Простые и сложные липиды в механизмах различной устойчивости организма к холоду

Застенская, Ирина Алексеевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Простые и сложные липиды в механизмах различной устойчивости организма к холоду
ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Простые и сложные липиды в механизмах различной устойчивости организма к холоду"

• МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ БССР

МИНСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

ЗАСТЕНСКАЯ Ирина Алексеевна

УДК 616-089.583.29:616-008.939.155

ПРОСТЫЕ И СЛОЯННЕ ЛШЦДИ В МЕХАНИЗМАХ РАЗЛИЧНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ОРГАНИЗМА К ХОЛОДУ

03.СО.04 - биохимия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Минск 1990

Работа выполнена в лаборатории биохимических методов исследования ЦНИИ Минского ордена Трудового Красного Знамени государственного медицинского института.

Научные руководители:

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, старший научный сотрудник Н.А.Юсипова

доктор медицинских наук, профессор А.И.Кубарко

доктор медицинских наук, профессор В.К.Кухта

доктор биологических наук, профессор А.А.Чиркин

Ведущая организация: Институт биологической и медицинской химии АМН СССР

Защита состоится »27» ма/1т<и 1990 г. ча-

сов на заседании специализированного совета К 077.01.02 по присуждению ученой степени кандидата медицинских наук в-Минском ордена Трудового Красного Знамени государственном медицинском институте {220798 ГСП, пр-т Дзержинского, 83).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Авгореферат разослан

«гъ " ФМА*7-/.С 1990 г.

Ученый секретарь специализированного совета при Минском государственном медицинском институте

кандидат медицинских наук, доцент Г.И.Реутская

ОЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теш: Температура, как известно, является одним из важнейших факторов внешней среды, влияющих на формирование адаптационных механизмов организма, эволюционно сложившихся и способствующих его выживанию в меняющихся экологических ситуациях (Крепе, 1981; läühleizen et al. , 1983; Hochachka ,

1986). До настоящего времени неизвестно, какие молекулярные процессы лежат в основе терморезистентности, в том числе - холо-довой. Знание биохимических механизмов холодоустойчивости и управление ими существенно расширяют возможности криобиологии и криомедицлны, что определяет большое научно-практическое значение и актуальность таких исследований.

Решение проблем холодовой устойчивости связано, по мнению большинства исследователей, главным образом с выяснением особенностей перестройки обмена и его регуляции в процессе общего' охлаждения организма ( Portet- , 1981; Harnett et al. , 1985; Matz , 1986).

Согласно современным представлениям, повреждающие эффекты гипотермии вызваны расстройством нейрогормональной регуляции организма, а также глубоким нарушением физико-химических свойств клеточных мембран и в первую очередь - их липидного компонента (Алимова и др., 1984; Гурин, 1986; Тимофеев, 1986; Sinensky , 1974). Нарушение структуры и свойств гетерогенного липидного бислоя мембран, формирование трансмембранных дефектов составляют первичные звенья повреждения клетки при'действии холода (Тимофеев, 1986; Белоус и др., 1987; Quiim ,1985). Температурные колебания влияют на упаковку жирнокислотных цепей фосфолипидов, на липид-белковые взаимодействия, вызывают фазовые переходы липидов, изменяя функции биологических мембран (Белоус, Бондаренко, 1982; Кубарко, 1984; Neidleman ,

1987). Исключительно велика роль липидов в поддержании температурного гомеостаза, особенно при охлаждении. Но информация, имеющаяся в литературе, не дает полного представления об особенностях метаболических превращений липидов организма теплокровных в динамике гипотермии, об их непосредственном участии в развитии компенсаторно-адаптивных и повреждающих процессов.

Наконец, бесспорным является утверждение, что с модифика-

цией липидного обмена сопряжены эволюционно выработанные адаптационные свойства организма (Крепе, 1981; Жегунов, 1986;На2в1 , 1986). Между тем, роль липидов в формировании естественной холо-довой резистентности гомойотермов практически не изучена, неизвестны метаболические, в том числе липидные, показатели феноти-пического разнообразия признака устойчивости к холоду. В проведенных ранее исследованиях не учитывались внутрипопуляционные колебания признака устойчивости организма к действию низких температур, что в значительной степени затрудняет анализ имеющейся информации.

В овязи с изложенным целью настоящей работы явилось выяснение особенностей метаболизма простых и сложных лшшдов организма животных с разной холодостойкостью, направленное на раскрытие механизмов формирования естественной холодовой резистентности, выявление фенотипических различий по этому признаку и на изыскание эффективных средств повышения устойчивости к глубокому охлаждению.

