Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Влияние длительной гиподинамии на динамику свободно-радикального окисления липидов, белков и содержание гликозаминогликанов в полушариях мозжечка крыс

ВАК РФ 03.03.01, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Влияние длительной гиподинамии на динамику свободно-радикального окисления липидов, белков и содержание гликозаминогликанов в полушариях мозжечка крыс"

005534953

ЧЕРЕПАНОВ Николай Сергеевич

ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОЙ ГИПОДИНАМИИ НА ДИНАМИКУ СВОБОДНО-РАДИКАЛЬНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ, БЕЛКОВ И СОДЕРЖАНИЕ ГЛИКОЗАМИНОГЛИКАНОВ В ПОЛУШАРИЯХ МОЗЖЕЧКА КРЫС

(экспериментальное исследование)

03.03.01 - физиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

17 ОКТ 2013

Челябинск - 2013

005534953

На правах рукописи

ЧЕРЕПАНОВ Николай Сергеевич

ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОЙ ГИПОДИНАМИИ НА ДИНАМИКУ СВОБОДНО-РАДИКАЛЬНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ, БЕЛКОВ И СОДЕРЖАНИЕ ГЛИКОЗАМИНОГЛИКАНОВ В ПОЛУШАРИЯХ МОЗЖЕЧКА КРЫС

(экспериментальное исследование)

03.03.01 - физиология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Челябинск-2013

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Башкирский государственный педагогический университет им. М. Акмуллы»

Научный руководитель:

Лобанов Сергей Александрович- доктор медицинских наук, профессор Официальные оппоненты:

Львовская Елена Ивановна- доктор медицинских наук, профессор, заведующая кафедрой биохимий ФГБОУ ВПО «Уральский государственный университет физической культуры», г.Челябинск

Ковальчук Людмила Ахметовна - доктор биологических наук, доцент, ведущий научный сотрудник ФГБУН «Институт Экологии растений и животных Уральского отделения Российской академии наук», г.Екатеринбург

Ведущая организация - ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет», г.Уфа

Защита диссертации состоится 24 октября 2013 г. в 12.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.295.03, созданного на базе ФГБОУ ВПО «Челябинский государственный педагогический университет» по адресу: 454080, г. Челябинск, пр. Ленина, 69, ауд. 116

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале библиотеки ФГБОУ ВПО «Челябинский государственный педагогический университет»

Автореферат разослан 23 сентября 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор биологических наук

Байгужин П. А.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В биологии и медицине до настоящего времени остаются актуальными вопросы влияния стресса на организм. Исследователи рассматривают стресс, как способ достижения резистентности организма при действии экстремальных факторов, различных по характеру и длительности (Барабой В.А., 1992; Зенков Н.К., 2001; Меньшикова Е.Б., 1994, 2006, 2008; Betteridge D.J., 2000). Вместе с тем, стресс может также оказывать и повреждающие действия на различные органы и системы, и даже целый организм, приводящие к развитию патологических состояний (Крыжановский Г.Н., 2002; ЛущакВ.И., 2007; Blokhina О. et al., 2003; Fratel-li et al., 2002; Rahman I., 2005). Одним из таких стрессовых факторов является гиподинамия, при действии которой происходят изменения в организме, вплоть до развития различных патологических состояний (Шибкова Д.З., 1987; Рябов Г.А., 2002; Мамылина Н.В., 2004; Малышев И.Ю. и др. 2004; Латюшин Я.В., 2009).

В ряде работ отмечается роль стресс реакций и адаптационной перестройки, влияющих на совершенствование деятельности регуляторных Mexaim3MOB(Gong L., 2004; Matsunaga Т., 2001; Nakamura Н„ 2004; Peers С., 2001). Эти сложные процессы направлены на поддержание оптимального уровня интенсивности обменных процессов, которые происходят не только на уровне органов и систем, но и целого организма. Действия экстремальных факторов приводят к мобилизации различных механизмов в таких высокодифференцированных и специализированных структурах как нервная ткань. Мало изученными остаются вопросы об изменениях метаболических процессов при развитии стресс реакций в такой специализированной структуре как мозжечок. Из работ А.А. Болдырева (2001), Е.Е. Дубининой (2003), известно, что одним из ведущих повреждающих факторов, способствующих развитию изменений в нервной ткани является интенсификация свободнорадикального окисления. Этот сложный механизм рассматривается как один из универсальных физиологических процессов окисления биологических соединений при действии активных форм кислорода.

В ряде экспериментальных работ большое внимание уделяется процессам пе-рекисного окисления липидов, однако, сопутствующие при этом процессы, связанные с окислительной деструкцией белков, клеток и тканей мозжечка не достаточно полно отражены (Камскова Ю.Г., 2001, 2003; Латюшин Я.В., 2005, 2008; Wood Z.A., 2003; Vucevic D., 2005). Особенности процессов перекисного окисления зависят не только от метаболических возможностей тканей, но и от асимметричности их деятельности. В тоже время, асимметричность функционирования мозжечка как аспект исследования свободнорадикальной деструкции белковых и липидных компонентов тканей в настоящее время не достаточно полно представлены в литературе. Экспериментальные данные будут дополнять известные к настоящему времени механизмы и закономерности стресс реакции нервной ткани. Они позволят углубить представления об особенностях физиологических механизмов адаптации к экстремальным стресс индуцирующим воздействиям.

Цель исследования состояла в выявлении особенностей влияния длительной гиподинамии на динамику свободно-радикального окисления липидов, белков и со-

держания гликозаминогликанов в полушариях мозжечка экспериментальных животных.

Задачи исследования:

1. Оценить особенности динамики содержания липидов, белков, гликозаминогликанов в полушариях мозжечка экспериментальных животных при 120-суточной гиподинамии.

2. Определить особенности изменения содержания продуктов свободноради-кального окисления липидов и белков в правом и левом полушариях мозжечка.

3. Определить активность антиоксидантных ферментов (супероксиддисмута-зы, глутатионредуктазы, глутатионпероксидазы, каталазы) и содержание витамина Е в разных полушариях мозжечка в динамике 120-суточной гиподинамии.

4. Выявить общие закономерности адаптивных изменений в разных полушариях мозжечка экспериментальных животных при действии длительной 120-суточной гиподинамии.

Научная новизна.

Установлены особенности динамики содержания фракций липидов, сульфати-рованных и несульфатированных гликозаминогликанов в полушариях мозжечка крыс при действии 120-суточной гиподинамии:

-фазные изменения содержания и соотношения разных классов липидов (их возрастание для общих липидов в виде двухпиковой кривой, для фосфолипидов -трехпиковой кривой в левом полушарии; трехпиковой кривой для общих липидов и двухпиковой кривой для фосфолипидов в правом полушарии );

- изменение соотношения эфиров холестерина к холестерину при увеличении его содержания к 120-м суткам эксперимента;

- прямая зависимость между увеличением содержания сульфатированных гликозаминогликанов и фосфолипидов, несульфатированных гликозаминогликанов и общих липидов в ранние сроки эксперимента.

Обнаруженное статистически значимое увеличение содержания фосфолипидов в мозжечке экспериментальных животных связано с активацией синтетического аппарата клеток, которая является компенсаторно-адаптивным процессом в первые 7 суток и дезадаптивным процессом с 30-х суток до момента завершения исследования (120-х суток).

Установлено, что статистически значимое изменение содержания фосфолипидов сопровождается опережающим увеличением гликозаминогликанов, изменением содержания классов липидов и гликозаминогликанов, увеличением содержания диеновых конъюгатов и окислительной модификации белков.

Длительная гиподинамия (120 суток) приводит к фазным изменениям гликозаминогликанов, фосфолипидов, которые коррелируют с динамикой молекул средней массы.

Теоретическая и практическая значимость работы.

Получены новые знания о влиянии длительной гиподинамии, как стресс-фактора на мозжечок и компенсаторно-адаптивных реакций в полушариях мозжечка экспериментальных животных, вносящих вклад в развитие клеточной физиологии.

Выявлены особенности реакции клеток мозжечка на действие длительной 120-суточной гиподинамии, проявляющиеся изменениями содержания белков, липидов

и гликозаминогликанов, активностью антиоксидантных ферментов, расширяющие представления о компенсаторно-адаптивных свойствах нервной ткани.

Внедрение результатов исследования в практику.

Результаты диссертационной работы включены: в курсы лекционных и лабораторных занятий по дисциплине «Физиология физического воспитания и спорта» факультета физической культуры Башкирского государственного педагогического университета им. М. Акмуллы; в курсы лекционных и практических занятий по дисциплине «Вопросы частной физиологии ЦНС» кафедры нормальной физиологии Башкирского государственного медицинского университета; в курсы лекционных и лабораторных занятий «Центральная нервная система» Башкирского государственного аграрного университета.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. В полушариях мозжечка экспериментальных животных изменяется содержание и соотношение липидов и фосфолипидов, сульфатированных и не сульфати-рованных гликозаминогликанов при действии длительной гиподинамии.

2. Реакции полушарий мозжечка на стрессорное воздействие зависят от длительности действия гиподинамии, и отличаются динамикой накопления продуктов перекисного окисления липидов и окислительной модификацией белков.

3. При гиподинамии наблюдаются компенсаторно-приспособительные и адаптивные реакции мозжечка, выражающиеся в асинхронных изменениях содержания липидов и гликозаминогликанов.

