Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Содержание свободных и связанных аминокислот глутаминовой группы в тканях мозга при гипотермии

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Содержание свободных и связанных аминокислот глутаминовой группы в тканях мозга при гипотермии"

на правах рукописи

Шейхова Рукнят Гаджимурадовна

СОДЕРЖАНИЕ СВОБОДНЫХ И СВЯЗАННЫХ АМИНОКИСЛОТ ГЛУТАМИНОВОЙ ГРУППЫ В ТКАНЯХ МОЗГА ПРИ ГИПОТЕРМИИ

03.00.04 - БИОЛОГИЧЕСКАЯ ХИМИЯ

АВТОРЕФЕРАТ

ДИССЕРТАЦИИ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ КАНДИДАТА БИОЛОГИЧЕСКИХ НАУК

г. Махачкала 1998 г.

Работа выполнена на кафедре биохимии и НИИ биологии Дагестанского Государственного Университета.

НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ : академик РАЕН , заслуженный деятель

науки РФ, доктор биологических наук, профессор Э.З. Эмирбеков.

ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ: доктор биологических наук, профессор

A.M. Менджерицкий (Ростов - на - Дону)

кандидат биологических наук, доцент Т.Н. Даудова (Махачкала)

ВЕДУЩЕЕ УЧРЕЖДЕНИЕ : Ростовский государственный университет.

Защита состоится " //? " июня 1998 г. в 10 часов на заседании диссертационного Совета К. 063.61.08 по биологическим наукам в Дагестанском государственном университете по адресу :

367025, г. Махачкала, ул. Гаджиева, 43"а", конференц-зал. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Дагестанского государственного университета . (367025, г. Махачкала, ул. Батырая, 1.) Автореферат разослан " /Л. " мая 1998 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета

к.б.н., доцент

П.М. Нурмагомедова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Изучение влияния низких температур на организм человека и животных является одной из актуальных проблем современной биологии и медицины.Исследования в этой области становятся все более необходимыми в связи с широким использованием метода гипотермии в практической медицине и освоением новых географических широт. При гипотермии происходит не только угнетение, но и существенная перестройка метаболизма, имеющая постгипотермические последствия, в том числе неврологические осложнения и нарушения.

Учитывая решающую роль ЦНС в механизмах переносимости гипотермии, весьма детально исследуются различные функциональные и метаболические особенности мозга и его отделов (Майстрах, 1975; Эмирбеков, Львова, 1985; Палладии и др., 1972; Тимофеев. 1983; Бабийчук. Шифман, 1989; Крепе, 1981 и др.).

Центральным звеном влияния гипотермии на теплокровный организм являются белки, мембраны, нейроактивные компоненты. Обладая полифункциональными свойствами,ряд аминокислот (Нейрохимия, 1996; Basic Neurochemistry. 1976) активно участвует в процессах. контролирующих функции нервных клеток. Кроме выполнения индивидуальной функции, такие аминокислоты, как глутаминовой,ас-парагиновой и ГАМК могут играть нейромедиаторную и модуляторную роль, тем самым участвуют в регуляции метаболизма. Именно эти, так называемые аминокислоты глутаминовой группы преимущественно находятся в мозгу в больших количествах и в связанной (ассоциированной с белками и нейрональными структурами) форме (Кричевс-кая. 1983). Возникновение целого ряда нейрохимических нарушений при гипотермии, отсутствие эффективной терапии с целью коррекции патологических процессов ставят проблему поиска и метаболитов, обеспечивающих повышение адаптивных возможностей биохимической регуляции с участием нейроактивных аминокислот.

Цель и задачи исследования . Целью работы явилось изучение изменений содержания свободных глутаминовой, аспарагиновой, гамма-аминомасляной, N-ацетилглутаминовсй и N-ацетил-аспараги-нсвой кислот, в мезгу при глубокой гипотермии и последующем самосогревании.

