Роль параметров системы регуляции перекисного окисления липидов в формировании биологических последствий воздействия неблагоприятных экологических факторов

Урнышева, Валентина Васильевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Роль параметров системы регуляции перекисного окисления липидов в формировании биологических последствий воздействия неблагоприятных экологических факторов
ВАК РФ 03.00.02, Биофизика

Автореферат диссертации по теме "Роль параметров системы регуляции перекисного окисления липидов в формировании биологических последствий воздействия неблагоприятных экологических факторов"

На правах рукописи

Урнышева Валентина Васильевна

РОЛЬ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ РЕГУЛЯЦИИ ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ В ФОРМИРОВАНИИ БИОЛОГИЧЕСКИХ ПОСЛЕДСТВИЙ ВОЗДЕЙСТВИЯ НЕБЛАГОПРИЯТНЫХ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ.

Специальность 03.00.02 - биофизика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва 2004

Работа выполнена в Институте биохимической физики им. Н.М. Эмануэля

РАН

Научный руководитель:

доктор химических наук:

Шишкина Людмила Николаевна

Официальные оппоненты:

доктор химических наук

Жижина Галина Павловна

доктор биологических наук, профессор

Глушенко Наталья Николаевна

Ведущее учреждение:

Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН.

Защита состоится » апреля 2004 года в 11 часов на заседании Диссертационного Совета Д 002.039.01. при Институте биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН по адресу 119991, Москва, ул. Косыгина, 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института химической физики им. Н.Н. Семенова РАН

Автореферат разослан

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат химических наук

М.А. Смотряева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Одной из основных особенностей конца XX начала XXI века является глобальное стабильное загрязнение окружающей среды вредными веществами, способными перемещаться на сверхдальние расстояния от источников загрязнения. Следствием этого является сокращение видового разнообразия, выживание наиболее устойчивых агрессивных видов и появление мутантных организмов, вызывающих новые формы патологии (Курляндский, 2000) Кроме того, углубленный анализ токсико-гигиенических параметров 120 веществ разных структурных классов опровергает справедливость предположения об аддитивности вклада разных путей поступления, независимо от соотношения ингаляционной и пероральной токсичности экспозиционных и поглощенных доз и концентраций (Синицина, 2000). Прогнозирование биологических последствий воздействия физических и химических факторов на состояние биоты и здоровье человека вызывает необходимость детального изучения механизмов действия повреждающих факторов на сложные биологические объекты и выявление метаболически. важных показателей, позволяющих оценить последствия этих воздействий и возможность их модификации. Одним из перспективных направлений является исследование состояния процесса перекисного окисления липидов (ПОЛ), поскольку показана высокая чувствительность параметров системы регуляции ПОЛ в тканях дкких грызунов и лабораторных животных к воздействию факторов химической и физической природы (Кудяшева и др, 1997; Шишкина, Смотря гва 2000). Необходимость поиска информативных тестов для оценки функционирования.сложных,систем организма возрастает как в связи отсутствием линейной зависимости «биологический эффект-доза» в области слабых воздействий (Бурлакова и др., 1986, 1990; Klema etal., 1989; Бурлакова и др., 1990), так и при оценке биологических последствий совместного действия ионизирующей радиации и химических агентов вследствие непредсказуемости эффекта разных факторов и вероятности их синергического действия на биологические организмы (Петин, Жураковская и др., 1999).

• Целью настоящего исследования явилось выявление общности и различий отдаленных биологических последствий воздействия химических факторов в малых дозах и ионизирующего излучения в сублетальной дозе, а также их сочетанного влияния на состояние параметров системы регуляции ПОЛ в органах животных.

В соответствии с этим задачами работы являлись: 1. Изучить чувствительность и способность к нормализации параметров физико-химической системы регуляции ПОЛ органов и крови животных разных видов в зависимости от характеристик липидов спустя месяц после острого облучения животных в сублетальных дозах.

, РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ

3 БИБЛИОТЕКА

IУЯРйЗД

2. Изучить отдаленные последствия совместного действия твина —80 и ацетона в малых дозах и рентгеновского излучения в сублетальных дозах па параметры физико-химической системы регуляции ПОЛ в тканях мышей.

3. Исследовать изменения показателей антиоксидантного (АО) статуса и состава липидов в печени и крови мышей в течение месяца после однократного перорального введения химических токсикантов с разным содержанием бенз(а)пирена (БП) и полихлорбифенилов (ПХБ) в широком диапазоне концентраций.

4. Выявить наиболее информативные показатели для оценки степени воздействия неблагоприятных экологических факторов химической и физической природы на организм.

Положения выносимые на защиту:

1. Разная чувствительность и отсутствие нормализации параметров физико-химической системы регуляции ПОЛ в тканях животных спустя месяц после острого рентгеновского излучения в сублетальных дозах и совместного действия твина-80, малотоксичного ацетона и рентгеновского излучения в сублетальных дозах обусловлены исходным АО статусом ткани.

2. Нелинейность изменения АОА липидов, содержания продуктов ПОЛ, соотношения- фракций фосфолипидов (ФЛ) в тканях животных при воздействии химических токсикантов в малых дозах в зависимости от их суммарной концентрации.

3. Переход системы регуляции ПОЛ на другой уровень функционирования вследствие изменения масштаба и направленности взаимосвязей между параметрами физико-химической системы регуляции ПОЛ при действии неблагоприятных факторов физической и химической природы.

4. Оценка биологических последствий действия факторов радиационной и химической природы для групп животных по изменению масштаба и направленности взаимосвязей между параметрами физико-химической системы регуляции ПОЛ

Научная новизна работы: Впервые показано, что спустя месяц после воздействия рентгеновского излучения в сублетальных дозах и его совместного действия с химическими агентами на состояние показателей физико -химической системы регуляции ПОЛ в тканях животных зависят от исходного АО статуса, кинетических характеристик липидов, и обусловлены биологическими особенностями вида. Установлено, что воздействие однократного перорального введения гексан-эфирных экстрактов из питьевых водоисточников в малых дозах с разным соотношением БП и ПХБ на параметры физико-химической системы регуляции ПОЛ существенно зависят как от химической природы и дозы экстрактов, так и времени после воздействия. Наиболее существенное влияние на параметры ПОЛ оказало введение экстрактов и с более высоким содержанием и БП, и ПХБ в самой низкой. дозе - 5.3 х 10-5мг/кг. Выявлено усиление эффекта

воздействия на показатели АО статуса в печени мышей с ростом дозы рентгеновского излучения при предварительном введении малотоксичных химических агентов в малых дозах на биологические объекты. Впервые показано, что спустя месяц после воздействия как химических токсикантов в малых дозах, так и рентгеновского излучения в сублетальных дозах 4 Гр и 5 Гр более существенно изменяется способность липидов печени к окислению, тогда как при совместном действии твина-80, ацетона в малых дозах и рентгеновского излучения в сублетальных дозах сильнее изменяется структурное состояние мембранной системы печени. Научно-практическая значимость. Полученные данные расширяют представление о биологических последствиях воздействия химических токсикантов в малых дозах, рентгеновского излучения в сублетальных дозах, а также их совместного влияния твина-80, малотоксичного ацетона в малых дозах и рентгеновского излучения в сублетальных дозах на живые организмы. Проведенное комплексное исследование состояния параметров физико-химической системы регуляции в тканях лабораторных животных позволило оценить вклад параметров этой системы в обеспечение ее функционирования в зависимости от характеристик липидов, обеспеченности их АО и интенсивности процесса окисления. Результаты исследований позволяют выявить информативные показатели для оценки функционирования сложных систем и биологических последствий воздействия физических и химических факторов на категории населения с разным антиоксидантным статусом. Высокая чувствительность липидного обмена эритроцитов и показателей АО статуса компонентов крови животных к действию неблагоприятных экологических факторов позволяет предложить их использование в качестве объектов для тестирования биологических последствий воздействия.

Диссертационная работа выполнена в Институте биохимической физики им. Н. М. Эммануэля РАН в соответствии с планами научно-исследовательских работ Института, в рамках грантов МНТЦ № 547-98 и № 1032.

Личный вклад диссертанта в разработку научных результатов, выносимых на защиту. Личный вклад диссертанта состоял в проведение биофизических и биохимических исследований, в обработке и обсуждении полученных данных, в формулировании положений и выводов работы. Апробация работы: Материалы диссертации были представлены на Школе — конференции « Горизонты физико-химической биологии» (Пущино, 2000); Международном симпозиуме «Здоровье и химическая безопасность на пороге XXI века» (Санкт-Петербург, 2000); Международной конференции « Проблемы радиационной генетики на рубеже веков» (Москва, 2000); Международной конференции «Биологические эффекты малых доз ионизирующей радиации и радиоактивное загрязнение среды» (Сыктывкар, 2001); XIII Симпозиум «Современная химическая физика» (Туапсе, 2001); IV Съезд по радиационным исследованиям (радиобиология, радиоэкология,

радиационная безопасность) (Москва, 2001); II Международной конференции по экологической химии (Кишинев, 2002); III Международном симпозиуме «Механизмы действия сверхмалых доз» (Москва, 2002); XI Международной конференции по химии органических и элементоорганических пероксидов (Москва, 2003)

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 печатных работ.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов и списка литературы. Работа изложена на страницах и включает таблиц и рисунков. Список литературы включает

источника, в том числе опубликованных в зарубежных изданиях СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Объекты, материалы и методы исследования. Острое облучение в сублетальных дозах. Опыты проводили на 155 мышах-самках SHK, 155 мышах - самцах линии Balb/c и 80 мышах-самках линии СВА, и 18 беспородных крысах-самцах. Однократное рентгеновское облучение мышей линии СВА и беспородных крыс в дозе 4.5 Гр, мышей SHK в дозе 5.0 Гр проводили на аппарате « РУТ-200-20-3» при следующих условиях: напряжение 210 кВ, сила тока 15 мА, фильтр 0.5 мм Си, мощность дозы 0.44 Гр/мин. Раствор 0.3 % твина - 80 в 10 % водном ацетоне вводился внутрибрюшино за 30 мин. до облучения. Однократное рентгеновское облучение мышей линии Balb/c в диапазоне доз 4 Гр и 5 Гр проводили на аппарате «РУМ-17» при следующих условиях : напряжение 210 кВ, сила тока 15 мА, фильтр 0.5 мм Си +1.0 мм А1 мощность дозы 0.49 Гр/мин. Раствор 0.3 % твина - 80 в 10 % водном ацетоне вводился внутрибрюшино за 30 мин. до облучения. Выжившими считались животные, прожившие после облучения не менее 30 сут. Однократное введение химических токсикантов в малых дозах. Опыты выполнены на 240 мышах - самках SHK. Забор воды из питьевых водоисточников произведен сотрудниками НПО «Тайфун» в двух населенных пунктов Зикеево (3) и Мужитино (М) Калужской обл, которые различались содержанием БП и ПХБ. Исследованиями сотрудников НПО "Тайфун" установлено, что в экстракте М концентрация БП в 3.3 раза выше, а суммарное содержание ПХБ равно 0.765 относительно соответствующих величин для экстракта 3. Гексан-эфирные экстракты воды вводили перорально (в оливковом масле) в дозах 5.3 (группы мышей 0); 5.3 х 10 -2 (группы мышей 1); 5.3 х 10 -5 (группы мышей 2) мг/кг. Контролем служили мыши, которым однократно перорально одновременно с опытными животными вводили оливковое масло.