Материалы диссертации доложены на 2-й Международной научно- практической конференции «Актуальные проблемы физической культуры и спорта», Чебоксары, 2010, П Международной научной конференции «Свободные радикалы, ан-тиоксиданты и старение» - г. Астрахань, 2011; Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития физической культуры в современном образовании» - Уфа, 2010; Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития физической культуры в современном образовании» - Уфа, 2010; Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития физической культуры в современном образовании» -Уфа, 2010.

Основные результаты диссертационной работы изложены в 16 научных работах, из них - 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Объем и структура диссертации.

Диссертация изложена на 142 страницах компьютерного текста, иллюстрирована 15 рисунками, 16 таблицами. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, главы описания материалов и методов исследования, главы описания результатов собственных исследований, обсуждения полученных результатов, выводов, библиографического указателя: 157 отечественных и 73 зарубежных авторов.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Животных содержали в виварии в пластмассовых клетках по 10 особей при температуре воздуха 20-22°С, естественном освещении, на подстилках из опилок

деревьев лиственных пород. Рацион животных соответствовал Приказу МО СССР №245 от 1982 г. и Приказу МЗ №1179 от 1983г.

Моделирование гиподинамии проводилось на крысах-самцах Вистар приблизительно одного возраста и массы (217,0±28,0 г), содержащихся в условиях вивария на обычном рационе со свободным доступом к воде и пище.

Лабораторные животные были разделены на 2 группы: животные 1 группы помещались в тесные пеналы, ограничивающие их движения на весь период эксперимента 120 суток (п=116); вторая группа животных (п=43) находилась в обычных условиях вивария и использовалась в качестве контроля. Животных выводили из эксперимента на 1,3, 7,14,30,60,90 и 120-е сутки исследования.

Материал для исследований брали в первые 5-7 минут после выведения из эксперимента, животные были декапитированы с соблюдением требований Международных принципов Хельсинской декларации о гуманном отношении к животным, Европейской конвенции «По защите позвоночных животных, которые используются для экспериментов и других научных целей» Совет Европы. - Протокол ETS№170. -Страсбург, 1998 для экстирпации органов.

Мозг извлекали после декапитации на холоде. Материалом служили мелко иссеченные навески ткани мозжечка массой 120-125 мг. Экстракцию липидов из полученных образцов осуществляли по методу Фолча (Буреш Я., Бурешова О., Хьюстон Дж. П., 1991) сразу после декапитации. Содержание липидов и отдельных его классов определяли разложением с концентрированной серной кислотой (Данилова Л.А., 2003).

Количественное определение суммарных липидов, а также изучение состава и количества отдельных липидных фракций проводили с применением микротонкослойной хроматографии (Андреева Л.И., 1988).

С целью изучения содержания и активности ферментов в мозжечке крыс, их отмывали холодным физиологическим раствором от крови в течение 35-50 с и замораживали в жидком азоте. Образцы хранились до момента исследования в сосуде Дюара с жидким азотом.

Перед исследованием, мозжечок лабораторных животных извлекали из жидкого азота, взвешивали, измельчали и гомогенизировали в микроизмельчителе тканей РТ-2 (Россия) с пестиковым гомогенизатором при 3000 об./мин, добавляя охлажденный до температуры 0°С 0,1 М калий-фосфатный буфер с pH 7,4 в соотношении ткань:буфер-1:6.

Полученный гомогенат использовали для определения содержания белков и диеновых конъюгатов. Время от момента размораживания тканей до отбора проб гомогенатов и осаждения в них белка кислотами не превышало 45-60 с.

Определение содержания диеновых конъюгатов в гомогенатах тканей осуществляли по методике И.Д. Стальной (1977). Определение окислительной модификации белков проводили по методике Е.Е.Дубининой (1995). Определение гликоза-миногликанов и их фракций проводили с использованием гельфильтрации на сефа-дексе G-25 и анионообменной хроматографии на DEAE-целлюлозе (Зимницкий А.Н., Башкатов С.А., 2004). Определялась активность супероксиддисмутазы (КФ 1.15.1.1.) (Костюк В. А., 1990), активность каталазы (КФ 1.11.1.6) (Волчегорский H.A., 2002), активность глутатионпероксидазы (Paglia, Valentine, 1967), активность

глутатионредуктазы (Boggaram V., 1979). Определялось содержание витамина Е (а-токоферола) (B.C. Камышников, 2003).

Результаты обрабатывали статистически (Ермолаев О.Ю., 2003) с использованием рангового коэффициента Спирмена. При построении зависимостей, использовались усредненные данные. Статистический анализ полученных результатов проводили в программе Statistica версия 6.0

РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Особенности изменений содержания лнпидов в разных полушариях мозжечка при 120-суточной гиподинамии

Результаты исследований позволяют отметить, что фоновые данные содержания общих липидов в правом полушарии мозжечка на 12,3% больше, чем в левом (р<0,05). При длительной гиподинамии прослежена динамика липидов и было выявлено, что их количество снизилось к 7-м суткам в правом полушарии на 7,4%, а в левом на 18,4% (р<0,05), эта реакция сохранялась и в более поздние сроки (до 90-х суток). Изучение содержания фосфолипидов показывает, что в первые трое суток происходило незначительное их снижение и последующее возрастание к 7-м суткам эксперимента (р<0,05) (рис. 1, 2).

60 -| 55 -50 -45 -40 35 -30 25

мг/г

-ОЛ (пр.)

-QJT (лев.)

сутки

к 3 7 14 30 90 120

Рис. 1. Динамика общих липидов (мг/г) мозжечка крыс при 120-суточной гиподинамии

3,7 -] 3,2 -2,7 -2,2 1,7

мг/г

-ФЛ (пр.)

- ФЛ (лев.)

сутки

14 30 90 120

Рис.2 Динамика фосфолипидов (мг/г) мозжечка крыс при 120-суточной гиподинамии. ФЛ (пр.) - фосфолипиды в правом полушарии мозжечка; ФЛ (лев.) - фосфолипиды в левом полушарии мозжечка.

Для уточнения и выявления особенностей влияния длительной 120-суточной гиподинамии на разные полушария мозжечка экспериментальных животных было изучено содержание и динамика отдельных липидных фракций. Анализ биохимических исследований липидного состава мозжечка в исходном состоянии позволил выявить, что около половины всех липидов приходится на долю фосфолипидов. Фракции холестерина и эфиров холестерина составляют примерно 25 % от суммы общих липидов с преимущественным содержанием свободного холестерина. Выявлено, что содержание холестерина и эфиров холестерина в правом полушарии больше, чем в левом.

Содержание свободных жирных кислот преобладало в правом полушарии мозжечка и составляло 15,0 %. На долю диацилглицеринов и триацилглицеринов приходилось 4,3 % и 7,5 % соответственно. Содержание этих соединений в левом полушарии мозжечка было меньше по сравнению с правым. Основным изменениям при длительной гиподинамии в ткани мозжечка подвергаются фосфолипиды, триа-цилглицерины и эфиры холестерина. Биохимические исследования позволили выявить специфический характер перестроек фосфолипидов и триацилглицеринов. Эти изменения характеризуются существенным уменьшением содержания фосфолипидов, но с относительным нарастанием триацилглицеринов и эфиров холестерина.

Уже к 7-м суткам гиподинамии содержание фосфолипидов снижается на 12,0% в правом полушарии и на 8,0 % в левом полушарии мозжечка по сравнению с данными контроля. Однако к 14-м суткам установлено возрастание фосфолипидов в ткани мозжечка. Дальнейшее исследование показало, снижение содержания фосфолипидов с параллельным возрастанием содержания свободных жирных кислот начиная уже с 14-х суток эксперимента. Действие гиподинамии приводило к тому, что в ткани мозжечка экспериментальных животных возрастало содержание триацилглицеринов 2 раза к 90-м суткам. Эфиры холестерина в этих условиях также были подвержены значительным изменениям, что проявлялось их увеличением в правом полушарии в 1,9 раза, а в левом полушарии эти показатели возрастали в 2,15 раза. Содержание диацилглицеринов возрастало к концу первой недели более чем в 2 раза в правом полушарии. Фракция холестерина при действии гиподинамии максимальных цифр достигала к концу 7-х суток, что проявлялось его повышением 1,24 раза.

Данные экспериментальных исследований показывают, что основная масса фосфолипидов мозжечка представлена фосфотидилхолинами и фосфотидилэтано-ламинами. Содержание фосфолипидов по сравнению с фосфотидилхолинами на половину меньше, однако, к 14-м суткам гиподинамии они возрастают в 1,17 раза. На долю сфингомиелинов приходится 9,0%, и они возрастают к 14-м суткам.

Гиподинамия как фактор стресса оказывает стимулирующее влияние даже на такую стрессоустойчивую структуру как мозжечок, что проявляется в повышении содержания глицерофосфатов, фосфатидных кислот, фосфотидилинозид. Для таких фракций фосфолипидов, как полиглицерофосфатиды, было характерно снижение их содержания в обоих полушариях мозжечка к 7-м суткам, и их последующим возрастанием в более поздний период. Выявленные особенности в характере изменений основных липидных и фосфолипидных фракций в динамике гиподинамии свидетельствуют о наличии сложных механизмов превращений липидов.