Для достижения поставленной цели выдвигались следующие задачи:

1. Исследование изменений содержания свободных глутаминс-вой. аспарагиновой и гамма-аминомасляной кислот и М-ацетил-прс-изводных дикарбоновых аминокислот в больших полушариях мозга и среднем+промежуточном мозгу крыс при глубокой (20-19°С) 3-х кратной гипотермии и последующем самосогревании.

2. Определение содержания связанных глутаминозой, аспарагиновой и гамма-аминомасляной кислот в тканях мозга крыс при однократной и трехкратной гипотермии 20-19°С и в постгипотерми-ческом периоде.

3. Изучение влияния вскармливания смесью глутаминовой, аспарагиновой и гамма-аминомасляной кислот на содержание свободных аминокислот глутаминовой группы и их И-ацетил-производных в мозгу крыс при гипотермии и последующем самосогревании.

4. Исследование влияния вскармливания аминокислотами на равновесие свободные = связанные аминокислоты в тканях мозга крыс при гипотермии.

Научная новизна. В данной работе впервые проведено систематическое, комплексное исследование содержания метаболически взаимосвязанных глутаминовой, аспарагиновой, Н-ацетилглутамино-вой, П-ацетиласпарагиновой кислот и ГАМК, а также их связанных форм в тканях мозга у строгих гомойотермов при глубокой гипотермии и в постгипотермическом периоде. Исследована возможность коррекции изменений нейроактивных аминокислот при гипотермии.

Установлено, что по мере углубления гипотермии содержание в мозгу свободных и связанных дикарбоновых аминокислот значительно снижается и направленность равновесия свободные - связанные аминокислоты изменяется.

Обнаружено, что характерная для гипотермической патологии дискоординация уровня как свободных, так и связанных аминокислот в мозгу сохраняется и в постгипотермическом периоде в течение недели.

Новым, ранее никем не установленным фактом является то, что при новом балансе нейроактивных аминокислот, характерным для вскормленных смесью дикарбоновых аминокислот л ГАМК крыс изменяется содержание связанных форм последних.

В работе получены обоснования по изменению соотношения ;- -

держания как свободных, так и связанных дикарбонсвых аминокислот в мозгу в условиях гипотермии путем вскармливания этими аминокислотами.

Теоретическая и практическая значимость работы. Результаты исследования важны для дальнейшего развития нейрохимической концепции влияния гипотермии на теплокровный организм, для выявления наиболее чувствительных к низкой температуре тела структур и метаболических процессов.

Полученные данные могут быть использованы для разработки критериев профилактических мероприятий, направленных на повышение адаптивной возможности организма или устранение возникших патологических нарушений при применении метода охлаждения в медицине. Практическую ценность имеют результаты работы с точки зрения поиска химических веществ, защищающих мозг от биохимического повреждения при гипотермии.

Тема диссертации является составной частью научно-исследовательской работы кафедры НИИ биологии Дагестанского гссуниЕер-ситета.

Основное содержание и выводы диссертации используются при чтении спецкурсов "Функциональная нейрохимия", "Сравнительная биохимия", "Экологическая биохимия" для студентов биологического факультета Дагестанского государственного университета.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. При глубокой гипотермии 20-19°С и по мере ее повторности (3 раза) происходит резкое снижение содержания глутаминовой, аспарагиновой и гамма-аминомасляной кислот и М-ацетил-производ-ных дикарбоновых аминокислот как в больших полушариях, так и з стволовых структурах.

2. Глубокая гипотермическая патология крыс,наступающая при 3-кратнсм сеансе снижения температуры тела, сопровождается нарушением в мозгу равновесия свободные = связанные аминокислоты на фене наибольшего снижения связанных дикарбонозых аминокислот и ГАМК.