Для достижения намеченной цели были поставлены -следующие конкретные задачи:

1. Выработать временные и температурные критерии скорости охлаждения организма для разделения экспериментальных животных на наиболее устойчивых ("терморезистентных" - ТР) и наименее устойчивых ("термолабильных" - ТЛ) к холоду.

2. Изучить количественный состав липидов в основных тератогенных тканях (БЕТ, скелетная мышца), а также в головном мозге, печени, миокарде и сыворотке крови ТЛ и ТР крыс в динамике общего охлаждения организма.

3. Исследовать особенности бгосинтеза индивидуальных фракций липидов в печени ТЛ-и ТР животных.

4. Для выяснения метаболических критериев холодостойкости провести сравнительную оценку количественных превращений липидов, а также показателей свертывающей системы крови в организме крыс, различающихся устойчивостью к холоду, в термонейтральных условиях без дополнительного вмешательства и в ответ на введение адреналина.

б. На основе сравнительного анализа особенностей метаболизма липидов у различных по устойчивости к действию холода животных разработать способ повышения их резистентности к охлаждению

Научная новизна. Впервые раскрыты особенности метаболизма лшн/дов важнейших органов и тканей в динамике общей гипотермии в зависимости от степени холодостойкости животных. Выяснено,что механизмы гипотермии у крыс, менее устойчивых к холоду, сопряжены с дефицитом энергетических субстрэтов липидной природы (НЭКК, ЛГ) в рядо тканой на определенных стадиях охлаждения при отсутствии изменений количества ЛГ в БЕТ с усиленным распадом последних в скелетной мышце и миокарде при существенном снижении температуры тела; вовлечением липидных компонентов мембран миокарда, скелетной мышцы и БЖТ в начальную реакцию на действие низкой температур», а печени и головного мозга - при длительном влияшш холода. Формирование л:о естественной холодовой резистентности сочетается с достаточным обеспечением жизнешюваж-ных органов и тканей НЭЗОС на всем протяжении охлаждения за счет гидролиза АГ БЖТ, созданием в печени "депо" холестерина в виде его эфиров, накоплением ФК в печени, головном мозге и миокарде при незначительном скикошш температуры тела, повшшшем содер-язния ОХ в печени и поиижешюм количества цереброзидов и холестерина в головном мозге при длительном действии холода. Отмечена относительная стабильность мембранного состава термогепшх тканей у более устойчивых к холоду крыс в начале охлаждения.

Новыми являются данные об особенностях биосинтеза липидов в печени в зависимости от устойчивости жиеотных к холоду, согласно которым процессы синтеза ФХ, холестерина и его эфиров гораздо активнее протекают у более холодостойких особей.

Впервые в термонейтралышх условиях найдены липидные критерии фототипического различия крыс по признаку их устойчивости к холоду. Животные с разной холодостойкостью отличаются по содержанию холестерина в головном мозге. Установлена возможность выявления фенотипических различий животных по признаку терморезистентности с помощью введет« липолитического агента -адреналина. Наиболее информативными показателями в этом случае служат динамика содержания АГ и ФИ в печени, НЭЖК и ФИ в сыворотке крови, а также динамика скорости свертывания крови до и после введения адреналина.

На основе выявленных закономерностей намечены перспективы разработок способов повышения резистентности теплокровных животных к действию холода. Впервые показана возможность повысить устойчивость крыс к охлаждению при введении ФХ и холесте-

рина в составе липосом в комплексе с оС -токоферолом.

Практическая значимость т>аботы. Предложен оригинальнь® методический подход, позволяющий учитывать внутрипопуляционныа колебания признака холодовой терморезистентности и на основе временных и температурных критериев гипотермии разделять экспериментальных животных на условно "термолабилышх" и "терморезистентных". Метод отбора животных может быть рекомендован для широкого применения в научно-исследовательской работе по проблемам гипотермии.

Обнаруженная зависимость характера термогенных сдвигов метаболических превращений липидов от холодостойкости животных определяет практические возможности направленной коррекции обмена с целью повышения резистентности животных к холоду. На основе полученных данных об участии ряда липвдов в механизмах естественной холодовой резистентности разработан способ повышения устойчивости крыс к охлаждению.

Выявление фенотипических различий метаболизма теплокровных животиых по признаку холодостойкости открывает перспективы разработок способов оценки индивидуальной холодовой чувствительности организма. Одним из таких подходов может быть использование метода функциональных нагрузок на липидный обмен организма ли-политическим агентом. В эксперименте в качестве показателя холодоустойчивости можно использовать динамику содержания ФИ в сыворотке крови и скорости свертывания крови до и поело введения адреналина.

Результаты диссертации используются в учебном процессе на кафедре нормальной физиологии, в научно-исследовательской работе в лаборатории биохимических методов исследования ЩИД и на кафедре микробиологии МШИ (акт внедрения от 15 января 1990 г.).