Прослеженные нами гетерофазные изменения фосфолипидов и триацилглицеринов в нейронах и клетках глии мозжечка экспериментальных животных при длительной гиподинамии носили неравномерный характер, в виде фаз подъема и спада. Этот феномен проявляется снижением уровня полиглицерофосфатидов уже в ранние сроки, а фосфотидилхолины в поздние сроки исследования. Содержание лизо-фосфолипидов незначительно повышалось к концу эксперимента.

Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о наличии в мозжечке экспериментальных животных, при длительной гиподинамии, сложных биохимических перестроек липидного состава и его компонентов.

Проведенные биохимические исследования позволили выявить, что фосфоли-пиды можно рассматривать в качестве динамических компонентов, обеспечивающих стабильность мембран. Решающее значение для поддержания функционирования мембран в условиях стресса играет количественное соотношение кислых и нейтральных фосфолипидов.

Особенности влияния длительной гиподинамии на перекисное окисление липидов

При изучении особенностей влияния длительной гиподинамии на состав и динамику разных классов липидов мозжечка крыс нами проводились исследования, позволившие выявить изменения в клеточных мембранах, которые оценивались по нарастанию уровня перекисного окисления липидов, а именно диеновых конъюга-тов (рис. 3). Их содержание увеличивалось в условиях длительной гиподинамии по сравнению с контрольной группой. Выявлено, что к 3-м суткам эксперимента диеновых конъюгатов было больше в правом полушарии. Однако к 7-м суткам содержание этих соединений стало преобладать в левом полушарии мозжечка. Увеличение диеновых конъюгат в левом полушарии возросло в 2,12 раза, а в правом - 1,78 раза - к 7-м суткам по сравнению с контролем. К периоду завершения эксперимента рост диеновых конъюгатов составил в левом полушарии мозжечка - 131,0%, а в правом - 137,0% по сравнению с 7-ми сутками.

Рис.3. Содержание диеновых конъюгатов (мкМ/г) в ткани мозжечка крыс при 120-суточной гиподинамии.

Увеличение содержания диеновых конъюгатов в мозжечке экспериментальных животных связано с изменениями в составе фосфолипидов и их клеток. В этом случае можно отметить, что хотя кислых фосфолипидов в мембранных структурах нейронов и клеток глии мозжечка меньше, чем нейтральных, однако они в большей степени регулируют их функции. Структура и состав клеточных мембран является важным фактором, определяющим скорость свободнорадикального окисления липидов, изменения активности антиоксидантной системы.

Таким образом, полученные результаты позволили проследить существенные различия в динамике липидного компонента в изучаемых структурах мозжечка. Эти различия связаны с неодновременной активацией различных эндогенных ферментных систем в отношении разных классов липидов. Этот феномен можно считать от-

ражением функциональных и биохимических особенностей мембранных структур и ферментных систем ткани мозжечка.

Особенности изменений содержания белков в разных полушариях мозжечка при гиподинамии

В начале исследования в мозжечке экспериментальных животных контрольной группы содержание белка составляло в правом полушарии мозжечка - 1,93±0,09 мг белка/г ткани, а в левом - 1,61±0,12 мг белка/г ткани. По его завершении содержание белка в полушариях мозжечка повышалось на 0,47±0,05 мг белка/г ткани и 0,32±0,07 мг белка/г ткани соответственно. В условиях действия длительной 120-суточной гиподинамии отмечалось снижение содержания белка в исследуемых тканях на 0,33±0,04 мг белка/г ткани (правое полушарие мозжечка) и 0,26±0,01 мг белка/г ткани в левом.

Биохимическими исследованиями гомогенатов мозжечка было выявлено изменение содержания динитрофенилгидразинов, относящихся к группе альдегидо-производных и кетонопроизводных, имеющих нейтральный характер. Эти соединения регистрировались при длине волн 356 нм и 370 нм . Содержание этих комплексных структур в правом полушарии мозжечка возрастало на 195,0 %, а в левом полушарии на 269,0 %. В тоже время, в ткани мозжечка были выявлены альдегидопро-изводные и кетонопроизводные соединения, имеющие основной характер. Уровень этих соединений возрастал от 208,0 до 320,0 % в правом полушарии, а в левом от 200,0 до 265,0 % по сравнению с контрольной группой. Соединения данной группы регистрировались при длине волн 430 нм и 530 нм. Следует отметить, что данный показатель в гомогенате ткани мозжечка крыс при длительной гиподинамии существенно изменялся при разной длине волны по сравнению с контрольной группой.

Анализ полученных данных свидетельствуют о том, что окислительная модификация белков в ткани мозжечка является физиологическим процессом, наблюдающимся как у животных группы контроля, так и у крыс при длительной гиподинамии. Различия заключались в том, что у экспериментальных животных, находящихся в условиях длительной 120-суточной гиподинамии эти процессы протекали более интенсивно, о чем свидетельствуют достоверные различия в содержании окисленных продуктов.

Изменения содержания молекул средней массы в полушариях мозжечка при 120-суточной гиподинамии

Для детального изучения механизмов адаптации - дезадаптации нами были исследованы молекулы средней массы в разных полушариях мозжечка в условиях действия экстремальных факторов. Результаты изучения содержания молекул средней массы в гомогенате разных полушарий ткани мозжечка в контроле составляли в правом полушарии 0,223 ± 0,078 (ед. оп. пл./мл), а в левом полушарии 0,218 ± 0,082 (ед. оп. пл./мл). У экспериментальных животных в условиях длительной 120 суточной гиподинамии в динамике было определено содержание молекул средней массы. В правом полушарии мозжечка экспериментальных животных их содержание увеличивалось до 483%, а в левом полушарии до 522 % по сравнению с контрольной группой (р<0,05). Увеличение содержания молекул средней массы выявляется в те-

чение всего периода моделирования экспериментальной гиподинамии. Молекулы средней массы могут быть близки по строению к регуляторным пептидам и оказывать влияние на жизнедеятельность всех органов и систем. Они также способны соединяться с рецепторами на любой клетке и блокировать их деятельность. Известно, что при действии экстремальных факторов наблюдается посттрансляционная модификация белков клеточных мембран. С учетом этих особенностей можно предположить, что изменение уровня молекул средней массы в разных полушариях мозжечка при длительной гиподинамии является одним из механизмов регуляции процессов компенсаторной реакции в ответ на стресс или служит проявлением их антиокси-дантного действия.

Особенности изменении содержания гликозаминогликанов в разных полушариях мозжечка при гиподинамии.

Биохимические исследования показали особенности динамики содержания гликозаминогликанов в разных полушариях мозжечка в зависимости от длительности действия гиподинамии. У животных входящих в группу контроля содержание гликозаминогликанов в ткани мозжечка составляло 82,13 ± 17,21 мкг/г, в правом полушарии мозжечка- 64,17 ± 12,09 мкг/г, в левом - 91,43 ± 15,41 мкг/г (рис. 4).

3 7 14 21 30 45 60 90СУТКИ120

Рис. 4. Содержание гликозаминогликанов (мкг/г) в мозжечке крыс при 120-суточной гиподинамии. Лев - левое полушарие мозжечка; Пр - правое полушарие мозжечка; М - мозжечок в целом

В мозжечке экспериментальных животных, при длительной 120-суточной гиподинамии прослежено статистически значимое снижение содержания суммарных гликозаминогликанов в первые 7 суток на 27,8% (р<0,05). Однако, последующие наблюдения показали прирост содержания гликозаминогликанов к 45-м суткам на 5,3% (р<0,05). Выявленный нами рост содержания гликозаминогликанов в мозжечке рассматривается как компенсаторно-адаптивный механизм.

Дальнейшие исследования показали снижение концентрации изучаемых нами гликозаминогликанов в мозжечке экспериментальных животных к 120-м суткам на 36,7% (р<0,05). Снижение содержания гликозаминогликанов с 45-х по 120-е сутки гиподинамии экспериментальных животных показывает, что наблюдаются дезадап-тивные проявления в мозжечке.

Общие закономерности снижения содержания гликозаминогликанов в мозжечке выявлены и при более детальном исследовании разных его полушарий к 14-м суткам. Отличительными признаками в реакции на снижение гликозаминогликанов в условиях действия отрицательных факторов является более длительный период

11

снижения. Компенсаторное увеличение гликозаминогликанов в правом полушарии имело относительно плавный характер и сохранялось до 30-х суток, что составило 17,1% по отношению к 7-м суткам (р<0,05). Однако, в левом полушарии рост содержания гликозаминогликанов сохранялся только до 21-х суток и составил 18,5% по отношению к 14-м суткам (р<0,05).

В правом полушарии мозжечка выявлено постоянное снижение содержания гликозаминогликанов, начиная с 30-х суток гиподинамии. Эта реакция наблюдается до завершения эксперимента и составляет 43,8% (р<0,05). Для левого полушария мозжечка уменьшение содержания гликозаминогликанов сохранялось до 90-х суток и составляло 49,4% (р<0,05). Однако, в этом полушарии мозжечка были выявлены особенности динамики этих соединений в период с 90-х по 120-е сутки. Длительно действующая гиподинамия способствовала повышению содержания гликозаминогликанов в мозжечке экспериментальных животных на 5,1% (р<0,05).

Выявленные нами изменения содержания гликозаминогликанов в мозжечке экспериментальных животных позволили проследить общие закономерности, связанные с неравномерным характером в разные периоды проводимого эксперимента в фиксированные промежутки времени. Эти изменения характеризуют чередование фаз компенсации и функциональных расстройств.