2. Содержание свободных и связанных глутаминовой. аспарагиновой, .'1-ацетил-глутамиксвой, й-ацетил-аспарагпновси кислот и ГАМК в тканях мозга крыс, установившееся при 1- и 3-кратной гипотермии 20-19°С, продолжает подвергаться разнонаправленным изменениям через Зч, 3 и 7 сут после последующего самосогревания.

4. Двухмесячное вскармливание крыс смесью глутаминовой, ас-парагиновой кислот и ГАМК устанавливает в мозгу новые метаболические соотношения в системе свободные = связанные аминокислоты и предотвращает, в определенной степени, нарушения в содержании как свободных, так и связанных аминокислот глутаминовой группы в тканях мозга, вызванных глубокой гипотермией.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на: итоговых научных сессиях профессорско-преподавательского состава Даггосуниверситета (Махачкала, 1995; 1996гг.); Международной конференции "Нейрохимия и фармакология наркоманий и алкоголизма "(Санкт-Петербург,июнь 1996); 11 Собрании Европейского Нейрохимического Общества (Нидерланды, Грёнинген, 15-20 июня 1996 г.). на совместном заседании кафедры биохимии и НИИ биологии Даггосуниверситета ( Махачкала, 15-20 мая 1997 г.); 2 съезде Российского биохимического общества при РАН ( Москва. 20-23 мая 1997 г.).

Публикации. По материалам данного исследования опубликовано 7 работ и 1 находятся в печати.

Структура и объём диссертации. Диссертация изложена на 117 страницах машинописного текста и состоит из введения, 2 разделов обзора литературы, описания и обоснования материалов и методов исследования, изложения собственных результатов и их обсуждения. заключения, выводов и списка литературы. В списке литературы приведено 181 источника, в том числе 75 зарубежных.Работа иллюстрирована 12 таблицами, 14 рисунками.

Материалы и методы исследования.

Эксперименты проводили на лабораторных белых крысах массой 150-200Г.. что соответствовала одному и тому же возрасту животных. Подопытных крыс содержали в условиях вивария на стационарном полноценном рационе (зерно, молоко, хлеб) и в опыт брали их в одно и то же время дня (с 10 до 12 ч.) и года (май-июль).

Гипотермию крыс проводили, помещая их в специальные пластмассовые камеры, изготовленные в нашей лаборатории (Абдуллаев, 1982).

Исследовали также самосогревщихся крыс в разные сроки после перенесенной соответствующей гипотермии: через 3 ч. 3 и 7 сут.

В отдельных сериях опытов в гощу крыс ежедневно добавляли смесь аминокислот из расчета глутамат - 8 мг, аспартат - 7 мг и ГА.МК - Зь.г на 100 г живой массы. Вскармливание животным аминокислот продолжали в течение 60 дней.

Для биохимического анализа интактных и подопытных крыс де-«апитирсвалк с максимальной быстротой, раскрывали череп, извлекали мозг ? немедленно погружали в ледяной физиологический раствор. Для исследования брали большие полушария мозга и суммарно средний V промежуточный мозг (стволовую часть).

Очищенные отделы мозга гомогенизировали с помощью электрического гомогенизатора в 5-ти объемах изотонической солевой смеси рН 7,6, предложенной Elliott et al.. (1965). Аминокислоты, находящиеся в '¿адосадочной жидкости являются свободными, а з осадке - связанными.

В осадке, полученной после центрифугирования тканей мозга в среде FHHrepa, определяли связанные аминокислоты по Эллиоту (Elliott et al., 1965).

Другую часть гомогената тканей центрифугировали, з надоса-дочной жидкости опредяли содержание N-ацетилированных глутами-ксвой и аспарагиновой кислот, для чего проводили 30 мин гидролиз с половинным объемом 6я НС1 в кипящей зодяной бане в пробирке с обратным холодильником. При этом N-ацетилированные аминокислоты образуют эквивалентные количества глутаминовой (глу) и аспарагиновой (асп) кислот. Гидролизат выпаривали, осадок растворяли в 0,5 мл бидистилиро ванной воды и в нем определяли концентрацию глутаминовой и ас карагановой кислот. Количество N-ацетилированных глутаминовой и аспарагиновой кислот определяли по разнице глутамата и аспартата после и до гидролиза. Для разделения и определения аминокислот мы использовали метод электрофореза на бумаге (Dose, 1957). Содержание как свободных, так и связанных аминокислот вычисляли в мкмолях на 1 г свежей ткани.