Положения, выносимые на защиту:

- выявленные органоспецифичные изменения метаболизма липидов при охлаждении, их зависимость от глубины гипотермии'и устойчивости животных к холоду;

- обнаруженные особенности метаболических превращений липидов теплокровного организма в термонейтральных условиях, сопряженные с высокой устойчивостью к действию холода и отражающие фенстипические различия животных по этому признаку;

- установленная возможность повышения устойчивости к охлаждению посредством направленной коррекции содержания лшщцов путем введения ФХ и холестерина в комплексе с оС-токоферолом.

Апробация диссертации. Материалы диссертации доложены на 1У Всесоюзном съезде патофизиологов (Кишинев, 1989), Ш Республиканской конференции молодых ученых и специалистов Белоруссии (Гродно, 1989), заседании проблемной комиссии "Нейрогуморалъные и иммунологические механизмы регуляции резистентности организма к действию химических и физических факторов", производственном совещании лаборатории биохимических методов исследования ЩМЛ и методическом совете ЦНИЛ МШИ (Минск, 1989), заседании секции "Биохимия человека и животных" Белорусского биохимического общества (Минск, 1990).

По материалам диссертации опубликовано 5 научных работ.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 194 страницах машинописи, содержит 28 рисунков и 34 таблицы; состоит из введения, обоснования выбора теин (I глава), описания материалов и методов исследования (2 глава), изложения собственных результатов исследования (3-7 главы), их обсуждения, заключения, выводов, практических рекомендаций, указателя литературы, включающего 130 источников (94 отечественных и 96 иностранных), приложения (50 стр.).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Материалы и методы исследования

Опыты выполнены на 590 беспородных белых крнсах-самцах массой 200-220 г в основном в осенне-зимний период. Искусственную гипотермию вызывали наружным охлаждением кожных покровов (Вишневский и др., 1967), помещая животных в холодоеую камеру при температуре +6+1°0 и смачивая их каждые 10 мин в воде (температура воды - +6+1°С). По времени действия охлаждающих факторов выделяли 4 стадии гипотермии. На каждой стадии экспериментальных животных разделяли на 2 группы: условно "терглола-бильные" и "терморезистентные" (табл. I). Критерием для такого разделения животных служила скорость снижения их ректальной

Таблица I

Ректальная температура (°С) ТЛ и ТР крыс в зависимости от времени охлаждения

Время охлаждения', |Температура ТЛ крыс, стадии гипотермии¡степень гипотермии

¡Температура ¡ТР крыс ( А

34,9+0,3 4,9

32,6+0,5 7,6

30,4+0,8 10,4

28,8+1,0 12,8

1 ч 20 мин (I) 30,0+0,01 (легкая)

2ч (П) 25,0+0,01 (умерен-

ная)

2 ч 30 мин (Ш) 20,0+0,01 (глубокая)

2 ч 40 мин (1У) 16,0+0,01 (экстремальная)

температуры в идентичных условиях охлаадения. На каждой стадии гипотермии в качестве контроля брали группу неохлаждавших-ся крыс.

В опытах по выявлению фенотипических особенностей крыс по признаку терморезиетентности животных предварительно однократно охлаждали в течение I ч 20 мин и разделяли на ТЛ и ТР. Биохимические исследования проводили спустя 10-12 сут после содержания этих животных в условиях вивария - в течение времени, достаточного по литературным и собственным данным для полной нормализации у них лишенного обмена.

С той же целью использовали метод функциональной нагрузки адреналином. Крыс разделяли на ТЛ и ТР группы по описанной выше методике (охлаждение I ч 20 мин, "восстановление" 10-12 сут ). Адреналин вводили в/б в дозе 0,1 мг/кг за 5 мин до де-капитации и'1 мг/кг за 15 мин (Кобылянский, 1983).

В гомогенатах печени, миокарда, головного мозга, БЖТ, скелетной мшщы (бедренной) и сыворотке крови определяли содержание общих липидов ( Ро1сЬ-Р1 еЪ а1. , 1957), АГ о использованием тест-наборов фирмы ЬасЬета , НЭЖК (БипсотЪе ,

1962), общего, свободного, эстерифицированного-холестерина по методу Либермана-Бурхарда, общих ФЛ и их индивидуальных фракций - Ж, СМ , ФХ, ФС, ФЭ, КЛ, ФИ, ФК (Morrison, 1964). Выделение НЭЖК, разделение на фракции холестерина и ФЛ проводили методом восходящей одномерной тонкослойной хроматографии в соответствующих системах растворителей (Новицкая, 1972; Sklpski et al. , 1964).