Таким образом, длительная гиподинамия вызывала в мозжечке изменения биохимических процессов, что проявлялось неравномерным характером содержания гликозаминогликанов в разных его полушариях. Полученные данные свидетельствуют о разной функциональной активности и биохимических изменениях, характеризующих асимметрию деятельности полушарий мозжечка и разные неспецифические реакции на действующий стрессовый фактор.

В другой серии экспериментов, учитывая результаты выше проведенных исследований, была проведена оценка особенностей изменения фракционного состава гликозаминогликанов в мозжечке экспериментальных животных.

Все гликозаминогликаны нами были поделены на две группы, в которых определяли несульфатированные фракции (представленные гиалуроновой кислотой) и сульфатированные фракции (хондроитинсульфат и гепарансульфат). Гиподинамия приводила к уменьшению содержания гиалуроновой кислоты при её определении во всем мозжечке. Минимальные показатели наблюдались в сроки 7-х суток и 60-х суток. К 7-м суткам в ткани мозжечка содержание гиалуроновой кислоты уменьшалось на 45,3% по сравнению с первыми сутками (р<0,05). К 60-м суткам это снижение содержания гиалуроновой кислоты составляло 38,5% (р<0,05), по сравнению с 45-ми сутками (рис. 5 ).

Однако, функциональная и биохимическая активность мозжечка имела неравномерный характер, прослеживались периоды увеличения содержания гиалуроновой кислоты, которые приходились на 14-е (до 82,4%) и 45-е (до 13,0%) сутки по сравнению с предшествующими сроками (р<0,05). При этом необходимо отметить, что в период с 60-х суток по 120-е сутки увеличение содержания гиалуроновой кислоты составило 37,5% (р<0,05).

1 3 7 14 21 30 45 60 90 120 СУТК"

Рис. 5. Содержание гиалуроновой кислоты (мкг/г ткани) в мозжечке крыс при 120-суточной гиподинамии. Лев - левое полушарие мозжечка; Пр - правое полушарие мозжечка; М - мозжечок.

Для выявления особенностей динамики и содержания гиалуроновой кислоты она была изучена в разных полушариях мозжечка.

Правое полушарие характеризовалось двумя более выраженными пиками подъема, которые приходились на 14-е и 60-е сутки. Так к 14-м суткам наблюдался скачкообразный рост содержания гиалуроновой кислоты, составляющий 57,7% по сравнению с 7-ми сутками (р<0,05). При этом 60-суточная гиподинамия по сравнению с 45-суточной способствовала увеличению содержания гиалуроновой кислоты на 19,2% (р<0,05). Биохимически было выявлено значительное снижение содержания гиалуроновой кислоты к 45-м суткам по сравнению с 14-ми сутками эксперимента. Эта разница составила 36,6% (р<0,05). В более поздний период с 60-х по 120-е сутки выявлялось также уменьшение содержания гиалуроновой кислоты на 51,6% в изучаемом полушарии мозжечка (р<0,05).

Было изучено изменение содержания гиалуроновой кислоты в левом полушарии мозжечка экспериментальных животных. Полученные данные позволяют отметить, что кривая динамики имеет два пика прироста, приходящиеся на 3-й и 90-е сутки эксперимента.

Трехсуточная гиподинамия приводила к скачкообразному увеличению содержания гиалуроновой кислоты по сравнению с предыдущим сроком на 27,6%, 90-суточная гиподинамия - на 19,0% (р<0,05). Биохимические показатели содержания гиалуроновой кислоты в этом полушарии имели минимальные показатели к сроку на 21-е сутки. Полученная нами разница между максимальными показателями, выявленными на 3-й сутки эксперимента и минимальными показателями, наблюдаемыми на 21-е сутки, составила 59,5% (р<0,05).

Таким образом, гиподинамия, действующая в первые 30 суток, способствовала снижению содержания гликозаминогликанов до уровня близкого к первоначальному. Уменьшение содержания гиалуроновой кислоты к 30-м суткам, по сравнению с 7-ми сутками составило 24,0% (р<0,05).

Функциональная активность мозжечка имеет фазный характер, где прослеживаются включение компенсаторных механизмов и дезадаптивные проявления.

Длительная 120-суточная гиподинамия оказывала неоднородное влияние на содержание сульфатированных гликозаминогликанов в мозжечке экспериментальных животных. Было выявлено, что максимальное содержание этих гликозаминогликанов приходиться на 7-е и 45-е сутки эксперимента (рис. 6),

5045 -40 -35 ■ 30 -25 -20 -

3

7

14

21

30 45 60 90 СУТКИ120

Рис. 6 Содержание сульфатированных гликозаминогликанов при 120-суточной гиподинамии. Лев — левое полушарие мозжечка; Пр - правое полушарие мозжечка; М - мозжечок.

К 7-м суткам гиподинамии, по сравнению с первыми, уровень содержания сульфатированных гликозаминогликанов возрос на 7,3% (р<0,05). К 45-м суткам, по сравнению с 14-ми сутками - на 41,4% (р<0,05). Однако, динамика содержания этих гликозаминогликанов имела периоды минимального содержания, которые приходились на 14-е сутки и 120-е сутки. 14-суточная гиподинамия по сравнению с 7-суточной, приводила к уменьшению содержания гликозаминогликанов на 34,1%, а 120-суточная по сравнению с 45-ми сутками на 39,0% (р<0,05).

Для уточнения функциональных и биохимических изменений исследовалось содержание сульфатированных гликозаминогликанов в разных полушариях мозжечка экспериментальных животных. При этом было выявлено, что в левом полушарии динамика имела фазный характер, где прослеживались периоды подъема и снижения. Периоды подъема совпадали с функциональными изменениями показателей, полученными из ткани всего мозжечка, но имели более выраженный характер. Так, к 7-м суткам в левом полушарии мозжечка увеличение содержания сульфатированных гликозаминогликанов составляло 8,0%, а второй пик подъема приходился на 45-е сутки (процент прироста по сравнению с 21-ми сутками составил 28,0%). Однако, гиподинамия приводила к уменьшению содержания этих гликозаминогликанов в данном полушарии. Что наблюдалось на 21-е и 120-е сутки эксперимента. Так, к 21-м суткам, по сравнению с 7-ми сутками, уровень снижения гликозаминогликанов составил 23,0%, а к 120-м суткам - 41,0% (р<0,05).

При более детальном рассмотрении в правом полушарии было выявлено, что увеличение содержания гликозаминогликанов приходится на 3 — 7 сутки и 21-е сутки. При этом, уровень подъема сульфатированных гликозаминогликанов к 3-м суткам гиподинамии составил 6,0%. Однако, к 21-м суткам экспериментальной гиподинамии по сравнению с 14-ми сутками прослеживается подъем пиков на 70,0% (р<0,05). Реакция ткани мозжечка в правом полушарии носила неравномерный «скачкообразный» характер, что проявлялось снижением биохимической активности и была связана с уменьшением содержания гликозаминогликанов к 14-м суткам по сравнению с 7-ми на 28,0%, а к 120-м суткам по сравнению с 21-ми на 49,0%

(Р<0,05).

Изменення активности антиоксидантных ферментов в разных полушариях мозжечка при 120-суточной гиподинамии

Анализ биохимических исследований ферментных систем клеток и полученных при этом результатов позволяет выявить гетерохронность активности ферментов и проследить особенности их динамики в разных полушариях мозжечка в условиях длительного действия гиподинамии.

У животных группы контроля активность супероксиддисмутазы составляла в правом (1,72 мкмоль/мин'мг белка) и левом (1,93 мкмоль/мин'мг белка). Это связано с их разным функциональным состоянием. Проведенный анализ содержания супероксиддисмутазы показывает достоверное снижение активности этого фермента в правом и левом полушариях мозжечка крыс на 42,4 % и на 47,4 % по мере увеличения продолжительности влияния гиподинамии на организм животных с момента его начала и до его завершения (р<0,05). Изменения активности супероксиддисмутазы в разных полушариях мозжечка имеет колебательный характер. Рост активности к 30-м суткам, наблюдаемый в правом полушарии мозжечка происходит на фоне снижения активности этого фермента в левом полушарии мозжечка (рис. 7).

2 -1 (мкмоль/мин

1 3 7 14 30 60 90 сутки 120

Рис. 7. Показатели активности супероксиддисмутазы (мкмоль/мин мг белка) в разных полушариях мозжечка при 120-суточной гиподинамии. Гип-пр - правое полушарие мозжечка при гиподинамии; Гип-лев - левое полушарие мозжечка при гиподинамии

Для этих ферментов, изучаемых в разных полушариях мозжечка характерно явление перекрестной регуляции активности. К 7-м суткам эксперимента разница активности супероксиддисмутазы между правым и левым полушарием мозжечка составляла 18,5 %, а к 21-м суткам эта разница практически отсутствовала (р<0,05). Однако, на 30-е сутки гиподинамии активность супероксиддисмутазы правого полушария мозжечка возрастала по сравнению с левым на 10,7 % (р<0,05). На 60-е сутки активность изучаемого фермента в правом полушарии характеризовалась его снижением на 7,9 % (р<0,05).

Активность супероксиддисмутазы на 90-е сутки имела фазу подъема в правом полушарии по сравнению с левым на 6,8% (р<0,05). Подобное разнонаправленное изменение активности этих ферментов встречается в условиях действия экстремальных факторов, в частности при гипоксии, травме. Для экспериментальных животных, находившихся в условиях длительной 120-суточной гиподинамии, активность

супероксиддисмутазы характеризовалась пиками подъемов, которые приходились на 30-е и 90-е сутки.

Существенное снижение активности исследуемых ферментов отмечается на 7, 60, 120-е сутки. Активность этого фермента, в правом полушарии мозжечка, к 120-м суткам по сравнению с контролем имело разницу на 49,5 %, а для левого полушария составляла 51,8% (р<0,05).

Результаты исследований показывают, что активность супероксиддисмутазы на всем протяжении эксперимента имела тенденцию к снижению. В разных полушариях мозжечка активность изучаемого фермента имела неравнозначные показатели, что подчеркивает функциональную асимметрию его полушарий.

Изменения активности каталазы в мозжечке при 120-суточной гиподинамии

В ходе экспериментального исследования в полушариях мозжечка крыс было выявлено, что активность каталазы во всех изучаемых группах животных к концу опыта - 120-м суткам гиподинамии имела тенденцию к снижению по сравнению с начальным этапом проводимых исследований. Эти закономерности выявлены и по отношению к животным, входящим в группу контроля (табл. 1). В мозжечке экспериментальных животных (группа контроля) активность каталазы в правом и левом полушариях была не одинаковой и составляла соответственно 42,7 и 48,3 мкмоль/мин. мг белка (р<0,05).

Таблица 1.

Активность каталазы (мкмоль/(мин-мг белка) в разных полушариях мозжечка крыс при 120-суточной гиподинамии.

Длительность (сутки) Гиподинамия

Пр Лев

1 41,0 ± 1,7* 45,2 ± 1,5*

3 38,2 ± 2,4 43,5 ± 1,9*

7 35,7 ± 1,2* 41,6 ± 1,3*

14 33,5 ± 1,8 39,3 ± 2,7

30 30,4 ± 2,6 33,9 ± 1,2*

60 24,6 ± 3,4 28,8 ± 1,5

90 22,8 ± 0,8* 23,9 ± 0,9*

120 20,9 ± 1,1 21,6 ±2,3

* р < 0,05 по отношению к контрольной группе. Пр - правое полушарие мозжечка, Лев - левое полушарие мозжечка

Выявлено, что гиподинамия приводит к снижению активности каталазы, как в правом, так и в левом полушариях мозжечка. Однако проведенный анализ экспериментальных данных позволил установить различия в активности ферментов с преобладанием в левом полушарии мозжечка. Эти межполушарные различия в активности каталазы показывают существование функциональной асимметрии.

Прослежено, что в правом полушарии мозжечка активность каталазы имеет относительно стабильный характер до 30-х суток гиподинамии. Уменьшение ее активности в этот период достигало 74,2 % (р<0,05). Затем показателей данных активности каталазы резко снижаются к 60-м суткам на 19,0% по сравнению с 30-и сутками (р<0,05). В последующем снижение активности этого фермента имеет более равномерный характер до 120-х суток эксперимента и составляет 15,1 % по сравнению с 60-ми сутками (р<0,05).

Для левого полушария мозжечка картина активности каталазы имела следующий вид - в первые 14 суток снижение активности имело относительно равномерный характер и составляло 86,9 % по сравнению с первыми сутками эксперимента (р<0,05). Однако, в период с 14-х суток до 90-х суток эксперимента в левом полушарии мозжечка активность каталазы снижалась более интенсивно и составила 39,2 %, к 120-м суткам - 9,7% (р<0,05).

При проведении сравнительного анализа активности каталазы в правом и левом полушариях мозжечка крыс установлено, что в левом полушарии эта активность больше выражена. Разница между данными активности в разных полушариях в начале эксперимента - 1-е сутки составила 9,1 %, а к периоду его завершения 120-м суткам гиподинамии - достигла уровня 3,3 % (р<0,05). Однако, необходимо отметить, что к 7-м и 14-м суткам эксперимента разность активности этого фермента достигала уровня 14,2 % и 14,8 % соответственно, по сравнению с первыми сутками.

Полученные данные проведенных исследований позволяют отметить, что в разных полушариях мозжечка активность каталазы имеет существенные различия. Эти данные подтверждают наличие асимметрии в функциональной активности каталазы в разных полушариях мозжечка при действии экстремальных факторов, а именно длительной 120- суточной гиподинамии.

Таким образом, понижение уровня активности каталазы может свидетельствовать о недостаточности ферментативного звена антиоксидантной системы клеток мозжечка. Эти изменения активности появились вследствие срыва компенсаторных возможностей организма на фоне действия такого экстремального фактора как гиподинамия.

Изменения активности глутатионпероксидазы в мозжечке при посуточной гиподинамии

Важнейшей системой инактивации свободных радикалов, а точнее продуктов взаимодействия кислородных радикалов с органическими субстратами, преимущественно ненасыщенными жирными кислотами и образованием гидроперекисей, является комплекс ферментов - глутатионпероксидазы и глутатионредуктазы. С помощью глутатиона, глутатионпероксидаза катализирует реакцию восстановления гидроперекисей.

В контрольной группе животных активность глутатионпероксидазы составляла в правом полушарии 34,2 мкмоль / мин мл (р<0,05). Однако в левом полушарии у животных этой группы биохимические показатели (табл. 2) составляли 39,1 мкмоль / мин мл. (р<0,05). В ходе исследований было выявлено, что эти показатели снижаются на 34,8 % при наблюдении за животными в течение 7-и дней и на 41,7 % - при длительности наблюдений 120 суток (р<0,05).

Экспериментальные исследования показали, что длительно действующая гиподинамия способствует снижению активности ферментов. В правом полушарии мозжечка активность фермента относительно плавно снижалась в первые 7 суток эксперимента на 8,3 % (р<0,05). Результаты дальнейших исследований показали, что снижение активности глутатионпероксидазы в этом полушарии мозжечка прослеживается в течение всего периода наблюдения и составило 74,1 % (р<0,05).

Таблица 2

Активность глутатионпероксидазы (мкмоль / мин мл ) в мозжечке крыс при 120-суточной гиподинамии

Длительность (сутки) Гиподинамия

Пр Лев

1 31,7 ± 1,5* 36,6 ±0,5*

3 30,8 ± 0,8* 33,7± 1,1*

7 29,1 ± 1,2* 30,2 ± 1,4*

14 21,6 ± 1,9 26,4 ± 1,7

30 16,3 ± 1,3 19,1 ±2,5

60 13,1 ±0,6* 14,7 ± 1,2

90 11,9 ± 1,8 13,6 ±2,8

120 11,4 ±0,2* 12,1 ±0,6*

* р < 0,05 по отношению к контрольной группе

Пр - правое полушарие мозжечка, Лев - левое полушарие мозжечка,

Для левого полушария было характерно снижение активности глутатионпероксидазы на 27,9 % вплоть до 14-х суток действия гиподинамии (р<0,05). Дальнейшее снижение активности фермента в этом полушарии мозжечка экспериментальных животных продолжалось на фоне действия 120-суточной гиподинамии. Эти показатели активности фермента уменьшились на 54,2 % к 120-м суткам по сравнению с 14-ми сутками эксперимента.

Таким образом, активность глутатионпероксидазы в разных полушариях мозжечка снижалась на всем протяжении эксперимента. На основании полученных результатов можно отметить наличие межполушарных различий в активности изучаемого фермента, то есть проследить состояние функциональной асимметрии мозжечка.

Изменения активности глутатионредуктазы в мозжечке при 120-суточной гиподинамии

Биохимические исследования мозжечка экспериментальных животных позволили проследить особенности динамики глутатионредуктазной активности в разных его полушариях. Экспериментальные данные показывают особенности функциональной и биохимической асимметрии полушарий мозжечка. Активность глутатионредуктазы в левом полушарии имела снижение к 7-м суткам эксперимента, что составило 17,3%, однако, к 14-м суткам отмечалось замедление снижения этих показателей (3,3%) по сравнению с предыдущим сроком (р<0,05). Динамика снижения

активности исследуемого фермента сохранялась до конца эксперимента (120-х суток) и составляла 65,8%, по сравнению с первыми сутками (р<0,05).

Исследования активности глутатионредуктазы в правом полушарии мозжечка позволяет отметить фазность этого процесса, который чередовался незначительными пиками подъема и снижения. Плавный характер снижения активности этого фермента прослеживается в первую неделю (8,2 %), затем наблюдается более выраженный спад к 30 суткам эксперимента (26,7%). Начиная с 30-х суток, до завершения эксперимента кривая снижения сохраняла плавный характер и составила 34,6% (р<0,05). Сравнительный анализ глутагионредуктазной активности в разных полушариях мозжечка экспериментальных животных, находящихся в условиях длительной 120-суточной гиподинамии показывает особенности их функциональной асимметрии. В ходе исследований выявлено, что активность исследуемого фермента преобладает в левом полушарии вплоть до 90-суточной гиподинамии. Однако, отмечается изменение показателей активности глутатионредуктазы к 120-м суткам эксперимента, между левым и правым полушариями мозжечка экспериментальных животных. На основании полученных данных можно отметить, что эти ферменты отражают снижение удельного окислительного метаболизма с нарастанием сроков гиподинамии.

Результаты исследований активности ферментов начального и конечного звеньев антиоксидантной системы показывают, что в условиях гиподинамии формируется измененное функциональное состояние мозжечка. Это состояние направлено для поддержания новых стационарных условий, связанных со снижением уровня активности ферментов.

Таким образом, можно считать установленным наличие связи между длительностью действия экстремального фактора и состоянием антиоксидантной защиты в различных полушариях мозжечка крыс.

Изменения содержания а-токоферола в мозжечке при 120-суточной гиподинамии

Витамин с антиоксидантными свойствами - а-токоферол - относится к числу важнейших неферментативных антиоксидантов, реализующих свое действие в мембранной и липопротеиновой фазах. У животных группы контроля была определена концентрация а - токоферола в правом и левом (4,15 мкг/мл и 4,07 мкг/мл ) полушариях мозжечка (рис. 8 ). Проведенное исследование содержания а-токоферола в разных полушариях мозжечка экспериментальных животных позволяет выявить особенности их динамики и функциональную асимметрию. Прослежено снижение содержания витамина Е к 120-м суткам гиподинамии по сравнению с 1-ми сутками. Содержание витамина Е в правом полушарии мозжечка снижалось в первые 14 суток на 30,5%, к 30-м суткам прослеживалось возрастание этого витамина на 7% по сравнению с 14-ми сутками (р<0,05). С 30-х суток эксперимента и по его завершении выявлено снижение содержания витамина Е, на 15,7% (р<0,05). Динамика содержания витамина Е в левом полушарии мозжечка характеризовалась также уменьшением к 7-м суткам на 21,2% по сравнению с первыми сутками эксперимента (р<0,05). Однако, к 14-м суткам происходило более резкое снижение содержания витамина Е на 25,5% (р<0,05). К 30-м суткам гиподинамии отмечается увеличение

содержания витамина Е на 16,8% по сравнению с 14-ми сутками (р<0,05). К 120-м суткам эксперимента прослеживалось снижение содержания витамина Е на 22,0% по отношению к 30-м суткам (р<0,05).

4 3 2 -1 -

мкг/мл

3

14

30

60

90 сутки по

Рис. 8. Содержание а - токоферола (мкг/мл) в разных полушариях мозжечка при 120-суточной гиподинамии. Гип-пр - правое полушарие мозжечка при гиподинамии; Гип-лев - левое полушарие мозжечка при гиподинамии

Сравнительный анализ содержания витамина Е в разных полушариях мозжечка в условиях действия 120-суточной гиподинамии позволил выявить общие закономерности их динамики. Однако, в правом и левом полушариях мозжечка наблюдается неодинаковое содержание витамина Е. Это является показателем неодинаковой функциональной активности полушарий и отражает особенности их метаболизма. Функциональная асимметрия мозжечка в левом полушарии характеризуется относительно меньшим содержанием витамина Е по сравнению с правым.

Таким образом, в изменении содержания витамина Е в группе экспериментальных животных при 120-суточной гиподинамии, выявлено постоянное снижение. Однако, были выявлены характерные особенности динамики, связанные с изменениями функциональной активности клеточных элементов в правом и левом полушариях. Для витамина Е был прослежен период спада и кратковременного подъема на 30-е сутки с последующим уменьшением. Динамика этих показателей в разных полушариях мозжечка для изучаемого витамина имела свои отличия.

ВЫВОДЫ

1. Гиподинамия приводит к изменению биохимических параметров в клетках мозжечка экспериментальных животных: выявляется увеличение содержания липи-дов и фосфолипидов на 3-7-е сутки; содержание белка имело статистически значимое снижение; снижение содержания гликозаминогликанов наблюдалось на 7-14-е сутки, с последующими фазными увеличениями (21-45-е сутки), носящими компенсаторно-адаптивный характер. При длительном действии гиподинамии (30-120-е сутки) содержание общих липидов и фосфолипидов возрастало, а содержание белков и гликозаминогликанов снижалось, проявляясь деструктивными изменениями, вплоть до апоптоза (р<0,05).

2. Гиподинамия, сопровождающаяся включением компенсаторных механизмов, которые проявляются в увеличении содержания фосфолипидов в правом полушариях на 37,5 %, 40,0 % соответственно; возрастанием содержания фракций фосфолипидов (глицерофосфатов, лизофосфолипидов, сфингомиелинов, фосфотидили-нозидов, фосфотидилсеринов), регулирующих функциональное состояние мембран

клеток и определяющих их вязкость. В поздние сроки (60-120-е сутки) гиподинамии развиваются гипотрофия и дегенеративные изменения клеток, что проявляется увеличением содержания фосфолипидов и уменьшением эфиров холестерина (р<0,05).

3. В условиях гиподинамии в полушариях мозжечка экспериментальных животных в ранние сроки преобладают компенсаторно-адаптивные формы биохимической изменчивости, а при длительном воздействии в исследуемых тканях мозжечка нарастают дезадаптивные процессы, которые связаны с нарастанием диеновых конъюгатов, окислительной модификацией белков и увеличением содержания молекул средней массы. Выраженность биохимических изменений в клетках полушарий мозжечка определяется продолжительностью воздействия стрессового фактора.

4. С увеличением продолжительности гиподинамии наблюдается снижение компенсаторно-приспособительных реакций в полушариях мозжечка, связанных со снижением обмена веществ в тканях, проявляющееся снижением активности ферментов: супероксиддисмутазы, глутатионпероксидазы, глутатионредуктазы, катала-зьг. Однако, к 7-м суткам в левом полушарии и к 30-м суткам в обоих полушариях мозжечка содержание витамина Е было повышено, что свидетельствует о метаболическом напряжении клеток мозжечка с незначительным уровнем деструкции (Р<0,05).

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Лобанов, С.А. Функциональные и биохимические особенности липидоп мозжечка крыс при стрессе / С.А. Лобанов, Н.С. Черепанов, О.В. Шабалина // Вестник Челябинского государственного педагогического университета. - 2010. - № 11. - С. 297310.

2. Лобанов, С.А. Особенности процессов окислительной модификации белков и содержание молекул средней массы при длительной гиподинамии / С.А. Лобанов, Н.С. Черепанов, И.Х. Султанов // Вестник Челябинского государственного педагогического университета. - 2011. -№ 5. - С. 373-382.

3. Влияние протеогликанов на содержание витамипов в мозжечке при стрессе / С.А. Лрбанов, Н.С. Черепанов, Е.В. Шишкина // Естественные науки. - 2012. - Xsl (38) -С. 185-187.

ПУБЛИКАЦИИ В ДРУГИХ ИЗДАНИЯХ

4. Роль стресса в регуляции перекисного окисления / С.А. Лобанов, Н.С. Черепанов, И.Х. Султанов, О.В. Шабалина, Е.В. Шишкина / Актуальные проблемы физической культуры и спорта, материалы 2-й Международной науч. практ. конф. (Чувашский гос. пед. университет им. ИЛ. Яковлева, 02 декабря 2010 г.). - Чебоксары, 2010.-С. 33-38.

5. Морфофункциональные особенности мозжечка при стрессе / С.А. Лобанов, В.Ю. Корнаухов, Н.С. Черепанов, О.В. Шабалина, И.Х. Султанов, Е.В. Шишкина // Актуальные проблемы физической культуры и спорта, материалы 2-й Международной науч. практ. конф. (Чувашский гос. пед. университет им. И.Я. Яковлева, 02 декабря 2010 г.). - Чебоксары, 2010. - С. 27-33.

6. Роль межклеточного матрикса тканей при стрессе / Н.С. Черепанов, С.А. Лобанов, Е.В. Данилов, О.В. Шабалина // Проблемы и перспективы развития физической культуры в современном образовании, материалы Всероссийской науч. конф. (Башкирский гос. пед. университет, 16-17 ноября 2010 г.). - Уфа: БГПУ, 2010. - С.'324-327.

7. Шабалина, О.В. Некоторые функциональные изменения мозжечка при стрессе / О.В. Шабалина, Н.С. Черепанов, С.АЛобанов // Проблемы и перспективы развития физической культуры в современном образовании, материалы Всероссийской науч. конф. (Башкирский гос. пед. университет, 16-17 ноября 2010 г.). - Уфа: БГПУ,

2010. - С. 330-333.

8. Нормальная физиология. Учебно-методическое пособие: 4.1 / С.А. Лобанов, В.А. Смирнов, Н.С. Черепанов, О.В. Шабалина, И.Х. Султанов, A.M. Федорова. - Уфа: Вагант, 2011.- 116 с.

9. Нормальная физиология. Учебно-методическое пособие: 4.2 / С.А. Лобанов, В.А. Смирнов, Н.С. Черепанов, О.В. Шабалина, И.Х. Султанов. - Уфа:Ваганг,2011.-100с.

10. Роль межклеточного матрикса в регуляции функций клеток при стрессе / С.А. Лобанов, О.В. Шабалина, Н.С. Черепанов, И.Х. Султанов // Вестник БГПУ им. М. Акмуллы. - 2011. - №1 (24) - С. 47-58.

11. Лобанов, С.А. Влияние стресса на антиоксидантную систему мозжечка / С.А. Лобанов, Н.С. Черепанов // Образование учащейся молодежи в сфере физической культуры и спорта, материалы Всероссийской науч. практ. конф. (3-4 июня 2011 г., г. Бирск). - Бирск, 2011. - С. 60-62.

12. Лобанов, С.А. Роль липидов мозжечка при стрессе / С.А. Лобанов, Н.С. Черепанов // Образование учащейся молодежи в сфере физической культуры и спорта, материалы Всероссийской науч. практ. конф. (3-4 июня 2011 г., г. Бирск). - Бирск,

2011.-С. 20-24.