Полученные данные подвергали вариационно-статистической обработке по методу малой выборки (Бейли,1970).

Результаты исследования и их обсуждение

В наших опытах (рис.1-3) установлено,что при глубокой (20-19°С) гипотермии крыс в больших полушариях мозга содержание свободной и связанной глу снижается на 57,7% и 66,7%, асп на 25% и 44%. Интересно, что состояние холодового "наркоза", которое наступает у крыс при гипотермии 20-19°С, сопровождается увеличением содержания свободного и связанного -ГАМК в больших полушариях мозга на 52,7 % и 35,6%, в суммарном среднем и промежуточном мозгу на 30,8 % и 5,7%. Важно отметить, что процентное содержание связанных глу. асп и ГАМК от их-общего фонда при 1-кратной гипотермии 20-19°С у крыс в больших полушариях мозга составляет, соответственно 17, 15 и 31, в среднем + промежуточном мозгу 15. 28 и 16. Сравнительный анализ показывает, что снижение температуры тела у крыс приводит к снижению процентного содержания связанной формы от общего фонда для всех исследуемых аминокислот за исключением асп" в среднем + промежуточном мозгу,количество которой увеличивается от 25 до 28 % от ее общего фонда.

Оказалось, что при 3-м сеансе глубокой гипотермии 20-19°С у крыс содержание свободных глу. асп и ГАМК как в больших полушариях мозга, так и в среднем + промежуточном мозгу резко снижается (3-4 раза) по сравнению с 1-кратной гипотермией. Снижение фонда свободных аминокислот в тканях мозга при многократных повторностях. видимо, объясняется тем, что глу, асп и ГАМК, которые являются энергетическими субстратами в мозгу (Нейрохимия, 1996), усиленно окисляются в условиях повышенной необходимости в энергозатратах. Сохранение высокого уровня содержания ГАМК в мозгу при глубокой многократной гипотермии соответствует повышенной активности глутаматдекарбоксилазы, найденной в экспериментах И.А.Исмаилова и Э.3.Эмирбекова (1980).

В этой связи большой интерес представляет вычисление величин отношения суммы нейромедиаторов возбуждения - глу и асп к содержанию тормозного нейромедиатора - ГАМК (табл.1).

При холодовом "наркозе" (температура тела 20-19°С) устанавливаются стабильно низкие величины отношения суммы нейромедиа-торных возбуждающих аминокислот (глу-^асп) к тормозному медиатору - ГАМК (0,9-0,5; а у контрольных - 3.7-2,6).

- а -

Кратность гипотермии

Рис. 1

Динамика изменения содержания глутаминовой кислоты (свободной-а; связанной-б;) в мозгу крыс при гипотермии 20°С и последующем самосогревании (»___•), и на фоне вскармливания их аминокислотами

С-----•)•

Динамика изменения содержания аспарагиновой кислоты (свободной-а; связанной-б;) в мозгу крыс при гипотермии 20° С и последующем

самосогревании (*___•), и на фоне вскармливания их аминокислотами

(ГтгтГ).