В головном мозге исследовали также содпржание гликолипи-дов. Ганглиозиды выделяли по методу Polch et al. (1951) в модификации Svennerholm (1956) с последующим определением их количества (vinxren , 1959; Aminoff , 1961). Выделение и количественную оценку цереброзидов осуществляли по методу Svennerliolm (1956).

Скорость биосинтеза индивидуальных фракций липидов в печени изучали на П стадии гипотермии с использованием метода меченых атомов. Животных охлаждали 2 ч по принятой методике. За Г ч до декапитации опытным и контрольным (интактные) кры-cai.i вводили в/б 2-14С-ацетат натрия в дозе 60 мккгорп на крыоу в объеме 0,5 мл физиологического раствора. Радиоактивность липидных фракций после их хроматографияеского разделения измеряли на сцинцилляциотюм счетчике фирмы Beclman . Показатели системы свертывания крови (время до начала свертыЕа-ния и скорость свертывания в первую минуту) определяли методом злектрокоагулографии.

В поисках средств повышения устойчивости к холоду животным за 3,5 - 4 ч до охлаждения вводили в/в липосо-мы, содержащие эквимолярные количества ФХ и холестерина (20 и 10 мг соответственно на I животное) в 0,5 мл физиологического раствора и в/м оС-токоферола ацетат в дозе 900 мг/кг.

Полученные результаты обработаны методами вариационной статистики (Рокицкий, 1973).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛВДОВЛШИ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Как свидетельствуют результаты исследований, развитие гипотермии у менее устойчивых к холоду тавотных сопровождается

статистически достоверным уменьшением количества НЗКК в печени н 55$ и в миокарде на 47$ в начале охлаждения, в скелетной мышце на 26$ и в БЕТ на 54$ - при значительном снижении температуры тела (рис. I). В сыворотке крови количество НЗКК, наоборот, возрастает при умеренной и экстремальной гипотермии на 35 и 22$ соответственно, вероятно, за счет поступления этого субстрата из жировых тканей, а также вследствии недостаточной утилизации его клетками внутрешшх органов. Последнее предположение согласуется с мнением других авторов (Гурин, 1986) об уменьшении скорости поступления НЗЖК в ткани при снижении температуры тела крыс ниже 25°С. Существенно, что по нашим данным при этом не наблюдается статистически значимых изменений количества АГ в БВТ (рис. 2). Недостаток липолиза в БЖТ компенсируется распадом АГ других тканей; уменьшение количества последних обнаружено в скелетной мышце на 21% (Р < 0,01) на П, а в миокарде - на 111 и П стадиях гипотермии на 35% (Р < 0,02) и на 29$ (Р < 0,05) соответственно. Содержание АГ увеличивается на 35$ (Р< 0,01) в печени ТЛ животных при глубоком охлаждении, что в условиях значительного снижения температуры тела может привести к жировой дистрофии органа.

У более устойчивых к холоду животных в термогешшх тканях также обнаружено снижение количества НЗКК (рис. I). Но, в отличии от ТЛ, в жизненноважных органах у этих крыс не отмечено уменьшения содержания НЗЖК практически на всем протяжении охлаждения (за исключением миокарда на I стадии). Напротив, наблюдается накопление их в печени на П и в миокарде на ЗУ стадиях гипотермии. Уровень НЭЗК в этих тканях превышает аналогичные показателг ТЛ группы практически на всех стадиях охлаждения. Потребности тканей в НШК при этом удовлетворяются за счет интенсивного гйдролиза АГ в БЕТ (рис. 2), а не собственных жировых "депо", поскольку содержание этой фракции но уменьшается, а, наоборот, увеличивается на 26% (Р < 0,01) в печени на П и на 107% (Р < 0,001) на 1У стадиях гипотермии, в скелетной же мышце - на 49$ (Р < 0,05) на Ш стадии. Снижение содержания АГ отмечено в миокарде на 42$ (Р < 0,05) и сыворотке крови на 41$ (Р< 0,05) при длительном охлаждении (2 ч 40 мин ). Заметим, что при выраженном липолизе в БЕТ в сыворотке крови не обнаружено увеличения количества НЭЗК (за исключением 1У

печень

I60>

С?

140130120-IIO-100908070-бОбО-40 -í

миокард

сыворотка крови

скелетная мышца

ЕНТ,

"термолабильные"

"терморозистентниэ" Pao. I. Динамика содержания 1ШК в тканях крио в процессе

охлаждения (степень достоверности различий по сравнению с контролем: * - р < 0,05; i1* - Р<0,02; + - Р<0,01; ++ - Р<0,001; стадии гипотермии:

ОЗ - I; - п; - ш; щгтз - 1У).

стадии"), что, на наш взгляд, является свидетельством сбалан-гтрованности процессов поступления НЗКК в кровяное русло и утилизации их тканями. Таким образом, у ТР животных, в отличии от ТЛ, на всем протяжении охлаждения в жизненноважных органах поддерживается достаточно высокий уровень Н32К за счет поступления их из специализированной жировой ткани - БКТ. Отметим, что такая способность присуща зимоспящим животным в период гибернации (Эг.тирбеков, Львова, 1985).

Анализ метаболических превращений холестерина в процессе гипотермии позволил предположить, что в основе регуляции его количества в тканях у ТЛ и ТР животных лежат разные механизмы. У Т1 1фыс отмечен рост уровня свободного холестерина в сыворотке 1фови на I стадии на 20% (Р < 0,01), обусловленный, скорее всего, поступлением его'в составе ЛПОНП из печени, содержание общего холестерина в которой в этих условиях увеличено на 12% (Р < 0,02). Гиперхолестеринемия может привести к повышению уровня холестерина в других тканях. Действительно, на начальной стадии содержание свободного холестерина увеличено в миокарде на 16$ (Р < 0,01) и в скелетной мышце на 27$ (Р <0,01), а в БЖТ - общего холестерина на 15$ (Р <С 0,02). Увеличение его концентрации в сыворотке крови могло быть и следствием поступления из тканей в составе ЛПВП. Однако это предположение маловероятно, если принять во внимание тот факт, что синтез холестерина в тканях (кроме печени) ингибирован (Полякова, 1981), а снижения содержания его эфиров в этих условиях не обнаружено (в миокарде отмечено увеличение на 61$; Р< 0,05). Отличительной особенностью ТР животных является способность накапливать в печени холестерин в виде его эфиров без увеличения свободной фракции: повышение содержания общего холестерина на I стадии на 15% (Р < 0,02) обусловлено ростом количества его эфиров на 61$ (Р < 0,05). Увеличение содержания свободного холестерина в миокарде, скелетной мышце на П стадии, а в БЕГ - на 1У у более холодостойких крыс связано, вероятно,, с активацией холестеролэс-тораз, так как рост его уровня в перечисленных тканях сопровождается снижением количества эстерифицированных форм. Таким образом, можно предположить, что потребности тканей в холестерине на начальной стадии охлаждения у ТЛ 1фыс обеспечиваются за счет поступления его из печени, а у ТР - за счет изменения ре-

гуляции его обмена непосредственно в самих тканях (внепеченоч-ных).

Результаты исследования фосфолипидного спектра показали, что воздействио низкой температуры вызывает его перестройку во всех изучаемых органах и тканях у обеих опытных групп животных на определе1шых стадиях гипотермии. В печени ТЛ крыс снижено содержание ФХ (Р < 0,05) в результате угнетения процессов его биосинтеза (см. ниже) и ФС (Р < 0,01) на П стадии охлаждения. <

Изменения фосфолипидного состава миокарда носят фазный характер и выражаются в увеличении содержания ФХ и ФЭ на I и Ы стадиях, КЛ - на Ш и U, а также ЛФХ в 1,5 раза при глубоком ох-лаздешт, что может npir эсти к ЛФХ-индувдрованной аритмии ( о Iii in et ai., 1988). Количественная перестройка липидного спектра мозга, характеризующаяся повышением содержания JE6X (Р<0,01), ФХ (Р< 0,05), ФС (Р-" _\01) и снижением КЛ (Р < 4 0,01), выявлена лишь при глубоко:! гипотермии (Ш стадия). В термогенных тканях при легком охлаждении увеличено количество СМ и сшсхено КЛ, при длительном действии холода отмечено уменьшение уровня ЛФХ и СМ. Отличительной чертой модификаций фосфолипидного спектра у TP крыс является увеличение количества ФК в печени в 1,5 раза, в головном мозге и миокарде в 1,8 раза на начальных стадиях охлаждения. Накопление ФК в качестве промежуточного продута обмена полифосфоинозитидов может отражать особенности вовлечения тканевых протеинкиназ в механизмы регуляции внутриклеточных ферментативных реакций (Berridge, 1987; Ertön, 1988). Рост содержания ФК может быть направлен на обеспечение биосинтеза АГ и ФЛ при углублении гипотермии (Грибанов, 1975).

Изменения содержания индивидуальных фракций липидов в ходе гипотермии в ряде случаев сходны у крыс, отличающихся устойчивостью к холоду, и различия проявляются лииь количественно (содержание АГ и ФИ в печени, H33JK и АГ в сыворотке крови и др.). В других случаях различия в изменении липидного спектра органов и тканей ТЛ и TP животных проявляются не только в степени, но и в направленности количественных сдвигов на определенных стадиях охлаждения (ФК и Н32К и печени и миокарде, свободный холестерин в головном мозге и скелетной мышце). Динамика содержания

ФХ в печени и цероброзидов в головном мозге оказалась противоположной у животных с разной устойчивостью к холоду практически на всем протяжении действия низкой внешней температуры (рис. 3).

Рис. 2. Динамика содержания АГ в Б1ГГ ТЛ (I) и ТР (2) крнс в процоссо гипотермии (1,П,Ш,1У - стадии охлаждешш; * -дое-товорнио различия по сравнению с контролем).

ОХ в почош! ТЛ (I) и Т? (2) крыс в процессе охлагдс;шя (I,П, 111, 1У-стадпп гипотермии; * -достоверные пазллчия моз;усу ТЛ и ТР группами).

Особетюстш метаболизма липидов головного мозга ТР крнс является вовлечение в реакщло на охлаждение, помимо ЛЛ, холестерина и цереброзидов: количество этих фракций снижено на 12$ (Р < 0,01) и 10$ (Р < 0,02) на П и Ш стадиях соответственно. Уменьшение уровня цероброзидов и холестерина в головном мозге обнаружено у гибернаторов в период зимиой спячки ( ОэХйтап, 1975; В1акег, МовкагеШ, 1078) и у адаптированных к холоду пойкилотермов (Кропс, 1981). Это позволяет предположить, что у ТР животных в определенной степени проявляются оволгоционно сложившиеся механизмы адаптации к действию низких температур.

Результаты исследовашш скорости биосинтеза липидов в печени крыс, различающихся по устойчивости к холоду, представлены б таблице 2. По полученным дшпшм у ТЛ живстшх на П стадии гипотермии снижена скорость синтеза ФХ, ФЭ, СМ и офиров холестерина. У ТР обнаружено угнетошю синтеза СМ и ФЭ, но процессы биосинтеза ФХ, холестерина и его эфиров у более устойчивых к холоду крыс протекают достоверно активнее, чем у ТЛ.

Специальными исследованиями в термонейтральных условиях выявлены фекотшшческие особенности крыс по признаку устойчивости к холоду. Так, содержание свободного холестерина в головном мозге более устойчивых к холоду крыс (14,21+0,54 г/кг)

Таблица 2

Удельная радиоактивность липидных фракций на П стадии гипотермии

Показатели!Статпо~! ттг /т\ !казате-! и1 и; !ли !

ТР (П) ¡Контроль (Ш) I

25,29+4,43

6,68+0,42

10,40+0,82

13,12+0,96 7

6,16+0,26

270,00+42,44

2013,16+307,10 1276,17+235,15 Р1(П<0,02

9 7

2851,43+322,11 2380,84+341,10 Р1>п<0,01

8 8 190,66^22,97 263,13+30,59

ЛФХ

(имп/мкгР/ мин)

СМ

(имп/мкгР/ мин)

ФЭ ,

(имп/мкгР/

мин)

юг

(имп/мкгР/ мин)

ФИ ,

(иш/мкгР/

мин)

свободный холесте-

?имп/мг/мин)

п 7

Х+Б^ 15,97+3,^8 а 6

Х+3£ 4,96+0,44 Р1(Ш40,02

п 7 ; Х+Э; 6,33+0,48

р1|Ш<о,оог

п 7

Х+Зх 9,20+0,41 Р1>ш^0,01

п 6

Х+Э^ 6,74+0,85

п 6

Х+35 174,94+27,93

п 6

Х±Бх 1091,23+120,28

эфиры холестерина

(иш/мг/мин)

нэжк

(имп/мкэкв/ мин)

п .6

Х+Бх 1373,91+151,42 Р1>ШС0,05

п 7

Х+3£ 223,53+14,66

21,25+4,08 9

5,34+0,31 Рп>ш<0,05

С»

8,44+0,63 Р1>п<0,02

8,94+0,33 РП1Ш<0,01

6,91+0,70

278,17+47,59

оказалось пиле, чем у ТЛ (16,16+0,71 г/кг; Р< 0,05).

Функциональная нагрузка адреналином, который применили с учетом отличий липолитических процессов у крыс с разной терморезистентностью, позволила расширить спектр метаболических показателей фенотипического различия животных. У ТЛ особой введение адреналина в дозе I мг/кг вызывает снижение содержания в печени ФИ (0,19+0,03 ммольР/кг) по сравнешю с контролем (0,32+0,04; Р< 0,05), в то время как у ТР в аналогичных условиях обнаружено уменьиеше количества АГ (с 5,71+0,48 до 2,93± +0,26 ммоль/кг; Р< 0,001). В сыворотке крови менее устойчивых к холоду особей под влиянием адреналина снижается содоржашю ФИ (Р < 0,05), прирост же количества НЗЖК обнаружен у обеих опытных групп крыс (у ТЛ в 2,2 раза, у ТР в 3,5 раза). Функциональная нагрузка адреналином выявила также различия между ТЛ и ТР животными по динамике показателя скорости свертывания крови в первую минуту. Установлено, что при введегаш адреналина в дозе I мг/кг скорость свертывания крови у ТЛ крыс увеличивается (с 2,75 ± 0,67 усл.од. до 3,67 + 0,45), тогда как у ТР, наоборот, уменьшается (с 2,68+0,39 усл.ед. до 2,10 + 0,44). Итак, после введения адреналина различия между ТЛ и ТР крысами обнаружены в лечоня по содержанию АГ (Р ^ 0,001), ФИ (Р <£ 0,05), в кровяном русле - по содержанию Н2ЕК (Р < 0,05) и ФИ (Р < 0,05), а также по скорости свортывашш крови в первую минуту (Р < < 0,05).

С учетом выявленных особенностей обмона липидов у ТР крыс по сравнению с ТЛ (таких, в частности, как повышешгое' содержание ФХ и высокая скорость синтеза ФХ и холестерина в печени) была предпринята попытка направленной коррекции метаболизма для повышения устойчивости животных к охлаждению. С этой целью были использованы липосомы, содержащие эквимоллрныо количества ФХ и холестерина, поскольку известно, что именно при таком соотношении компонентов достигается наибольшая стабильность лип о с ом 1п уЗлто (К1гЪу «1; а1., 1980), а также создаются оптимальные условия для взаимодействия их с клеточными мембранами (Марголис, 1987). Липосомы при внутривенном введении пвпадагот ' в основном в клетки печени ( Ропге, 1983; Ни1-чип, 1988). Выживаемость животных после экстремального охлаждения до 14°С составила в контрбле - 41,7$, при введении _ ос-токоферола -

- 50%, при введении липосом в комплексе с оС -токоферолом -77,2$. Таким образом, в последнем случае удалось на 35% повысить устойчивость животных к охлаждению, что является дополнительным доказательством роли липидов в механизмах, определяющих холодовую резистентность организма.

выводи

1. Вызвашые действием холода изменения метаболизма липидов организма крыс носят как системный, так и органоспецифич-ный характер, отличаются своеобразием динамики индивидуальных фракций в ходе гипотермии и зависят от устойчивости животных

к холоду.

2. Развитие гипотермии у крыс, мгнее устойчивых к действию холода, по сравнению с интаи. ... контролем характеризуется:

- уменьшением содержашш неэстерифицированных жирных кислот в печени и миокарде при легкой, в миокарде и бурой жировой ткани - при умеренной, в бурой жировой ткани и скелетных мышцах - при глубокой пшотермии;

- уменьшением содержания общих лшпщов в бурой жировой ткани без существенных колебаний уровня ацилглицеролов; усиленным распадом последних в скелетных мышцах при умеренной гипотермии, но накоплением их в печени при глубоком охлаждении;

- увеличением количества свободного холестерина б миокарде, скелетных мышцах и сыворотке крови при легкой гипотермии, в бурой жировой ткани и миокарде - при длительном действии холода;

- изменениями фоофолипидного спектра, строго специфичными для определенных органов и тканей в зависимости от степени охлаждеш!я (снижошге количества фосфатидилхолина и фосфатидил-серина в печени при умеренной, накопление их в мозге при глубокой гипотерши; двухфазная динамика фосфатидилхолина и фосфа-тидплэтансламтша в миокарде с накоплением при легкой и глубокой гипотермии; увзличогаю в основных термсгенних тканях - скелетная мншца, бурая игровая ткань - сшшггомпелитш на начальной стадии при сопутствующем уменьшении уровня кярдиолипина и снижение количества ефннгомлолина и ллзофоейаткдилхолпна при длительном охлаждении).

3. Одной из причин сдвигов метаболических превращений отдельных липидов печени менее устойчивых к холоду крыс в ходе гипотермии является угнетение их синтеза, установленное для фракций фосфатидилхолина, фосфатидилэтаноламина, сфингомиели-на, а также эфиров холестерина.

4. Выявлены следующие особенности метаболизма липидов у крыс, более устойчивых к охлаждению:

а) по сравнению с интавтным контролем:

- уменьшение содержания общих липидов в бурой жировой ткани, сопровождающееся снижением количества ацилглицеролов при отсутствии дефицита последних практически на всех стадиях гипотермии в других органах и тканях за исключением миокарда и сыворотки крови при длительном действии холода;

- создашь в печени "депо" холестерина в виде его эфиров в начале охлаждения; снижение содержания его свободной фракции в головном мозге при дальнейшем действии холода;

- накопление фосшатидных кислот в печени и головном мозге на начальных стадиях гипотермии и фосфатидилинозита - при длительном охлаждении;

б) по сравнению с менее устойчивыми к холоду животными:

- накопление неэстерчфицированных жирных кислот в печени и миокарде на определенных стадиях охлаждения;

- увеличение количества фосфатидных кислот в миокарде в начале охлаждения;

- повышение уровня фосфатидилхолина в печени и понижение

- цереброзидов в головном мозге при длительном действии холода; противоположная направленность сдвигов этих показателей в ходе гипотермии по сравне!шю с аналогичными величинами в груше менее холодостойких особей.'

5. Особенностью липогенеза в печени более устойчивых к холоду крыс по сравнению с менее устойчивыми является высокая скорость синтеза фосфатидилхолина, холестерина, а также его эфиров.

6. В термонейтральных условиях обнаружены фенотипическке различия организма крыс с разной устойчивостью к холоду по содержанию холестерина в ткани головного мозга.

7. Функциональная, нагрузка на липолитические механизмы адреналином увеличивает возможности выявления фенотшшческих различий особей по признаку холодовой резистентности. При введении

адреналина в дозе I мг/кг различия обнаруживаются в ткани печени по содержанию ацилглицеролов и фосфатидилинозита, а также в сыворотке крови по содержанию неэстерифщргровашшх жирных кислот и фосфатидилинозита.- Различия при нагрузке адреналином проявляются также в направленности изменеш!й скорости свертывания крови в первую минуту до и после введения агента: у менее холодоустойчивых животных после введения адреналина она составляет 133$ от исходной, у более резистентных - 78%. Динамика скорости свертывания крови в первую минуту до и после введешш адреналина может служить тестом для отбора животных по признаку холодоустойчивости.

8. Внутривенное введение эквимолярных количеств фссфатидил-холина (20 мг) и холестерина (10 от) в составе липосом в комплексе с оС -токоферолом с целью коррекции содержания этих ли-пидов в организме на 35$ повышас; „ „йчивость крыс к глубокому охлаждению; такой эффект не достигается при отдельном введешш ОС -токоферола.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Разработашшй методический подход исследования мехашсз-мсв терморезистентности, предусматривающий учет внутрипопуляци-онных колебаний признака устойчивосш животных к холоду, монет быть рекомендован для использовали в научно-исследовательской практике по проблемам гипотермии.

2. Рекомендуется с целью отбора животных по признаку холо-довой устойчивости использовать динамчку показателя скорости свертывашя крови до и после введешш адреналина.

3. Г) эксперименте для повышения холодовой резистентности животных мочш использовать экзогенные пшлды (фосфатидалхолин и холестерин в составе липосом) в комплексе с об -токоферолом.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЫ ДИССЕРТАЦИИ

I. Влияние охлаждения на лилидшш спектр органов крыс. Сообщение I. Изменение количественного состава липидов печени и сывоштки крови в дтгамикп острой общей гипотермии // Минск, гоз.мод.ин-т. - Шпек, 1989. - 16 с. - Деп.в ВИНИТИ, 16.03. №. 1717-В8Э.

2. Влияние охлаждения на липидшй спектр органов крыс. Сообщение 2. Изменение количественного состава липидов бурой жировой ткани в дина!,гаке острой общей гипотермии // Минск, гос. мед. ин-т. - Минск, 1989. - II с. - Деп. в ВИНИТИ, 27.03.89,

№ 1772-В89.

3. Роль липидов в механизмах гипотермии и естественной терморезистентности // Нарушение механизмов регуляции и их коррекция: Тез. докл. 1У Всесогоз. съезда патофизиологов, 3-6 окт. 1989, Кишинев. - М., 1989. - Т. 2. - С. 589.

4. Липидшй обмен головного мозга в механизмах гипотермии и естественной терморезистентности // Медикобиологические аспекты повреждения и компенсации: Тез. докл. Ы Респ. кокф. молодых ученых и специалистов Белоруссии. - Гродно, 1989. - С.

5. Метаболизм липидов миокарда у крыс з условиях гипотермии // Здравоохранение Белоруссии. - 1989. - № 12. - С. 28-31.

ЕЮ - бурая жировая ткань

КЛ - кардиолипин

ЛФХ - лизофосфатидилхолин

НЗЖК - неэстерифицированные жирные кислоты

СМ - сфингомиелин

ФИ - фосфатидилинозитил

ФК - фосфатидная кислота

ФЛ - фосфолипиды

ФС - фосфатидилсерин

ФХ - фосфатидилхолин

ФЭ - фосфатидилэтанолаыин