Биохимические и биофизические методы. После декапитации животных органы (печень, селезенку) помещали в бюксы охлажденные льдом, кровь собирали в пробирки обработанные 5%-

•ным раствором цитрата натрия. Эритроциты отделяли от плазмы крови центрифугированием. Для выделения липидов из тканей использовали метод Фолча в модификации Кейтса (Кейтс, 1975). Качественный и количественный состав фосфолипидов (ФЛ) определяли методом ТСХ с использованием силикагеля типа G (фирма Sigma). В качестве системы растворителей, использовали смесь хлороформ-метанол-ледяная уксусная кислота-вода в соотношениях 50:30:8:4 (Биологические мембраны, 1990). Проявление хроматограмм проводили в парах йода. Концентрацию неорганического фосфата определяли спектрофотометрически по образованию фосфорно-молибденового комплекса в присутствии аскорбиновой кислоты при длине волны 810 нм на спектрофотометре Du-50. Построение калибровочной прямой проводили по раствору калия фосфорнокислого однозамещённого марки ос.ч. Содержание отдельных фракций выражали в % от общего количества ФЛ. Оценивали и обобщенные показатели состава липидов: содержание ФЛ в составе общих липидов (%ФЛ); соотношение фосфатидилхолин/фосфатидилэтаноламин (ФХ/ФЭ) и соотношение сумм более легкоокисляемых (ЛО) к более трудноокисляемым (ТО) фракциям ФЛ Последнее

вычисляли по формуле:

1ЛОФЛ/ГГОФЛ=(ФИ+ФС+ФЭ+КЛ+ФК)/(ЛФХ+СМ+ФХ), где ФИ - фосфатидилинозит, ФС — фосфатидилсерин, КЛ — кардиолипин, ФК- фосфатидная кислота, ЛФХ — лизоформы ФЛ, СМ — сфингомиелин. Содержание стеринов (ХС) в липидах определяли по методу (Sperry, Webb, 1950) на спектрофотометре Du-50 при длине волны 625 нм. Для построения калибровочной прямой использовали холестерин (фирмы Sigma). Количества белка в плазме крови и гомогенате тканей определяли с помощью модифицированного биуретового метода (Itzaki, Gill, 1964). Определение продуктов, взаимодействующих с 2- тиобарбитуровой кислотой [ТБК-активные продукты, ТБК-АП], проводили по методу (Стальная, Гаришвили, 1977) с добавлением в среду инкубации 10 мкл 0.01%-ного спиртового раствора ионола (Asakawa, Mitsushita, 1980). Величину АОА липидов определяли на метилолеатной окислительной модели (Бурлакова и др. 1975) по способности липидов тормозить термическое автоокисление метилолеата при 37.0±0.1°С. Количество пероксидов определяли йодометрически (Березин, 1953; ГОСТ 26593). Модельный субстрат окисления метилолеат предварительно очищали перегонкой в вакууме. Рабочая концентрация липидов в метилолеате 1020 мг/мл. В качестве стандарта выбран метилолеат, скорость зарождения радикалов которого равна 2.9х10'10 Мхс-1, а период индукции окисления 20 час. Все полученные результаты приводили к стандартным значениям. Величину АОА липидов вычисляли по формуле: АОА=[(т1-тО)/С] х Wo/ Wo станд, индукции окисления растворов липидов в

метилолеате, индукции окисления чистого метилолеата; С-

концентрация добавленной вытяжки; Wo станд. — скорость зарождения

радикалов стандартного метилолеата, Wo - скорость зарождения радикалов для опытной партии метилолеата. Антипероксидную активность (АПА) - способность липидов разлагать пероксиды на молекулярные продукты без образования свободных радикалов оценивали по разности пероксидов в метилолете и в растворе липидов в метилолеате до начала окисления, отнесенной к 1 г липидов (Меньшов, Шишкина и др. 1994). Статистическая обработка результатов. Экспериментальные данные обрабатывали общепринятыми методами вариационной статистики (Лакин, 1990) и с помощью компьютерного пакета программ KINS (Брин, Травин, 1991). Данные на рисунках и в таблицах представлены в виде средних арифметических с указанием средних квадратичных ошибок среднего арифметического, а также в виде приращения, которое рассчитывали по формуле (О/К)* 100-100, где О- среднеарифметическое значение показателя в опытной группе, К- среднеарифметическое значение показателя в контрольной группе. Вариабельность показателя оценивали как отношение средней квадратичной ошибки среднего арифметического к величине среднеарифметического значения показателя для анализируемой группы в процентах (Лакин, 1991).

2. Влияние исходного антноксндантного статуса на характеристики липидов в тканях животных спустя месяц после острого облучения в сублетальных дозах.

Анализ параметров физико-химической системы регуляции ПОЛ в печени, селезенке и эритроцитах крови спустя месяц после острого рентгеновского облучения в дозе 4.5 Гр (беспородные крысы-самцы и мыши линии СВА-самки) и в дозе 5 .0 Гр (мыши SHK- самки) выявил разную чувствительность и способность к восстановлению параметров системы регуляции ПОЛ в зависимости от обеспеченности тканей АО. Наиболее вариабельным показателем в липидах печени, является величина АОА. Липиды печени мышей SHK и линии СВА в группах возрастного контроля и в опытных группах обладали антипероксидной активностью (АПА). В липидах печени беспородных крыс у возрастного контроля выявлены либо незначительные количества пероксидов, либо они обладали АПА. В липидах селезенки во всех контрольных и опытных группах животных наблюдается возрастание концентрации пероксидов, наиболее выражено у мышей линии СВА, что свидетельствует о значительном снижении антиоксидантного (АО) статуса ткани. В липидах эритроцитов крови мышей линии СВА обнаружено высокие содержание количества пероксидов, как в контрольной, так и опытной группе, тогда как в липидах эритроцитов крови мышей SHK и беспородных крыс обнаружены и пероксиды, и величина АПА. Исходя из анализа системы регуляции окислительных процессов, можно ожидать наличие коррелятивных взаимосвязей между показателями АО статуса. В работе проанализированы взаимосвязи между величиной АОА липидов и содержанием ТБК - активных продуктов, между величиной АОА липидов и АПА липидов, и между величиной АПА липидов и содержанием ТБК-

активных продуктов в тканях животных. Анализ взаимосвязанности между величиной АОА липидов печени и содержанием вторичных продуктов ПОЛ в гомогенате печени мышей 8ИК показал наличие

о <

с; 2

-10

н Р... ______

А Ро=0,83+/-0',13

-6000

[ЯООЩо

■АПА, М моль/г

Рис. 3.Взаимосвязь между величиной антиокислительной активности и антипероксидной активностью в липидах эритроцитов крови беспородных крыс интактных (1) и спустя месяц после облучения в дозе 4.5 Гр (2)

обратной зависимости в контрольной группе животных с коэффициентом корреляции R=-0.99±0.01. И изменение направленности взаимосвязи, между данными показателями спустя месяц после острого облучения в сублетальной дозе 5.0 Гр (рис. 1). Обнаружены обратные корреляционные взаимосвязи между величинами АПА липидов печени и эритроцитов крови мышей и крыс, и содержанием 'ГБК-активных продуктов в гомогенате печени и плазме крови, как в контрольной, так и в опытной группе (рис 2.А., Б). Анализ взаимосвязи между величиной АОА липидов эритроцитов крови крыс и величиной АЛА липидов выявил прямолинейную зависимость как в контрольной, так и в опытной группе крыс, отмечено снижение в 6. 9 раза коэффициента линейной регрессии в опытной группе крыс по сравнению с контролем (рис.3). Это свидетельствует о менее значительном изменение величины АОА липидов эритроцитов крови по сравнению с другими параметрами АО статуса. Однако для некоторых групп животных величины коэффициентов корреляции между данными показателями не превышают 0.5, а иногда взаимосвязь между данными показателями, вообще, отсутствует. Таким образом, выявлены скоординированные изменения параметров АО статуса ( величины АОА липидов, АЛА липидов, количество пероксидов, содержание ТБК-активных продуктов), что подтверждает предположение о функционировании мембранной системы тканей в окислительных процессах как единого целого. Важность того или иного показателя, характер и масштаб взаимосвязанности существенно зависят от скорости зарождения реакций окисления и обусловлены биологическими особенностями вида. Спустя месяц после острого облучения животных в сублетальных дозах наиболее существенные изменения состава липидов выявлены только в тканях с низким АО статусом. Несмотря на отсутствие достоверных различий в величинах АОА липидов селезенки в группах возрастного контроля и облученных животных в отдаленные сроки после острого облучения в сублетальной дозе выявлены изменения отдельных

фракций ФЛ, наиболее существенные изменения доли отдельных фракций ФЛ выявлены в липидах эритроцитов крови животных. В целом масштаб изменения количественного содержания отдельных фракций ФЛ эритроцитов крови облученных мышей SHK ниже, чем в группах беспородных крыс и мышей линии СВА. Возможно, это обусловлено достоверным увеличением АОА липидов эритроцитов крови мышей, которое обнаружено, только для мышей SHK, выживших после облучения (табл. 1). Таким образом, последствия острого облучения в сублетальных дозах на биосинтез и метаболизм разных фракций ФЛ через месяц после воздействия зависят как от исследованной ткани, так и от вида животного. О разной чувствительности окисляем ости липидов и структурного состояние мембранной системы тканей в отдаленные сроки после острого облучения в сублетальной дозе свидетельствует и анализ взаимосвязанности между соотношением и отношением

ФХ/ФЭ в липидах печени разных групп животных (табл.1, 2). Таблица 1. Коэффициенты корреляции и линейной регрессии между соотношением сумм более легко- и более трудноокисляемых фракций фосфолипидов и отношение фосфатидилхолин/фосфатидилэтаноламин в печени разных видов животных спустя месяц после острого облучения в

ПЕЧЕНЬ

ГЛОФЛ/ГГОФЛ- ФХ/ФЭ АОА ч *мл/г

Группы животных Я Ь

Мыши 81 [К

Контроль 0,92±0,06 0,44±0,07 3700±470

8НК(доза 5 Гр) -0,86±0,12 0,43±0,05 2870±1350

Беспородные крысы

Контроль 0,74±0ДЗ 0,44±0,07 2630±490

Доза 4.5 Гр -0,75±0,22 0,1±0,04 5315±850

Мыши линии СВА

Контроль -0,95±0,05 0,45±0,06 5950*2250

Доза 4.5 Гр -0,97±0,03 0,75±0,03 1670±310

Необходимо отметить, что масштаб взаимосвязи между данными показателями обусловлен кинетическими характеристиками липидов печени. Так для мышей SHK не обнаружено достоверных изменений между данными показателями (величина АОА опытных групп достоверно не отличается от контрольных), для мышей СВА отмечено увеличение в 1.5 раза коэффициента линейной регрессии (величина АОА опытных< АОА контрольных групп), и изменение направленности взаимосвязи в контрольной группе беспородных крыс (величина АОА опытных > АОА контрольных) несмотря на то, что липиды возрастного контроля обладали АПА.

Таблица 2. Коэффициенты корреляции и линейной регрессии между соотношением сумм более легко- и более трудноокисляемых фракций фосфолипидов и отношение фосфатидилхолин/фосфатидилэтаноламин в эригроцитах крови разных видов животных спустя месяц после острого

ЭРИТРОЦИТЫ КРОВИ

2ШОФЛ/2ТОФЛ - ФХ/ФЭ

Группы животных Я Ь -

Мыши БНК

Контроль -0,99±0,015 Ьк>Ьо в 4 раза

БНК (доза 5 Гр) -0,74±0,21

Беспородные крысы

Контроль -0,79±0,16 Ьк>Ьо в 2,5 раза

Доза 4.5 Гр -0,88±0,12

Мыши линии СВА

Контроль Нет корреляции

Доза 4.5 Гр

В отдаленные сроки после острого облучения обратная взаимосвязь между ^ ЛОФЛ/ЕТОФЛ и ФХ/ФЭ в ФЛ эритроцитов крови сохраняется, однако отмечено снижение коэффициента линейной регрессии у мышей SHK, и беспородных крыс (табл.2). Что свидетельствует о том, что ренггеновское облучение в сублетальной дозе существенное влияние окашвает на структурное состояние мембран эритроцитов крови, чем способность липидов к окислению.

3. Совместное влияние твина-80, ацетона и рентгеновского излучения в сублетальных дозах на параметры ПОЛ в тканях мышей линии Balb/c.