- и -

Эис.З

Динами'.а изменения содержания гамма-аминомасляной кислоты свободной-а; связанной-б;) в мозгу крыс при гипотермии и последующем

;амосогревами(?___•), и на фене вскармливания их аминокислотами

'-----)■

Таблица 1

Соотношение суммы глутамат и аспартат к содержанию ГАМК в мозгу крыс при 1 и 3-кратной гипотермии 20-19°С и последующем самосогревании

1 1 Группа I животных Соотношение суммы глу + 1 асп/ГАМК 1

Большие полушария 1 | Средний 1 промежут.мозг|

I Контрольная 1 1

1 (интактная) 3,7 1 2,6 I

I 1-кратно гипо- 1

I термированная 0,8 1 0.9 |

I Самосогревшаяся 1

I через: 3 ч 0.9 1 1.2 |

1 7 сут 3,1 1 2,3 |

I 3-кратно гипо- 1

I термированная 0,6 1 0,5 |

I Самосогревшаяся 1

I через: 3 ч 1.1 1 0.8 |

1 7 сут 1 0,8 | 1 | 0,7 | 1

Возможность легкой обратимости нейрохимических процессов после перенесенной гипотермии зависит, прежде всего, от нормализации конфигурации белков-ферментов и лабильности нейрональ-кых структур. Одним из показателей лабильности модификации белков и клеточных структур является изменение направленности системы свобод ные = связанные аминокислоты, которое может обнаружиться в восстановительном периоде после гипотермии.

Оказалось (рис.1-3), что через Зч после перенесенной гипотермии 20-19°С в больших полушариях мозга и в среднем+промежу-точном мозгу крыс изменения в содержании свободных и связанных дикарбоновых аминокислот и ГАМК продолжаются. Через 7 сут после перенесенной глубокой гипотермии 20-19°С в больших полушариях мозга крыс содержание свободной и связанной глутаминовой кисло-

ты составляет 76 и 72%, аспарагиновой - 26 и 92%, ГАМК - 60 и 120Й, а в среднем + промежуточном мозгу, соответственно, 53 и 13455; 61 и 86%, 47 и 12555 от такового у контрольны:-: (лнтактных) животных. .Через 7 сут после восстановления нсрмотесмии продолжается изменение соотношения свободных и связанных аминокислот в тканях мозга. Процентное содержание связанной глу,асп и ГАМН от общего фонда у самосогревшихся после перенесенной гипотермии 20-19°С на 7-ые сут в больших полушариях мозга составляет, соответственно, 20: 52 и 48; в среднем + промежуточном мозгу -45, 32 и 51.

Наши данные свидетельсьвуют о том. что 3-кратный сеанс гипотермии .и последующее самосогревание вызызает более глубокие биохимические сдвиги, отражающие гипотермическую паталогию.

Из данных следует предположение, что глу, асп и ГАМК комп-лексируясь с белками мозга, переходя в связанную форму, участвуют в температурной регуляции модификации метаболизма. В основе отрицательной температурной зависимости глутаминазы (Змирбе-ков, Мейланов, 1982),аспартат- и аланинаминотрансферазы (Даудо-ва, 1981) в тканях мозга при гипотермии лежат,видимо,модификации белков-ферментов с ассоциирующими с ними глу, асп и ГАМК.

Аминокислоты могут оказать на модификацию белков и опосредованное действие (Кричевская и др., 1983); глу, асп и ГАЫК в мозгу подвергаются при гипотермии активному метаболизму (Змир-беков, Львова,1985). охватывая широкий круг обмена аминокислот, биоаминов( орнитина, аргинина, гистидина, путресцина, мочевины и т.д.), влияющих на физико-химические свойства белков, на мембранные структуры тканей мозга.

Среди производных аминокислот важное место занимают N -аце-тилиррованные, которые являются нейроспецифическими Шейрохи-мия,1976). Результаты показывают (рис.4 и 5), что при умеренней гипотермии (30°С), содержание М-Аглу и ГКАасп в больших полушариях головного мозга значительно снижается, а в среднем + промежуточном мозгу увеличивается.

Углубление гипотермии до 20-19° С у крыс-приводит к регк.сыу увеличению содержания Г1-Агду и М-Аасп з исследуемых отделах головного мозга.

Гипотермическая паталогия, вызванная 3 - кратным снижением температуры тэла крыс до 20-19°С, сопровождается дальнейшим

снижением содержания И-ацетилированных дикарбоновых аминокислот в мозгу.

Анализ полученных данных свидетельствует о том, что диско-ординация метаболизма Я-Аглу и И-Аасп в мозгу крыс, вызванная гипотермией, не только не нормализуется, но и углубляется при дальнейшем самосогревании. Через 7 сут у самосогревшихся крыс после перенесенной умеренной гипотермии (30°С) содержание И-ацетилированных форм дикарбоновых аминокислот увеличивается в исследуемых отделах мозга от 2.5 до 6 раз по сравнению с таковыми у интактных животных.

В динамике содержание И-Аглу и Л-Аасп в мозгу подопытных крыс, перенесших глубокую гипотерлию 20-19°С. через Зч и 7 сут после самосогревания не обнаруживается определенная закономерность: то уровень абсолютной концентрации снижается, то повышается по сравнению с таковым как у контрольных, так и гипотерми-рованных животных.

Таким образом, при повторных действиях гипотермии в мозгу крыс происходит не только смещение равновесия свободные - связанные глу, асп, но и равновесия синтеза и распада их Н-ацэти-лированных форм.

Можно думать, что мобилизация эндогенных нейроактивных веществ (регуляторов, модуляторов) способствует переносимости гипотермии, но она оказывается недостаточной е экстремальных ситуациях, когда низкая температуря, как патогенный фактор, действует чрезмерно, и поэтому введедие дополнительных доз протекторов-модуляторов дает защитный эффект.

Мы полагаем, что защитное действие аминокислот глутаминовсй группы заключается не просто в фармакологическом эффекте экзогенных веществ, а в проявлении их нефункциональной роли в мозгу, в том числе модуляторной, нейро.-едиаторной.

Как видно по рис. 1-3, в результате двухмесячного вскармливания крысам смеси глу, асп и ГАМК значтельно изменяется фонд этих аминокислот в больших полушариях и среднем+промежуточном мозгу.

Из приведенного исследования вытекает, чп установившийся новый гомеостаз в тканях мозга в фонде глу, асп и ГАМК при вскармливании аминокислотами позволяет жиртным реагировать на гипотермию изменением как общего фонда, та/. соотношением рав-

Рис.4

Динамика изменения содержания (в %% от контроля) М-ацетилглутаминовой кислоты в больших полушариях (а) и среднем + промежуточном мозгу (б) крыс при гипотермии и постгипотермическом периоде.

Гипотермия: 1-но кратная 30°С _п 20°С

гиг

3-х кратная 20°С амосогревание после гипотермии 30°С

через: Зч Щц 7 сут. ^ после 1-но кратной гипотермии 20°С через: Зч 7 сут. Зй

после 3-х кратной гипотермии 20°С

через: Зч Щд 7 СУТ- Из

* - различия достоверны.

Рис.5

Динамика изменения содержания (в %% от контроля) 1М-ацетиласпарагиновой кислоты в больших полушариях (а) и среднем + промежуточном мозгу (б) крыс при гипотермии и в постгипотермическом периоде.

Гипотермия: 1-но кратная 30°С ¡х^ после 3-х кратной гипотермии 20"С

20°С ^

3-х кратная 20°С §щ Самософевание после гипотермии 30°С

через: Зч Цц

7 сут. [Уд после 1-но кратной гипотермии 20°С

через: Зч [Е^

7 сут. ^

* -

через: Зч -ЗШ 7 сут. Из

различия достоверны.

новесия свободные = связанные аминокислоты.

, Коррекция изменений соотношения свободные = связанные аминокислоты мозга при гипотермии на фене вскармливания аминокислотами более ярко проявляется при последующем самосогревании животных. Как видно на рис. 1-3, в постгипотермическом периоде через 3 и 7 суток как после 1-кратной, так и 3-кратной гипотермии у крыс, вскормленных аминокислотами, изменяется не только общий фонд исследуемых аминокислот, ко и соотношение свободных и связанных форм.

На этапах постгипотермического периода у крыс с "защищенным" фондом аминокислот резко увеличивается содержание свободной и связанной форм глу.в больших полушариях и в среднем + промежуточном мозгу. Содержание связанной асп и ГАМК при этом снижается, особенно в больших полушариях мозга. Интересно, что у вскормленных аминокислотами крыс при гипотермии и дальнейших самосогреваниях изменяется равновесие свободные = связанные глу, асп и ГАМК на более высоком уровне общего фонда. При этом смещается равновесие в сторону синтеза их М-ацетилированных форм (табл.2).

Сравнительный анализ полученных нами данных позволяет заключить, что у вскормленных аминокислотами крыс гипотермия и последующие самосогревания сопровождаются с более высоким содержанием как свободного, так и связанного фонда глу, асп и ГАМК в исследуемых отделах мозга.

Таким образом, результаты нашей работы указывают на то, что ткани мозга обладают активным механизмом изменения равновесия "свободные = связанные" аминокислоты, который обеспечивает.видимо, температурную регуляцию метаболизма.

Второй важный вывод, который Еытекает из нашего исследования - это то, что при гипотермии глу, асп и ГАМК могут быть протекторными веществами, которые выполняют роль модуляторов ферментов и мембранных структур в мозгу и являются активными предшественниками синтеза нейроспецифических веществ, как М-Аг-лу, 11-Аасп, а также полиаминов.

Данные позволяют рекомендовать определение содержания свс бедных и связанных аминокислот в мезгу как тест защитного эффекта химических веществ при гипотермии гомопотермного организма.

Таблица 2

Содержание И-ацетилглутамата и И-ацетиласпартата ( И-Аглу, И-Аасп) в отделах мозга у вскормленных аминокислотам» (8 мг глу. 7мг асп и 3 мг ГАМК на 100 г живой массы в течение 2-х месяцев) при гипотермии 20°С и последующем самосогревании (в мкмолях/г свежей ткани) М±т; п=6

I-г

Вариант опыта

Контроль Гипотермия Последующее самосогревание через: 3 ч 7 сут

3-кратная гипотермия Последующее самосогревание через: ,3 сут 7 сут

Большие полушария

Я-Аглу

4. О ±0, 09 8, 60+0, 08*

17,20+0,08* 7,60+0,13*

17,80+0,10*

17,20+0,13* 13,60+0, И*

М-Аасп

4, 80+0, 14 7, 30+0, 15*

13,50+0,10* 5, 40+0. 20

26, 60+0, 20

10.20+0.29* 6,0 +0*

Средн.+ промежут.мозг

М-Аглу

4. 50+0, 20 15,10+0, 39*

18,90+0,18* 8,60+0,24*

31,40+0,4.3*

Ы-Аасп

2, 50+0,17 | ¡2,40+0,36»!

22, 60+0, 65«-! 6. 35+0. 30* | I

8.0 +0,20*1

12,60+0,17*1 8,70+0,13*! 11.20+0,13*1 8,20+0,18*1

Примечание

* - Р < 0,05 по сравнению с контролем

ВЫВОДЫ

1. Гипотермия 20-19°С сопровождается значительным снижением содержания глутаминовой и аспарагиновой кислот, увеличением И-ацетилглутаминовой, Н-ацетиласпарагиновой и гамма-аминомасля-ной кислот в мозгу крысы. Содержание же связанных дикарбоновых аминокислот и гамма-аминомасляной кислоты при этом также снижается.

2. Наибольшее снижение содержания глутаминовой и аспарагиновой. кислот происходит при 3-кратной гипотермии 20-19°С. 3-й сеанс гипотермии у крыс характеризуется резким снижением ней-

- 1Э -

роспецифических аминокислот -ГАМК, М-ацетилглутамиксвсн н N-ацетиласпарагиновой кислот. Нарушение равновесия свободные = связанные аминокислоты в мозгу при углубленной гипотермической паталогии происходит на фоне наибольшего снижения связанных ди-карбоновых аминокислот и ГАМК.

3. Содержание аминокислот в мозгу крыс при дальнейшем самосогревании через Зч, 3 и 7 сут после 1- и 3-кратной гипотермии продолжает подвергаться разнонаправленным изменениям.

4. 2-месячное вскармливание крыс аминокислотами - глутами-новой. аспарагиновой и ГАМК устанавливает новый метаболический баланс в тканях мозга по содержанию аминокислот глутаминовой группы и их N-ацетил-производных.

5. Реакция вскормленных аминокислотами животных на гипотермию выражается в изменении равновесия свободные = связанные аминокислоты на более высоком уровне общего фонда и повышении содержания нейроспецифических N-ацетилглутаминовой и N-ацетил-аспарагиновой кислот. Коррекция изменений в мозгу соотношения свободные = связанные аминокислоты у вскормленных аминокислотами крыс при гипотермии более ярко проявляется при последующих самосогреваниях и приводит к нормализации нарушений, вызванных гипотермической патологией.

6. Глутаминовая, аспарагиновая и гамма-аминомасляная кислоты путем вскармливания животным могут "защищать" мозг от биохимических повреждений, вызываемых низкой температурой тела. При поиске протекторных веществ, защищающих организм от охлаждения, в качестве одного из тестов можно рекомендовать определение содержания в тканях мозга свободных дикарбоновых аминокислот и ГАМК и их N-ацетил-производных. а также связанных с белками и нейрональными структурами аминокислот.

Список печатных работ, опубликованных по теме диссертации

1. Emirbekov Е.Z., Shejkhova R. G., Pashajeva D. Е., ЕтагРе-kova A.A. Correlation between brain free and bound amincacids at hypothermia.- 11 Meeting Europ. Soci. Abstract. Netherland, Groningen, J. Neurochera. - [596,- vol. 66. suppl.2. - P.36.

2. Emirbekov E.Z., Shejkhova R.G., Pashajeva D.E., Emirbe-kova A.A. The effect of ethanol on the contents of free and bound dicarboxylic aminoacids in brain at hypothermia.- Intern. Conf.." Neurochemistry and Pharmacology of Drug Addiction and Alcogolism", Abstracts, Saint-Petersburg, 1996, P.87.

3. ШейховаР.Г.. Эмирбекова A. A.. Эмирбеков Э. 3. Влияние вскармливания аминокислотами и гипотермии на содержание свободных и связанных дикарбоновых аминокислот в мозгу крыс,- Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Естественные науки.1996, N3, с. 81-83.

4. Шейхова Р.Г. Влияние гипотермии на содержание и соотношение свободных и связанных аминокислот в мозгу вскормленных аминокислотами животных.- ДГУ. Труды молодых ученых. 1996., N1, с.117.

5. ШейховаР.Г., ПашаеваД.З.. Эмирбекова А. А.. Эмирбеков Э.3. N-ацетилированные дикарбоновые аминокислоты в мозгу при гипотермии. - Проблемы Криобиологии.-1996.- N 2,- С.38-41.

6. ПашаеваД.З., ШейховаР.Г., Эмирбекова А. А., Эмирбеков Э.З., Свободные и связанные аминокислоты мозга при гипотермии и последующем самосогревании животных. - Проблемы Криобиологии, 1996,- N3,- С.54-55.

7. Эмирбеков Э.З., ПашаеваД.З., Шейхова Р. Г.: Температурная регуляция метаболизма. - 2 съезд Российского биохимического общества при РАН. Москва, 1997 г. 246 - 247 С.