13. Лобанов, С.А. Роль протеогликанов при окислительном стрессе / С.А. Лобанов, Н.С. Черепанов, Е.В. Шишкина // Свободные радикалы, антиоксиданты и старение, материалы 2-й международной науч. конф., посвященной юбилею заслуженного работника высшей школы РФ, д.б.н., профессора Д.Л. Тёплого (2-3 ноября 2011 г.). -Астрахань, АГУ - 2011. - С. 67-69.

14. Особенности окислительной модификации белков мозжечка при стрессе / С.А. Лобанов, Н.С. Черепанов, Е.В. Шишкина, P.M. Валеев // Свободные радикалы, антиоксиданты и старение, материалы 2-й международной науч. конф., посвященной юбилею заслуженного работника высшей школы РФ, д.б.н., профессора Д.Л. Тёплого (2-3 ноября 2011 г.). - Астрахань, АГУ - 2011. - С. 58-59.

15. Динамика молекул средней массы при стрессе / С.А. Лобанов, Н.С. Черепанов, Е.В. Шишкина, P.M. Валеев // Свободные радикалы, антиоксиданты и старение, материалы 2-й международной науч. конф., посвященной юбилею заслуженного работника высшей школы РФ, д.б.н., профессора Д.Л. Тёплого (2-3 ноября 2011 г.). -Астрахань, АГУ - 2011. - С. 72-74.

16. Морфофункциональная асимметрия мозга / С.А. Лобанов, В.А. Смирнов, В.Ю. Корнаухов, Н.С. Черепанов, И.Х. Султанов // Вестник БГПУ им. М. Акмуллы. -2011.-№2(25).-С. 73-88

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Черепанов, Николай Сергеевич, Уфа

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Башкирский государственный педагогический университет им. М. Акмуллы»

О

4201364376 На правах рукописи

ЧЕРЕПАНОВ Николай Сергеевич

ВЛИЯНИЕ ДЛИТЕЛЬНОЙ ГИПОДИНАМИИ НА ДИНАМИКУ СВОБОДНО-РАДИКАЛЬНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ, БЕЛКОВ И СОДЕРЖАНИЕ ГЛИКОЗАМИНОГЛИКАНОВ В ПОЛУШАРИЯХ МОЗЖЕЧКА КРЫС.

(экспериментальное исследование)

03.03.01 - физиология

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор С.А. Лобанов

Уфа-2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ 5

Глава 1. Роль гиподинамии в регуляции метаболизма нервной ткани

(обзор литературы) 10

1.1. Влияние гиподинамии на нервную систему животных 10

1.2. Морфофункциональная асимметрия мозга и ее биологическая роль при стрессе 26

Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 38

2.1. Экспериментальные животные и моделирование гиподинамии 38

2.2. Биохимические методы исследования 39

2.2.1. Определение концентрации диеновых конъюгатов 39

2.2.2. Определение концентрации белка, окислительной модификации белков, молекул средней массы 40

2.2.3. Определение гликозаминогликанов 42

2.2.4. Определение активности антиоксидантных ферментов: су-пероксиддисмутазы, каталазы, глутатионпероксидазы, глута-тионредуктазы 43

2.2.5. Определение концентрации витамина Е (а-токоферола) 46 Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ 48

3.1. Особенности изменений содержания липидов в разных по- 48 лушариях мозжечка при 120-суточной гиподинамии

3.2. Особенности изменений содержания белков в разных полу- 66 шариях мозжечка при 120-суточной гиподинамии

3.3. Особенности изменений содержания гликозаминогликанов в 72 полушариях мозжечка при 120-суточной гиподинамии

3.4. Изменения активности антиоксидантной системы в разных 83 полушариях мозжечка при 120-суточной гиподинамии.

Глава 4. ОБСУЖДЕНИЕ ПОЛУЧЕННЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ 104

ВЫВОДЫ 115

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 117

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ АОС - антиоксидантная система; ЭХ - эфиры холестерина; ГАГ - гликозаминогликаны; X - холестерин; ГК - гиалуроновая кислота; ГЛФ - глицерофосфаты; ГП - глутатионпероксидаза; ЛФЛ - лизофосфолипиды; ГР - глутатионредуктаза; СФМ - сфингомиелин; ДК - диеновые коньюгаты; ПГФ - полиглицерофосфатид; МСМ - молекулы средней массы; ФК - фосфатидные кислоты; ПГ - протеогликаны; ФХ - фосфатидилхолин; ПОЛ - перекисное окисление липидов; ФИ - фосфатидилинозид; ПОБ - перекисное окисление белков; ФС - фосфатидилсерин;

СГАГ - сульфатированные гликозаминогликаны;

ФЭА - фосфотидилэтаноламин;

СОД - супероксиддисмутаза;

ОЛ - общие липиды;

ФЛ - фосфолипиды;

СРО - свободнорадикальное окисление;

СЖК - свободные жирные кислоты;

ДГ - диацилглицерины;

ТГ - триацил глицерины;

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования.

В биологии и медицине до настоящего времени остаются актуальными вопросы влияния стресса на организм. Исследователи рассматривают стресс (Барабой В.А., 1992; Зенков Н.К., 2001; Меньшикова Е.Б., 1994, 2006, 2008; Betteridge D.J., 2000), как способ достижения резистентности организма при действии экстремальных факторов, различных по характеру и длительности. Вместе с тем, стресс может также оказывать и повреждающие действия на различные органы и системы, и даже целый организм, приводящие к развитию патологических состояний (Крыжановский Г.Н., 2002; Лущак В.И., 2007; Blokhina О. et al., 2003; Fratelli et al., 2002; Rahman I., 2005). Одним из таких стрессовых факторов является гиподинамия, при действии которой происходят изменения в резистентности организма, вплоть до развития различных патологических состояний (Шибкова Д.З., 1987; Рябов Г.А., 2002; Мамылина Н.В., 2004; Малышев И.Ю. и др. 2004; Латюшин Я.В., 2009).

В ряде работ отмечается роль стресс реакций и адаптационной перестройки, влияющих на совершенствование деятельности регуляторных механизмов (Gong L., 2004; Matsunaga Т., 2001; Nakamura Н., 2004; Peers С., 2001). Эти сложные процессы влияют на поддержание оптимального уровня интенсивности обменных процессов, которые происходят не только на уровне органов и систем, но и целого организма. Действия экстремальных факторов приводят к мобилизации различных механизмов в таких высокодифференци-рованных и специализированных структурах как нервная ткань. Мало изученными остаются некоторые вопросы об изменениях метаболических процессов при развитии стресс реакций в такой специализированной структуре как мозжечок. Из работ A.A. Болдырева 2001, Е.Е. Дубининой 2003; известно, что одним из ведущих повреждающих факторов при действии длительной гиподинамии, способствующим развитию изменений в нервной ткани является интенсификация свободнорадикального окисления. Этот сложный

механизм рассматривается как один из универсальных физиологических процессов окисления биологических соединений при действии активных форм кислорода.

Из ряде экспериментальных работ большое внимание уделяется процессам перекисного окисления липидов, однако, сопутствующие при этом процессы, связанные с окислительной деструкцией белков, клеток и тканей мозжечка не достаточно полно отражены (Камскова Ю.Г., 2001, 2003; Латю-шин Я.В., 2005, 2008; Wood Z.A., 2003; Vucevic D., 2005). Особенности процессов перекисного окисления зависят не только от метаболических возможностей тканей, но и от асимметричности их деятельности. В тоже время, асимметричность функционирования мозжечка как аспект исследования сво-боднорадикальной деструкции белковых и липидных компонентов тканей в настоящее время не достаточно полно представлены в литературе. Экспериментальные данные будут дополнять известные к настоящему времени механизмы и закономерности стресс реакции нервной ткани. Они позволят углубить представления об особенностях физиологических механизмов адаптации к экстремальным стресс индуцирующим воздействиям.

Цель исследования состояла в выявлении особенностей влияния длительной гиподинамии на динамику свободнорадикального окисления липидов, белков и содержание гликозаминогликанов в полушариях мозжечка крыс.

Задачи исследования:

1. Оценить особенности динамики и содержания липидов, белков, гликозаминогликанов в полушариях мозжечка экспериментальных животных при 120-суточной гиподинамии.

2. Определить особенности изменения содержания продуктов свободнорадикального окисления липидов и белков в правом и левом полушариях мозжечка.

3. Определить активность антиоксидантных ферментов (супероксид-дисмутазы, глутатионредуктазы, глутатионпероксидазы, каталазы) и содер-

жание витамина Е в разных полушариях мозжечка в динамике 120-суточной гиподинамии.

4. Выявить общие закономерности адаптивных изменений в разных полушариях мозжечка экспериментальных животных при действии длительной 120-суточной гиподинамии.

Научная новизна.

Установлены особенности динамики содержания фракций липидов, сульфатированных и несульфатированных гликозаминогликанов в полушариях мозжечка крыс при действии 120-суточной гиподинамии:

- фазные изменения содержания и соотношения разных классов липидов ( их возрастание для общих липидов в виде двухпиковой кривой, для фосфолипидов - трехпиковой кривой в левом полушарии; трехпиковой кривой для общих липидов и двухпиковой кривой для фосфолипидов в правом полушарии);

- изменение соотношения эфиров холестерина к холестерину при увеличении его содержания к 120-м суткам эксперимента;

- прямая зависимость между увеличением содержания сульфатированных гликозаминогликанов и фосфолипидов, несульфатированных гликозаминогликанов и общих липидов в ранние сроки эксперимента.

Теоретическая и практическая значимость работы.

Получены новые знания о влиянии длительной гиподинамии, как стресс-фактора на мозжечок и компенсаторно-адаптивных реакций в полушариях мозжечка экспериментальных животных, вносящие вклад в развитие клеточной физиологии.

Выявлены особенности реакции клеток мозжечка на действие длительной 120-суточной гиподинамии, проявляющееся изменениями содержания белков, липидов и гликозаминогликанов, активностью антиоксидантных ферментов, расширяющее представления о компенсаторно-адаптивных свойствах нервной ткани.

Внедрение результатов исследования в практику.

Результаты диссертационной работы включены: в курсы лекционных и лабораторных занятий по дисциплине «Физиология физического воспитания и спорта» факультета физической культуры Башкирского государственного педагогического университета им. М. Акмуллы; в курсы лекционных и практических занятий по дисциплине «Вопросы частной физиологии ЦНС» кафедры нормальной физиологии Башкирского государственного медицинского университета; в курсы лекционных и практических занятий по дисциплине «Влияние факторов среды на организм» кафедры общей гигиены с экологией, с курсом гигиенических дисциплин Башкирского государственного медицинского университета; в курсы лекционных и лабораторных занятий «Центральная нервная система» Башкирского государственного аграрного университета.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. В полушариях мозжечка экспериментальных животных изменяется содержание и соотношение липидов и фосфолипидов, сульфатированных и не сульфатированных гликозаминогликанов при действии длительной гиподинамии.

2. Реакции полушарий мозжечка на стрессорное воздействие зависят от длительности действия гиподинамии, и отличаются динамикой накопления продуктов перекисного окисления липидов и окислительной модификацией белков.

3. При гиподинамии наблюдаются компенсаторно-приспособительные и адаптивные реакции мозжечка, выражающиеся в асинхронных изменениях содержания липидов и гликозаминогликанов.

Материалы диссертации доложены на 2-й Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы физической культуры и спорта», Чебоксары, 2010, II Международной научной конференции «Свободные радикалы, антиоксиданты и старение» - г. Астрахань, 2011; Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы и перспективы раз-

вития физической культуры в современном образовании» - Уфа, 2010; Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития физической культуры в современном образовании» - Уфа, 2010; Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы и перспективы развития физической культуры в современном образовании» - Уфа, 2010.

Основные результаты диссертационной работы изложены в 16 научных работах, из них - 3 в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Объем и структура диссертации.

Диссертация изложена на 141 страницах компьютерного текста, иллюстрирована 15 рисунками, 17 таблицами. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, главы описания материалов и методов исследования, главы описания результатов собственных исследований, обсуждения полученных результатов, выводов, библиографического указателя: 157 отечественных и 73 зарубежных автора.

Глава 1. Роль гиподинамии в регуляции метаболизма нервной ткани (обзор литературы)

1.1. Влияние гиподинамии на нервную систему животных

Научно-технический прогресс и широкая автоматизация производства приводят к уменьшению физической нагрузки на организм. В этих условиях наблюдается развитие гиподинамии, которая приводит к изменению функциональной активности практически всех органов и систем и появлению негативных состояний организма человека (Павлова В.И. и др., 2011, 2012 Фомин H.A., 2003; Шибкова Д.З. и др., 2006, 2011; Betteridge, D.J.,2000; Busija, D.W. et al., 2008).

Гиподинамия уже в ранние сроки вызывает сдвиги в гомеостазе клеток, которые проявляются в первую очередь на молекулярном уровне. Биохимические исследования, проведенные (Дубинина Е.Е., 2001, 2006; Мамылина Н.В. и др., 2003, 2011; Cadenas, Е. A et al., 2000; Hanukoglu I., 2006) показали существенные изменения в содержании и активности различных ферментов связанные с процессами энергогенеза.

Акопян В.П. (1998), Ганченкова Г.П. (1997), Тютюнник H.H. и др. (2010), Loffler G. et al. (2003), Squier T.C. (2001), Salmeen А. (2005) проводя комплексные физиологические и биохимические исследования, выделяют состояние, связанное с понижением двигательной активности, в основе которого лежат функциональные изменения всего организма. Авторами это состояние рассматривается как снижение регулирующего влияния нервной системы на понижение мышечных усилий, когда движения осуществляются в условиях крайне малых нагрузок на мышечный аппарат. Однако, они при этом отмечают, что в этих случаях скелетные мышцы нагружены совершенно недостаточно, а в нервной системе отмечается нарушение взаимосвязи между различными центрами.

Подобные состояния гиподинамии, как было выявлено в исследованиях Фомина H.A. (1981), Шибковой Д.З. и др. (1987), хорошо моделируются на различных группах животных. Морфофункциональные изменения нервной системы, изученные на экспериментальных животных напоминают картину наблюдаемую у человека (Волчегорский И.А., 2000; Калугин В.П., 2004; Козлова Т.В., 2007; Kaplan М. et al., 2000; Kligman L.H. et al., 2000; Nyska A. et al., 2002.; Patel M.N. et al., 2002; Mc Gee M. et al., 2003; Horn, F. et al., 2005).

Моделирование гипокинезии в экспериментальных условиях на крысах, даже в течение одного месяца, приводило к гибели этих животных в 2035% случаев (Камскова Ю.Г. и др. 2001, 2004; Латюшин Я.В. и др., 2008, 2009; Kui-Cheng Zheng. Et al., 2007; Sancho-Tello M. et al., 2007). Авторы при этом отмечают, что поза животного существенно влияла на их выживаемость, а не только отсутствие движений или даже их ограничение.

В работах Комоловой Г.С. (1980), Латюшина Я.В. и др. (2009), Сазон-товой Т.Г. и др. (2007), Nensi G.G. et al. (2002), Reddy S.P. (2008) отмечают, что животные, находящиеся в условиях длительной гиподинамии или акинезии погибали в 1,5 - 2,0 раза чаще.

Длительное ограничение подвижности оказывает существенное влияние на функциональную зрелость нервной системы и устойчивость к действию стрессовых факторов, что в частности, было выявлено на различных животных (Флеров М.А., 2003; Squier Т.С., 2001; Valko М. et al., 2005). Своими исследованиями показали, что эти животные, выращенные в условиях обездвижения, находящихся в тесных клетках и выпущенные затем на волю, погибали при незначительном действии экстремальных факторов. Морфофункциональные исследования показывают, что длительная гиподинамия приводит к снижению реактивности и резистентности организма (Ярыгин В.Н., 2004; Loffler, G. 2003). Авторы при этом уточняют, что ограничение двигательной активности, приводят к функциональным и биохимическим изменениям последствия которой накапливаются незаметно и приводят к срыву компенсаторных и адаптивных механизмов.

Биохимические исследования Гусева Е.И. (2001), Дубининой Е.Е. (2000), Зозули Ю.А. и др. (2000), Filomeni G. (2002), позволили проследить выраженные изменения гомеостаза и выявить особенности обмена веществ. Эти изменения напрямую были связаны с нарушениями белкового обмена, проявляющиеся уже на ранних этапах гиподинамии в нервной ткани (Колбай И.С. и др., 2006; Landar А. et al., 2003; Kojo S., 2004).

Комплексные исследования, проведенные (Федоровой Т.Н. и др., 2001; Лю Б.Н. и др., 2006; Ionue М. et al., 2003) показали, что в основе всех нарушений обмена веществ в нервной системе превалирует существенное снижение энергетического обмена. Эти энергоемкие процессы напрямую связаны с изменениями интенсивности распада и окисления органических веществ. Нарушения процессов энергогенеза прослеживаются как в митохондриях, так и в цитоплазме. Они характеризуются значительным ростом анаэробных и гли-колитических процессов образования энергии. В этих условиях в клетках происходит уменьшение содержания митохондрий, изменение их формы и объема, просветление внутримитохондриального матрикса, размытость крист. Также исследователями было показано, что гиподинамия приводит к нарушениям и извращениям биосинтеза различных высокомолекулярных соединений. Было выявлено, что в условиях действия длительной гиподинамии прослеживаются изменения обмена кальция и других микроэлементов в нервной ткани (Кольман Я. и др., 2000; Munoz Е.М. et al., 2004; Brookes P.S. et al., 2004; Allen R.G. et al., 2006).

Отрицательное действие гиподинамии также проявляется в значительном увеличении содержания ионов кальция в периферической крови. В этих условиях прослеживаются явления связывания ионов кальция с гликокалик-сом эндотелиоцитов кровеносных капилляров головного мозга. Эти капилляры входят в состав микроциркуляторного русла и участвуют в формировании гематоэнцефалического барьера. Кровеносные сосуды артериолярного и артериального звена пропитываются ионами кальция, что приводит к сниже-

нию эластичности и повышению их хрупкости и ломкости (Шанин В.Ю., 2003; Соловьева Э.Ю. и др., 2008; Мс Gee М. 2003; Valko М. et al., 2005).

Шибкова Д.З. и др. (2000), Павлова В.И. и др. (2011), исследовали функциональные и биохимические изменения в системе крови в условиях действия различных по длительности и интенсивности экстремальных факторов. Они выявили, что гиподинамия в частности приводит к повышению внутрисосудистого свертывания кров