Изучение совместного влияния ПАВ твина -80, ацетона и рентгеновского излучения в сублетальной дозе 4 Гр и 5 Гр на параметры АО статуса в печени, селезенке и крови мышей Balb//c. На рис 4. представлено изменение ТБК-активных продуктов в тканях мышей спустя месяц после введения твина-80 и ацетона обнаружено снижение ТБК-АП в печени мышей по сравнению с нормой и увеличение интенсивности ПОЛ в плазме крови мышей спустя месяц после воздействий. Исходя из анализа полученных данных, можно предположить существование прямолинейной зависимости между ТБК- активными продуктами и количеством пероксидов в липидах печени мышей Balb//c. Обнаружена прямолинейная зависимость в контрольной группе мышей и нарушение взаимосвязи в опытной группе мышей, что свидетельствует о переходе системы регуляции ПОЛ на другой уровень функционирования (рис.5). При остром облучении в сублетальных дозах обнаружено существенное увеличение ТБК-АП в гомогенате селезенки как при облучении в дозе 4 Гр, так и 5 Гр,

тенденция к увеличению ТБК-АП в плазме крови при 4 Гр, и снижение ТБК-АП в печени мышей в дозе 5 Гр. Следует обратить внимание на то, что исходный уровень ТБК-АП у возрастного контроля при одном облучение в сублетальных дозах и при совместном действии химических агентов и рентгеновского излучения в сублетальных дозах достоверно не различаются. Результат совместного действия ПАВ, ацетона и рентгеновского излучения на содержание ТБК-АП в тканях и концентрацию пероксидов в липидах печени зависят от исследованной ткани, величины показателя в исходной группе и дозы облучения. В группах мышей, выживших после воздействия химических агентов и рентгеновского излучения в дозе 5 Гр, в липидах печени преимущественно обнаружены пероксиды. При этом взаимосвязь между содержанием продуктов ПОЛ в гомогенате ткани и количеством пероксидов в липидах печени внутри всех опытных групп отсутствует, а между среднегрупповыми значениями показателей обнаружен рост концентрации пероксидов в липидах печени с уменьшением содержания ТБК - активных продуктов в гомогенате ткани. Полученные данные свидетельствуют как о нарушении взаимосвязей между параметрами ПОЛ в тканях мышей, так и об усилении эффекта воздействия на показатели АО статуса в печени мышей с ростом дозы рентгеновского излучения при совместном действии повреждающих факторов химической и физической природы на биологические объекты. В работе (Шишкина и др., 2001) показано, что введение твина-80 после острого облучения в малой дозе усиливает биологическое действие радиации. Анализ взаимосвязанности между % выживаемости и количеством пероксидов при совместном влиянии химических агентов и рентгеновского излучения в сублетальных дозах показал, что с ростом содержания пероксидов выживаемость животных при совместном действии химии и рентгеновского излучения в дозе 4 Гр падает, тогда как при совместном влиянии ПАВ и ацетона рентгеновского излучения в дозе 5 Гр наблюдается и рост пероксидов и выживаемости (рис.6). Таким образом, полученные данные свидетельствуют как о нарушении взаимосвязи между параметрами ПОЛ в печени мышей, так и об усиление эффекта воздействия на показатели АО с ростом дозы рентгеновского излучения при совместном действии повреждающих

факторов химической и физической природы. Совокупность полученных в работедан]

ацетона усиливает повреждающее действие рентгеновского излучения. Ранее в работе (Шишкина и др., 2001) обнаружено, что введение одного твина-80 после острого облучения в малой дозе усиливает биологическое действие радиации. Это обуславливает необходимость более детального изучения биологических последствий воздействия химических токсикантов с разным содержанием БП и ПХБ в широком диапазоне концентраций.

3. Влияние химических токсикантов с разным содержанием БП и ПХБ в тканях мышей SHK на параметры физико-химической системы регуляции ПОЛ.

Степень выраженности изменения параметров АО статуса неодинакова в разных тканях и зависит как от химической природы, так и от дозы вещества. Как видно из табл.3 наиболее существенное снижение величины АОА липидов печени обнаружено при введение экстрактов с более высоким содержанием БП и ПХБ в самой маленькой дозе, тогда как липиды эритроцитов крови при введении экстрактов с более высоким содержанием ПХБ. имели наименьшую прооксидантную активность (группа 3-2). Именно в группе мышей 3-2 и М-2 отмечены высокие содержания пероксидов.

Таблица.З Величина АОА и содержание пероксидов в липидах печени и эритроцитов крови мышей 5НК спустя месяц после воздействия._

Группы животных АОА, часхмл/г [ЯООН]о, опыт/контроль

Печень Эритроциты крови

Контроль -535+60 1± 0.25 1 ±0.25 -685± 50

3-2 (доза5.3х10"5 мг/кг) -780±60 * 4.90 1.55 -295 ±30***

3-1 (доза 5.3х10"2 мг/кг) -640 ±30 1.05 0.35 -530±30

3-"0" (доза 5.3 мг/кг) ------- 0.95 0.35 -455±65*

М-2(доза5.3х10" 5мг/кг) -905±200 8.5 2.5 -575±55

М-1(доза5.3хЮ" 2мг/кг) -615+5.5 0.60 0.30 -485±130

М-"0" (доза 5.3 мг/кг) —------- 3.05 0.60 -625±35

Для оценки биологических последствий воздействия химических токсикантов на параметры антиоксидантного (АО) статуса печени и крови мышей проведен корреляционный анализ между различными показателями в опытных и контрольных группах. Анализ коррелятивных связей между величиной АОА и [ЯООИ] в липидах печени контрольных и опытных животных показал наличие обратной зависимости (рис.7). Однако отмечено значительное снижение коэффициента линейной регрессии (Ь) в липидах печени спытных групп мышей по сравнению с контролем: Ь(к) > Ь(3-1) > Ь(3-2) > Ь(М-1,М-2). Это свидетельствует о более значительном изменении содержания пероксидов в липидах печени опытных групп мышей, особенно после введения экстракта М, по сравнению с изменением обеспеченности липидов печени АО. Анализ коррелятивных связей между величиной АОА и количеством ЯООИ в липидах эритроцитов крови контрольных животных также выявил обратную зависимость. Однако в опытных группах аналогичная

зависимость сохраняется только в группе мышей М-0, в остальных группах коррелятивной взаимосвязи между данными показателями не обнаружено (рис.7).

Чтобы оценить скоординированносгь изменения параметров физико-химической системы регуляции ПОЛ в разных компартментах ткани проведен анализ взаимосвязанности между ТБК-АП в гомогенате печени и плазме крови и количеством пероксидов в липидах печени и крови мышей (табл.4).

Таблица 4. Коэффициенты корреляции и линейной регрессии между содержанием ТБК-активных продуктов и количеством пероксидов в липидах печени и эритроцитах крови мышей спустя месяц после введения химических токсикантов в разных дозах.

[ТБК-АП] гомогенат-[1100Н]липиды печени

Группы животных II Ь

Мыши Б ПК

Контроль (олив, масло) -0,95±0,05 0,0018±0,00028

3-2 0,95±0,05 0,0029±0,00047

3-1 Нет корреляции

3-0

М-2 0,99±0,008 0,00044±0,00003

М-1 0,92±0,09 0,021±0,0065

М-0 Нет корреляции

[ТБК-АГТ) плазма -[1ЮОН]ли1шды эритроцитов крови

Контроль (олив, масло) -0,68±0,19 0,0037±0,0011

3-2 0,95±0,05 0,052±0,009

3-1 -0,99±0,01 0,012±0,0013*

3-0 -0,95±0,05 0,012±0,0021*

М-2 Нет корреляции

М-1 0,95±0,05 0,005±0,00087

М-0 Нет корреляции

Проведен анализ состава липидов в печени и эритроцитов крови мышей. Обнаружено разнонаправленное изменение состава липидов в зависимости от химической природы и дозы экстракта. Наиболее существенные изменения отдельных фракций ФЛ обнаружены в ФЛ эритроцитов крови мышей рост ЛФХ, СМ, суммарного содержания ФИ+ФС и КЛ+ФК при введении экстрактов М и 3. Изменения содержания доли ЛФХ позволяет говорить об изменение осмотической устойчивости эритроцитов крови, так как повышение концентрации ЛФХ способствует их превращению в сферические клетки (Грибанов 1991). О разной чувствительности окисляемости липидов и структурного состояния мембранной структуры печени и эритроцитов крови при однократном пероральном введении гексан-эфирных экстрактов с разным содержанием БП и ПХБ спустя месяц после начала эксперимента свидетельствует анализ взаимосвязанности между соотношением ЕЛОФЛ/ЕТОФЛ и отношением ФХ/ФЭ результаты представлены в табл.5.

Таблица 5. Коэффициенты корреляции и линейной регрессии между соотношением сумм более легко- и более трудноокисляемых фракций фосфолипидов и отношение фосфатидилхолин/фосфатидилэтаноламин в печени и эритроцитов крови спустя месяц после введения химических токсикантов.

ПЕЧЕНЬ ЭРИТРОЦИТЫ КРОВИ

ЕЛОФЛ/ГГОФЛ- ФХ/ФЭ 1ЛОФЛ/ГГОФЛ- ФХ/ФЭ

Я Ь Я Ь

Мыши БНК

Контроль (олив, масло) -0,66±0,2 0,24±0,08 -0,93±0,05 0,43±0,05

3-2 -0,99±0,0015 0,49±0,014* -0,98±0,017 0,77±0,07*

3-1 -0,99±0,006 0,51±0,029* Нет корреляции

3-0 .... 0,72±0,24 0,36±0,17 -0,8б±0,13 0,098±0,03'м

М-2 . -0,96±0,04 0,17±0,024 Нет корреляции

М-1 -0,92±0,07 0,4±0,08 0,84±0,15 0,75±0,24

М-0 Нет корреляции -0,91±0,09 0,56±0,13

*-р<0,05; **-р<0,01.

В ФЛ печени контрольной и опытных групп животных, которым экстракты 3 (с более высоким содержанием ПХБ) и М (с более высоким содержанием БП) вводили в дозах 5.3 х 10 '2 и 5.3 х 10 "5 мг/кг выявлена обратная зависимость между данными показателями. В группах мышей 32, 3-1, отмечено достоверное увеличение коэффициента линейной регрессии в 1,5-2 раза, от контрольного значения, что свидетельствует о большей вариабельности способности липидов печени к окислению по сравнению с изменением структурного состояния мембранной системы печени. Это позволяет предположить, что масштаб и направленность

взаимосвязи между способностью липидов к окислению и структурным состоянием мембранной системы печени обусловлены кинетическими свойствами липидов. Однако спустя 31 сут после начала эксперимента в группе мышей 3-0 найдена прямолинейная зависимость между соотношением ЕЛОФЛ/ЕТОФЛ и отношением ФХ/ФЭ в ФЛ эритроцитов крови. В остальных опытных группах корреляционной зависимости не найдено.

Спустя месяц после начала эксперимента обратная зависимость между данными показателями сохраняется и в липидах эритроцитов крови мышей SHK в группах 3-2,3-0 и М-0 (табл.5). Именно в группе мышей 3-2 обнаружена самая высокая величина АОА липидов эритроцитов крови из всех опытных групп, липиды эритроцитов крови которой характеризуются наибольшей вариабельностью способности липидов к окислению (табл.3). При введении экстракта М в дозе 5.3х10"2 мг/кг взаимосвязь между способностью липидов к окислению и отношением ФХ/ФЭ является прямолинейной. Цри введении экстрактов 3 в дозе 5.3*10"2 мг/кг и М в дозе 5.3х10"5 мг/кг коррелятивных взаимосвязей между данными показателями не выявлено.

Анализ экспериментальных данных свидетельствует как о существенном влиянии однократного per os введения экстрактов на структурное состояние липидов эритроцитов крови мышей, так и об отсутствии линейной зависимости изменения показателей липидного обмена в эритроцитах крови мышей от дозы введенного экстракта. Масштаб и направленность изменений существенно зависят от времени после воздействия, химической природы токсикантов и дозы введенного экстракта.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Биологические последствия воздействия неблагоприятных экологических факторов на сложные биологические организмы обусловлены масштабом воздействия, состоянием параметров физико-химической системы регуляции ПОЛ, и существенно зависят от природы воздействия.

реакций окисления и обусловлены биологическими особенностями вида. Особенностью липидов селезенки мышей линии СВА является повышенная способность образовывать пероксиды, как у возрастного контроля, так и у выживших после облучения животных. Существенные изменения относительного содержания отдельных фракций ФЛ выявлены в тканях животных с низким АО статусом. Спустя месяц после острого облучения в сублетальных дозах выявлены значительные изменения относительного содержания отдельных фракций ФЛ в селезенке, несмотря на то, что величина АОА липидов селезенки опытных групп достоверно не отличалась от возрастного контроля. Наиболее значительные изменения обнаружены в составе ФЛ эритроцитов крови. Показаны изменение масштаба и направленности взаимосвязи между соотношением и отношением ФХ/ФЭ в липидах печени животных, при этом масштаб воздействия обусловлен кинетическими характеристиками липидов и интенсивностью окисления.

Введение мышам линии Balb/c 0.3% твина - 80 в 10% водном ацетоне за 30 мин до рентгеновского облучения животных в дозах 4 Гр и 5 Гр вызывает дисбаланс физиологических, биохимических и биофизических показателей в тканях, что проявляется в увеличении массы печени и изменение масштаба и направленности взаимосвязей между показателями системы регуляции ПОЛ. Способность ПАВ и ацетона уменьшать интенсивность процессов ПОЛ в печени обуславливает ее определяющую роль в формировании биологических последствий совместного действия неблагоприятных химических агентов и ионизирующего излучения. Показано, что предварительное введение твина-80 и ацетона усиливает повреждающее действие рентгеновского излучения в сублетальных дозах на живые организмы. Интересно отметить, что изменение содержания продуктов ПОЛ в селезенке мышей линии Balb/c, выживших спустя месяц после рентгеновского излучения в дозах 4 Гр и 5 Гр, в зависимости от величины показателя в группах возрастного контроля имеют экстремальный характер и практически не зависит от дозы облучения. Это обусловлено высокой вариабельностью содержания ТБК - активных продуктов в селезенке мышей внутри большинства опытных групп (21,3% - 32,9%). Показано, что при совместном действии твина-80, ацетона и рентгеновского излучения в сублетальных дозах % выживаемости с ростом концентрации пероксидов уменьшается при облучении в дозе 4 Гр и растет в дозе 5 Гр. Необходимо отметить, что как при совместном действии твина- 80, ацетона и рентгеновского излучения в сублетальных дозах, так и при однократном пероральном введение химических токсикантов в малых дозах найдено увеличение массы печени, что свидетельствует о деструктивных процессах в органе. Аналогичные изменения были получены при добавление мышам в питьевую воду отходов целлюлозно-бумажного комплекса (Юров, Шишкина. 1996).

Спустя месяц после однократного перорального введения мышам гексан-эфирных экстрактов из питьевых водоисточников с разным

содержанием БП и ПХБ в широком диапазоне концентраций обнаружено отсутствие линейной зависимости «эффект-доза». Обнаружена разная направленность изменения величины АОА липидов печени и эритроцитов крови в зависимости от концентрации химических токсикантов и их природы. Отмечено изменение масштаба и направленности взаимосвязи между содержанием ТБК-АП и количеством пероксидов в липидах эритроцитов крови мышей как в группах возрастного контроля, так и в опытных группах (3-1, 3-0). Наиболее существенные изменения содержания отдельных фракций ФЛ обнаружены в эритроцитах крови мышей при введении экстракта 3 с более высоким содержанием ПХБ в дозе 5.3 мг/кг, и экстракта М с более высоким содержанием БП в дозе 5.3 х 10 мг/кг. Высокая вариабельность отношения ФХ/ФЭ и особенно [ХС]/[ФЛ], которое как полагают (Климов, Никульчева, 1995), позволяет мембране находиться в промежуточном состоянии геля, обеспечивают адаптационные возможности эритроцитов крови в процессе жизнедеятельности. Обнаружено изменение направленности взаимосвязи между отношениями ЕЛОФЛ/ЕТОФЛ и ФХ/ФЭ в липидах печени при введении экстракта 3 в группе мышей 3-0, а в эритроцитах крови при введении экстракта М в группе мышей М-1. Огромная чувствительность показателей липидного обмена эритроцитов крови к действию химических токсикантов в малой дозе позволяет предположить целесообразность их использования как комплексных тестов для оценки степени воздействия неблагоприятных экологических факторов на организм.

ВЫВОДЫ

1 Экспериментально показано, что острое облучение в сублетальной дозе вызывает нарушение взаимосвязи между величиной АОА и количеством ТБК - активных продуктов в гомогенате печени мышей SHK. Обнаружено изменение масштаба взаимосвязи между величиной АОА и АПА в эритроцитах крови беспородных крыс. Масштаб взаимосвязанности между окисляемостью липидов печени и структурным состоянием мембранной системы органа обусловлен величиной АОА тканей у исследованных видов животных (мыши SHK, линии СВА и беспородные крысы).

2. Совместное действие неблагоприятных экологических факторов (ПАВ, малотоксичЕЮГо ацетона и рентгеновского излучения в дозах 4 Гр и 5 Гр) спустя месяц после воздействия вызывает нарушение взаимосвязей между параметрами АО статуса в тканях мышей. Показано, что предварительное введение ПАВ и ацетона усиливает повреждающее действие рентгеновского излучения в сублетальных дозах на живые организмы. Обнаружено усиление эффекта воздействия на интенсивность ПОЛ в печени мышей с ростом дозы рентгеновского излучения при совместном действии повреждающих факторов физической и химической природы.

БП и ПХБ, в зависимости как от химического состава и дозы экстрактов, так и времени после воздействия.

4. Экспериментально доказана нелинейность изменения как параметров ПОЛ (величины АОА липидов, количество пероксидов, ТБК-АП, состав липидов) в печени и крови мышей, так и физиологических (массы 1ела, массы печени и селезенки) показателей при наличии суммы химических токсикантов.

5. Обнаружено изменение масштаба и направленности взаимосвязи между параметрами АО статуса (содержание продуктов ПОЛ и количество пероксидов). Масштаб и направленность изменения взаимосвязи между соотношением ШОФЛ/ХТОФЛ и отношением ФХ/ФЭ в фосфолипидах печени и эритроцитах крови мышей зависят от химической структуры и дозы экстрактов.

6. Показана высокая чувствительность и длительность сохранения нарушений параметров физико-химической системы ПОЛ в зависимости от исходного АО статуса при действии повреждающих факторов химической и физической природы. Высокая чувствительность липидного обмена эритроцитов и показателей АО статуса (АОА липидов, содержание пероксидов, количество ТБК-активных продуктов) компонентов крови животных к действию неблагоприятных экологических факторов позволяет предложить их использования в качестве комплексных тестов для оценки биологических последствий их воздействия.

7. Изменения масштаба и направленности взаимосвязей между параметрами физико-химической системы регуляции при воздействии неблагоприятных экологических факторов свидетельствует о переходе системы регуляции ПОЛ в тканях животных на другой уровень функционирования.

Список основных работ, опубликованных по теме диссертации.

Урнышева В.В., Гуляева О.Н., Полякова Н.В., Таран Ю.П., Шишкина Л.Н. Влияние антиоксидантного статуса на состав липидов тканей в отдаленные сроки после острого облучения животных. // ГУСъезд по радиационным исследованиям. Тез. Докл. М. 2001. Т. 1. С. 54.

Урнышева В.В., Гуляева О.Н., Кушнирева Е.В., Шишкина Л.Н. "Влияние антиоксидантного статуса на характеристики липидов в тканях животных после острого облучения в сублетальных дозах" // Радиационная биология. Радиоэкология, 2002. Т.42. № 5. С. 481-487.

Урнышева В.В., Смотряева М.А., Шишкина Л.Н. Влияние химических токсикантов на состояние регуляторных систем в тканях мышей //Ш Междунар. Симпозиум « Механизмы действия сверхмалых доз» Москва, 2002. С. 39.

Shishkina L.N., Smotryaeva M.A., Urnysheva V.V. "The use of the parameters of lipid peroxidation regulatory system for estimation of biological

conseguences of water intake contamination by toxicants" ДЪе second Chemistry. Abstract book. 2002. Chisinau, Republic of Moldova. P. 248-249.

Урнышева В.В., Шишкина Л.Н. Отдаленные последствия воздействия химических токсикантов на антиоксидантный статус печени и крови мышей //XIV Симпозиум « Современная химическая физика» Туапсе. 2002. С. 156-157.

Урнышева В.В., Шишкина Л.Н. Сравнительный анализ антиоксидантной системы печени и крови мышей при воздействии химических токсикантов, экстрагированных из питьевой воды.// Биофизика, 2003. Т. 48. Вып.4. С. 747-753.

Козлов М.В., Урнышева В.В., Шишкина Л.Н. Влияние повреждающих факторов на содержание пероксидов и продуктов окисления в печени мышей //XI Междунар. конференция по химии органических и элементоорганических пероксидов. Москва 2003. С. 189.

Шишкина Л.Н., Смотряева М.А., Урнышева В.В. Влияние химических токсикантов на показатели системы регуляции перекисного окисления липидов и генетического аппарата в компонентах крови мышей // Сборник Ин-та биологии КНЦ УрО РАН «Радиоэкологические и биологические последствия низкоинтенсивных воздействий» Сыктывкар. 2003. С. 192-204.

Урнышева В.В., Шишкина Л.Н. Влияние химических токсикантов в малых дозах на состав фосфолипидов в печени животных. // Изв. РАН. Сер. биологическая, 2004. №2.

Подписано в почать 2004 г.

Формат60x84/16 Заказ тираж/^зкз П л 4,5 . Отпечатано в РИИС ФИ АН с оригинал-макета заказчика. 119991 Москва, Ленинский проспект, 53. Тел. 1325128

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Урнышева, Валентина Васильевна

Введение

Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Роль продуктов окисления липидов в регуляции клеточного метаболизма

1.2. Трансформация гидрофобных ксенобиотиков в организме животных.

1.3. Биологические последствия загрязнения окружающей среды.

1.4 Роль параметров системы регуляции ПОЛ в формировании биологических последствий действия неблагоприятных экологических факторов

Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Условия радиобиологических экспериментов

2.2. Однократное введение химических токсикантов в малых дозах

2.3. Выделение липидов

2.4. Определение продуктов ПОЛ и белка

2.5. Анализ показателей антиоксидантного статуса липидов

2.6. Количественное определение состава фосфолипидов

2.7. Определение холестерина в пробах

2.8. Статистическая обработка результатов

Глава 3. Влияние антиоксидантного статуса на характеристики липидов в тканях животных после острого облучения в сублетальных дозах

3.1. Влияние острого облучения в сублетальных дозах на взаимосвязь между показателями антиоксидантного статуса

3.2. Влияние острого облучения в сублетальных дозах на состав липидов тканей животных

Глава 4. Влияние совместного воздействия химических агентов и рентгеновского излучения на параметры системы регуляции перекисного окисления липидов

Глава 5. Влияние химических токсикантов на состояние параметров системы регуляции перекисного окисления липидов в тканях мышей.

5.1. Сравнительный анализ антиоксидантной-системы печени и крови мышей при воздействии химических токсикантов, экстрагированных из питьевой воды

5.2. Влияние химических токсикантов на физиологические показатели в тканях мышей

5.3. Взаимосвязь между параметрами перекисного окисления липидов при действии химических токсикантов

5.4. Влияние химических токсикантов в разных дозах на состав липидов печени мышей

5.5. Влияние химических токсикантов в широком диапазоне концентраций на состав эритроцитов крови

Введение Диссертация по биологии, на тему "Роль параметров системы регуляции перекисного окисления липидов в формировании биологических последствий воздействия неблагоприятных экологических факторов"

Одной из основных особенностей конца XX начала XXI века является глобальное стабильное загрязнение окружающей среды вредными веществами, способными перемещаться на сверхдальние расстояния от источников загрязнения. Следствием этого является сокращение видового разнообразия, выживание наиболее устойчивых агрессивных видов и появление мутантных организмов, вызывающих новые формы патологии [55]. Кроме того, углубленный анализ токсико-гигиенических параметров 120 веществ разных структурных классов опровергает справедливость предположения об аддитивности вклада разных путей поступления, независимо от соотношения ингаляционной и пероральной токсичности экспозиционных и поглощенных доз и концентраций [78]. Прогнозирование биологических последствий воздействия физических и химических факторов на состояние биоты и здоровье человека вызывает необходимость детального изучения механизмов действия повреждающих факторов на сложные биологические объекты и выявление метаболически важных показателей, позволяющих оценить последствия этих воздействий и возможность их модификации. Одним из перспективных направлений является исследование состояния процесса перекисного окисления липидов (ПОЛ), поскольку показана высокая чувствительность параметров системы регуляции ПОЛ в тканях диких грызунов и лабораторных животных к воздействию факторов химической и физической природы [52,99]. Необходимость поиска информативных тестов для оценки функционирования сложных систем организма возрастает как в связи с отсутствием линейной зависимости «биологический эффект-доза» в области слабых воздействий [17, 21, 67, 98, 125,137, 156], так и при оценке биологических последствий совместного действия ионизирующей радиации и химических агентов вследствие непредсказуемости эффекта разных факторов и вероятности их синергического действия на биологические организмы [66].

В связи с вышесказанным целью настоящего исследования явилось выявление общности и различий отдаленных биологических последствий воздействия химических факторов в малых дозах и ионизирующего излучения в сублетальных дозах, а также их сочетанного влияния на состояние параметров системы регуляции ПОЛ в органах животных.

В соответствии с этим задачами работы являлись:

1. Изучить чувствительность и способность к нормализации параметров физико-химической системы регуляции ПОЛ органов и крови животных разных видов в зависимости от характеристик липидов спустя месяц после острого облучения животных в сублетальных дозах.

2. Изучить отдаленные последствия совместного действия твина -80 и ацетона в малых дозах и рентгеновского излучения в сублетальных дозах на параметры физико-химической системы регуляции ПОЛ в тканях мышей.

Научная новизна работы:

Впервые показано, что спустя месяц после воздействия рентгеновского излучения в сублетальных дозах и его совместного действия с химическими агентами на состояние показателей физико - химической системы регуляции ПОЛ в тканях животных зависят от исходного АО статуса, кинетических характеристик липидов, и обусловлены биологическими особенностями вида. Установлено, что воздействие однократного перорального введения гексан-эфирных экстрактов из питьевых водоисточников в малых дозах с разным соотношением БП и ПХБ на параметры физико-химической системы регуляции ПОЛ существенно зависят как от химической природы и дозы экстрактов, так и времени после воздействия. Наиболее существенное влияние на параметры ПОЛ оказало введение экстрактов и с более высоким содержанием и БП, и ПХБ в самой низкой дозе 5.3 х 10"5мг/кг. Выявлено усиление эффекта воздействия на показатели АО статуса в печени мышей, с ростом дозы рентгеновского излучения при предварительном введении малотоксичных химических агентов в малых дозах на биологические объекты. Впервые показано, что спустя месяц после воздействия как химических токсикантов в малых дозах, так и рентгеновского излучения в сублетальных дозах 4 Гр и 5 Гр более существенно изменяется способность липидов печени к окислению. Тогда как при совместном действии твина-80, ацетона в малых дозах и рентгеновского излучения в сублетальных дозах сильнее изменяется структурное состояние мембранной системы печени.

Положения выносимые на защиту:

2. Нелинейность изменения АОА липидов, содержания продуктов ПОЛ, соотношения фракций фосфолипидов (ФЛ) в тканях животных при воздействии химических токсикантов в малых дозах в зависимости от их суммарной концентрации.

Научно-практическая значимость. Полученные данные расширяют представление о биологических последствиях воздействия химических токсикантов в малых дозах, рентгеновского излучения в сублетальных дозах, а также их совместного влияния твина-80, малотоксичного ацетона в малых дозах и рентгеновского излучения в сублетальных дозах на живые организмы. Проведенное комплексное исследование состояния параметров физико-химической системы регуляции в тканях лабораторных животных позволило оценить вклад параметров этой системы в обеспечение ее функционирования в зависимости от характеристик липидов, обеспеченности их АО и интенсивности процесса окисления. Результаты исследований позволяют выявить информативные показатели для оценки функционирования сложных систем и биологических последствий воздействия физических и химических факторов на категории населения с разным антиоксидантным статусом. Высокая чувствительность липидного обмена эритроцитов и показателей АО статуса компонентов крови животных к действию неблагоприятных экологических факторов позволяет предложить их использование в качестве объектов для тестирования биологических последствий воздействия.

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

Заключение Диссертация по теме "Биофизика", Урнышева, Валентина Васильевна

ВЫВОДЫ

2. Совместное действие неблагоприятных экологических факторов (ПАВ, малотоксичного ацетона и рентгеновского излучения в дозах 4 Гр и 5 Гр) спустя месяц после воздействия вызывает нарушение взаимосвязей между параметрами АО статуса в тканях мышей. Показано, что предварительное введение ПАВ и ацетона усиливает повреждающее действие рентгеновского излучения в сублетальных дозах на живые организмы. Обнаружено усиление эффекта воздействия на интенсивность ПОЛ в печени мышей с ростом дозы рентгеновского излучения при совместном действии повреждающих факторов физической и химической природы.

3. Впервые показана, разная чувствительность и отсутствие нормализации параметров ПОЛ в печени и эритроцитах крови мышей спустя месяц после однократного введения химических токсикантов с разным содержанием БП и ПХБ, в зависимости как от химического состава и дозы экстрактов, так и времени после воздействия.

4. Экспериментально доказана нелинейность изменения как параметров ПОЛ (величины АОА липидов, количество пероксидов, ТБК-АП, состав липидов) в печени и крови мышей, так и физиологических (массы тела, массы печени и селезенки) показателей при наличии суммы химических токсикантов.

5. Обнаружено изменение масштаба и направленности взаимосвязи между параметрами АО статуса (содержание продуктов ПОЛ и количество пероксидов). Масштаб и направленность изменения взаимосвязи между соотношением ЕЛОФЛ/ЕТОФЛ и отношением ФХ/ФЭ в фосфолипидах печени и эритроцитах крови мышей зависят от химической структуры и дозы экстрактов.

6. Показана высокая чувствительность и длительность сохранения нарушений параметров физико-химической системы ПОЛ в зависимости от исходного АО статуса при действии повреждающих факторов химической и физической природы. Высокая чувствительность липидного обмена эритроцитов и показателей АО статуса (АОА липидов, содержание пероксидов, количество ТБК-активных продуктов) компонентов крови животных к действию неблагоприятных экологических факторов позволяет предложить их использования в качестве объектов тестирования для оценки биологических последствий их воздействия.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Биологические последствия воздействия неблагоприятных экологических факторов на сложные биологические организмы обусловлены масштабом воздействия, состоянием параметров физико-химической системы регуляции ПОЛ в тканях контрольных животных, и существенно зависят от природы воздействия.

В отдаленные сроки после острого рентгеновского излучения в сублетальных дозах выявлена неодинаковая чувствительность и возможность нормализации параметров ПОЛ в тканях мышей SHK и линии мышей СВА, и беспородных крыс в зависимости от обеспеченности их АО. Спустя месяц после рентгеновского излучения в сублетальных дозах выявлена высокая вариабельность величины АОА липидов печени у разных видов животных. Обнаружено изменение масштаба и направленности взаимосвязи параметров АО статуса (величины АОА липидов, АПА липидов, количества пероксидов, содержание ТБК - активных продуктов), важность того или иного показателя характер и масштаб взаимосвязи существенно зависит от скорости зарождения реакций окисления и обусловлены биологическими особенностями вида. Особенностью липидов селезенки мышей линии СВА является повышенная способность образовывать пероксиды как у возрастного контроля, так и у выживших после облучения животных. Существенные изменения относительного содержания отдельных фракций ФЛ выявлены в тканях животных с низким АО статусом. Спустя месяц после острого облучения в сублетальных дозах выявлены значительные изменения относительного содержания отдельных фракций ФЛ в селезенке, несмотря на то, что величина АОА липидов селезенки опытных групп достоверно не отличалась от возрастного контроля. Наиболее значительные изменения обнаружены в составе ФЛ эритроцитов крови, липиды которых также обладают прооксидантными свойствами в реакциях низкотемпературного автоокисления. Показаны изменение масштаба и направленности взаимосвязи между соотношением £ЛОФЛ/£ТОФЛ и отношением ФХ/ФЭ в липидах печени животных, при этом масштаб воздействия обусловлен кинетическими характеристиками липидов и интенсивностью окисления.

Предварительное введение твина — 80 в ацетоне при облучении мышей линии Balb/c в сублетальных дозах (4 Гр и 5 Гр) по ряду показателей обнаружено отсутствие корреляций с тяжестью лучевого воздействия. Так, например, наиболее низкая средняя продолжительность жизни погибших мышей найдена при совместном действии химических агентов и рентгеновского излучения в дозе 4 Гр (табл. 6). Интересно отметить, что наибольшая вариабельность как среднего времени жизни погибших животных (табл. 5), так и процента их гибели в разных опытах (табл. 6) обнаружены при облучении мышей в дозе 5 Гр, которая близка к величинам ЛД50/30 для интактных мышей линии Balb/c при остром рентгеновском облучении в диапазоне доз, вызывающих костномозговую гибель животных [95].

Введение мышам линии Balb/c 0.3% твина - 80 в 10% водном ацетоне за 30 мин до рентгеновского облучения животных в дозах 4 Гр и 5 Гр вызывает дисбаланс физиологических, биохимических и биофизических показателей в тканях, что проявляется в увеличении массы печени и изменение масштаба и направленности взаимосвязей между показателями системы регуляции ПОЛ. Способность ПАВ и ацетона уменьшать интенсивность процессов ПОЛ в печени обусловливает ее определяющую роль в формировании биологических последствий совместного действия неблагоприятных химических агентов и ионизирующего излучения. При совместном действии химических и физических факторов наиболее значительные изменения количества ТБК-АП в печени обнаружены в дозе 5 Гр: именно в группе мышей (хим. вещества + 5 Гр) были обнаружены некротические изменения печени, увеличение масса печени в 2 раза по сравнению с контролем. Показано, что предварительное введение твина-80 и ацетона усиливает повреждающее действие рентгеновского излучения в сублетальных дозах на живые организмы. Интересно отметить, что изменение содержания продуктов ПОЛ в селезенке мышей линии Balb/c, выживших спустя месяц после рентгеновского излучения в дозах 4 Гр и 5 Гр, в зависимости от величины показателя в группах возрастного контроля имеют экстремальный характер и практически не зависит от дозы облучения. Это обусловлено высокой вариабельностью содержания ТБК -активных продуктов в селезенке мышей внутри большинства опытных групп (21,3% - 32,9%). Показано, что при совместном действии твина-80, ацетона и рентгеновского излучения в сублетальных дозах % выживаемости с ростом концентрации пероксидов уменьшается при облучении в дозе 4 Гр и растет в дозе 5 Гр. Необходимо отметить, что как при совместном действии твина- 80, ацетона и рентгеновского излучения в .сублетальных дозах, так и при однократном пероральном введение химических токсикантов в малых дозах найдено увеличение массы печени, что позволяет предположить протекании деструктивных процессов в органе. Аналогичные изменения были получены при добавлении мышам в питьевую воду отходов целлюлозно-бумажного комплекса [100].

Однократное per os введение гексан-эфирных экстрактов с разным содержанием БП и ПХБ оказывает разное влияние на показатели физико-химической системы регуляции ПОЛ в печени и крови мышей и существенно зависит от химического состава, дозы и времени после воздействия. Спустя месяц после введения мышам гексан-эфирных экстрактов из питьевых водоисточников с разным содержанием БП и ПХБ в широком диапазоне концентраций обнаружено отсутствие линейной зависимости «эффект-доза». Обнаружена разная направленность изменения величины АОА липидов печени и эритроцитов крови в зависимости от концентрации химических токсикантов и их природы. Отмечено изменение масштаба и направленности взаимосвязи между содержанием ТБК-АП и количеством пероксидов в липидах эритроцитов крови мышей как в группах возрастного контроля, так и в опытных группах (3-1, 3-0). Наиболее существенные изменения содержания отдельных фракций ФЛ обнаружены в эритроцитах крови мышей при введении экстракта 3 с более высоким содержанием ПХБ в дозе 5.3 мг/кг, и экстракта М с более высоким содержанием БП в дозе 5.3х10"5 мг/кг. Высокая вариабельность отношения ФХ/ФЭ и особенно [ХС]/[ФЛ], которое как полагают [43], позволяет мембране находиться в промежуточном состоянии геля, обеспечивают адаптационные возможности эритроцитов крови в процессе жизнедеятельности. Обнаружено изменение направленности взаимосвязи между отношениями 2ЛОФЛ/ЕТОФЛ и ФХ/ФЭ в липидах печени при введении экстракта 3 в группе мышей 3-0, а в эритроцитах крови при введении экстракта М в группе мышей М-1. Отсутствие линейной зависимости "эффект - доза", существенные изменения масштаба и направленности корреляционных взаимосвязей между исследованными параметрами, свидетельствуют о высокой чувствительности и отсутствии нормализации показателей ПОЛ спустя месяц после воздействия факторов физической и химической природы. Данные показатели могут быть использованы в качестве объектов тестирования для оценки функционирования сложных биологических систем при действии неблагоприятных физических и химических факторов. Изменение масштаба и направленности взаимосвязей между параметрами физико-химической системы регуляции при воздействии неблагоприятных экологических факторов свидетельствует о переходе системы регуляции ПОЛ в тканях животных на другой уровень функционирования, что, возможно, обусловливает адаптацию животных к изменяющимся условиям среды.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Урнышева, Валентина Васильевна, Москва

1. Алесенко А.В. Роль липидов в передаче информационных сигналов клеточной пролиферации и экспрессии онкогенов // Биоантиоксиданты: теоретические и прикладные аспекты / Под ред. У.К. Ибрагимова, Е.Б. Бурлаковой. Ташкент: ФАН, 1995. С.83-112.

2. Алесенко А.В., Пальмина Н.П. Роль липидов в функциональной активности и биосинтезе ДНК в нормальных и опухолевых клетках // Биоантиокислители в регуляции метаболизма в норме и патологии. М: Наука, 1982. С. 84-100.

3. Алесенко А.В., Бойков П.Я., Бурлакова Е.Б., Красильников В.А., Сидоренко Л.И., Тодоров И.Н., Стимуляция синтеза компонентов ядерной мембраны и ДНК клеток печени после ингибирования трансляции циклогексимидом //Биохимия. 1978. Т. 43. № 1. С. 1996-1972.

4. Антонов В.Ф., Смирнова Е.Ю., Шевченко Е.В. Липидные мембраны при фазовых превращениях. М.: Наука, 1992. 136 с.

5. Аристархова С.А., Архипова Г.В., Бурлакова Е.Б., Гвахария В.О., Глущенко Н.Н., Храпова Н.Г. Регуляторная роль взаимосвязи изменений в концентрации антиоксидантов в составе липидов клеточных мембран // Докл. АН СССР, 1976. Т. 228. N 1. С. 215-218.

6. Арчаков А.И. Микросомальное окисление. М. Наука. 1975. 327с.

7. Бейли Н. Статистические методы в биологиию М.; Мир, 1964. 256 с.

8. Бенз(а)пирен. Научные обзоры советской литературы по токсичности и опасности химических веществ. Вып.43, М., Центр международных проектов. 1983.

9. Березин И.В. Кинетика и химизм жидкофазного окисления циклогексана и н- гептана кислородом воздуха под давлением: Автореф. дис. .канд. хим. наук. М.: Изд-во МГУ, 1953

10. Биологические мембраны. Методы / Под ред. Дж. Б. Финдлея, У.Г. Эванза. М.: Мир. 1990. 424 с.

11. Болдырев А.А. Функциональная активность Na, К-АТФазы тканей в норме и при патологиях.// Укр. биохим. журн. 1992. Т. 64. № 5. С.З 10.

12. Брин Э.Ф., Травин С.О. Моделирование механизмов химических реакций //Хим. физика. 1991. Т. 10. N 6. С. 830-837.

13. Бурлакова Е.Б. Молекулярные механизмы действия антиоксидантов при лечении сердечно- сосудистых заболеваний // Кардиология, 1980. № 8. С. 48-52.

14. Бурлакова Е.Б. Эффект сверхмалых доз // Вест. РАН, 1994. Т. 64. № 5. С. 425-431.

15. Бурлакова Е.Б., Алесенко А.В., Молочкина Е.М., Пальмина Н.П., Храпова Н.Г. Биоантиоксиданты в лучевом поражении и злокачественном росте. М.: Наука, 1975. 211с.

16. Бурлакова Е.Б., Бурлакова Е.В., Джалябова М.И., Молочкина Е.М. Антиокислительная активность липидов как физико-химический показатель состояния мембранных систем клетки // Биол. Науки. 1976. № 6. С. 51-54.

17. Бурлакова Е.Б., Голощапов А.Н., Жижина Г.П., Конрадов А.А. Новые аспекты закономерностей действия низкоинтенсивного облучения в малых дозах//Радиационная биология. Радиоэкология. 1999. Т.39, №1, С. 26-34.

18. Бурлакова Е.Б., Джалябова М.И., Гвахария В.О., Глущенко Н.Н., Молочкина Е.М., Штолько В.Н. Влияние липидов мембран на активность ферментов // Биоантиокислители в регуляции метаболизма в норме и патологии. М.: Наука, 1982. С. 113-140.

19. Бурлакова Е.Б., Иваненко Г.Ф., Шишкина JI.H., Вклад антиоксидантов и эндогенных тиолов в обеспечение радиорезистентности организма //Изв.РАН. Сер. биологическая. 1985. № 4. С. 588-593.

20. Бурлакова Е.Б., Конрадов А.А., Худяков И.В. Воздействие химических агентов в сверхмалых дозах на биологические объекты // Изв. АН СССР. Сер. биологическая. 1990. N 2. С. 184-193.

21. Бурлакова Е.Б., Храпова Н.Г. Перекисное окисление липидов мембран и природные антиоксиданты // Успехи химии, 1985. Т. 54. Вып. 9. С. 15401558.

22. Бурлакова Е.Б., Шишкина JI.H. Репарация клеточных мембран и ее значение в лучевом поражении // Проблемы природной и модифицированной радиочувствительности /Отв. ред. М.М. Константинова, A.M. Кузин. М., 1983. С. 29-43.

23. Высочин В.И. Диоксин и родственные соединения. Аналитический обзор. ГПНТБ СО РАН. Новосибирск. 1989.

24. Гацко Г.Г., Мажуль JI.M., Шаблинская О.В., Волыхина В.Е. Влияние ионизирующего излучения на перекисное окисление липидов крови крыс. // Радиобиология. 1990. Т. 30. Вып. 3. С. 413-414.

25. Гендель Л.Я., Круглякова К.Е. Структурно-функциональное взаимодействие физиологически активных соединений с биомембранами. В кн.: Спиновые метки и зонды в биологии и медицине. Москва. Наука. 1986. С 163-194.

26. Генис Р. Биомембраны. Молекулярная структура и функции. М.: Мир. 1997. 622 с.

27. Гончаренко Е.Н., Кудряшов Ю.Б. Гипотеза эндогенного фона радиорезистентности. М.: Из-во МГУ, 1980. 176 с.

28. Грибанов Г.А. Особенности структуры и биологическая роль лизофософолипидов. // Вопр. мед. химии. 1991. Т. 37. № 4. С. 2 10.

29. Даренская Н.Г., Кузнецова С.С., Правдина Г.М. Сезонные колебания радиочувствительности мышей // Радиобиология. 1973. Т. 13. Вып. 2. С. 244-248.

30. Даренская Н.Г., Правдина Г.М., Загорская И.Б. Сравнительная характеристика сезонных изменений радиочувствительности животных //Радиобиология. 1967. Т.7. Вып. 3. С. 407-500.

31. Джалябова М.И. Окислительные реакции в липидах и функциональная активность микросомальной мембраны в норме и при химическом канцерогенезе / Автореф. дис. канд. биол. наук. Тбилиси, 1977. 24 с.

32. Дмитриев Л. Ф. Малоновый диальдегид может контролировать клеточное деление на стадии репликации ДНК (гипотеза) // Ж. эвол. Биохимии и физиологии, 1992. Т. 28. № 6. С. 720-730.

33. Дмитриев Л.Ф., Иванова М.В., Иванов И.И. Синтез АТР в митохондриях печени можно ингибировать и стимулировать, генерируя супероксид с помощью УФ- облучения // Биологические мембраны, 1990. Т. 7. №9. С. 961-965.

34. Дюбченко О.И., Просенко А.Е., Терах Е.И., Никулина В.В., Газина С.О. Исследование ингибирующего влияния аминоалкилфенолов на окисление липидных субстратов //Научный вестник Тюменской медицинской академии. 2003. № 1. С. 23-26.

35. Изотов М.В., Щербаков В.М., Девиченский., Луговая Л.В., Бенедиктова С.А., Саприн С.А. Участие витамина Кз в гидроксилировании бенз(а)пирена в микросомах печени крыс при индукции 3метилхолантреном и фенобарбиталом // Биохимия. 1987. Т. 52. С. 10721079.

36. Каган В.Е., Архипенко Ю.В., Козлов Ю.П. Са -АТФаза приперекисном окисление липидов в саркоплазматическом ретикулуме // Биоантиокислители в регуляции метаболизма в норме и при патологии. М.: Наука, 1982. С. 50-59.

37. Каган В.Е., Котелевцев С.В., Козлов Ю.П. Роль ферментативного перекисного окисления фосфолипидов в механизме разборки мембран эндоплазматического ретикулума in vivo. //Докл АН СССР. 1974. Т. 217. № 1 С. 213-216.

38. Каган В.Е., Орлов О.Н., Прилипко JI.H. Проблема анализа эндогенных продуктов ПОЛ//Итоги науки и техники. Сер. биофизика, 1986. Т. 18. 135 с.

39. Кейтс М. Техника липидологии. М.: Мир, 1975. 332 с.

40. Кеэп Т.В. Влияние гамма-облучения на перекисное окисление липидов и физические свойства мембранных структур клеточных ядер: Автореф. дисс. канд. биол. наук. Таллин, 1983. 23 с.

41. Климов А.Н., Никульчева Н.Г. Липиды, липопротеиды и атеросклероз. Спб. 1995.304 с.

42. Кобляков В.А. Индукторы суперсемейства цитохрома Р-450 как промоторы канцерогенеза. //Биохимия. 1998. Т. 63, вып 8. С. 1043-1058.

43. Кобляков В.А. Суперсемейство цитохромов Р-450 как универсальная система детоксикации ксенобиотиков // Научный вестник Тюменской медицинской академии. 2003. № 1. С. 4-10.

44. Ковалев И.Е., Полевая О.Ю. Биохимические основы иммунитета к низкомолекулярным химическим соединениям. М.: Наука. 1985.

45. Коломийцева И.К. Радиационная биохимия мембранных липидов. М.: Наука, 1989. 181 с.

46. Костюк В.А. Возможные пути восстановления перекисей липидов в печени и их внутриклеточная локализация // Биохимия. 1986. Т. 51, вып. 7. С. 1059-1065.

47. Костюк В.А. Устойчивость продуктов окисления липидов в печени крыс и пути их утилизации //Биохимия. 1986. Т. 51, вып. 8. С. 1392-1397.

48. Крепе Е.М. Липиды клеточных мембран. Л.: Наука, 1981. 340 с.

49. Критерии санитарного состояния окружающей среды: Ацетон. 1998.159 с.

50. Кудяшева А.Г., Шишкина Л.Н., Загорская Н.Г., Таскаев А.И. Биохимические механизмы радиационного поражения природных популяций мышевидных грызунов. Санкт-Петербург "Наука". 1997. С. 156.

51. Кулагина Т. П., Шурупа С.А., Коломийцева И.К., Вакулова Л.А. Влияние длительного у-облучения с низкой мощностью дозы и р-каротина на метаболизм липидов ядер тимоцитов крыс // Бюл. эксперим. биологии и медицины. 1998. Т. 126. № 9. С. 311-313.

52. Кунцевич А.Д., Головков В.Ф., Рембовский В.Р. Дибензо-п-диоксины. Методы синтеза, химические свойства и оценка опасности // Успехи химии. 1996. Т. 65 (1). С. 29-42.

53. Курляндский Б. А. Концептуальные основы химической безопасности в XXI веке // Здоровье и химическая безопасность на пороге XXI века. Материалы международного симпозиума. Санкт- Петербург. СпбМАПО. 2000. С. 7.

54. Лакин Г.Ф. Биометрия. 3-е изд. М.: Высш. шк., 1990. 293с.

55. Макаров В.Л., Кузнецов С.Р., Чурина С.К., Соколова А.И. Транспорт одновалентных катионов в эритроцитах кроликов с экспериментальной гиперхолестеринемией: корреляции с холестерином плазмы// Биохимия. 1994. Т. 59. Вып.7. С.1011-1019.

56. Мандей К. Физиологические и экологические аспекты стресса // Механизмы биологической конкуренции. М.: Мир, 1964. С. 211-241.

57. Меньшов В.А., Шишкина JI.H., Кишковский З.Н. Влияние биосорбентов на состав, содержание и антиоксидантные свойства липидов среды // Прикл. биохимия и микробиология. 1994. Т. 30, вып.З. С. 441-453.

58. Метелица Д.И. Моделирование окислительно-восстановительных ферментов. Минск: Наука и техника. 1964. 293 с.

59. Молочкина Е.М., Озерова И.Б., Брагинская Ф.И., Зорина О.М., Шишкина JI.H. Антиоксиданты (АО) и антиацетилхолинэстеразные (антиАХЭ) свойства гибридных соединений группы Ихфанов. В сб.: Биоантиоксидант. 1998. С. 153-154.

60. Оленев В.Г. Сезонные изменения некоторых морфо-физиологических признаков грызунов в связи с динамикой возрастной структуры популяций: Автореф. дис. . канд. биол. наук. Свердловск, 1964. 26 с.

61. Ораевская В.Н., Бреус Т.К., Баевский P.M. и др. Влияние гемагнитной активности на функциональное состояние организма // Биофизика. 1998. Т. 43. Вып. 5. С. 819-826.

62. Пальмина Н.П., Мальцева E.JL, Пынзарь Е.И., Бурлакова Е.Б. Модификация активности протеинкиназы С лигандами в сверхмалых концентрациях. // Российский хим. журнал, 1999. Т. 43. № 5. С. 55-63.

63. Петин В.Г., Жураковская Г.П., Пантюхина А.Г., Рассохина А.В. Малые дозы и проблемы синергического взаимодействия факторов окружающей среды.// Радиац. биология. Радиоэкология. 1999. Т.39. Вып. 1. С. 113-126.

64. Петрик О.А., Васильев А.Н. Состояние перекисного окисления липидов в лимфоцитах гвинейских свинок в условиях лучевого поражения // Врачебное дело, 1992. № 4. С. 52-53.

65. Поливода Б.И., Конев В.В., Кругликов А.П. К+ зависимое набухание клеток асцитной карциномы Эрлиха в присутствии гидроперекисей липолевой кислоты и ионов Fe 2+ // Биофизика, 1981. Т. 26. Вып. 4. С. 675677.

66. Поливода Б.И., Конев В.В., Попов Г.А. Биофизические аспекты радиационного поражения биомембран. М.: Энергоатомиздат, 1990. 160 с.

67. Раева Н.Ф. Роль малондиальдегида и сходных с ним соединений в образовании сшивок при у-облучении ДНК // Радиобиология., 1980. Т. 20. Вып. 5. С. 664-670.

68. Рогачева С.А., Лузанова О.В., Кириллова Е.Н., Мурзина Л.Д., Урядницкая Т.Н. Сезонная радиочувствительность крыс и собак.// Радиобиология. 1983. Т. 23. Вып. 2. С. 205-209.

69. Рогинский В.А. Фенольные антиоксиданты. М.: Наука, 1988. 247 с.

70. Рослый И.М. Биохимические основы патогенеза генерализованной менингококковой инфекции // Вопр. Мед. химии, 1993. Т. 39. № 2. С. 2-6.

71. Руднева И.И, Жерко Н.В. Действие полихлорбифенилов на антиоксидантную систему и перекисное окисление липидов в гонадах черноморской султанки Mullus Barbatus Ponticus Биология моря. 1999. Т. 25, № 3, с. 239-242.

72. Саприн А.Н. Ферменты метаболизма и детоксикации ксенобиотиков //Успехи биологической химии. 1991. Т. 32. С. 146-175.

73. Саприн А.Н., Караулов А.В., Хроменков Ю.И., Пирузян JI.A. О взаимосвязи активности цитохрома Р-450 в лимфоцитах с их иммунной функцией //Докл. АН СССР. 1982. Т. 267. С. 1276-1280.

74. Синицина О.О. Роль пути поступления веществ в организм в комплексной оценке химической безопасности // Здоровье и химическая безопасность на пороге XXI века. Материалы международного симпозиума. Санкт- Петербург. СпбМАПО. 2000. С. 35-36.

75. Скулачев В. Т. Феноптоз: запрограммированная смерть организма // Биохимия, 1999. Т. 64. Вып. 12. С. 1679-1688.

76. Сотниченко А.И., Саприн А.Н. Микросомальный метаболизм бенз(а) пирена. III. Ограниченный характер субстратно-позиционной специфичности аренэпоксидазы и ее зависимость от свойств окисляемости связи.//Хим. фармацевт. Журн. 1988. Т. 12. С. 1429-1437.

77. Стальная И.Д., Гаришвили Т.Г. Метод определения малонового диальдегида с помощью тиобарбитуровой кислоты // Современные методы в биохимии / Под. ред. В.Н. Ореховича. М.: Наука. 1977. С. 63-64.

78. Степанов А.Е., Краснопольский Ю.М. , Швец В.И. Физиологически активные липиды. М.: Наука, 1991. 136 с.

79. Текучесть мембраны в биологии. Концепции мембранной структуры / Под ред. Р. Элойа. Киев, 1989. 313 с.

80. Ткачук В.А. Фосфойинозитидный обмен и осцилляция ионов Са 2+ // ^ Биохимия. 1998. Т. 63. Вып. 1. С. 47 56.

81. Тюрин В.А. и др. Репарация липидного бислоя мембран при окислительном стрессе: реацелирование фосфатидилэтаноламина в мембранах сёнаптосом фоторецепторов и эритроцитов // Ж. эволюц. " биохимии и физиологии. 1996. Т. 32. №. 3. С. 248-255.

82. Урнышева В.В., Гуляева О.Н., Кушнирева Е.В., Шишкина JI.H. Влияние антиоксидантного статуса на характеристики липидов в тканяхживотных после острого облучения в сублетальных дозах //Радиац. биология. Радиоэкология. 2002. Т. 42. № 5. С. 481 -487.

83. Урнышева В.В., Шишкина JI.H. Отдаленные последствия воздействия химических токсикантов на антиоксидантный статус печени и крови мышей // Современная хим. физика. XIV Симпозиум. 2002. С. 156 157.

84. Урнышева В.В., Шишкина JI.H. Сравнительный анализ антиоксидантной системы печени и крови мышей при воздействии химических токсикантов, экстрагированных из питьевой воды // Бифизика. 2003. Т. 48. вып. 4. С. 747-753.

85. Чеботарев Е.Е., Барабой В.А., Дружина Н.А., Серкиз Я. И. Окислительные процессы при гамма-нейтронном облучении организма. Киев: Наук. Думка, 1986.216 с.

86. Шварц С.С. Принципы и методы современной экологии животных. Свердловск, 1960. С. 28-31. (Тр. Ин-та биологии, вып. 21).

87. Шварц С.С., Смирнов B.C., Добринский Л.И. Метод морфологических индикаторов в экологии наземных позвоночных. Свердловск. 1968. С. 132-173. (Тр. Ин-та экологии растений и животных; Вып. 58).

88. Шевченко О.Г. Состояние процессов перекисного окисления липидов в тканях мышевидных грызунов из районов с повышенной естественной радиоактивностью: Автореф. дис. к.анд. биол. наук. М., 2001. 24 с.

89. Шишкина Л.Н. Особенности функционирования физико-химической системы регуляции перекисного окисления липидов в биологических объектах разной степени сложности в норме и при действии повреждающих факторов: Автореф. дис.док. хим. наук. Москва. 2003.

90. Шишкина Л.Н., Бурлакова Е.Б. Природные и синтетические антиоксиданты как радиопротекторы // Хим. Физика. 1996. Т. 15. № 1. С. 43-53.

91. Шишкина JI.H., Бурлакова Е.Б., Дзюба Н.М., Гаинцева В.Д., Молочкина Е.М., Пальмина Н.П. Антиокислительная активность липидов и радиочувствительность мышей // Радиобиология, Т. 14. 1974. С. 35-38.

92. Шишкина Л.Н., Материй Л.Д., Кудяшева А.Г., Загорская Н.Г., Таскаев А.И. Структурно-функциональные нарушения в печени диких грызунов из районов аварии на Чернобыльской АЭС // Радиобиология. 1992. Т. 32. № 1. С. 19-29.

93. Шишкина Л.Н., Полякова Н.В., Таран Ю.П. Анализ параметров системы регуляции перекисного окисления в органах мышей в отдаленные сроки после острого облучения // Радиац. биология. Радиоэкология. 1994. Т.34. Вып. 3. С. 362-367.

94. Шишкина Л.Н., Смотряева М.А. Связь повреждения мембраны и ДНК с процессом перекисного окисления липидов при слабых воздействиях // Биофизика. 2000. Т. 45. Вып. 5. С. 844-852.

95. Шишкина Л.Н., Юров К.А. Влияние сточных вод на состояние системы регуляции перекисного окисления липидов in vivo.// Проблемы водоподготовки и водоотведения. Москва-Париж. 1997. С. 89-93.

96. Шишкина Л.Н., Меньшов В.А., Брин Э.Ф. Перспективы использования модельной реакции окисления метилолеата для исследования кинетических свойств липидов // Изв. РАН. Сер. биологическая. 1996. № з. с. 292-297

97. Штамм Е.В., Козлова Н.Б., Павловская Н.Н., Шишкина Л.Н., Юров К.А., Смотряева М.А. Методы биотестирования в системетоксикологического контроля качества природных, питьевых и сточных вод//Научно-технический семинар Швеция. 1996. С. 40-47.

98. Штамм Е.В., Шишкина JI.H., Козлова Н.Б., Павловская Н.Н., Юров

99. К.А., Смотряева М.А., Скурлатов Ю.И. Анализ методов биотестирования в оценке качества воды // Водоснабжение и санитарная техника. 1997. №. 10. С. 18-21.

100. Arce G.T., Alien J.W., Doerr C.L., Elmore Е., Hatch G.G., Moore M.M., Sharief Y., Grunberger D., Nesnow S. Relanionships between benzo(a)pyrene-DNA adduct levels and genotoxic effects in mammalian cells. Cancer. Res. 1987. V. 47. N 13. P. 3388-3395.

101. Aruoma A.I., Halliwell В., Gajewski E.,Dizdaroglu M. Copper-ion-dependent damage to the bases in DNA in the presence of hydrogen peroxide //Biochem. J. 1991. vol. 273. P. 601-604.

102. Asakawa Т., Matsushita S. Coloring Conditions of Thiobarbituric Acid Test for Detecting Lipid Hydroperoxides // Lipids. 1980. V. 15. № 3. P. 137140.

103. Buege J.A., Aust S.D/ Methods in entymology // Biomembrane Parts. 1978. V.52. P. 302-310.

104. Burlakova Ye. В., Archipova G.V., Djalyabova M.I., Molochkina E.M., Khokhlov A.P. Membrane Lipids as Information Carries // Biophysical and Biochemical Information Transfer in Aging and Recognition . N.Y.: Plenum Press, 1979. P. 583-594.

105. Butterworth F.M., Pandey P., McGowen R.M., Ali-Sadat S., Walia S. Genotoxicity of polychlorinated biphenyls (PCBs): recombinogenesis by biotransformation products. Mutat. Res. 1995. V. 342. P. 61-65.

106. Carothers A.M., G. Urlaub, D. Grunberger and L.A. Chasin. Mapping and characterization of munanions induced by benzo(a)pyrene diol epoxide atdihydrofolate reductase locus in CHO cells, Somat. 1988. Cell Mol. Genet., 14,p. 169-183.

107. Goldstein, S., Czapski, G. The role and mechanism of metal ions and their complexes in enhancing damage in biological system or in protecting these systems from the toxicity of 0"2 //J. Free Radicals in Biology and Medecine, 1986, vol. 2, pp 3-11.

108. Davison S., Wills E.D. Studies of the lipid composition of the rat liver endoplasmic reticulum after induction with phenobarbitione and 20-methylcholanthrene //J.Biochem. 1974. VI40. № 3. P. 461-468.

109. Floyd R.A., Schneider J.E. Hydroxyl free radical damage to DNA //Membrane Lipid Oxidation /Ed. Carmen Vigo-Pelfrey. Boca Raton, Ann Arbor, Boston: CRC Press, 1991. V. III. P. 69-85.

110. Frankel E.N. Lipid oxidation //Prog. Lipid. Res. 1980. Vol 19. № 1-2. P. 122.

111. Frankel E.N. Secondary product of lipid peroxidation // Chemistry and physics of lipids, 1987. Vol. 44. № 2-4. P. 73-85.

112. Ghosh S., Strum J.C., Bell R. М/ Lipid biochemistry: functions of glycerolipids and sphingolipids in cellular signalling // FASEB. J. 1997. V. 11. № 1. P. 45-50.

113. Gille J.J., Joenje H. Biological significance of oxygen toxicity: an introduction // Membrane Lipid oxidation / Ed. C. Vigo-Perfley. Boca Raton, Ann Arbor, Boston, 1991. Vol. 3. P. 1-32.

114. Gotoh О., Tagashira Y., Tizuka T. Greenbaum A.L. Structural Charactheristics of Cytochrome P-450 Pjssible Location of the Heme -Binding Cysteine in Determined Amino-Acid Seguences //J. Biochemistry. 1983. V. 93. P. 807-817.

115. Gumaa K.A., Socher M., McLean P. Effects of Quinolinic Acid on the Metabolite Profile and Regulation of Carbohydrate and Lipid Metabolism in the Liver of Diabetic Rats // Arch. Biochem. And Biophys. 1981. V. 206. P. 1-7.

116. Hammock B.D., Prestwich G.D., Lowry D.N. // Arch. Biochem. And Biophys. 1986. V. 244. P. 292.

117. Heine H.S., Stoskopf M.K., Thomson D.C. et. al. //Chem. Biol. Interact. 1986. V. 59. P. 219.

118. Hensley K., Robinson K.A., Gabbita P., Salsman S., Floyd R. A. Reactive Oxygen Species, Cell Signaling, and Cell Injury // Free Radic/ Biology & Med. 2000. V. 28. № 10. P. 1456-1462.

119. Heitzmann M., Wilson R. Low Dose Linearity: The Rule or the Exception //BELLE Newsletter. 1997. Vol.6.N 1.P. 1-10.

120. Higgins J.A. Heterogeneity of Phospholipid Synthesis // J. Molec. Biologia. 1976. V.34.N1.P. 177-197.

121. Horberg J., Moldeus P., B. Arborgh B. The Conseguences of lipid peroxidation in Isolated Hepatocytes // Eur. J. Biochem, 1975. V. 28. № 12. P. 1751-1761.

122. Hussain S., Ehrenberg V., Lotfoth L., Glivalet G. // Ambio. 1972. V. 1. P. 32.

123. Itzhaki R., Gill D.M. A micro-biuretic method for estimating proteins // Anal. Biochem. 1964. V. 9. P. 401-410.

124. Jakoby W.B. Enzymatic basis of detoxication (Ed. W.B. Jakoby: N.Y.: Acad Press. 1980. V. l.P. 1-6.

125. Joksic G., Markovic B. Cytogenetic changes in persons exposed to polychlorinated biphenyls. Arh. Hig. Rada Toksikol. 1992. V. 43. N 1. P. 29-35.

126. Kalina I., Sram R.J., Konecna H., Ondrussekova A. Cytogenic analysis of peripheral blood lymphocytes in workers occupationallyexposed to polychlorinated biphenyls. Teratog. Carcinog. Mutagen. 1991. V. 11. N 2. P. 7782.

127. Kasper C.B., Henton D. Enzymatic basis of detoxication (Ed. W.B. Jakoby: N.Y.: Acad Press. 1980. V. 2. P. 4-36.

128. Ketterer B. //DrugMetab. Rev. 1982. V. 13. P 161-187.

129. King H.W.S., Brookes P. The nature of mutation induced by the diolepoxide of benzo(a)pyrene in mammalian celles // Carcinogenesis, 1984. 5. P. 965-970.

130. Kirk- Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. 3 rd ed. NY.: John Wiley and Sons. Vol. 1-26. P. 1978-1984.

131. Klema E., Shihab-Eldin A., Wilson R. Some claims of unusually large effects of radiation// Veritas. 1989. July 16. 124 p.

132. Kliesch U., Roupova I., Adier I.D. Induction of chromosome damage in mouse bone marrow by benzo(a)pyrene. Mutat. Res. 1982. V.102. N3. P.265-273.

133. Lungren K., Collman G.W., Wang-Wuu S., Tiernan Т., Taylor M., Thompson C.L., Lucier G.W. Cytogenetic and chemical detection of human exposure to polyhalogenated aromatic hydrocarbons. Environ. Mol. Mutagen. 1988. V. 11. N 1. P. 1-11.

134. Manchester D.K., Weston A. // Proc. Nath. Acad. Sci. US. 1998. V.85. P. 9243-9248.

135. McConnel E.E. In Biological Mexanisms of Dioxin Action 1984. V. 18. P. 27.

136. McConnel E.E., Moore J.A. In Dioxin Toxicological and Chemical Aspects. 1978. V.l(Eds. F. Cattabeni., A. Cavallaro., G. Galli). Spectrum Publ., Inc., New York. P. 137.

137. Meagner E.A., Fitzgerald G.A. Indices of lipid peroxidation in vivo: strengths and limitations // Free Radicfl Biology and Medicine, 2000. Vol. 28. № 12. P. 1745-1750.

138. Meisner L.F., Roloff В., Sargent L., Pilot H. Interactive cytogenetic effects on rat bone-marrow due to chronic ingestion of 2,5, 2',5' and 3,4,3',4' PCBs Mutat. Res. 1992. V. 283. № 3. P. 179-183.

139. Membrane Lipid Oxidation / Ed Carmen Vigo-Pelfrey. Boca Raton, Ann Arbor, Boston: CRC Press, 1991. V. III. 300 p.

140. Michurina S.V., Kolesnikov S.I., Alisievich S.V., Yushenko I.Y. Effect of 3,4-benzopyrene on ultrastructure of sinusoidal cells of the liver in adult male rats // Bulletin of Experimental Biology and Medicine 2000. Vol 130. Iss 12. P. 1209-1211.

141. Morgott D.A. Acetone In: Patty's Industrial Hygiene and Toxicology, eds. Clayton G.D. and Clayton F.E. 4th ed. NY.: John Wiley & Sons Inc. 1993. Vol.2, Part A.

142. Mulder G.J. Sulfation of drugs and related compounds. N. Y. 1981. 200 p.

143. Mulder G.J., Dawson R., Pang K. // Biochem. Soc. Trans. 1984. V. 12. P. 17-20.

144. Nemoto N. Polycyclic hydrocarbons and cancer / Ed. H.V. Galboin, P.O. Ts' o/N.Y.: Acad Press. 1981. V. 3. P. 213-257.

145. Niki E., Yamamato Ya., Takahashi M. Yamamato K., Yamamato Yu. et al. Free Radical-Mediated Damage of Blood and Its Inhibition by Antioxidants //J. Nutr. Sci. Vitaminol. 1988. V.34. P. 507-512.

146. Niranjan B.G., Wilson N. M., Jefcoat C. R. Hepatic Mitochondrical Cytochrome P-450 System Distinctive Features of cytochrome P-450 Systeminvolved in the activation of aflotoxin B1 and benz(a)pyrene // J.Biol. Chem. 1984. V. 259. N 20. P.12495-12501.

147. Peak J.G., Peak M. J. Comparison of initial yields of DNA- to-protein crosslinks and single-strand breaks induced in cultured human cells by far- and near-ultraviolet light and X-rays. Mutat. Res. 1991. 246. P. 187-191.

148. Puddey I.B. Low serum cholesterol and the risk of cerebral haemorrhage //Atherosclerosis. 1996. 119. P. 1-6.

149. Richter C. Biophisical consenquencesof lipid peroxidation // Chemistry and physics of lipids, 1987. V. 44. № 2-4. P. 175-189.

150. Sagan L. Brief History and Critigue of the Low Dose Effects Paradigm // BELLE Newsletter. 1993. V. 2. № 2. P. 1-7.

151. Sandrelli F., Osti M., Zordan M. Cytogenetic and immunofluorescence analysis of benzo(a)pyrene-DNA adduct formation and chromosome damage in larval brain neuroblasts of Drosophila melanogaster. Mutagenesis. 1995. V.10. N4. P. 271-277.

152. Sargent L., Roloff В., Meisner L. In vitro chromosome damage due to PCB interactions. Mutat. Res. 1989. V. 224. № 1. P. 79-88.

153. Schaur R.J., Zollner H., Esterbaue H. Biological effects of aldehydes with particular attention to 4-hydroxynonenal and malonaldeghyde // Membrane lipid oxidation / Ed. C. Vigo-Perfley. Boca Raton, Ann Arbor, Boston, 1991. Vol. 3. P. 141-163.

154. Sperry W. M., Webb M. A revision of the schoenheiner-sperry method for cholesterol determination //J. Biol. Chem. 1950. V. 187. P. 97-106.

155. Spikes J.D. Photosensitization. In Smith K.C. (ed): The Science of Photobiology, 2nd ed. New York: Plenum Press, P. 79-110.

156. Subbanagounder G, Watson A.D., Berliner J.A. Bioactive productsof phospholipid oxidation: isolation, identification, measurement and activities // Free Radical Biology and Medicine, 2000. V. 28. № 12. P. 1751-1761.

157. Tephly Т., Green M., Puig I. et.al. I I Xenobiotica. 1988. V.18. P. 12011210.

158. Tijburg L.B.M., Geelen M.J.H., Golde van L.M.G. Regylation of triacylglycerol, phosphatidylcholine and phosphatidyletanolamine in the liver // Biochim. et Biophys. Acta. 1989. N. 1. P.l 19.

159. Vaca C.E., Wilhem J., Ringdahl M. Interaction of lipid peroxidation products with DNA. A review. Mutat. Res. 1988. 195. P. 137-149.

160. Wang L.E., Sturgis E.M., Eicher S.A., Spitz M.R., Hong W.K., Wei Q. Mutagen sensitivity to benzo(a)pyrene diol epoxide and the risk of sguamous cell carcinoma of the head and neck. Clin. Cancer. Res. 1998. V. 4. N. 7. P. 1773-1778.

161. Watabe Т., Fujieda Т., Hiratsuka A et.al. // Biochem. Pharmacol. 1985. V.34. P. 3002-3015.

162. Wolff S.P., Carner A. and Dean R.T. Free radicals lipids and protein degradation // Trends in Biochemical Sciens, 1986. V. 11. № 1. P. 27-31.

163. Wu X., Zhao Y., Honn S.E., Tomlinson G.E., Minna J.D., Hong W.K., Spitz M.R. Benzo(a)pyrene diol epoxide-induced 3p21.3 aberrations and genetic predisposition to lung cancer. Cancer Res. 1998.V. 58. N 8. P. 16051608.

164. Wuu K.D., Wong C.K. A chromosomal study on blood lymphocytes of patients poisoned by polychlorinated biphenils. Proc. Natl. Sci. Counc. Repub. China. В. 1985. V. 9. N 1. P. 67-69.

165. Yadav J.S., Seth N. Effect of polycyclic aromatic hydrocarbons on somatic chromosomes of cjal tar workers. Cytobios. 1998. V. 93. N 374. P. 165-173.

166. Yamasaki H., Shimada Т., Martin M., Guengerich P. // J. Biol. Chem. 2001. V. 276. P. 30885-30891.

Информация о работе

Урнышева, Валентина Васильевна
кандидата биологических наук
Москва, 2004
ВАК 03.00.02

Диссертация

Роль параметров системы регуляции перекисного окисления липидов в формировании биологических последствий воздействия неблагоприятных экологических факторов - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы