J. Nature.- 1970.- Vol. 227.- P. 680-682.

108. Leeuwenburgh C., Hansen P.A., Holloszy J.O., Heinecke J.W. Hydroxyl radical generation during exercise increases mitochondrial protein oxidation and levels of urinary dityrosine // Free Rad. Biol. & Med.- 1999.- Vol. 27, N 1/2.- P. 186192.

109. Left J.A., Oppegard M.Q., Curiel T.J., Brown K.S., Schooley R.T., Repine J.E. Progressive increases in serum catalase activity in advancing human immunodeficiency virus infection // Free Rad. Biol. &. Med.- 1992.- Vol. 13, № 2.-P. 143-149.

110. Levine R.L., Garland D., Oliver C.N., Amici A., Climent J., Lenz A., Ahn В., Shaltiel S., Stadtman E.R. Determination of carbonyl content in oxidatively modified proteins // Meth. Enzymol.- 1990.- Vol. 186.- P. 464-478.

111. Levine R.L., Stadtman E.R. Protein Modification with Aging // In: Handbook of the biology aging. E.L. Schneider, J.W. Rowe eds. San Diego: Acad. Press.- 1996.-P. 184-197.

112. Mabry T.R., Gold P.E., McCarty R. Stress, Aging, and Memoiy: Involvement of Peripheral Catecholamines // Ann. N.Y. Acad. Sci.- 1995.- Vol. 771.-P. 512-522.

113. McCord J.M. The Importance of Oxidant-Antioxidant Balance // Oxidative Stress and Redox Regulation: Cellular Signaling, Aids, Cancer and Other Diseases. Abstract. Institut Pasteur. Paris.- 1996,- 21-24 May.- P. n7.

114. McCord J.M., Fridovich I. Superoxide dismutase. An enzymatic function for erythrocuprein (hemocuprein) // J. Biol. Chem.- 1969.- Vol. 244.- P. 6049-6055.

115. Marklund S.L. Human copper containing superoxide dismutase of high molecular weight // Proc. Natl. Acad. Sci. USA.- 1982.- Vol. 79, N 24.- P. 76347638.

116. Marklund S.L. Extracellular superoxide dismutase in human tissue and human cell lines // J. Clin. Invest.- 1984.- Vol. 74.- P. 1398-1403.

117. Marklund S.L., Holme E., Hellner L. Superoxide Dismutase in extracellular fluids // Clin. Chim. Acta.- 1982.- Vol. 126, N 1.- P. 41-51.

118. Martinez-Cayuela M. Oxygen free radicals and human disease // Biochimie.- 1995.- Vol. 77, N3.-P. 147-161.

119. Maulik N., Yoshida Т., Das D.K. Oxidative stress developed during the reperfiision of ischemic myocardium induces apoptosis // Free Rad. Biol. & Med.-1998.- Vol. 24, N 5.- P. 869-875.

120. Meister A. The Antioxidant Effects of Glutathione and Ascorbic Acid // Oxidative Stress, Cell Activation and Viral Infection. Ed. by Pasquier C., Olivier R.Y., Auclair C., Packer L. Birkhauser Verlag Basel-Boston-Berlin.- 1994.- P. 101111.

121. Nicole A., Merad-Boudia M., Saille C., Boitier E., Santiard-Baron D., Ceballos-Picot I. Direct Evidence for Gluthathione as Mediator of Apoptosis Neuronal cells: Implications for Neurodegenerative Disorders // Oxidative Stress and

122. Redox Regulation: Cellular Signaling, Aids, Cancer and Other Diseases. Abstract. Institut Pasteur. Paris.- 1996.- 21-24 May.- P. n28.

123. Oliver C.N., Ahn B-w., Moerman E.J., Goldstein S., Stadtman E.R. Age-releated Changes in Oxidized Proteins // J. Biol. Chem.- 1987.- Vol. 262, N 12.- P. 5488-5491.

124. Packer L. Interactions among Antioxidants in Health and Disease: Vitamin E and Its Redox Cycle // P.S.E.B.M.- 1992.- Vol. 200.- P. 271-276.

125. Pantke U., Volk Т., Schmutzler M., Kox W.J., Sitte N., Grune T. Oxidized Proteins as a marker of oxidative stress during coronary heart surgery // Free Rad. Biol. & Med.- 1999.- Vol. 27, N 9/10.- P. 1080-1086.

126. Percy M.E. Catalase: an old enzyme with a new role? A review // Can. J. Biochem. Cell. Biol.- 1984.- Vol. 62.- P. 1006-1014.

127. Pigeolet E., Remacle J. Susceptibility of Glutathione peroxidase to proteolysis after oxidative alteration by peroxides and hydroxyl radicals // Free Rad. Biol. & Med.- 1991.- Vol. 11.-P. 191-195.

128. Pryor W.A. Oxy-radicals and related species: Their formation, life-times and reactions // Ann. Rev. Physiol.- 1986.- Vol. 48.- P. 657-667.

129. Pryor W.A., Church D.P. Aldehydes, hydrogen peroxide, and organic radical as mediators of oxygen toxicity // Free Rad. Biol. Chem.- 1991.- Vol. 11.- P. 41-46.

130. Qian S.Y. and Buettner G.R. Iron and dioxygen chemistry is an important route to initiation of biological free radical oxidations: an electron paramagnetic resonance spin trapping study // Free Rad. Biol. & Med.- 1999.- Vol. 26, № 11/12.-P. 1447-1456.

131. Ravindranath V., Reed D. Glutathione depletion and formation of glutathione-protein mixed disulfide following exposure of brain mitochondria to oxidative stress // Biochem. Biophys. Res. Commun.- 1990.- Vol. 169.- P. 10751079.

132. Ray P.S., Maulik G., Cordis G.A., Bertelli A.A.E., Das D.K. The red wine antioxidant resveratrol protects isolated rat hearts from ichemia reperfusion injury // Free Rad. Biol. & Med.- 1999.- Vol. 27, N 1/2.- P. 160-169.

133. Reinhecke Т., Nedelev В., Prause J., Augustin N., Schulz H.U., Lippert H., Halangk W. Occurrence of oxidatively modified proteins: an early event in experimental acute pancreatitis // Free Rad. Biol. & Med.- 1998.- Vol. 24, N 3.- P. 393-400.

134. Reznik A.Z., Packer L. Oxidative damage to protein: spectrophotometric method for carbonyl assay // Meth. Enzymol.- 1994.- Vol. 233.- P. 357-363.

135. Richards D.M.C., Dean R.T., Jessup W. Membrane proteins are critical targets in free radical mediated cytolysis // Biochim. Biophys. Acta.- 1988.- Vol. 946.- P.281-288.

136. Schipper H.M. Stress-induced gillar iron sequestration in the aging and degenerating nervous system // In: Stress, Aging, and Neurodegenerative Disorders. Molecular Mechanisms. Buscigio et.al. eds. Ann. N.Y. Acad. Sci.- 1998.- Vol. 851.-P. 435-436.

137. Shigenaga M.K., Hagen Т., Ames B.N. Oxidative damage and mitochondrial decay in aging // Proc. Natl. Acad. Sci. USA.- 1994.- Vol. 91.- P. 10771-10778.

138. Sies H. Glutathione and its role in cellular functions // Free Rad. Biol. & Med.- 1999.- Vol. 27, N 9/10.- P. 916-921.

139. Slater T.F. Free-radical-mechanisms in the tissue injuiy // J. Biochem.-1984.-Vol. 222.-P. 1-15.

140. Sohal R.S. Oxidative stress: hypothesis of aging // Adv. Myochem.-1989.- Vol.2.- P. 21-34.

141. Sohal R.S. The free radical hypothesis of aging: an appraisal of the current status // Aging Milano.- 1993.- Vol. 5.- P. 3-17.

142. Sohal R.S., Brunk U.T. // In: Lipofuscin and Ceroid Pigments. E.A. Porta ed. Plenum Press. N.Y.- 1989.- P. 17-26.

143. Sochal R.S., Dubey A. Mitochondrial Oxidative Damage, Hydrogen Peroxide Release, and Aging // Free Rad. Biol. & Med.- 1994.- Vol. 16, N 5.- P. 621626.

144. Sochal R.S., Weindruch R. Oxidative stress, caloric restriction and aging // Science.- 1996.- Vol. 273.- P. 59-63.

145. Stadtman E.R. Oxidation of proteins by mixed-function oxidation systems: implication in protein turnover, ageing and neutrophil function // TIBS 11-January.- 1986.-P. 11-13.

146. Stadtman E.R. Metal Ion-Catalysed Oxidation of Proteins: Biochemical Mechanism and Biological Consequences // Free Rad. Biol. & Med.- 1990.- Vol. 9, N4.- P. 315-325.

147. Stadtman E.R. Protein oxidation and aging // Science.- 1992.- Vol. 257, N 5074.- P. 1220-1224.

148. Stadtman E.R., Oliver C.N. Metal-catalyzed Oxidation of Proteins Physiological Consequences // J. Biol. Chem.- 1991.- Vol. 266, N 4.- P. 2005-2008.

149. Starke-Reed P.E., Oliver C.N. Protein oxidation and proteolysis during aging and oxidative stress // Arch. Biochem. Biophys.- 1989.- Vol. 275.- P. 559-567.

150. Sun Yi. Free Radicals, Antioxidant Enzymes, and Carcinogenesis // Free Rad. Biol. & Med.- 1990.- Vol. 8.- P. 583-599.

151. Swallow A.J. Effect of ionizing radiation on protein, RCO grups, peptide bond cleavage, inactivation -SH oxidation // In Swallow A.J. ed. Radiation chemistry of organic compounds. N.Y.: Pergamon Press.- I960.- P. 211-224.

152. Takahashi M., Niki E. Apoptosis induced by free-radical attack to the plasma membrane // VIII Biennial Meeting International Society for Free Radical Research. Barselona. Spain.- 1996.- P. 167.

153. Toussaint O. Brain cell death in stress and aging: role of oxidative stress and energy metabolism // In: Stress, Aging, and Neurodegenerative Disorders. Molecular Mechanisms Ann. N.Y. Acad. Sci.- 1998.- Vol. 851.- P. 430.

154. Traserso N., Pronzato M., Menini S., Odetti P., Cottalasso D., Marinari U. Protein peroxide generation and Decay by non-enzymatic modifications // VIII Biennial Meeting International Society for Free Radical Research. Barselona. Spain.-1996.- P. 59.

155. Uyama O., Shiratsuki N., Matsuyama Т., Nakanishi Т., Matsumoto Y., Yamada Т., Narita M., Sugita M. Protective effects of superoxide dismutase on acute reperfusion injury of gerbil brain // Free Rad. Biol. & Med.- 1990.- Vol. 8, N 3.-P.265-268.

156. Ushisima Y., Nakano M., Goto T. Production and identification of ditirosine in horseradish peroxidase-H202-tyrosine system // Biochem. Biophys. Res. Commun.- 1984.- Vol. 125, N 3.- P. 916-918.

157. Wakeyama H., Takechige K., Takayanagi R., et.al. Superoxide forming NADPH-oxidase preparation of pig polymorphonuclear leucocytes // J. Biochem. -1982,- 205, N 3, p.593-601.

158. Wallace D. Mitochondrial genetics: A Paradigm for Aging and Degenerative Diseases? // Science.- 1999.- Vol. 256, N 1.- P. 628-632.

159. Weiss S.J. Neutrophil mediated methemoglobin formation in the erythrocyte. The role of superoxide and hydrogen peroxide // J.Biol.Chem.- 1982.-Vol. 257, N 6.- P. 2947-2953.

160. Wendel A. Glutathione peroxidase // In: Enxymatic Basis of Detoxication. W.B. Jacoby, J.R. Bend, J. Caldwell eds. Acad. Press. N.Y.- 1980.

161. Winterbourn C.C. Free Radical Toxicology and Antioxidant Defence // Clin. Experim. Pharm. Physiol.- 1995.- Vol. 22.- P. 877-880.

162. Wolff S.P., Dean R.T. Fragmentation of protein by free radicals and its effect on their suceptibility to enzymic hydrolysis // Biochem. J.- 1986.- Vol. 234.- P. 399-403.

163. Yin D. Biochemical basis of lipofuscin, ceroid, and age pigment-like fluorophores // Free Rad. Biol. & Med.- 1996.- Vol. 21, N 6.- P. 871-888.

164. Zainal T.A., Weindruch R., Szweda L.I., Oberley T.D. Localization of 4-hydroxy-2-nonenal- modified proteins in kidney following iron overload // Free Rad. Biol. & Med.- 1999.- Vol. 26, № 9/10.- P. 1181-1193.

165. Zamora R., Alaiz M., Hidalgo F. Feed-Back Inhibition of Oxidative Stress by Oxidized Lipid /Amino Acid Reaction Products // Biochem.- 1997.- Vol. 36, N50.-P. 15765-15771.

166. Zelman F.P., Thienhaus O.J., Bosman H.B. Superoxide dismutase activity in Alzheimer's disease: Possible mechanism for paired helical filament formation // Brain Res.- 1989.- Vol. 476.- P. 160-162.российская» ! СОСУДА ; UCjW^j1. О/

Информация о работе

Ковругина, Светлана Васильевна
кандидата биологических наук
Санкт-Петербург, 2000
ВАК 03.00.04

Диссертация

Окислительная модификация белков и антиоксидантная система плазмы крови у пожилых людей с сосудистой деменцией - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы