Роль окислительного стресса и нарушений обмена глутамата в патогенезе повреждений головного мозга и печени плода, развивавшегося в условиях нарушенного маточо-плацентарного кровообращения

Маслюкова, Анна Валерьевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Роль окислительного стресса и нарушений обмена глутамата в патогенезе повреждений головного мозга и печени плода, развивавшегося в условиях нарушенного маточо-плацентарного кровообращения
ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Роль окислительного стресса и нарушений обмена глутамата в патогенезе повреждений головного мозга и печени плода, развивавшегося в условиях нарушенного маточо-плацентарного кровообращения"

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО

ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ЧЕЛЯБИНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ» МИНИСТЕРСТВА ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

На правах рукописи

МАСЛЮКОВА Анна Валерьевна

УДК 577.12:616.831:616.36:618.33

РОЛЬ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО СТРЕССА И НАРУШЕНИЙ ОБМЕНА ГЛУТАМАТА В ПАТОГЕНЕЗЕ ПОВРЕЖДЕНИЙ ГОЛОВНОГО МОЗГА И ПЕЧЕНИ ПЛОДА, РАЗВИВАВШЕГОСЯ В УСЛОВИЯХ НАРУШЕННОГО МАТОЧНО-ПЛАЦЕНТАРНОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ

03.00.04 - Биологическая химия

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Челябинск 2004

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Ивановская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации.

Научный руководитель: доктор медицинских наук,

Профессор Слободин Виталий Боянович.

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук,

профессор Мещанинов Виктор Николаевич.

доктор биологических наук,

профессор Цейликман Вадим Эдуардович.

Ведущее учреждение: Российский Государственный Медицинский Университет.

Защита состоится 21 мая 2004г. в 12.00 часов на заседании диссертационного совета Д 208.117.02 при Челябинской государственной медицинской академии (454092, г.Челябинск, ул. Воровского, 64).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Челябинской государственной медицинской академии.

Автореферат разослан 2004г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор медицинских наук, профессор

Л.В.Кривохижина

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ.

В настоящее время обширные исследования, проведенные в ряде стран при непосредственном участии Всемирной организации здравоохранения, показали достоверную связь между нарушением внутриутробного развития плода и возникновением в последующем риска формирования психомоторных и соматических расстройств, нередко не компенсируемых в течение всей последующей жизни (О.Г.Фролова, 1980; Л.В.Моисеенко, 1981; С.Д.Булиенко с соавт., 1982; Л.О.Бадалян, 1984; В.Н.Городков, Л.В.Посисеева с соавт., 1984; В.Н.Городков, Л.В.Лобанова с соавт., 1985; В.М.Сидельникова, 1986; Р.Р.Шиляев, В.Н.Городков, 1986; И.М.Мамедалиева с соавт., 1988; Е.В.Гарусова, 1989; В.А.Кузнецова с соавт., 1989; ГАСамсыгина, 1990; Г.М.Савельева с соавт., 1991; H.T.Salem, T.Chard, 1994). Кроме того, общеизвестным является тот факт, что патологическое течение антенатального периода часто приводит к невынашиванию беременности, задержке внутриутробного развития (ЗВУР) плода, повреждению различных органов и систем, что в свою очередь обусловливает высокие показатели перинатальной смертности, отрицательно влияет на здоровье будущего поколения.

Таким образом, именно социальная и государственная значимости во многом определяют актуальность изучения патогенеза преждевременного прерывания беременности, ЗВУР плода, повреждения различных органов и систем в перинатальной медицине.

Среди факторов, неблагоприятно влияющих на антенатальный период, большое значение имеет нарушение маточно-плацентарного кровообращения (МПК), причиной которого могут быть: экстрагенитальная патология у матери, наличие острых и хронических инфекций, гестоз и т.п. (НЛ.Гармашева, Н.Н.Константинова, 1978; А.П.Кирющенков, 1987). Нарушение МПК, в свою очередь, приводит к развитию гипоксии, являющейся центральным звеном патогенеза антенатального повреждения плода и одной из причин мертворождаемости и смертности новорожденных (А.П.Кирющенков, 1978; М.Доннер с соавт., 1984).

В клинической практике изучение недостаточности МПК и ее влияния на развивающийся плод представляет собой трудную задачу вследствие невозможности проведения биохимических исследований на уровне органов и тканей. Наиболее адекватными для решения этих вопросов являются экспериментальные исследования. Работами многих авторов в этой области установлен целый комплекс физиологических приспособительных реакций плода к неблагоприятным условиям развития и, в частности, к гипоксии (М.В.Федорова, 1982; S.Ashwal, 1980; D.I.Edelstone, 1980; M.L.Reuss, 1980; A.A.Rosenbery et al.. 1982; A.P.Lasala, H.T.Strassner, 1986; W.A.Campbell et al., 1986). Выявлено, что при этом у плода снижается не

РОС fiAUKOH.VHbllA)! БИБЛИОТЕКА

только масса тела, но и нарушается гармоничность в развитии органов и систем, что, прежде всего, относится к фетальной печени, которая при задержке внутриутробного развития страдает раньше других (D.Hull, O.Smales, 1978), и где существенно ухудшается состояние липидного обмена (О.Г.Ситникова, 1989), а изменения метаболизма глюкозы приводят к уменьшению ее энергетического и пластического потенциала (И.В.Морева, 1989; Г.Л.Сизякова, 1990; В.А.Кузнецова, 1992).

Наряду с этим, частым осложнением нарушения маточно-плацентарного кровообращения является перинатальная гипоксическая энцефалопатия, которая диагностируется у 5% новорожденных (Балан П.В., Маклакова А.С. и соавт., 1998), а перинатальные повреждения мозга составляют более 60% всей патологии нервной системы детского возраста и непосредственно участвуют в развитии таких заболеваний, как детский церебральный паралич, эпилепсия, минимальная мозговая дисфункция. Однако информация о биохимическом статусе фетального мозга при данной форме патологии практически отсутствует. Вместе с тем, для понимания патогенетических механизмов антенатального повреждения головного мозга и печени, а также задержки внутриутробного развития плода при нарушении МПК, необходимость проведения такого рода исследований вполне очевидна. Особый интерес в этом плане представляет изучение особенностей перекисногс окисления липидов и антиоксидантной системы, а также обмена глутамата - основного медиатора в составе центральной нервной системы, обладающего свойством эксайтотоксичности.

Все вышеизложенное и определило необходимость проведения настоящей работы.

ЦЕЛЬ НАУЧНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ.

Выявить особенности свободно-радикальных процессов и обмена глутаминовой кислоты в головном мозге и печени плода в условиях гипоксии, возникающей в результате нарушения маточно-плацентарного кровообращения, и установить их роль в патогенезе антенатального повреждения этих органов и отставания внутриутробного развития плода.

ЗАДАЧИ РАБОТЫ.

1. Дать оценку состоянию перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы в головном мозге и печени плодов лабораторных животных, развивавшихся в условиях нарушенного маточно-плацентарного кровообращения.

2. Охарактеризовать особенности обмена глутаминовой кислоты в головном мозге и печени исследуемых плодов.

3. Исследовать биохимические процессы, лежащие в основе связи эксайтотоксичности глутамата и окислительного стресса.

4. Установить возможные коррелятивные связи между изменениями свободно-радикальных процессов и обмена глутаминовой кислоты в. головном мозге и печени подопытных плодов.

5. Выявить адаптационные и дезадаптационные изменения метаболизма свободных радикалов и глутаминовой кислоты и оценить их роль в патогенезе антенатального повреждения головного мозга и печени плода в условиях нарушенного маточно-плацентарного кровообращения..

НАУЧНАЯ НОВИЗНА.

Выявлено, что в патогенезе повреждений головного мозга плодов, развивавшихся в условиях нарушенного маточно-плацентарного кровотока, ведущее значение принадлежит двум факторам: эксайтотоксичности глутамата, реализуемой посредством увеличения внутриклеточной концентрации кальция и уменьшения внутриклеточной концентрации магния, и окислительному стрессу, причем оба эти фактора могут быть последовательными и взаимодополняющими механизмами, приводящими к дегенерации нейронов.

Выявлены коррелятивные связи между уровнем малонового, диальдегида и концентрацией глутамата, а также интрацеллюлярного кальция.

Установлено, что увеличение продукции оксида азота, направленное на компенсаторную вазодилятацию в условиях гипоксии при нарушении маточно-плацентарного кровообращения, в последующем приводит к снижению антиоксидантной защиты и усилению перекисного окисления липидов.

Показано, что истощение метаболического пула глутамата в условиях гипоксии носит компенсаторно-приспособительный характер. При участии активированных глутаматдегидрогеназы, ACT и АЛТ в нейронах глутамат интенсивно превращается в -кетоглутарат, который поступает в цикл трикарбоновых кислот, поддерживая его обменную мощность.

Выявлено, что в фетальной печени в условиях редукции маточно-плацентарного кровотока одними из возможных патогенетических механизмов ее антенатального повреждения являются окислительный стресс, который развивается в более выраженной по сравнению с головным мозгом форме, и нарушения обмена глутамата, являющиеся одним из факторов, ограничивающих обменную мощность цикла; трикарбоновых кислот.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ.

Полученные новые данные и сформулированные теоретические положения об особенностях свободно-радикальных процессах (в том числе о показателях цикла окиси азота), антиоксидантной системы и обмена

глутамата у плода вносят существенный вклад в развитие одного из наименее изученных разделов перинатальной медицины - метаболизма плода при патологии. Результаты и теоретические положения работы являются основой для разработки критериев ранней диагностики и обоснования принципов метаболической коррекции выявленных нарушений.

Теоретический и практический материал, представленный в диссертации, рекомендуется использовать в лекционном курсе на кафедрах биохимии, патологической физиологии, педиатрии и акушерства-гинекологии.

АПРОБАЦИЯ МАТЕРИАЛОВ ДИССЕРТАЦИИ.

Основные положения диссертации доложены на научных конференциях молодых ученых ИГМА (Иваново, 2002, 2004), монотематической конференции «Роль оксида азота в патологии» (Иваново, 2002), Всемирном конгрессе по клинической и иммунной патологии (Сингапур, 2002), Международной конференции «Проблемы медицинской энзимологии» (Москва, 2002), Всероссийской научной конференции «Молодые женщины в науке» (Иваново, 2004).

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ.

Диссертация представлена на 106 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, главы, посвященной материалам и методам исследования, 2 глав собственных исследований, заключения, выводов, библиографического указателя цитируемой литературы, включающего 67 отечественных и 127 зарубежных источников. Диссертация иллюстрирована 11 таблицами и 8 рисунками.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ.

1. Эксайтотоксичность и окислительный стресс в фетальном головном мозге являются последовательными и взаимодополняющими звеньями патогенеза антенатального повреждения этого органа у плода, развивавшегося в условиях недостаточности МПК, что в конечном итоге влечет за собой задержку его внутриутробного развития.

2. Истощение метаболического пула глутамата в головном мозге плода при ограничении маточно-плацентарного кровообращения носит компенсаторно-приспособительный характер.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

Экспериментальная модель нарушения маточно-плацентарного кровообращения была воспроизведена по методике М.М.Вартановой (1984) на 87 белых беременных беспородных крысах массой 220-290г. Выбор данного вида лабораторных животных был обусловлен, во-первых, тем, что гетерохронность отставания роста и развития их тканей при плацентарной недостаточности, моделируемой экспериментально, соответствует таковой у плода человека при нарушении маточно-плацентарного кровотока (НЛ.Гармашева, Н.Н.Константинова, 1985); во-вторых, одинаковым у крыс и у человека гемохориальным типом плаценты, что особенно важно для интерпретации данных, полученных при использовании в эксперименте этого вида животных (B.Rarlson, 1983). Кроме того, по мнению Т.П.Жуковой с соавт. (1984), человек относится к незрелорождающимся видам и поэтому в момент рождения по уровню функциональной зрелости ряда систем, в том числе и ЦНС, близок к собаке или крысе. Это позволяет считать, что исследование особенностей свободно-радикальных процессов, антиоксидантной защиты и обмена глутамата в головном мозге плодов этих экспериментальных животных является вполне адекватным поставленным в работе задачам.

Нарушение МПК вызывалось путем перевязки 1/3 преплацентарных сосудов на 16-17 сутки беременности, т.е. в тот период, когда после завершения плацентации плод полностью переходит на плацентарное кровообращение, что соответствует окончанию первого триместра беременности у человека. Перевязка части сосудистого пучка производилась непосредственно у плодовместилищ каждого плода в одном из рогов матки; плоды другого рога использовались в качестве контрольных. Такая постановка эксперимента позволяла исследовать у одного и того же животного состояние плодов одного помета, но развивавшихся в разных условиях маточно-плацентарного кровообращения. Исключить влияние привязывания животных, премедикации, оперативного вмешательства и наркоза на состояние плодов, развивавшихся в условиях нарушенного МПК, позволяла оценка состояния плодов контрольного рога.

Животные забивались на 21-22день беременности, т.е. в сроки, соответствующие концу периода гестации. После извлечения плодов из матки и их измерения они обезглавливались. Одним из показателей степени повреждающего действия уменьшения интенсивности плацентарного кровотока был процент гибели и резорбции плодов после оперативного вмешательства, составивший в эксперименте 10,7 + 0,6%, что соответствует данным литературы (М.М.Вартанова, 1984). Другим критерием служила масса тела выживших плодов, которая в опытном роге в среднем была на 29% меньше, чем в контрольном (3,7+0,2г и 5,2 +0,1 г соответственно, р<0,01). Длина туловища плодов экспериментального рога крысы составила

51,9 + 1,2 мм, массо-ростовой коэффициент - 0,71 +0,05, в то время как в контрольной группе эти показатели соответственно были 59,8 + 1,08 мм и 0,87+0,04 (р<0,01).

В основу методик получения митохондриальных и цитоплазматических фракций тканей головного мозга и печени животных для анализа активности ферментов были положены методы дифференциального центрифугирования, разработанные для мозговой ткани Мак-Ильвейном и Роднайтом (1962), для печени - Джонсоном и Ларди (1967).

Оценка интенсивности перекисного окисления липидов проводилась по результатам определения концентрации малонового диальдегида (МДА) в гомогенатах по методу К. Jagi (1968).

О состоянии антиоксидантной системы судили на основании определения:

• активности глутатионредуктазы (F.Hom, 1965), глутатионпероксидазы (С.Н.Власова, Е.И.Шабунина и др., 1990) и супероксиддисмутазы (С.Чевари, И.Чаба, И.Секей 1985);

• общей антиоксидантной активности (Timiti D.L., Dormandy T.U., 1977, в модификации М.Ш.Промыслова и МЛ.Демчук, 1990).

Состояние обмена глутамата оценивалось по определению:

• содержания глутаминовой кислоты (Н.Д.Ещенко, 1982);

• активности глутаматдегидрогеназы (Клюева Н.Н., 1978), глутаминазы (Лебедева З.И., Березов Т.Т., Орехович В.Н., 1981), аспартат-аминотрансферазы и аланин-аминотрансферазы (с помощью набора реактивов, в основу которых положен унифицированный метод определения активности аминотрансфераз по Рейтману и Френкелю);

• по скорости включения радиоактивного углерода из 1-14С- Of-кетоглутарата в двуокись углерода, выделяемую в опытах in vitro тонкими срезами головного мозга при инкубации их с указанным изотопом. Фиксация

проводилась по методу М.И.Прохоровой, З.Н.Тупиковой (1959).

Для оценки состояния обмена оксида азота II определялось содержание нитрит-ионов (Р.Дж.Фланаган, Р.А.Брейтуэйт и соавт., 1997).

Определение количества внутриклеточного кальция и магния для выявления их роли в реализации эксайтотоксического эффекта глутамата проводилось спектрофотометрически с помощью наборов реактивов Са 130 и Mg 208, выпускаемых фирмой PLIVA-Lachema (Чешская республика).

Статистическая обработка результатов была проведена по общепринятым методикам параметрической и вариационной статистики. Рассчитывалась достоверность различий данных по критерию Стьюдента. Корреляционная связь между показателями рассчитывалась с помощью

программ "SPSS 9.0", "Statistica 5.5" и с использованием приложения Windows XP - программы электронных таблиц Microsoft Excel - на персональном компьютере IBM на базе процессора Intel Pentium III.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

В головном мозге плода при нарушении МПК установлено (таблица 1) усиление процессов липидной пероксидации, о чем свидетельствует повышение содержания малонового диальдегида (МДА) -конечного метаболита неферментативной деградации продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ) - в 1,8 раза по сравнению с контролем (р<0,001). Одной из причин усиления ПОЛ в головном мозге исследуемых плодов может быть снижение компонентов антиоксидантной системы (АОС), в частности активности супероксиддисмутазы, основная роль которой заключается в гашении активных форм кислорода (Y.Pryor,1979). Выявлено, что процент блокирования восстановленного нитросинего тетразолия (НСТ) супероксиддисмутазой в нейронах плодов опытного рога уменьшается на 39% (р<0,001), что свидетельствует о нарушении антиокислительной защиты уже на стадии генерации активных форм кислорода. Избыточное накопление последних приводит к серьезным нарушениям в организме развивающегося плода (R.Brawn, J.Fridovich, 1981).

Снижается активность и другого компонента АОС -глутатионредуктазы - на 50% в цитоплазме (р<0,01) и на 49% в митохондриях (р<0,01). Нам представляется, что уменьшение активности глутатионредуктазы, по-видимому, вызвано переключением утилизации НАДФН2 с пути гидроксилирования на функционирование ферментативной НАДФН-зависимой системы пероксидации в условиях активации ПОЛ, что влечет за собой снижение его фонда в клетке. Понижение активности глутатионредуктазы приводит к уменьшению количества восстановленного глутатиона, что, в свою очередь, обусловливает снижение активности глутатионпероксидазы. Действительно, как показали проведенные нами исследования, активность глутатионпероксидазы в головном мозге плодов в условиях нарушенного МПК оказалась ниже, чем у здоровых плодов на 34% 0x0,01).

Вышеизложенное объясняет и результаты, полученные при исследовании общей антиоксидантной активности (ОАА), которые выявили ее существенное снижение (63% по сравнению с контролем, р<0,01).

антиоксиданты, можно рассматривать как патогенетический механизм антенатального повреждения мозга плода, что приведет к возникновению неврологического дистресса новорожденного и развитию энцефалопатий.

Таблица 1

Содержание МДА и показатели антиоксидантной системы в головном мозге плодов крыс при нарушении МПК

Исследуемые показатели Статистические показатели Контрольная группа Опытная группа

МДА (нмоль/г ткани) п 23 18

М+ш 67,45+0,4 123,4+2,08

Р <0,001

сод (% блокирования НСТ) п 14 12

М+ш 70,58+0,36 43,03+0,27

Р <0,001

ГР в цитоплазме (ед/г ткани) п 10 11

М+ш 10,96±0,09 5,47+0,05

Р <0,01

ГРв митохондриях (ед/г ткани) п 11 10

М+ш 14,19+0,07 7,27+0,04

Р <0,01

ГП (усл.ед.) п 12 13

М+ш 72+8 46+6

Р <0,01

ОАА (%) п 18 17

М+ш 72,34+0,2 45,40+0,32

Р <0,01

Учитывая мнение ряда авторов о вовлечении рецепторов глутамата и эксайтотоксического процесса в нейродегенерацию в результате глобальной (Sheardown M.J., Nielsen E.G., Hansen A.J., Jacobsen P., Honore T., 1990) и фокальной церебральной ишемии (Germano I.M., Pitts L.M., Meldrum B.S., Bartkowski H.M., Simon R.P., 1987, Park O.K., Nehis D.G., Graham D.I., Teasdale G.M., McCulloch J., 1988), нами были проанализированы некоторые показатели обмена глутаминовой кислоты в головном мозге плодов, развивавшихся в условиях нарушенного МПК.

Ферменты, ответственные за синтез глутамата, являются частью общих метаболических путей и присутствуют во всех клетках головного мозга, однако комплексная система компартментализации нейронов предполагает разделение метаболического и освобождаемого (нейротрансмиттерного) пула глутамата, который гораздо меньше первого (Fonnum F., 1984). Хотя выделение нейротрансмиттерного пула глутамата из большого метаболического пула всегда представляло определенные трудности, в настоящее время путем комбинации различных приемов, включающих гистохимию ферментов синтеза глутамата и ретроградный транспорт радиоактивного глутамата, получены строгие доказательства его медиаторной роли в большом количестве нервных путей. В качестве возможного предшественника медиаторного пула глутамата рассматривают глутамин, поэтому глутаминаза может быть использована как маркер глутаматэргических нейронов (Ottersen O.P., 1991, Peinado J.M., Mora F., 1986).

На основании данных по увеличению активности ГДГ, АЛТ и ACT (рис.1) установлено, что в условиях гипоксии в головном мозге плода метаболический пул глутамата истощается за счет интенсификации превращения глутамата в кетоглутарат для его дальнейшей окислительной утилизации, что подтверждается результатами исследования интенсивности включения радиоактивного углерода в состав иСОг из 1-|4С- а- кетоглутарата: удельная радиоактивность , выделяемой срезами мозга плодов опытной группы, была достоверно выше и составляла 269% по сравнению с контролем (р<0,01). Выявленные изменения носят, на наш взгляд, компенсаторно -приспособительный характер, так как, во-первых, поступление кетоглутарата в цикл Кребса пропорционально снижает включение в него пирувата, продуцируемого гликолизом. Это тем более важно, что утилизация пирувата в ЦТК ограничена низкой активностью пируватдегидрогеназного комплекса в митохондриях головного мозга плода по сравнению со взрослыми (G.D.A.Malloch et. al., 1986), а во-вторых, реакция превращения глутамата в кетоглутарат является энергодающей. Однако, необходимо учитывать, что увеличение активности ACT может привести к истощению пула щавелево-уксусной кислоты и повышению содержания аспартата, обладающего наряду с глутаматом эксайтотоксичностью (Дамбинова С.А., 1989; Fonnum F., 1984; Ottersen O.P., 1991).

Рис.1. Активность ключевых ферментов метаболического пула глутамата в головном мозге плодов крыс при нарушении МПК (*-р<0,01;**-р<0,05).

Однако, несмотря на то, что метаболический пул истощается, общее количество глутаминовой кислоты, как показано нашими исследованиями, у опытной группы возрастает (рис.2); это позволяет предположить увеличение нейротрансмиттерного пула, что подтверждается результатами исследования активности глутаминазы, которая по данным литературы (Ottersen O.P., 1991, Peinado J.M., Mora F., 1986) является маркером глутаматэргических нейронов. Так, активность глутаминазы в головном мозге плодов в условиях нарушенного МПК составила 170% по сравнению с интактными плодами (р<0,05) (рис.2). Следовательно, можно сделать вывод об увеличении нейротрансмиттерного пула глутамата в головном мозге плодов при гипоксии, что может привести к реализации эксайтотоксического эффекта глутамата.

глутамат актмвностъ глутаминазы

Рис.2. Содержание глутамата и активность глутаминазы в головном мозге плодов крыс при нарушении МПК (*** - р<0,001; ** - р<0,05).

Этому может способствовать и выявленное нами снижение уровня внутриклеточного магния (рис.3), т.к. ионы магния связываются с областью снаружи от ионных каналов и рядом с зонами распознавания и связывания глицина NMDA-рецептора, блокируя (по вольтаж зависимому типу)

проведение импульсов и деполяризацию, вызванную заполнением локуса распознавания возбуждающими аминокислотами (G.Westbrook и М.Мауег, 1987; S.Peters и D.Kohjand Choi, 1987). Кроме того, недостаток магния может привести к снижению активности изоцитратдегидрогеназы, что можно считать одной из причин ограничения интенсивности цикла трикарбоновых кислот.

В роли второго посредника при активации рецепторов глутамата выступают ионы кальция (Alford S., Collingrige G.L., 1992). Образование глутамат-рецепторного комплекса приводит к увеличению внутриклеточной концентрации Са2+ (за счет открытия связанных с NMDA (М-метил-D-аспартат) - и АМРА (а-амино-3-гидрокси-5-метил-4-изоксазол-пропионат) -рецепторами кальциевых каналов), что подтверждается результатами проведенного нами исследования уровня внутриклеточного кальция, который в головном мозге плодов, развивавшихся в условиях осложненной беременности, составил 144% по сравнению с контролем (р<0,05) (рис.3).

кальций магний

Рис.3. Содержание внутриклеточного кальция и магния в головном мозге плодов крыс при нарушении МПК (** - р<0,05).

В свою очередь, увеличение внутриклеточной концентрации кальция вызывает активацию протеинкиназ, фосфолипаз, протеаз, нитроксид-синтетазы, а также нарушение митохондриальных функций и образование свободных радикалов (Beal M.F., 1992).

Установлено, что одним из условий раннего этапа развития цитотоксических эффектов и гибели нейронов при активации рецепторов глутамата является увеличение продукции оксида азота II (нитроксид, N0) из аргинина (McCall Т., Vallance P., 1991; Dawson T.M. et al., 1992; Schuiz J.B, 1995). Действительно, при исследовании содержания нитритов - конечного метаболита оксида азота II - отмечалось достоверное увеличение их содержания (в 1,5 раза) в головном мозге плодов, развивавшихся в условиях нарушенного маточно-плацентарного кровотока. Увеличение содержания N0 можно рассматривать как компенсаторно-приспособительную реакцию в

условиях гипоксии, направленную на увеличение кровотока в ишемизированных органах, т.к. N0 является мощным вазодилятатором. Кроме того, нитроксид в норме является антиоксидантом, поскольку он реагирует с липофильными пероксильными радикалами, важнейшими и широко распространенными соединениями в биологической цепи реакций пероксидации липидов, приводя к генерации значительно более стабильных алкилпероксинитратов (L00N0), что позволяет N0 остановить пероксидацию липидов (Darley-Usmar V., Wiseman H., Halliwell В., 1995).

Однако необходимо учитывать, что синтез оксида азота II из аргинина при участии нитроксид-синтетазы происходит с участием молекулярного кислорода и НАДФНг (McCall Т. Val lance P., 1991; Dawson T.M., Dawson V.L., Snyder S.N., 1992; Schuuuiz J.B., Matthews R.T., Jenkins B.G., Ferrante R.J. et al., 1995). Следовательно, гиперпродукция нитроксида приведет к истощению пула генерация которого, как указывалось

ранее, нарушена в условиях гипоксии.

Вместе с тем, при нарушении баланса между образованием N0 и образуется ряд токсических агентов (Darley-Usmar V., Wiseman H., Halliwell В., 1995). N0 активно взаимодействует с молекулярным кислородом и супероксиданионом с образованием пероксинитританиона (ОНОО) -высоко реакционноспособной молекулы, обладающей оксидантными свойствами (Beal M.F., 1992). Пероксинитританион разрушается до гидроксильного свободного радикала и нитроген-диоксида, которые также являются потенциальными активаторами пероксидации липидов (Becman J.S., Becman T.W., Chen J. et al., 1990; Radi R., Becman J.S., Bush K.M. et al., 1991).

Также известно, что NO ингибирует некоторые ферменты, включая НАДН-убихинонредуктазу и сукцинатубихинонредуктазу митохондриальной дыхательной цепи (Granger D.L. et al., 1982; Hibbs J.B.Jr. et al., 1984; Drapier J.C. et al., 1988; Wharton M. et al.,1988), фермент цикла трикарбоновых кислот аконитазу (Drapier J.C. et al., 1988) и скорость-лимитирующий фермент в репликации ДНК - рибонуклеотидредуктазу (Keller R., 1973; Nakaki Т. et al., 1990). Эти ферменты имеют в составе активного центра железосерные белки. Кроме того, N0, также как супероксидрадикал, пероксид водорода и гидроксилрадикал способны мобилизовать железо из ферритина (Lauffer R.B., 1992; Youdim M.B.H., Riederer P., 1993), что в последующем может привести к нарушению внутриклеточного гомеостаза железа и стимулировать продукцию активных форм кислорода с последующей пероксидацией липидов. Кроме того, N0 способен образовывать комплексы с тиолами, которые в присутствии ионов железа подавляют -АТФазу, и,

снижая обратный захват медиатора, усугубляют токсическую составляющую действия глутамата (Pellegrini-Giampietro D.E., Gorter J.A., Bennett M, Zukin R.S., 1997).

апотомическое окисление глюкозы

| НАДФН, |ГР

ГИПОКСИЯ

ри

снижение

АОС-

{гп

окислительная модификация уменьшение ' .1

усиление

ПОЛ

компенсаторная <-вазодилятация

Модификация СОД "

1С0Л

продукция _АФК

ОН'

, нитрогендиоксид

оыоос /

■ | N0-> мобилизация железа из депо

' '1 Ингнбированне негемовых Ре-зав. ферментов: сукцинатубихинон о/р 1

аконитазы Г" _

НАДН-убихинон о/р рибонуклсотидредуктазы

глутаматных рецепторов

| №*,К*-АТФазы

" I

нарушение обратного захвата глутамата

активация-» вход Са2* в клетку ЫМОА-рсц.

Активация:

фосфолипазы Аг фосфолилазы С ксантиноксидаэы нитроксилсинтегазы

увеличение

^ нейротпансмиттерного пуда глутаминаза

глутамат

свижеине метаболического пула

Уменьшение глутамата ф активация ГДГ АЛТ увеличение а-КГ

(анаплеротический механизм)

увеличение аспартата фАСТ уменьшение ЩУК

компенсация ф

снижение обменной мощности Т^ТК*

Рис.7 Схема патогенеза повреждений головного мозга плода при НМПК.

Суммируя вышеизложенное, можно сделать вывод, что в патогенезе повреждений головного мозга плодов крыс (рис.4), развивавшихся в условиях нарушенного маточно-плацентарного кровотока, ведущее значение принадлежит двум факторам: во-первых, эксайтотоксичности глутамата, реализуемой посредством увеличения внутриклеточной концентрации кальция и уменьшения внутриклеточной концентрации магния, и, во-вторых, окислительному стрессу, причем оба эти фактора могут быть последовательными и взаимодополняющими механизмами, приводящими к дегенерации нейронов. Подтверждением вышесказанного является выявленная нами высокая степень корреляции между уровнем МДА и концентрацией глутамата (r = 0,55), а также интрацеллюлярного кальция (r = 0,93). В то же время существуют и определенные адаптационные механизмы. К ним, в частности, относится истощение метаболического пула глутамата в условиях гипоксии. При участии активированных глутаматдегидрогеназы, ACT и АЛТ в нейронах глутамат интенсивно превращается в кетоглутарат, который, поступая в цикл трикарбоновых кислот, обеспечивает энергией и пластическими ресурсами процессы синтеза белка, нуклеиновых кислот, фосфолипидов и других компонентов клеток головного мозга плода. Сосуществование этих механизмов повреждений и компенсации приводит к тому, что фетальный мозг при осложненной беременности находится в состоянии субкомпенсации, и поэтому в условиях интранатально возникающей асфиксии может произойти срыв выявленных адаптационных механизмов, что приведет к возникновению неврологического дистресса новорожденного и энцефалопатий ребенка.

В печени плода в условиях возникающей при нарушении МПК гипоксии, также как и в головном мозге, количество МДА оказалось повышенным почти в 2 раза по сравнению с контролем (р<0,001). Интересно отметить, что при экспериментальных исследованиях, проведенных на плодах морских свинок, получавших окисленный жир, содержащий гидроперекиси липидов, был также выявлен высокий уровень продуктов ПОЛ в печени, сочетающейся с морфологическими изменениями гепатоцитов. При этом печень экспериментальных плодов поглощала меньше кислорода (К.М.Махарадзе, А.Н.Зикарадзе и др., 1988). Эти наблюдения дают основание считать, что одним из возможных патогенетических механизмов активации ПОЛ в нашем эксперименте является гипоксия, возникшая при нарушении МПК.

Учитывая, что одной из причин усиления ПОЛ может быть и снижение компонентов антиоксидантной системы, нами была исследована активность ключевых ферментов последней. Выявлено что, процент блокирования восстановления НСТ супероксиддисмутазой в печени плодов опытного рога уменьшился на 50% (р<0,001); активность глутатионредуктазы, катализирующей восстановление окисленного глутатиона, снизилась на 47% в цитоплазме (р<0,005) и на 50% в митохондриях (р<0,001); активность глутатионпероксидазы оказалась

меньше по сравнению с контролем на 46% (р<0,01). Изменение вышеуказанных показателей обусловило снижение и ОАА в 2 раза в отличие от интактных животных (р<0,01). Одной из причин понижения активности глутатион-редуктазы и в печени, как и в головном мозге плода, является, по-видимому, переключение утилизации НАДФН2 с пути гидроксилиро-вания в условиях активации ПОЛ, что влечет за собой снижение его фонда в клетке. Этому способствует и утилизация данного интермедиата на избыточный синтез нитроксида, что было установлено нашими исследованиями (рис.5). Регенерация же НАДФНг в печени нарушается вследствие понижения активности ферментов окислительной фазы пентозофосфатного цикла (глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы и 6-фосфоглюконатдегидрогеназы (И.В.Морева,1988)). Снижение активности глутатион-редуктазы, как уже указывалось ранее, приводит к уменьшению количества восстановленного глутатиона, что, в свою очередь, обусловливает понижение активности глутатион-пероксидазы.

нитриты

Рис.5. Содержание нитритов в печени плода при нарушении МПК (*-р<0,01)

Более выраженное усиление ПОЛ, и снижение, в целом, активности ключевых ферментов АОС в печени плодов по сравнению с головным мозгом, по-видимому, обусловлено перераспределением крови пуповинной вены: приток оксигенированной крови из плаценты в сосудистый бассейн печени снижается на 30-35% за счет повышения оттока по венозному протоку к сердцу, а от него к мозгу плода (J.Zink et al., 1981; J.Itsskovits et al., 1982; H. Schwarre, 1988; C.R.Chao et al., 1989). Такое перераспределение направлено, очевидно, на поддержание адекватной оксигенации мозга и сердца плода, метаболизм которых наиболее чувствителен к недостатку кислорода.

Данный адаптационный механизм, вероятно, обусловливает и разнонаправленность изменений активности глутаматдегидрогеназы в головном мозге и печени плодов в условиях гипоксии: снижение ее активности в печени в 2 раза по сравнению с контролем (р<0,05) (таблица 2).

Таблица 2

Активность глутаматдегидрогеназы (мкмоль НАДФ/мин/мг белка) в печени плодов крыс при нарушении МПК

Статистический параметр Опытная группа Контрольная группа

п 13 16

М+ш 27,4+2,5 13,4+1,7

Р <0,05

% к контролю 49

Снижение активности глутаматдегидрогеназы в печени плодов, развивавшихся в условиях нарушенного МПК, возможно объясняется снижением коэффициента NAD7NADH и лактатацидозом (Auer R.N., Siesjo B.K., 1993), развивающимся вследствие интенсификации анаэробного гликолиза (Г.Л.Сизякова, 1990). Это приводит к уменьшению концентрации а-кетоглутарата, что можно считать одной из причин ограничения интенсивности ЦТК наряду с уменьшением количества оксалоацетата, обеспечивающего включение в ЦТК ацетильных групп, и изоцитрата (ГЛ.Сизякова, 1990).

Другой причиной, уменьшающей обменную мощность цикла трикарбоновых кислот, по-видимому, является выявленное нами снижение уровня внутриклеточного магния (в 1,6 раза по отношению к интактным плодам (р<0,05)), недостаток которого может привести к понижению активности изоцитратдегидрогеназы (рис.6).

Нам представляется правомерным рассматривать выявленные изменения как дезадаптационные (рис.7), поскольку указанные интермедиаты играют большую роль в обеспечении процессов биосинтеза у плода строительными блоками (AD.Freedman, M.Nemeth, 1961; C.T.Jones, 1982), и снижение интенсивности цикла трикарбоновых кислот может иметь неблагоприятные последствия для роста и развития фетальной печени и организма плода в целом.

1 -1 0,917

магний

Рис.6. Содержание внутриклеточного магния в печени плодов крыс при нарушении МПК (** - р<0,05).

Однако необходимо отметить, что параллельно в печени плодов, развивавшихся в условиях нарушенного МПК, функционируют и приспособительно-компенсаторные механизмы. Так, при исследовании активности аминотрансфераз было выявлено увеличение активности АЛТ (0,08 +0,01 мкмоль/г ткани и 0,11 +0,02 мкмоль/г ткани в контрольной и опытной группах соответственно, р<0,05), что можно рассматривать как адаптационную реакцию, направленную на снабжение субстратами цикла Кребса, в частности кетоглутаратом.

В условиях гипоксии, возникающей на фоне НМПК, следовало бы ожидать нарушений дезинтоксикационной функции печени, для оценки которой нами была исследована активность глутаминазы, так как известно, что она катализирует дезаминирование в печени глутамина с образованием свободного аммиака, который окончательно обезвреживается путем синтеза мочевины в орнитиновом цикле, а частично используется на пластические цели, в частности на восстановительное аминирование кетокислот и синтез пуриновых и пиримидиновых оснований. Однако, как показали наши исследования, в печени плода при патологической беременности активность глутаминазы остается на физиологическом уровне, что обеспечивает адекватное обезвреживания аммиака на начальных стадиях.

Следовательно, фетальная печень, также как и мозг плода в условиях антенатальной возникающей гипоксии находится в состоянии субкомпенсации, что при воздействии усугубляющих неблагоприятных факторов может привести к срыву выявленных адаптационных механизмов и внутриутробному повреждению этого органа, вызывая задержку его роста и созревания и повышая степень риска возникновения гепатопатий новорожденного.

Рис.7. Схема дезадаптивных изменений в печени плодов крыс при НМПК.

ВЫВОДЫ

1. В головном мозге и печени плода при нарушении маточно-плацентарного кровотока, развивается окислительный стресс, о чем свидетельствуют повышение уровня малонового диальдегида и нитритов и снижение активности ключевых ферментов антиоксидантной системы.

2. В патогенезе повреждений головного мозга плода в условиях гипоксии при нарушении маточно-плацентарного кровообращения большую роль играет эксайтотоксичность глутамата, реализуемая посредством увеличения внутриклеточной концентрации кальция и уменьшения внутриклеточной концентрации магния,

3. Окислительный стресс и эксайтотоксичность глутамата, являются последовательными и взаимодополняющими механизмами, ведущими к дегенерации нейронов плода в условиях недостаточности маточно-плацентарного кровотока, что подтверждается высокой степенью корреляции между уровнем малонового диальдегида и концентрацией глутамата, а также интрацеллюлярного кальция.

4. Метаболический пул глутамата в условиях гипоксии истощается, что носит компенсаторно-приспособительный характер: глутамат-дегидрогеназа, аспарагиновая и аланиновая трансаминазы обеспечивают перевод глутамата в а-кетоглутарат, который, поступая в цикл трикарбоновых кислот, обеспечивает энергией и пластическими ресурсами процессы синтеза компонентов клеток головного мозга плода.

5. Окислительный стресс наряду со снижением активности глутаматдегидрогеназы, уменьшением количества интрацеллюлярного магния, т.е. факторами, приводящими к снижению обменной мощности цикла трикарбоновых кислот, являются одним из механизмов в патогенезе повреждений фетальной печени при редукции маточно-плацентарного кровотока. Увеличение активности аланиновой трансаминазы носит адаптационный характер.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ.

1. Маслюкова А.В., Томилова И.К., Слободин В.Б. Состояние перекисного окисления липидов и антиоксидантной защиты в печени и головном мозге плодов, развивавшихся в условиях нарушенного маточно-плацентарного кровообращения // Иван.гос.мед.академия. - Иваново. - 2002.- Деп. в ВИНИТИ 25.03.02. - № 526 - В 2002.

2. Маслюкова А.В. Окислительный стресс и оксид азота в патогенезе повреждений внутренних органов плода при нарушении маточно-

плацентарного кровотока // Сб. науч. трудов международной конференции «Проблемы медицинской энзимологии», Москва, 28-31 мая, 2002, С. 44.

3. I.K.Tomilova, A.V.Maslyukova, E.L.Kadykova, V.B.Slobodin. Role of free -radical processes and antioxidant protection in a pathogenesis of fetus and neonate's inner organs damages during uteroplacental circulatory insufficiency // International Journal on Immunorehabbilitation, Singapour, Dec. 7,2002. - P. 168.

4. Маслюкова А.В., Томилова И.К., Гарусова Е.В., Слободин В.Б. Особенности обмена глутаминовой кислоты в головном мозге плодов, развивавшихся в условиях нарушенного маточно-плацентарного кровообращения // Иван.гос.мед.академия. - Иваново. - 2003.- Деп. в ВИНИТИ 23.12.03. - № 2248 - В 2003.

5. Маслюкова А.В. Роль глутамата и оксида азота в патогенезе антенатального повреждения головного мозга плода, развивавшегося в условиях нарушенного маточно-плацентарного кровотока // Тез.докл. Всерос. науч. конф. «Молодые женщины в науке», Иваново, 2-Запреля 2004г. -Иваново: Иван. гос. ун-т, 2004.- С.247-249.

Формат 60x84 1/16 Печать плоская

Тираж 80 экз. Заказ 0256

Отпечатало в ОМТ МИБИФ 153003, Иваново, ул. Рабфаковская, 34, оф.101, тел. (0932) 38-37-36

' ? i о 7 О в

Содержание диссертации, кандидата медицинских наук, Маслюкова, Анна Валерьевна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1. Состояние перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы в фетальных органах при нарушении маточно-плацентарного кровообращения.

1.1.1. Перекисное окисление липидов: инициирующие факторы, эффекты и значение.

1.1.2. Система антиоксидантов.

1.2. Окислительный стресс.

1.2.1. Факторы риска развития окислительного стресса в головном мозге.

1.2.2. Патогенез окислительного стресса.

1.3. Механизм реализации эксайтотоксического эффекта глутамата.

1.3.1. Некоторые аспекты функционирования глутаматных рецепторов у плода в условиях гипоксии.

ГЛАВА II. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Методика воспроизведения экспериментальной модели нарушения маточно-плацентарного кровообращения у крыс.

2.2. Методы выделения митохондриальной и цитоплазматической фракций тканей для анализа активности ферментов.

2.3. Методы, позволяющие оценить интенсивность перекисного окисления липидов.

2.4. Методы определения состояния антиоксидантной системы.

2.5. Методы определения показателей обмена глутамата.

2.6. Методы изучения обмена оксида азота.

2.7. Методы определения количества внутриклеточного кальция и магния.

ГЛАВА III. ПОКАЗАТЕЛИ ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ

ЛИПИДОВ И АНТИОКСИДАНТНОЙ СИСТЕМЫ В ГОЛОВНОМ МОЗГЕ И ПЕЧЕНИ ПЛОДА, РАЗВИВАВШЕГОСЯ В УСЛОВИЯХ НАРУШЕННОГО МАТОЧНО-ПЛАЦЕНТАРНОГО КРОВОТОКА.

3.1. Состояние перекисного окисления липидов.

3.2. Показатели обмена оксида азота II.

3.3. Активность ключевых ферментов антиоксидантной защиты.

ГЛАВА IV. ПОКАЗАТЕЛИ ОБМЕНА ГЛУТАМИНОВОЙ КИСЛОТЫ В ГОЛОВНОМ МОЗГЕ И ПЕЧЕНИ ПЛОДА, РАЗВИВАВШЕГОСЯ В УСЛОВИЯХ НАРУШЕННОГО МАТОЧНО-ПЛАЦЕНТАРНОГО КРОВОТОКА.:.

4.1. Особенности обмена глутаминовой кислоты в головном мозге плода, развивавшегося в условиях нарушенного маточно-плацентарного кровообращения.

4.2. Особенности обмена глутаминовой кислоты в печени плода, развивавшегося в условиях нарушенного маточно-плацентарного кровообращения.

4.2.1. Содержание кальция и магния в печени плода, развивавшегося в условиях нарушенного маточно-плацентарного кровообращения.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Роль окислительного стресса и нарушений обмена глутамата в патогенезе повреждений головного мозга и печени плода, развивавшегося в условиях нарушенного маточо-плацентарного кровообращения"

В настоящее время обширные специальные исследования, проведенные в ряде стран при непосредственном участии Всемирной организации здравоохранения, показали достоверную связь между нарушением внутриутробного развития плода и возникновением в последующем риска формирования психомоторных и соматических расстройств, нередко не компенсируемых в течение всей последующей жизни (О.Г.Фролова, 1980; Л.В.Моисеенко, 1981; С.Д.Булиенко с соавт., 1982; Л.О.Бадалян, 1984; В.Н.Городков, Л.В.Посисеева с соавт., 1984; В.Н.Городков, Л.В.Лобанова с соавт., 1985; В.М.Сидельникова, 1986; Р.Р.Шиляев, В.Н.Городков, 1986; И.М.Мамедалиева с соавт., 1988; Е.В.Гарусова, 1989; В.А.Кузнецова с соавт., 1989; Г.А.Самсыгина, 1990; Г.М.Савельева с соавт., 1991; H.T.Salem, T.Chard, 1994). Кроме того, общеизвестным является тот факт, что патологическое течение антенатального периода часто приводит к невынашиванию беременности, задержке внутриутробного развития (ЗВУР) плода, повреждению различных органов и систем, что в свою очередь обусловливает высокие показатели перинатальной смертности, отрицательно влияет на здоровье будущего поколения.

Среди факторов, неблагоприятно влияющих на антенатальный период, большое значение имеет нарушение маточно-плацентарного кровообращения (МПК), причиной которого могут быть: экстрагенитальная патология у матери, наличие острых и хронических инфекций, гестоз и т.п. (Н.Л.Гармашева, Н.Н.Константинова, 1978; А.П.Кирющенков, 1987). Нарушение МПК, в свою очередь, приводит к развитию гипоксии, являющейся центральным звеном патогенеза антенатального повреждения плода и одной из причин мертворождаемости и смертности новорожденных (А.П.Кирющенков, 1978; М.Доннер с соавт., 1984).

В клинической практике изучение недостаточности МГЖ и ее влияния на развивающийся плод представляет собой трудную задачу вследствие невозможности проведения биохимических исследований на уровне органов и тканей. Наиболее адекватными для решения этих вопросов являются экспериментальные исследования. Работами многих авторов в этой области установлен целый комплекс физиологических приспособительных реакций плода к неблагоприятным условиям развития и, в частности, к гипоксии (М.В.Федорова, 1982; S.Ashwal, 1980; D.I.Edelstone, 1980; M.L.Reuss, 1980;

A.A.Rosenbery et al., 1982; A.P.Lasala, H.T.Strassner, 1986; W.A.Campbell et al., 1986). Выявлено, что при этом у плода снижается не только масса тела, но и нарушается гармоничность в развитии органов и систем, что, прежде всего, относится к фетальной печени, которая при задержке внутриутробного развития страдает раньше других (D.Hull, O.Smales, 1978), и где существенно ухудшается состояние липидного обмена (О.Г.Ситникова, 1989), а изменения метаболизма глюкозы приводят к уменьшению ее энергетического и пластического потенциала (И.В.Морева, 1989; Г.Л.Сизякова, 1990;

B.А.Кузнецова, 1992).

Наряду с этим частым осложнением нарушения маточно-плацентарного кровообращения является перинатальная гипоксическая энцефалопатия, которая диагностируется у 5% новорожденных (Балан П.В., Маклакова А.С. и соавт., 1998), а перинатальные повреждения мозга составляют более 60% всей патологии нервной системы детского возраста и непосредственно участвуют в развитии таких заболеваний, как детский церебральный паралич, эпилепсия, минимальная мозговая дисфункция. Однако информация о биохимическом статусе фетального мозга при данной форме патологии практически отсутствует. Вместе с тем, для понимания патогенетических механизмов антенатального повреждения головного мозга и печени, а также задержки внутриутробного развития плода при нарушении МПК, необходимость проведения такого рода исследований вполне очевидна. Особый интерес в этом плане представляет изучение особенностей перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы, а также обмена глутамата - основного медиатора в составе центральной нервной системы, обладающего свойством эксайтотоксичности.

Все вышеизложенное и определило необходимость проведения настоящей работы.

Цель исследования: выявить особенности свободно-радикальных процессов и обмена глутаминовой кислоты в головном мозге и печени плода в условиях гипоксии, возникающей в результате нарушения МПК, и установить их роль в патогенезе антенатального повреждения этих органов и отставания внутриутробного развития плода.

Задачи работы.

2. Охарактеризовать особенности обмена глутаминовой кислоты в головном мозге и печени исследуемых плодов.

4. Установить возможные коррелятивные связи между изменениями свободно-радикальных процессов и обмена глутаминовой кислоты в головном мозге и печени подопытных плодов.

5. Выявить адаптационные и дезадаптациопные изменения метаболизма свободных радикалов и глутаминовой кислоты и оценить их роль в патогенезе антенатального повреждения головного мозга и печени плода в условиях нарушенного маточно-плацентарного кровообращения.

Научная новизна. Выявлено, что в патогенезе повреждений головного мозга плодов, развивавшихся в условиях нарушенного маточно-плацентарного кровотока, ведущее значение принадлежит двум факторам: эксайтотоксичности глутамата, реализуемой посредством увеличения внутриклеточной концентрации кальция и уменьшения внутриклеточной концентрации магния, и окислительному стрессу, причем оба эти фактора могут быть последовательными и взаимодополняющими механизмами, приводящими к дегенерации нейронов.

Выявлены коррелятивные связи между уровнем малонового диальдегида и концентрацией глутамата, а также интрацеллюлярного кальция.

Показано, что истощение метаболического пула глутамата в условиях гипоксии носит компенсаторно-приспособительный характер. При участии активированных глутаматдегидрогеназы, ACT и AJIT в нейронах глутамат интенсивно превращается в а-кетоглутарат, который поступает в цикл трикарбоновых кислот, поддерживая его обменную мощность.

Выявлено, что в фетальной печени в условиях редукции маточно-плацентарного кровотока развивается окислительный стресс в более выраженной форме, а нарушения обмена глутамата приводят к ограничению обменной мощности цикла трикарбоновых кислот, что является одним из патогенетических механизмов ее антенатального повреждения.

Практическая значимость. Полученные новые данные и сформулированные теоретические положения об особенностях свободно-радикальных процессов (в том числе о показателях цикла окиси азота), антиоксидантной системы и обмена глутамата у плода вносят существенный вклад в развитие одного из наименее изученных разделов перинатальной медицины — метаболизма плода при патологии. Результаты и теоретические положения работы являются основой для разработки критериев ранней диагностики и обоснования принципов метаболической коррекции выявленных нарушений.

Теоретический и практический материал, представленный в диссертации, рекомендуется использовать в лекционном курсе на кафедрах биохимии, патофизиологии, педиатрии и акушерства-гинекологии.

Апробация материалов диссертации. Основные положения диссертации доложены на научных конференциях молодых ученых ИГМА (Иваново, 2002, 2004), монотематической конференции «Роль оксида азота в патологии» (Иваново, 2002), Всемирном конгрессе по клинической и иммунной патологии (Сингапур, 2002), Международной конференции «Проблемы медицинской энзимологии» (Москва, 2002), Всероссийской научной конференции «Молодые женщины в науке» (Иваново, 2004).

Основные положения, выносимые на защиту.

Заключение Диссертация по теме "Биохимия", Маслюкова, Анна Валерьевна

ВЫВОДЫ

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящее время обширные специальные исследования, проведенные в ряде стран при непосредственном участии ВОЗ, показали достоверную связь между нарушением внутриутробного развития плода и возникновением в последующем риска формирования психомоторных и соматических расстройств, нередко не компенсируемых в течение всей последующей жизни (О.Г.Фролова, 1980; Л.В.Моисеенко, 1981; С.Д.Булиенко с соавт., 1982; Л.О.Бадалян, 1984; В.Н.Городков, Л.В.Посисеева с соавт., 1984; В.Н.Городков, Л.В.Лобанова с соавт., 1985; В.М.Сидельникова, 1986; Р.Р.Шиляев, В.Н.Городков, 1986; И.М.Мамедалиева с соавт., 1988; Е.В.Гарусова, 1989; Г.М.Савельева с соавт., 1991). Кроме того, общеизвестным является тот факт, что патологическое течение антенатального периода часто приводит к невынашиванию беременности, задержке внутриутробного развития плода, повреждению различных органов и систем, что, в свою очередь, обусловливает высокие показатели перинатальной смертности, отрицательно влияет на здоровье будущего поколения.

Несмотря на доказательства этиологической связи указанных отклонений с неблагоприятным течением внутриутробного периода, их патогенетические механизмы остаются до настоящего времени окончательно не расшифрованными. Это объясняется разнообразием факторов, осложняющих течение беременности (острые и хронические инфекции, наличие экстрагенитальной патологии, неблагоприятные социально-бытовые условия, воздействие токсических веществ, профессиональные вредности и т.п.), а также невозможностью проведения клинических исследований на уровне органов и тканей развивающегося организма.

Исходя из этого, вполне очевидна необходимость экспериментальных исследований для выяснения патогенеза антенатального повреждения отдельных органов и систем плода, развивающегося в условиях осложненной беременности. Однако, несмотря на значительное число экспериментальных работ (М.М.Вартанова, 1984; М.В.Маневская, 1986; И.В.Морева, 1989; О.Г.Ситникова, 1989; C.T.Jones et al., 1983, 1985; A.P.LaSala et al., 1996), до сих пор нет ясности во многих аспектах метаболизма плода, развивающегося в физиологических условиях, и, тем более, при патологически протекающей беременности, сопровождающейся, как правило, дискоординацией стероидогенеза и плацентарной недостаточностью (С.Д.Булиенко с соавт., 1982; Т.Г.Волкова с соавт., 1985; И.Д.Хохлова, 1995), что резко снижает адаптационные возможности единой системы мать-плацента-плод.

При патологии беременности и родов наиболее частым осложнением является перинатальная гипоксическая энцефалопатия, которая диагностируется у 5% новорожденных (Балан П.В., Маклакова А.С., Крушинская Я.В., Соколова H.JI., Кудаков Н.И., 1998). Гипоксия плода является одним из основных факторов формирования детской церебральной патологии: по данным клинико-неврологического обследования новорожденных, проводимого с использованием нейросонографии и компьютерной томографии головного мозга, она выявляется у 7-10% доношенных и 45-89%) недоношенных детей. Перинатальные повреждения мозга составляют более 60%> всей патологии нервной системы детского возраста, непосредственно участвуют в развитии таких заболеваний, как детский церебральный паралич, эпилепсия, минимальная мозговая дисфункция.

В антенатальном периоде основным этиологическим фактором гипоксии является плацентарная недостаточность (Громыка Ю.Л., 1998, Федорова М.В., 1997), которая протекает с нарушением всасываемости и усвоением питательных веществ через плаценту, дефицитом транспорта кислорода и углекислоты, что проявляется синдромом задержки развития плода, внутриутробной гипотрофией, незрелостью легких и сурфактанта. Установлено, что снижение маточно-плацентарного кровотока служит объективным показателем гипоксического поражения мозга (Кулаков В.И., 1997).

Исходя из этого, нам представлялось перспективным для понимания патогенетических механизмов повреждения мозга выявить те метаболические сдвиги, которые развиваются в нем при нарушении МПК. Выбор именно этой формы патологии был обусловлен, во-первых, тем, что при ней уменьшается интенсивность плодово-материнского обмена и, следовательно, имеет место редукция поступления к плоду кислорода и питательных веществ. Во-вторых, нарушение МПК представляет собой одну из наиболее универсальных патогенетических реакций, развивающихся в системе мать-плацента-плод при осложненном течении беременности (наличие у беременной артериальной гипертензии различного генеза, угрозы прерывания беременности, аномалии развития плаценты и патологии пуповины, позднего гестоза, экстрагенитальной патологии, особенно сахарного диабета, нарушения жирового обмена, сердечнососудистых заболеваний, анемии, очагов хронической инфекции, перенашивание беременности).

Восприимчивость развивающегося головного мозга к гипоксии зависит от липидного состава мембран клеток мозга, уровня ПОЛ, присутствия факторов антиоксидантной защиты, развития и последующих изменений возбуждающих нейротрансмиттерных рецепторов, таких как N-метил-В-аспартат (NMDA)-рецепторов, уровня интрацеллюлярного Са2+.

Настоящее исследование имело цель выявить особенности свободно-радикальных процессов и обмена глутаминовой кислоты в головном мозге плода в условиях гипоксии, возникающей в результате нарушения МПК, и биохимические процессы, лежащие в основе связи эксайтотоксичности и окислительного стресса, а также установить их роль в патогенезе антенатального повреждения этого органа и отставания внутриутробного развития плода.

Для решения поставленных задач были проведены исследования показателей ПОЛ, антиоксидантной системы, цикла окиси азота, обмена глутаминовой кислоты и уровня внутриклеточного кальция и магния в головном мозге плодов, развивавшихся в условиях недостаточности МПК, и интактных плодов лабораторных животных. Наряду с этим в рамках исследований, проводимых ранее сотрудниками нашей кафедры, нами преследовалась цель сравнить изменения вышеуказанных показателей в головном мозге с нарушениями их в печени.

Используемая в эксперименте модель воспроизведения нарушения МПК (М.М.Вартанова, 1984) была полностью адекватна поставленной задаче, поскольку развивавшиеся в этих условиях плоды характеризовались массой, сниженной до 70-75% по сравнению с интактными, меньшим краниально-каудальным размером, а также рядом внешних проявлений, типичных для отставания внутриутробного развития.

Проведенные экспериментальные исследования показали, что патофизиологическая компенсаторно-приспособительная реакция плода при нарушении МПК (М.В.Федорова, 1982; Н.Л.Гармашева, Н.Н.Константинова, 1985; S. Ash wall et al., 1980; T.P.Rolph, c.t. Jones, 1985; H.Schwartze, 1988; C.R.Chao et al., 1989; C.P. Weiner, 1989), обусловливающая лучшую оксигенацию жизненно важных органов, в частности головного мозга, по сравнению с другими тканями, определяет различия показателей ПОЛ, атиоксидантной системы, обмена глутамата и оксида азота, уровня кальция и магния в фетальном мозге и печени.

В головном мозге плода при нарушении МПК установлено усиление процессов липидной пероксидации, о чем свидетельствует повышение содержания МДА - конечного метаболита неферментативной деградации продуктов ПОЛ - в 1,8 раза по сравнению с контролем (р<0,001). Между тем, общеизвестно, что его накопление приводит к деструктивным изменениям в клетках и необратимым нарушениям их функций (В.И.Калмыкова, 1981; Y.Pryor, 1979; C.V.Smith et al., 1984).

Одной из причин усиления ПОЛ в головном мозге исследуемых плодов может быть снижение компонентов антиоксидантной системы, в частности активности супероксиддисмутазы, основная роль которой заключается в гашении активных форм кислорода (Y.Pryor,1979). Выявлено, что процент блокирования восстановленного НСТ супероксиддисмутазой в нейронах плодов опытного рога уменьшается на 39% (р<0,001), что свидетельствует о нарушении антиокислительной защиты уже на стадии генерации активных форм кислорода. Избыточное накопление последних приводит к серьезным нарушениям в организме развивающегося плода (R.Brawn, J.Fridovich, 1981).

Снижается активность и другого компонента АОС — глутатионредуктазы - на 50% в цитоплазме (р<0,01) и на 49% в митохондриях (р<0,01). Нам представляется, что уменьшение активности глутатионредуктазы, по-видимому, вызвано переключением утилизации НАДФНг с пути гидроксилирования в условиях активации ПОЛ, что влечет за собой снижение его фонда в клетке.

Понижение активности глутатионредуктазы приводит к уменьшению количества восстановленного глутатиона, что, в свою очередь, обусловливает снижение активности глутатионпероксидазы.

Действительно, как показали проведенные нами исследования, активность глутатионпероксидазы в головном мозге плодов в условиях нарушенного МПК оказалась меньше, чем у здоровых плодов на 34% (р<0,01).

Вышеизложенное объясняет и результаты, полученные при исследовании общей антиоксидантной активности, которые выявили ее существенное снижение (63% по сравнению с контролем, р<0,01).

Таким образом, сопоставление показателей ПОЛ и АОС свидетельствует, что накопление продуктов ПОЛ в головном мозге плодов, развивавшихся в условиях нарушенного МПК, обусловлено как активацией этого процесса в условиях гипоксии, так и срывом антиоксидантной защиты, что подтверждается высокой степенью корреляции между изменениями указанных показателей. «Окислительный стресс», т.е. нарушенное динамическое равновесие системы перекисное окисление липидов антиоксиданты, можно рассматривать как патогенетический механизм антенатального повреждения мозга плода, что приведет к возникновению неврологического дистресса новорожденного и развитию различного рода энцефалопатий.

Учитывая мнение ряда авторов о вовлечении рецепторов глутамата и эксайтотоксического процесса в нейродегенерацию в результате глобальной (Sheardown M.J., Nielsen E.G., Hansen A.J., Jacobsen P., Honore Т., 1990) и фокальной церебральной ишемии (Germano I.M., Pitts L.M., Meldrum B.S., Bartkowski H.M., Simon R.P., 1987, Park O.K., Nehis D.G., Graham D.I., Teasdale G.M., McCulloch J., 1988), нами были проанализированы некоторые показатели обмена глутаминовой кислоты в головном мозге плодов, развивавшихся в условиях нарушенного МПК.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата медицинских наук, Маслюкова, Анна Валерьевна, Челябинск

1. Абрамченко В.В. Современное состояние вопроса об углеводном обмене в системе мать-плод в норме и при гипоксии / Абрамченко В.В., Николаев А.А. // Акуш. и гинек.-1983.-№ 10.-С. 6-9.

2. Акмаев И.Г. Нейроиммуноэндокринология: факты и гипотезы // Пробл. эндокринол. 1997. - Т. 43, № 1. - С. 3-9

3. Алабовский В. Нейропептид карнозин и защита нейронов от повреждения активными формами кислорода / Алабовский В., Болдырев А., Винокуров А. //Бюл.экспер.биол. 1999. - Т. 127, № 3. - С. 290-294.

4. Ароян Г.Ц. Метаболические аспекты задержки внутриутробного развития плода // Автореферат дисс. на соиск.степ.канд.биол.наук. Тверь. — 2002. - 22 с.

5. Бадалян Л.О. Проблемы антенатальной неврологии // Ж.невропатол. и психиатр.-1984.-№ 10.-С. 1441-1446.

6. Балан П.В. Сравнительный анализ устойчивости к острой гипобарической гипоксии новорожденных и взрослых экспериментальных животных / Балан П.В., Маклакова А.С., Крушинская Я.В., Соколова Н.Л. и др. // Акуш. и гин.-1998.-№ З.-С. 20-3.

7. Болдырев А.А. Взаимодействия между глутаматными рецепторами //Бюлл. экспер. биол. и мед.- 2000.- Т. 130, № 9. С. 244-251.

8. Болдырев А.А. Карнозин и защита тканей от окислительного стресса.-М. :Наука.-1999.-115 с.

9. Болдырев А.А. Парадоксы окислительного метаболизма мозга // биохимия. 1995. - Т. 60, № 9 - С. 1536-1542.

10. Болдырев А.А. Функциональные взаимодействия между глутаматными рецепторами разных классов / Болдырев А.А., Булыгина Е.Р., Крамаренко Г.Г. //Бюл. Эксп. Биол. 1996. - Т. 121, № 3. - С. 275-278.

11. Булиенко С.Д. Недоношенная и переношенная беременность / Булиенко С.Д., Фогель П.И., Степанковская Г.К. -Киев.: Здоровья.-1982.-180 с.

12. Бурлакова Е.Б. Молекулярные механизмы действия антиоксидантов при лечении сердечно-сосудистых заболеваний // Кардиология. 1983. - т. 23, № 6.-С. 537-541.

13. Вартанова М.М. Патогенез и профилактика синдрома отставания в развитии плода при плацентарной недостаточности и его отдаленные последствия // Дисс. на соиск.учен.степ.докт.мед.наук.-Л.-1984.-462 с.

14. Вихляева Е.М. Вопросы диагностики и лечения плацентарной недостаточности при задержке роста плода / Вихляева Е.М., Ходжаева З.С. // Акуш. и гинек.-1994.-№6.-С. 18-20.

15. Гармашева Н.Л. Патофизиологические основы охраны внутриутробного развития человека / Гармашева Н.Л., Константинова Н.Н. -Л.: Медицина. -1985. 160 с.

16. Гармашева Н.Л., Константинова Н.Н. Введение в перинатальную медицину. М.: Медицина. - 1978. - 296 с.

17. Гармашева Н.Л., Константинова Н.Н. Патофизиологические основы охраны внутриутробного развития человека.-Л.:Медицина.-1985.- 160 с.

18. Голубев А.Г. Смерть нейрона // Международн. мед. обзор. 1994. -Т. 2, №2.-С. 134-140.

19. Городков В.Н. Современные методы диагностики и прогнозирования невынашивания беременности / Городков В.Н., Посисеева Л.В., Бабакова Л.А., Волкова Т.Г. // Невынашивание беременности.-М.-1984.-С. 115-121.

20. Городков В.Н. Эндокринная система плода при физиологической и преждевременно прерывающейся беременности // Современные методы диагностики и лечения перинатальной патологии.-Ереван.-1981.-С. 59-60.

21. Горрен А.С. Кофакторы нитроксидсинтетазы / Горрен А.С., Майер Б. // Биохимия.-1998.-№63.-С.734-743.

22. Дамбинова С.А. Нейрорецепторы глутамата.-JI.: Наука. 1989.114 с.

23. Ещенко Н.Д. Определение количества глутаминовой кислоты в тканях / Методы биохимических исследований (липидный и энергетический обмен). Учеб. пособие /Под ред. М.И.Прохоровой. Л.: Изд-во ленингр. Ун-та. - 1982.-С. 244-246.

24. Жукова Т.П. Особенности кровоснабжения мозга плода и новорожденного / Жукова Т.П., Сюткина Е.В. // Гипоксия плода и новорожденного / под ред. М.Я.Студеникина (СССР), Н.Холлмана (Финляндия).-М. Медицина.-1984.-С. 11-36.

25. Кирющенков А.П. Итоги и перспективы развития акушерства и перинатологии // Акуш. и гинек.-1987.-№ 6.-С.3-7.

26. Клюева Н.Н. Определение активности глутаматдегидрогеназы в митохондриях тканей животных // Вопросы медицинской химии. № 1. — С. 4951.

27. Козлов Ю.П. Биоантиокислители.-М.: Медицина,-1975.-С.5-14.

28. Лакин Г.Ф. Биометрия. М. - 1980. - 293 с.

29. Лебедева З.И. Глутамин(аспарагин)аза из Pseudomonas Aurantiaca ВКМВ-548 / Лебедева З.И., Березов Т.Т., Орехович В.Н. // Биохимия. — 1981. — Т. 46, вып.1. — С.85-88.

30. Лопина О.Д. Биологические мембраны // Бюл. Эксп. Биол. 1999. -Т. 16.-С. 584-603.

31. Махарадзе Л.М. Роль гидроперекисей липидов в развитии гепатоцеребральной патологии плода экспериментальные исследования / Махарадзе Л.М., Зиракадзе А.Н., Кинтрая П.Я., Макашвили Г.А. // Акуш. и гинекология. 1988. - № 1. - С. 22-25.

32. Маянский А.Н. Очерки о нейтрофиле и макрофаге / Маянский А.Н., Маянский Д.Н.- Новосибирск: Наука.-1989.-192 с.

33. Менщикова Е.Б. Биохимия окислительного стресса (оксиданты и антиоксиданты) / Менщикова Е.Б., Н.К.Зенков.-Новосибирск. 1993. - 198 с.

34. Морева И.В. Состояние пентозофосфатного цикла у женщин и плода при невынашивании беременности // Актуальные вопросы антенатальной охраны плода. Тезисы докладов. Тарту, 10-11 июля, 1986 г. М., 1986. - С. 8890.

35. Морева И.В. Состояние пентозо-фосфатного цикла у женщин при невынашивании беременности // Актуальные вопросы антенатальной охраны плода. Тезисы докладов. Тарту, 10-11 июля, 1989 г. М., 1989. - С. 88-90.

36. Прохорова М.И. Методы определения радиоактивного углерода / Прохорова М.И., Тупикова З.Н. Л.- 1959. - 176 с.

37. Равийо О.Н. Биохимические параметры гипоксии плода и новорожденного / Равийо О.Н., Антонова А.Г., Сафонова Т.Я. // Гипоксия плода и новорожденного.-М.-1984.-С. 91-115.

38. Савельева Г.М. Актуальные вопросы современной перинатологии //Актуальные проблемы перинатологии. Диагностика и лечение женского бесплодия.- М.-1983.-С. 250-252.

39. Савельева Г.М. Патогенез гипоксических состояний плода и новорожденного // Гипоксия плода и асфиксия новорожденного / Труды II МОЛГМИ им. Н.И.Пирогова.-М.-1974.-С. 5-8.

40. Савельева Г.М., Федорова М.В., Клименко П.А., Сичинава Л.Г. Плацентарная недостаточность /.-М.: Медицина.-1991.-264 с.

41. Савченков Ю.И. Очерки физиологии и морфологии функциональной системы мать-плод / Савченков Ю.И., Лобынцев К.С. М.: Медицина. - 1980ю - 254 с.

42. Савченков Ю.И. Принципы системного подхода к изучению взаимоотношений матери и плода // Акуш. и гинек.-1987.-№1.-С. 3-7.

43. Савченков Ю.И. Принципы системного подхода к изучению взаимоотношений матери и плода // Акуш.и гинек. 1987. - №1. - С. 3-7.

44. Самсыгина Г.А. Проблемы перинатологии и неонатологии на современном этапе развития педиатрии // Педиатр.-1990.-№ 10.-С. 5.

45. Самсыгина Г.А. Проблемы перинатологии и неонатологии на современном этапе развития педиатрии // Педиатр. 1999. - № 10. - С.5.

46. Сидельникова В.М. Невынашивание беременности.-М.:Медицина.-1986.-175 с.

47. Сизякова Г.Л. Исследование гликолитического пути распада глюкозы в печени плода при невынашивании беременности // Тезисы докладов молодых ученых ИГМИ. (20 февраля 1986) / Иваново. 1986. - С. 65.

48. Сизякова Г. Л. Метаболизм глюкозы в печени плода, развивавшегося в условиях нарушения маточно-плацентарного кровообращения // Автореф. на соиск. учен. степ. канд.биол.паук.-Челябинск.-1990.-24 с.

49. Ситникова О.Г. Состояние липидного обмена при невынашивании беременности // Автореф. на соиск.учен.степ.канд.биол.наук.-Челябинск.-1989.-21 с.

50. Стальная И.Д. Методы определения малонового диальдегида с помощью тиобарбитуровой кислоты / Стальная И.Д., Гаришвили Т.Г. // Современные методы в биохимии / Под ред. В.Н.Ореховича. -М.: Медицинаю 1977.-С. 66-68

51. Стрижаков А.Н. Задержка развития плода / Стрижаков А.Н., Михайленко Е.Т., Бунин А.Т., Медведев М.В. Киев: Здоровья. - 1988. - 208 с.

52. Телушкин П.К. Взаимодействие активных форм кислорода и азота в развитии патологии у человека / Телушкин П.К., Потапов П.П. // Новости медицины и фармации Яринвестмедикал. 1997. - № 2. - С. 306-308.

53. Федорова М.В. Диагностика и лечение внутриутробной гипоксии плода.-М.Медицина.-1982.-202 с.

54. Федорова М.В. Плацента и ее роль при беременности / Федорова М.Ф., Калашникова Е.П. М.: Медицина. - 1986. - 252 с.

55. Федорова М.В. Состояние углеводного обмена в системе мать-плод в норме и при гипоксии / Федорова М.В., Быкова Г.Ф., Дживелегова Г.Д. // Акуш.и гинек. 1980. -№8.-С. 7-11.

56. Федорова М.В. Уровень гормонов в крови женщин при угрозе прерывания беременности / Федорова М.В., Беспалова В.А., Терещенко Л.И., Хохлова И.Д. //Акуш. и гинек.-1984.-№12.-С. 31-33.

57. Федорова Т.Н. /Федорова Т.Н., Болдырев А.А., Ганнушкина И.В. // Биохимия. 1999. - Т. 64. - С. 94-98.

58. Фролова О.Г. Невынашивание беременности. М.-1989. - С. 20.

59. Чевари С. Роль супероксиддисмутазы в окислительных процессах клетки и метод определения ее в биологических материалах / Чевари С., Чаба И., Секей И. // Лаб. дело. 1985. - № 11. - С. 678-681.

60. Чиковани М.И. Значение цитохимических исследований в ранней диагностике и определении прогноза гипоксических повреждений мозга у новорожденных // Педиатр. 1981. - № 2. - С. 27-29.

61. Шутова Н.Т., Черникова Е.Д. Патологическая физиология развивающегося организма / Шутова Н.Т., Черникова Е.Д.-JT.: Медицина.-1974.-151 с.

62. Aizenman Е. Antioxidants and exitotoxity of glutamate // Neurosci. Lett.- 1995.-Vol. 189.-P. 57-59.

63. Al-Mohanna F.A. The nucklear insulated from large cytosolic calcium ion changes / Al-Mohanna F.A., Caddy K.W.T., Boisover S.R. // Nature. 1994. -Vol. 367.-P. 740-750.

64. Ambrosini A. Mechanism of autoregulation NMDA receptors by phosphorilation pathway / Ambrosini A., Bresciani L., Fracchia S. // Mol. Pharmacol.- 1995.-Vol. 47.-P 1057-1064.

65. Ashwal S. Patterns of fetal lamb regional cerebral blood flow during and after prolonged hypoxia / Ashwal S., Majcher J.S., Vain N., Longo L.D. //Pediatr.Rev.-1980.-Vol. 14.-P. 1104-1100.

66. Aurer R.N. Hypoglycaemia: brain neurochemistry and neuropathology / Aurer R.N., Siesjo B.K. // Baillieres. Clin. Endocrinol. Metab. 1993. - Vol.7, N 3. -P. 661-625.

67. Bannester S.V. Chemical reactivity of oxygen derivate radicals with reference to biological system / Bannester S.V., Allen H., Hell O. // Biochem. Soc. Trans. 1982.-Vol. 10.-N2.-P. 68-69.

68. Beal M.F. Does impairment of energy metabolism result in excitotoxic neuronal death in neurodegenerative illness? // Ann. Neurol. 1992. - Vol. 31. - P. 119-130.

69. Beal M.F. Mechanisma of excitotocity in neurological disease // FASEB J. 1992. - Vol. 6, N 15. ~ P. 3338-3344.

70. Beal M.F. Mitochondria, free radicals and neurodegeneration // CI. Opin. Neurobiol. 1996. - Vol. 6. - P. 661 -666.

71. Beckman J.S. Nitric oxide and oxygen radicals / Beckman J.S. Beckman T.W., Chen J., Marshall PA. et al. // Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 1990. - Vol. 87. -P. 1620-1634.

72. Benzie I.F. Int. J. Food Sci. Nutr. 1996. - Vol. 47, N 3. - P. 233-261

73. Bergeron C. J. Neurol. Sci. 1995. - Vol.129, suppl. - P. 81-84

74. Berliner J.A. /Berliner J.A., Heinecke J.W. Free Radic. Biol. Med.-1996.-Vol. 20, N 5. P. 707 - 727.

75. Blomstrand S. Doas glucose administration affect the cerebral response to fetal asphyxia / Blomstrand S., Herbec A., Karlsson K., Kiellmer I., Lindecrants K., Ollson T. // Acta Obstetr.Gynec.Scand. 1984. - Vol.64, N4. - P. 345-353.

76. Bogdanov M. /Bogdanov M., Wurtman R. // Neurosci. Lett. 1997. -Vol. 221.-P. 197-201.

77. Boldyrev A. Carnozin as a neuroprotective agent/ Boldyrev A., Song R., Lowerens D., Carpenter D. //Neuroscience. 1999. - Vol. 94. - P. 571-577.

78. Boldyrev A.A. Intracellular free calcium rise trig nuclear envelope breakdown in the sea urchin embryo / Boldyrev A.A., Kurrela E // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1996. - Vol. 222. - P. 483-487.

79. Booth R.F.G. The development of enzymes of energy metabolism in the brain of a precortical (guinea pig) and non precortical (rat) species / Booth R.F.G., Patel T.V., Clark J.B. // J. Neurochem. 1980. - Vol. 34. - P. 17-25.

80. Bourne J.M. Influence of intrauterine malnutrition on brain development; alteration of myelination / Bourne J.M., Morand O., Chanez C., Dumont O., Flexor M.A. // Biol.Neonate.-1981.-v.39.-P.96-99.

81. Bredt D.S. / Bredt D.S., Snyder S.N. // Proc. Nakl. Acad. Sci. USA.-1990.- Vol. 87.-P. 682-685.

82. Brines M.L. Inhibition of alpha 2/alpha 3 sodium pump isoforms potentiated glutamate neurotoxity / Brines M.L., Robbins R.J. // brain res. 1992. -Vol. 591.-P. 94-102.

83. Butterworth R.F. Evidence that hepatic encephalopathy results from a defect of glutamatergic synaptic regulation // Mol. Neuropharmacol. 1992. - Vol. 2, N2.-P. 229-232.

84. Campbell W.A. Intrauterine versus extrauterine management/resuscitation of fetus/neonate / Campbell W.A., Vintzileos A.M., Nochimson D.J. // Clin.Obstetr.Gynecol. 1986. - Vol. 29, N l.-P. 33-42.

85. Carey E.M. The biochemistry of fetal brain development and myelination. In: Biochemical Development of the Fetus and Neonate, edited by C.T. Jones. Amsterdamk: Elsevier. 1992. - P. 287-336.

86. Chao C.R. The effect of electrocortical state on cerebral carbohydrate metabolism in fetal sheep / Chao C.R., Hohimer A.R., Bissonnette J.M. // Developmental Brain Research.-1989.-Vol. 49.-P. 1-5.

87. Choi D.W. NMDA receptors and AMPA/kainite receptors mediparallel ' injury in cerebral cortical culture subjected to oxygen-glucose deprivation // Prog. Brain Res. 1993.-Vol. 96.-P. 137-143.

88. Coyel J.T. Oxidative stress, glutamate and neurodegenerat ive disorders / Coyel J.T., Puttfarchen P // Science. 1993. - Vol. 262. - P. 689-695.

89. Crawford M.A. Nutritional influences in evolution mammalian brain / Crawford M.A., Sinclair A.J. //Lipids, malnutrition and the developing brain. Ciba Foundation Symposia. Chichester, NY: Assotiated Science Publishers.-1972.-P. 267292.

90. Darley-Usmar V. Nitric oxide and oxygen radicals: a question of balance / Darley-Usmar V., Wiseman H., Halliwell B. // FEBS Letters. 1995. - Vol. 369. -P. 131-135.

91. Dawson T.M. Isolated cerebral and cerebellar mithohondria produce free radicals when expose to elevated Ca"^ and NO: implication for neurodegeneration / Dawson T.M., Dawson V.L. // J. Neurochem. 1994. - Vol. 63, N 3. - P. 584-591.

92. Delivoria-Paradopoulus M. Mechanism of cerebral injury in perinatal asphyxia and strategies for prevention / Delivoria-Paradopoulus M., Mishra O.P. // J.Pediatr.-1998.- Vol. 132.- P. 30-34.

93. Deshpande J.K. Calcium accumulate and neuronal damage in the rat r hippocampus following cerebral ischemia / Deshpande J.K., Siesjo ИюЛюб Wieloch Т. // O. Cereb. Blood Flow Metab. 1987. - Vol. 7. - P. 89-95.

94. Doroshow J.H. //Toxicol. Lett.-1995.- Vol. 82-83.-P. 395 398.

95. Edelstone D.I. Effects of hypoxemia and decreasing umbilical flow on liver and ductus venosus flows in fetal lambs / Edelstone D.I., Rudolph A.M., Heymmann M.A. //Am.J.Physiol.-1980.-Vol. 8.-P. 184-196.

96. Edelstone D.L. Fetal compensatory responses to reduced oxygen delivery//Semin.Perinatol.-1984.-Vol. 8.-P. 184-196.

97. Ferrer I. Cell death in the normal developing brain, and follow ionizing radiation, methylazoxy methanol acetate, and hypoxicemia in the rat // Neuropathol. Appl.Neurobiol.-1996.-Vol. 22.-P. 489-494.

98. Fonnum F. Glutamate: a neurotransmitter in mammalian brain // J. Neurochem. 1984. - Vol. 42, N 1. - P. 1 -11.

99. Granger D.L. Nitric oxides damaged mithohondrial enzymes system / Granger D.L., Lehninger A.L. // О. Седд Biol. 1982. - Vol. 95. - P. 527-535.

100. Gunasekar P.G. Calcium-depended regulation of the nitric oxide synthase activity / Gunasekar P.G., Kanthasamy A.G., Borowitz J.L., Isom G.E. //J. Neurochem. 1995.-Vol. 65.-P. 2016-2021.

101. Ha H. / Ha H., Kim K.H. // Kidney Int.-1995.-Vol. 51, suppl.-P. SI81. S21.

102. Haak L. / Наак L., Heller H., van den Pol A.N. // J. Neurosci. 1997. -Vol. 17.-P. 1825-1837.

103. Halliwell B. Lipid peroxidation: Its mechanism, measurement, and significants / Halliwell В., Chirico S. //Am. J. Clin. Nutr. 1993. - Vol. 57. -P.715S-725S.

104. Handler P. Hepatic aldehyde oxidase // J.Biol.Chem.-1987.-Vol. 237, N 3.-P. 154-156.

105. Hattory N.B. Excitatory amino acids as a final common pathway for neurological disorders //N. Engl. J. 1991. - Vol. 330. -P. 613-622.

106. Hayes J.D. / Hayes J.D., Pulford D.J. //Crit. Rev. Biochem. Mol. Biol.-1995,- Vol. 30, N 6.-P. 445 600.

107. Herrington J. Dominant role of mitochondria in clearance of large Ca"4" loads from rat adrenal chromaffin cells / Herrington J., Park I.B., Babcock D.F., Hille B.//Neuron. 1996.-Vol. 16.-P. 219-228.

108. Hibbs J.B.Jr. / Hibbs J.B.Jr., Taintor R.R., Vavrin Z. // Biochrm. Biophys. Res. Commun. 1984. - Vol. 123. - P. 716-723.

109. Horn F. Methods of enzymatic analysis. // New York. 1965. - Vol. 7. -P. 878-881.

110. Howe J.R. Function of NMDA and non NMDA receptors in newborn pig // Neuroscientist. 1999. - Vol. 5. - P. 311-323.

111. Jagi K. / Jagi K., Nishigaki I., Ohama H. // Jap. J. Vitamin. 1968. -Vol. 37.-P. 105.

112. Johnson D. / Johnson D., Lardy H. In: Methods in enzymology. New York. - 1967.-Vol. 10.-P. 189-210.

113. Johnston M.V. Neurotransmitters and vulnerability of the developing brain // Brain Dev.-1995.-Vol. 17.-P. 301-306.

114. Kashiwagi A. /Kashiwagi A., Asahina Т., Nishio Y., Ikebuchi M., Tanaka Y., Kikkawa R., Shigeta Y. // Diabetes.-1996.-Vol.45. Suppl., N 3. -P. S84 -S86.

115. Kaul N. / Kaul N., Sivelski-Iliskovic N., Thomas T.P., Hill M., Khaper N., Singal P.K. //Nutrition.-1995.- Vol.l 1,N 5, suppl.- P. 551-554.

116. Knowles R.G. Mechanism regulation activity of nitric oxide synthase.// Biochem. Soc. Trans.-1996.-Vol. 24.-P. 875-878.

117. Kristian T. Calcium in ischemic cell death / Kristian Т., Siesjo B.K. // Stroke. 1998. - Vol. 29. - P. 705-718.

118. Lander H.M. // FASEB J.-1997.-Vol. 11,N1.-P. 118-124.

119. Lauffer R.B. Iron and Human Diseases. Florida: CPC Press, Boca Raton. - 1992.-304 p.

120. Lerma J. Structury and function of glutamate receptors / Lerma J., Morales M., Vincente M., Herrarres O. // Trends Neurosci. 1997. - Vol. 20. - P. 912.

121. Longo L.D. Hypoxia-ischemia and the developing brai; Hypothesis regarding the pathophysiology of fetal-neonatal brain damage / Longo L.D., Packinathan S. //Brit.J.Obstetr.Gynaecol.-1997.-Vol. 104.-P. 652-662.

122. Maiese K. Mechanism of autoregulation NMDA receptors by phosphorilation pathway / Maiese K., Swiriduk M., TenBroeke M. // J. Neurochem. -1996. Vol. 66. P. 2419-2428.

123. Manzoni O. Nuclear calcium gradients in cultured rat cells / Manzoni O., Prezeau L., Rassendren F.A. // Mol. Pharmacol. 1992. - Vol. 42. - P. 322-327.

124. Mattson M.P. Selective sencivity of NMDA receptors / Mattson M.P., RudevR.E. //Brain Res. 1993.-Vol. 630.-P. 408-414.

125. May H.E. / May H.E., Poyer J.L., McCay P.B. // Biochem. and Biophys.Res.Communs.-1965.-Vol. 19.-P. 166.

126. May J.M. / May J.M., Qu C., Morrow J.D. //J. Biol. Chem.-1996.-Vol. 271, N 18.-P. 1057- 1052.

127. Mc Cord G. Production of 02 in photolyzed water demonstrated through the use superoxide dismutase / Mc Cord G., Fridovich J. // Photochem. Photobiol.-1973.-Vol. 17,N l.-P. 114-121.

128. McCall T. Nitric oxide and oxygen radicals: a question of balance, synthesis / McCall Т., Val lance P.// FEBS Letters. 1991. - Vol. 319. - P. 111115.

129. Mcllwain H. / Mcllwain H., Rodnight R. In: Practical neurochemistry. London. - 1962. - P. 189-210.

130. McLean L.R. / McLean L.R., Hagaman K.A., Davidson W.S.// Lipids. -1993.- Vol.28, N 6,- P. 505 509.

131. Mishra O.P. Antioxidant enzymes in fetal guinea pig brain during development and the effect of maternial hypoxia / Mishra O.P., Delivoria-Paradopoulus M. //Dev.Brain Res. Rev.-1988.-Vol. 42.-P. 173-179.

132. Mishra O.P. Kainate receptor in fetal guinea pig brain during hypoxia / Mishra O.P., Delivoria-Paradopoulus M. //Neurochem. Res.-1995.-Vol. 20.-P. 1 Hill 77.

133. Mishra O.P. Lipid peroxidation as the mechanism of modification affinity of the Na+,K+-ATPase / Mishra O.P., Delivoria-Paradopoulus M. // Neurochem. Res.-1989.-Vol. 14.-P. 845-851.

134. Mishra O.P. Lipid peroxidation in developing fetal guinea pig brain during normoxia and hypoxia / Mishra O.P., Delivoria-Paradopoulus M. //Dev.Brain Res. Rev.-1989.-Vol.45.-P. 129-135.

135. Mishra O.P. Modification of modulatory sites of NMD A receptor in fetal guinea pig brain during development / Mishra O.P., Delivoria-Paradopoulus M. // Neurochem. Res.-1992.-Vol.17.-P. 1223-1228.

136. Mishra O.P. Na ,K -ATPase in developing fetal guinea pig brain and the effect of maternial hypoxia / Mishra O.P., Delivoria-Paradopoulus M. // Neurochem. Res.-1988.-Vol.13.-P. 765-770.

137. Mishra O.P. NMDA receptor modification in fetal guinea pig brain during hypoxia / Mishra O.P., Delivoria-Paradopoulus M. // Neurochem. Res.-1992.-Vol. 17.-P. 1211-1216.

138. Nakaki T. Ribonucleotidreductases inhibition by nitric oxide / Nakaki Т., Nakauaina M., Kato R. //Eur. J. Pharmacol. 1990. - Vol. 189. - P. 347-353.

139. Obara Y. Nippon Ganka //Gakkai Zashi.-1995.-Vol. 99, N 12.- P. 1303- 1341.

140. Oliver C.N. Excitatory amino acids as a final common pathway for neurological disorders / Oliver C.N., Starke R.P., Stadtman E.R., Liu G.J. //Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 1990. - Vol. 333. - P. 623-632.

141. Ottersen O.P. Exitatory amino acids neurotransmitters: anatomical system // Exitatory amino acid antagonist / Ed. Meldrum B.S. Oxford: Blackwell Scientific. 1991.-P. 14-38.

142. Park C.K. Focal cerebral ischemia in the cat: treatment with the glutamate antagonist MK-801 after induction of ischemia / Park C.K., Nehls D.G., Graham D.I. // J. Cereb. Blood Flow Metab. 1988. - Vol. 8, N 4. - P. 757-762.

143. Pellegrini-Giampietro D.E. Intracellular free calcium rise trig nuclear envelope breakdown / Pellegrini-Giampietro D.E., Gorter J.A., Bennett M., Zukin R.S. // Trends Neurosci. 1997. - Vol. 20. - P. 464-470.

144. Penix L.P. Calcium-depended mechanism of the epilepsia activity / Penix L.P., Wasterline C.G. //Brain Res. 1994. - Vol. 644. - P. 19-24.

145. Peskin A.V.// Biosci. Rep.-1997.-Vol.17, N l.-P. 85-89.

146. Phenna S. Nuclear calcium gradients in cultured rat cells / Phenna S., Jane C.D., Chad J.E. // J. Physiol. (Lond.). 1995. - Vol. 486. - P. 149-161.

147. Plazer Z.A. Lipoperoxidaticni katabolismus poluenovych mastnych kyselin // Cas lek Cesk.-1968.-Vol. 107.-P. 442-447.

148. Radi R. Reactive oxygen species and the central nervous system / Radi R., Beckman J.S., Bush K.M., Freeman V.A. // J. Biol. Chem. 1991. - Vol. 266. -P. 4244-4250.

149. Rajagopalan К. Hepatic aldehyde oxidase. Purification and properties / Rajagopalan K., Fridovich J., Handler P. // J.Biol.Chem.-1962.-Vol. 237, N 3.-P. 154-156.

150. Razdan B. Selective sencivity of synaptosome membrane function to cerebral cortical hypoxia in newborn pig / Razdan В., Marro P.J., Tammele O., Goel R. //Brain Res. 1994. - Vol. 600. - P. 308-314.

151. Rema M. / Rema M., Mohan V., Bhaskar A., Shanmugasundaram K.R. Indian J. //Ophthalmol.-1995.-Vol.43, N l.-P. 17-21.

152. Sagioka K. Hepatic aldehyde oxidase. Purification and properties / Sagioka K, Nakavo M. // J.Biol.Chem.-1970.-Vol. 237, N 3.-P. 154-156.

153. Schraufstaffer I.U. / Schraufstaffer I.U., Hyslop P.A., Jackson J., Cochrane C.C. //Int. J. Tissue React.-1987.-Vol. 9.-P. 317-324.

154. Sheardon M. J. 2,3,-Dihydroxy-6-nitro-7-sulfamoyl-benzo(F)-quinoxaline: a neuroprotectant for cerebral ischemia / Sheardon M. J., Nielsen E.O., Hansen A ,J. //Science. 1990. -Vol. 247. -P. 571-574.

155. Smith S. Fatty acid synthesis in developing mouse liver /Smith S., Abraham S. //Arch. Biochem. Biophys. 1970. - Vol. 136. - P. 112-121.

156. Smythies J. Hypothesis "Redox-regulation" ionotropic NMDA receptors // Eur. J. Pharmacol. 1999. - Vol. 370. - P. 1-7.

157. Stuehr D. // Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol.-1997.-Vol. 37.-P. 339-359.

158. Stuehr D.J. / Stuehr D.J., Griffiths O.W. // Adv. Enzymol. Relat. Areas. Mol. Biol.-1992.-Vol. 65.-P. 287-346.

159. Sun G.Y. Synaptosomal plasma membranes / Sun G.Y., Sun A.G. // J. Neurochem. -1974. Vol. 22.-P. 15-18.

160. Sureda F. Lasaroid U-83836E activator of metabolic glutamate receptors / Sureda F., Gabriel C., Pallas M. // Neuropharmacolgy. - 1999. - Vol. 38. -P. 671-677.

161. Sureda F. Orphenadrin, antagonist of NMDA receptors, due to neuroprotective effect. / Sureda F., Gabriel C., Pubill D. // Toxicol. Appl. Pharmacol. 199.-Vol. 156.-P. 1-5.

162. Sureda F. Structury and function of NMDA receptors / Sureda F., Camins A., Trullas R. //Brain Res. 1996/- Vol. 723. - P. 110-114.

163. Suzuki Y.J. / Suzuki Y.J., Forman H.J., Sevanian A. // Free Radical Biol. Med.- 1996.-Vol. 22, N 1/2.- P. 269-285.

164. Swanson R.A. Autoradiographic demonstration glycogen in the rat brain and changes induced by tactile stimulation / Swanson R.A., Sharp f.R., Sagar S.M. // J. Neurochem. 1987. - Vol. 13. - P. 649-696.

165. Swanson R.A. Glutamate glycogen content and reduces glucose utilization in primary / Swanson R.A., Yu A.S.FI., Chan P.H., Sharp F.R. // J. Neurochem. 1990. - Vol. 54. - P. 490-496.

166. Tappel A.L. / Tappel A.L., Fletcher В., Deamer D. J.// Gerontol.-1973.-Vol.28, N3.-P. 415-420.

167. Till G.O. / Till G.O., Guilds L.S., Mahrougui M. et al. // Amer. J. Pathol.-1989,-Vol. 135.-P. 195-202.

168. Tsai G. Nutritional influences in evolution mammalian brain //Lipids, malnutrition and the developing brain. Ciba Foundation Symposia. Chichester, NY: Assotiated Science Publishers.-1991.-P. 267-292.

169. Weiner C.P. Evaluation of severe growth ret cordocentesis-Hematologia and metabolic alteration by etiology / Weiner C.P., Williamson R.A. // Am.J.Obstetr.Gynecol.-1989-Vol. 73, N2.-P. 225-229.

170. Wharton M. Isolated cerebral and cerebellar mithohondria produce free radicals when expose to elevated Ca4"1" and NO: implication for neurodegeneration / Wharton M., Granger D.L., Durack D.T. // J. Immunol. 1988. - Vol. 141. - P. 1311-1317.

171. White A.A. / White A.A., Karr D.B., Patt C.S. //Biochem. J.-1982.-Vol. 204.- P. 383-392.

172. Wills E.D. Lipid peroxide formation in microsomes general consideration//Biochem.J.-1969.-Vol. 113.-P. 315.

173. Wymann M.P. / WymannM.P., Kernen P., Deranleau D.A., Baggiolini M. //J. Biol. Chem.-1989.-Vol. 264.-P. 1589-1584.

174. Yodim M.B.H. In: Advances in Neurology. Vol. 60 (Narabayashi H., Nagatsu Т., Yanagisawa N., Mizuno Y.) / Yodim M.B.H., Ben-Sachar D., Reiderer P.- 1993. Vol. 56. - P. 259-266.

175. Zanelli S. NMDA receptor mediated calcium influx in cerebral synaptosomes of the hypoxic guinea pig fetus. / Zanelli S., Numagami Y., McGowan J.E., Mishra O.P. et al. // Neuroch. Res. In press. 1999.

176. Zink J. The effect on norepinephrine on the fetal liver and ductus venosus / Zink J., Van Petten G.R. // Am.J.Obstetr.Gynecol.-1981-Vol. 137.-P. 954960.

Информация о работе

Маслюкова, Анна Валерьевна
кандидата медицинских наук
Челябинск, 2004
ВАК 03.00.04

Диссертация

Роль окислительного стресса и нарушений обмена глутамата в патогенезе повреждений головного мозга и печени плода, развивавшегося в условиях нарушенного маточо-плацентарного кровообращения - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы