Влияние характеристик липидов на функционирование физико-химической системы регуляции перекисного окисления липидов

Козлов, Михаил Васильевич

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Влияние характеристик липидов на функционирование физико-химической системы регуляции перекисного окисления липидов
ВАК РФ 03.00.02, Биофизика

Автореферат диссертации по теме "Влияние характеристик липидов на функционирование физико-химической системы регуляции перекисного окисления липидов"

На правах рукописи

КОЗЛОВ МИХАИЛ ВАСИЛЬЕВИЧ

ВЛИЯНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ЛИПИДОВ НА ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ФИЗИКО - ХИМИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ РЕГУЛЯЦИИ ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ

03 00 02 - биофизика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

003166034

Москва, 2008

Работа выполнена в Институте биохимической физики им. Н. М. Эмануэля Российской Академии Наук

Научный руководитель:

доктор химических наук, профессор Шишкина Людмила Николаевна Официальные оппоненты:

доктор биологических наук, профессор Коломийцева Искра Константиновна доктор биологических наук Дудник Людмила Борисовна Ведущая организация:

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

Защита диссертации состоится « £ » ^^ 2008г. в уУ часов на

заседании Диссертационного Совета Д002.039.01 в Институте биохимической физики им. Н. М. Эмануэля РАН по адресу: 119334, Москва, ул. Косыгина, 4.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института химической физики им. Н. Н. Семенова Российской Академии Наук

Автореферат разослан « & » с^-С^уСУ^ 2008г.

Ученый секретарь Диссертационного Совета, кандидат химических наук

М.А. Смотряева

Актуальность работы.

Бурное развитие мембранологии позволило обосновать биологическую важность свободнорадикальных реакций, протекающих в разных компартментах клетки, в регуляции клеточного метаболизма в норме (Впадимиров и др, 1972, Бурлакова и др, 1975, Бурлакова, Храпова, 1985, Frankel, 1987, Membrane Lipid Oxidation, 1991, Hensley et al, 2000) Однако несмотря на обилие работ в области свободнорадикальных исследований, выяснение детального механизма влияния физико-химических свойств липидов на регуляцию биохимических процессов в органах и тканях животных, по-прежнему, является актуальным, вследствие участия процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) в формировании биологических последствий воздействия на организм повреждающих факторов физической и химической природы (Владимиров и др, 1972, Бурлакова и др, 1975, Гончаренко и др, 1980, Барабой и др, 1991, Membrane Lipid Oxidation, 1991, S-Rozca, Salanki, 1994, Shtamm et al, 2002, Шишкина, Бурлакова, 2005) Способность липидов принимать участие в реакциях автоокисления при физиологических температурах на стадиях зарождения радикалов и продолжения цепи окисления (Шишкина и др, 1996, Шишкина, Хрустова 2006) позволяет предположить влияние физико-химических свойств липидов на координацию взаимосвязей между различными показателями в тканях, различающихся интенсивностью процессов ПОЛ Кроме того данные о количественных взаимосвязях между показателями ПОЛ и морфофизиологическими параметрами, позволяющими судить о напряженности обменного баланса в организме (Безелъ, 2006), практически отсутствуют

Факторы окружающей среды, оказывая постоянное воздействие на организм, (Рогачева и др, 1983, Оленев, 1989, Шилова, 1999, Шишкина, Смотряева, 2000, Кудяшева и др, 2004), могут изменять функциональное состояние организма, антиоксидангаый (АО) статус в тканях, интенсивность процессов ПОЛ и реакцию на действие различных факторов, в том числе и на действие ионизирующей радиации Несмотря на интенсивные исследования в данной области, многие аспекты сочетанного воздействия малотоксичных веществ и облучения разработаны слабо, между тем рост числа техногенных катастроф во всем мире делает проведение такого рода исследований необходимыми Имеются лишь единичные исследования влияния АО статуса и интенсивности ПОЛ в тканях животных на формирование биологического ответа организма при совместном действии малотоксичных химических агентов в малых дозах и рентгеновского излучения в сублетальных и летальных дозах (Урнышева, 2004, Урнышева и др, 2005) Остается малоизученной и значимость исходных физико-химических свойств липидов для формирования биологического ответа организма на действие повреждающих факторов разной природы

Целью диссертационной работы явилось изучение влияния характеристик липидов на регуляцию биохимических процессов в тканях с разной интенсивностью ПОЛ, а также влияния исходного состояния параметров физико-химической системы регуляции ПОЛ в тканях животных на

формирование биологических последствий воздействия малотоксичных химических агентов в малых дозах и острого рентгеновского облучения Для достижения цели работы были поставлены следующие задачи

1 изучить влияние физико-химических характеристик липидов (антиокислительная активность, АОА, количество пероксидов, [ЯООН]о, способность разлагать пероксиды, АПА,) на характер и масштаб взаимосвязей между различными показателями на физиологическом и биохимическом уровнях в норме,

2 сопоставить влияние характеристик липидов на взаимосвязь между обобщенными показателями состава фосфолипидов в печени мышей линии Ва1Ь/с при модификации процессов ПОЛ либо введением поверхностно-активного вещества твин-80 и ацетона в малых дозах, либо рентгеновского излучения в сублетальных дозах,

3 изучить влияние окислительных процессов в липидах на состав липидов в печени мышей линии Ва1Ъ/с после совместного действия малотоксичных твина-80 и ацетона в малых дозах и рентгеновского излучения в сублетальных и летальных дозах при разной интенсивности процессов ПОЛ в тканях контрольных групп животных,

4 провести детальный анализ взаимосвязей между измеренными показателями в норме и при совместном действии 0 3% твина-80 в 10% водном ацетоне и рентгеновского излучения для выявления значимых количественных корреляций между изменением параметров системы регуляции ПОЛ и исходными характеристиками липидов,

Положения выносимые на защиту:

1 степень ненасыщенности липидов, их способность разлагать пероксиды, обеспеченность липидов антаоксидантами, интенсивность процессов ПОЛ в печени мышей линии Ва1Ь/с оказывают существенное влияние как на процессы деградации и биосинтеза фосфолипидов, так и на индекс данного органа,

2 предварительное введение малотоксичных поверхностно-активных веществ (ПАВ) и ацетона в малых дозах усиливает повреждающее действие острого рентгеновского излучения в сублетальных и летальных дозах на состав липидов печени мышей линии Ва1Ь/с, при этом линейная зависимость «радиобиологический эффект - доза облучения» отсутствует,

3 выявлены количественные «взаимосвязи второго порядка», определяющие изменения характера и масштаба корреляций между биофизическими и морфофизиологическими показателями как в норме, так и после совместного действия химических и физических факторов,

4 выживаемость мышей линии Ва1Ь/с после совместного действия 0 3 % твина - 80 в 10 % водном ацетоне и рентгеновского излучения в дозах 4 и 5 Гр зависит от соотношения основных фракций в фосфолипидах печени в группах возрастного контроля

Научная новизна Экспериментально установлена существенная зависимость характера и масштаба взаимосвязей между различными показателями состава фосфолипидов, а также среднегрупповых значений данных показателей от характеристик липидов (ангиокислительная активность, количество

пероксидов, способность разлагать пероксиды) печени и эритроцитов крови лабораторных интакшых животных Показано, что однократное воздействие малотоксичных твин-80 и ацетона в малых дозах модифицирует интенсивность процессов ПОЛ в печени, изменяет физико-химические характеристики липидов и взаимосвязь между скоординированными в норме показателями, вызывая дисбаланс биохимических функций в печени мышей линии Ва1Ъ/с В диапазоне доз 4 до 8 Гр обнаружено отсутствие линейной зависимости средней продолжительности жизни погибших мышей от дозы облучения при введении 0 3% тайна - 80 в 10 % водном ацетоне за 30 мин до рентгеновского облучения, а также усиление действия острого рентгеновского излучения в дозах 4 и 5 Гр после предварительного введения малотоксичных химических агентов в малых дозах на состав липидов печени Выявлено уменьшение различий масштаба корреляции между обобщенными показателями состава фосфолипидов печени после совместного действия изученных факторов

Комплексный анализ сезонных колебаний среднегрупповых значений параметров системы регуляции ПОЛ в печени и морфометрических показателей мышей линии Ва1Ь/с позволил разделить измеренные показатели на две группы по степени их зависимости от окисленности липидов, а также выявить количественные взаимосвязи между морфофизиологическими показателями и составом фосфолипидов, при этом масштаб и характер полученных корреляций существенно различаются в зависимости от физико-химических характеристик липидов печени мышей

Научная и практическая ценность работы. Полученные данные расширяют представление о биологических последствиях воздействия малотоксичных химических агентов в малых дозах, рентгеновского излучения в сублетальных дозах, а также совместного действия твина-80, как модельного ПАВ и малотоксичного ацетона в малых дозах и рентгеновского излучения в сублетальных и летальных дозах на живые организмы Результаты исследований позволяют выявить информативные показатели, в том числе и морфофизиологические, для оценки функционирования сложных систем Экспериментально обнаруженная взаимосвязь между выживаемостью мышей линии Ва1Ь/с и соотношением основных фракций фосфолипидов печени в группах возрастного контроля способствует разработке критериев для выявления групп риска среди категорий населения с разным АО статусом, что представляет несомненный теоретический и практический интерес для экологии и медицины

Работа выполнена в соответствии с планами научно-исследовательских работ Института биохимической физики им НМ Эмануэля РАН и была поддержана Программой фундаментальных исследований Президиума РАН «Фундаментальные науки - медицине (2004 - 2007гг)» и грантом МНТЦ №1032

Личный вклад автора состоял в проведении биофизических и биохимических исследований, в обработке и обсуждении полученных данных, в формулировании положений и выводов работы

Апробация диссертации и публикации. Основные результаты исследований по теме диссертационной работы опубликованы в 4 статьях и представлены в тезисах 14 конференций, симпозиумов, съездов

XI Междунар конф по химии органических и элементоорганических пероксидов (Москва, 2003), Конф Медико - биологические проблемы противолучевой и противохимической защиты (Санкт - Петербург, 2004), Ш Съезд биофизиков России (Воронеж, 2004), XVI и XIX Симп «Современная химическая физика» (Туапсе, 2004, 2007), Итог Конф «Фундаментальные науки - медицине» (Москва, 2004, 2005, 2006, 2007), The Third International Conference Ecological Chemistry (Moldova, Chishinau, 2005), V междунар молод конф ИБХФ РАН - ВУЗы «Биохимическая физика» (Москва 2005), Междунар конф «Биорад - 2006» Биологические эффекты малых доз ионизирующей радиации и радиоактивное загрязнение среды (Сыктывкар, 2006), V съезд по радиационным исследованиям (Москва, 2006), Всерос конф молодых ученых и II школа им акад Н М Эмануэля «Окисление, окислительный стресс, антиоксиданты» (Москва 2006)

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав (литературный обзор, материалы и методы, результаты и их обсуждение), заключения, выводов, списка литературы и приложения Работа изложена на 130 страницах и включает 8 таблиц и 37 рисунков Список литературы включает 196 источников, в том числе 60 опубликованных в зарубежных изданиях

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. Литературный обзор состоит из трех параграфов

1 1 Биологические ритмы, зависимость циклического изменения показателей от условий окружающей среды

1 2 Липиды, их функции и роль процессов перекисного окисления липидов в жизнедеятельности организмов

13 Использование параметров физико-химической системы регуляции перекисного окисления липидов для оценки биологических последствий воздействия ионизирующего излучения и других повреждающих факторов

2. Материалы и методы

Основным объектом исследования явились мыши линии Balb/c (самцы) массой 18-25 г Общее количество животных в эксперименте составило 260 особей Мыши содержались в стандартных условиях вивария по 10 особей в клетке Животных забивали декапитацией Во всех экспериментах одновременно с опытными мышами проводили забой интактного возрастного контроля из той же партии животных Печень и селезенку сразу после забоя животных помещали в бюксы, охлаждаемые льдом Анализ показателей в этих органах проводили индивидуально для каждой особи Кровь собирали в пробирки, обработанные 5% - ным раствором цитрата натрия Плазму крови отделяли центрифугированием Кровь от животных в контрольных и опытных группах объединяли от 2 - 3 особей

Раствор 0 3 % твина - 80 (производство «Ferak Berlin») в 10 % водном ацетоне (марка ос ч) приготавливался непосредственно перед экспериментом и

вводился внутрибрюшино по 0,2 мл на 20 г веса мыши Забой мышей осуществлялся спустя 1 месяц после воздействия

Однократное рентгеновское облучение мышей линии Balb/c в дозах 4, 5, 6 5 и 8 Гр проводили на аппаратах РУТ-200-20-3 (филыр 0 5 мм Си) и РУМ-17 (фильтр 0 5 мм Си + 1 0 мм Al) при следующих условиях напряжение 210 кВ, сила тока 15 мА, мощность дозы 0,44 - 0,49 Гр/мин Мышей облучали группами по десять штук в специальных контейнерах В каждой группе исследовалась динамика гибели мышей после облучения Раствор 0 3% твина — 80 в 10% водном ацетоне вводили внутрибрюшинно за 30 минут до облучения При изучении биологических последствий одного рентгеновского облучения мышам за 30 мин до воздействия вводили дистиллированную воду

Липиды выделяли из тканей по методу Блая и Дайера в модификации Кейтса (Кейтс, 1975) Содержание пероксидов в липидах определяли йодометрически, используя методику ГОСТ 26593 Антипероксидную активность (АПА), т е способность липидов разлагать пероксиды, оценивали по разности пероксидов в метилолеате и в растворе липидов в метилолеате до начала окисления, отнесенной к 1 г липидов (Меньшов и др, 1994) Определение в гомогенате тканей и плазме крови продуктов, взаимодействующих с 2-тиобарбитуровой кислотой (ТБК-активные продукты, ТБК-АП), проводили по методу (Стальная, Гаришвили, 1977) с добавлением в среду инкубации Юмкл 0 01%-ного спиртового раствора ионола (Asakawa, Matsushita, 1980) Состав фосфолипидов определяли методом тонкослойной хроматографии, описанной в (Биол мембраны Методы, 1990) Построение калибровочной прямой проводили по раствору калия фосфорнокислого однозамещенного (ос ч) Содержание отдельных фракций выражали в % от общего количества ФЛ Оценивали и обобщенные показатели состава липидов содержание фосфолипидов в составе общих липидов (%ФЛ), отношения фосфатидилхолин /фосфатидилзтаноламин (ФХ/ФЭ), соотношение суммарного содержания более легкоокисляемых и более трудноокисляемых фракций (ЕЛОФЛ7ЕТОФЛ) в фосфолипидах, которое вычисли по формуле £(ФИ + ФС + ФЭ + КЛ + ФК)/1(ЛФХ + СМ + ФХ), где ЮТ - кардиолшшн, ЛФХ - лизоформы ФЛ, СМ - сфингомиелин, ФИ - фосфатидилинозит, ФК - фосфатидная кислота, ФС - фосфатидилсерин Анализ количества стеринов (ХС) в липидах печени проводили по методу (Sperry, Webb, 1950) Для построения калибровочной прямой использовали холестерин фирмы Serva (Германия) Количество белка определяли с помощью микробиуретового метода (Itzhaki, Gill, 1964)

Экспериментальные данные обрабатывали общепринятыми методами вариационной статистики (Лакин, 1990) и с помощью компьютерного пакета программ KINS (Брин, Травин, 1991) Для повышения интенсивности и эффективности статистической обработки результатов эксперимента нами были разработаны несколько программных модулей, позволивших автоматизировать процессы обсчета и анализа полученных данных Для сохранения единой среды анализа результатов эксперимента, данные программные модули были написаны в среде Microsoft Excel на встроенном языке программирования Microsoft Visual Basic for Application и реализованы в виде макросов Достоверность вычислений производимых программными модулями

проверялась обсчетом контрольных задач Программный код одного из модулей приведен в приложении к диссертационной работе 3. Результаты и их обсуждение.

Стабильно высокий интерес к проблемам регуляции ПОЛ объясняется тем, что процесс ПОЛ в эволюционном плане является одним из наиболее ранних регуляторных механизмов Модификация ПОЛ - универсальное следствие воздействия на организм разнообразных факторов (Бурпакова и др, 1975, Колосова и др, 1981, Шишкина, Смотряева, 2000), а изменения состава фосфолипидов, их упорядоченности и упаковке в бислое играют существенную роль в процессах адаптации клеток к окружающим условиям {Крепе, 1981, Антонов и др, 1992) Однако механизмы, с помощью которых организм адаптируется к изменяющимся условиям окружающей среды, пока изучены недостаточно

3.1. Влияние характеристик липидов на взаимосвязь между показателями состава фосфолипидов в тканях интактных животных.

На первом этапе работы был проведен анализ влияния обеспеченности липидов АО (АОА липидов), степени их окисленности (содержания в липидах пероксидов) и способности липидов разлагать пероксиды (АПА) на взаимосвязь между обобщенными показателями состава ФЛ или между соотношением отдельных фракций ФЛ в тканях интактных лабораторных животных

Ранее для ФЛ печени мышей БНК была выявлена обратная линейная корреляция между соотношением сумм более легко- и более трудноокисляемых фракций и отношением ФХ/ФЭ (Шишкина и др, 2001) Однако, при изучении аналогичной взаимосвязи между обобщенными показателями состава ФЛ печени беспородных крыс (самок), ожидаемая единая линейная корреляция обнаружена не была

В ходе проверки предположения о влиянии АО и антипероксидных свойств липидов на масштаб и характер данной взаимосвязи было обнаружено, что график зависимости ЕЛОФЛ/ЕТОФЛ - ФХ/ФЭ для ФЛ печени беспородных крыс (самок) представляет собой две разнонаправленные линейные корреляции с коэффициентами Л.1 = - 0 98 + 0 02 и = 0 93 ± 0 065 (рис 1) Анализ характеристик липидов печени беспородных крыс (самок) показал, что липиды этих подгрупп крыс различаются между собой по степени ненасьпценности (содержанию в них пероксидов) и/или способности разлагать пероксиды если липиды содержат пероксиды, корреляция является отрицательной, а в тех случаях, когда липиды печени обладают АПА, корреляция положительна

Аналогичное разделение животных на две подгруппы в зависимости от того, проявляют липиды их печени АПА или содержат пероксиды, обнаружено и при изучении взаимосвязи между обобщенными показателями состава ФЛ печени беспородных крыс (самцов) (Козлов и др, 2007)

Физико - химические характеристики липидов эритроцитов крови мышей БНК (самки) оказывают влияние и на масштаб взаимосвязи между обобщенными показателями состава ФЛ (рис 2)

Рис. 1. Влияние характеристик липидов на взаимосвязь между обобщенными показателями состава фосфолипидов печени беспородных крыс самок:

1 - [ ЯООН]о = 0,105 ± 0,064

ММОЛЬ/ГХГ „ипидов;

2 - АПА = 0,06 ± 0,025 ммоль/гхг

липнцов,

Рис.2. Влияние характеристик липидов на взаимосвязь между обобщенными показателями состава фосфолипидов эритроцитов крови мышей ЙМК (самки):

1 - [1ЮОН]о = 39 ± 8,8 ммоль/гхг липидов;

2 - АПА = 1,5 ± 0,45 ммоль/гхг липидов;

ФХ/ФЭ

Следует отметить, что липиды эритроцитов крови мышей БЫК обеих подгрупп характеризуются практическими равными прооксидантными свойствами, т.е. ускоряют автоокисление метилолеата: АОА; = - 3300 ± 530 чхмл/г, АОА2 = - 3340 ± 535 чхмл/г. Из данных рис. 2 видно, что обе обнаруженные корреляции между соотношением сумм более легко- и более трудноокисляемых фракций и отношением ФХ/ФЭ в ФЛ эритроцитов крови отрицательны, однако коэффициенты их линейной регрессии различаются в 7.2 раза. Кроме того, величина соотношения ХЛОФЛ/'ХТОФЛ для подгруппы животных, в липидах эритроцитов крови которых обнаружены пероксиды, имеет более низкую вариабельность по сравнению с данным показателем в другой подгруппе, а сами корреляционные прямые находятся в различных областях графика. Такт! образом, полученные данные свидетельствуют о том, что взаимосвязь между обобщенными показателями состава ФЛ зависит от того, обладают липиды АПА или содержат пероксиды.

Липиды печени мышей линии Ва1Ь/с обладают более низкой АОА по сравнению с аналогичным показателем липидов печени других видов лабораторных животных (Бурлакова и др., 1975; Бурлакова и др., 1985). Кроме того, величина АОА липидов печени лабораторных мышей снижается в процессе их старения (Бурлакова и др., 1976). Поэтому, более подробное исследование влияния степени окисленности липидов на параметры системы регуляции ПОЛ было проведено для липидов печени мышей линии Ва1Ь/с (самцы) более зрелого возраста (3.5-4 мес.). Время проведения экспериментов указано в таб. 1.

0,8 ■

Ч 0,9 ©

0,7в

§ 0,6 0,5 0,4

Я] =- 0.98 ± 0.02 Я2 = 0.93 ±0.065

1,5

1,7

1.9

2,1

2,3

ФХ/ФЭ

§4

в о

н 3 н

е? © 2 О Ч

и 1 .

К.,= -0.997 ± 0.003 Я2=-0.91 ±0.0.9

—I—

0,5

1,5

2,5

№ сезон год

1 февраль 2002

2 март 2002

3 июнь 2002

4 ноябрь 2003

5 ноябрь 2002

Анализ влияния характеристик липидов на среднегрупповые биохимические и морфофизиологические показатели печени мышей линии Ва1Ь/с показал, что все исследованные среднегрупповые показатели можно разделить по степени влияния на них физико-химических характеристик липидов на две группы. Среди показателей, не зависящих от окисленности липидов: масса печени и тела животных, содержание ТБК — активных продуктов в гомогенате печени, соотношение основных фракций ФЛ печени (ФХ/ФЭ) и относительное содержание сфингомиелина в ФЛ. При этом для взаимосвязи между обобщенными показателями состава ФЛ печени мышей линии Ва1Ь/с были обнаружены две обратные линейные корреляции с коэффициентами линейной регрессии, различающимися в 1.6 раза (рис. 3) в зависимости от степени их окисленности.

2 1,2 н

¡5 ©

0,6

i -

—i—

1,2

—р—

1,6

1,8 2 ФХ/ФЭ

Рис. 3. Влияние содержания пероксидов в липидах на взаимосвязь между обобщенными показателями состава фосфолипидов в липидах печени мышей линии Ва1Ь/с (самцы) в норме и спустя месяц после введения 0,3% раствора твин-80 в 10% водном ацетоне (прямая 3):

1 - 11ЮОН] = 0,056 ± 0,040 ммоль/гщщвдов;

2 - |ШЭОН] = 0

Степень ненасыщенности липидов оказывает влияние и на процессы биосинтеза и деградации ФЛ, о чем можно судить по взаимосвязи между содержанием лизоформ ФЛ (ЛФХ) и ФХ в ФЛ печени мышей линии Balb/c: положительная линейная корреляция (R = 0.999 ± 0.001, b = 1.53 ± 0.03) наблюдается, если липиды печени не содержат пероксиды, а при их наличии корреляционная взаимосвязь отрицательна: R = 0.79 ± 0.17 и b = — 1.1 ± 0.2. Наличие обратной корреляции позволяет предположить, что образование лизоформ ФЛ происходит преимущественно за счет распада ФХ. Это предположение подтверждается данными литературы (Брокерхоф, Длсенсен, 1978; Goni, Alonso, 1999), где показано, что пероксиды ФЛ являются активаторами фосфолипазы А2.

3.2. Сезонная вариабельность показателей физико-химической системы регуляции ПОЛ.

На следующем этапе работы был проведен анализ сезонных колебаний основных биохимических показателей в печени мышей линии Balb/c.

Обнаружено, что наиболее лабильными являются содержание ТБК-активных продуктов в гомогенате печени и количество пероксидов в липидах (рис 4). Так, количество пероксидов в липидах печени мышей летом (0.114 ±

0.038) в 22.8 раза больше аналогичного показателя липидов печени мышей, забитых в ноябре 2003г (0.005 ± 0.001 ммолъ/г липидов). Это согласуется и с данными литературы, что АОА липидов печени крыс у разных индивидуумов может различаться на порядок (Бурлакова и др., 1982). Необходимо отметить, что для экспериментов, проведенных в поздний осенний период, значения параметров интенсивности процессов ПОЛ существенно различаются и в зависимости от года исследования (рис. 4). Сезонным колебаниям подвержено и соотношение фракций ФЛ, причем наиболее выраженные изменения были обнаружены для относительного содержания лизоформ: в зимний период доля лизоформ в составе ФЛ более чем в три раза (Р < 0,001) меньше, чем в осенний период. Более стабильными показателями в течение года являются относительное содержание основных фракций ФЛ (ФХ и ФЭ) и обобщенные показатели состава ФЛ. Таким образом, все исследованные нами параметры физико-химической системы регуляции ПОЛ печени мышей линии Balb/c (интенсивность ПОЛ, степень окисленности липидов, состав ФЛ) в той или иной мере подвержены сезонным колебаниям.

Рис.4. Среднегрупповые значения параметров интенсивности ПОЛ печени мышей Balb/c при проведении экспериментов в разные сезоны: концентрация пероксидов ([ЯООН]о), ммоль/г липидов; содержание ТЕК -активных продуктов, нмоль/мг белка.

Рис.5. Взаимосвязь между массами печени и тела интактных мышей линии Balb/c (самцы) в X экспериментах, проведенных в летний (1) и осенний (2) периоды, а также спустя месяц после введения 0.3% раствора твин-80 в 10% водном ацетоне (*) (опыт

проведен осенью).

U.b -1-1-1-1-—1-1

20 21 22 23 24 25

М тела, г

Такое изменение интенсивности процессов ПОЛ в среднем по группе в зависимости от сезона существенно влияет и на морфофизиологические показатели у индивидуумов внутри группы: коэффициент линейной регрессии корреляции между массами печени и тела мыши существенно зависит от интенсивности ПОЛ в гомогенате печени (рис. 5).

S.S. Модификация параметров физико-химической системы регуляции ПОЛ малотоксичными химическими агентами в малых дозах.

Для изучения биологических последствий однократного введения малотоксичных химических агентов в малых дозах в качестве модельного

LJ опыт № 1,2 И опыт № 3 I опыт № 4

1,6

[ROOH]o

[ТБК-АП]

? 1,4 ■

S 1,2 '

1 -

0,8 -

■ 2

Ri = 0.84 ±0.11 R.2= 0.91 ±0.09

антропогенного загрязнения нами был выбран раствор 0 3% твина - 80 в 10% водном ацетоне

Анализ последствий однократного введения малотоксичных химических агентов в малых дозах свидетельствует о длительном сохранении существенного изменения целого ряда параметров состава липидов Так, например, содержание стеринов для опытной группы почти в два раза выше контрольного значения, а также длительное время сохраняется изменение количественного соотношения и многих фракций ФЛ

Введение мышам линии Balb/c 0 3% раствора твина - 80 в 10 % водном ацетоне вызывает дисбаланс биохимических и биофизических показателей в тканях В опытной группе мышей обратная корреляционная взаимосвязь между отношением ЕЛОФЛ/ЕТОФЛ липидов и отношением ФХ/ФЭ сохраняется (R = - 0 998 ± 0 002), однако коэффициент линейной регрессии в 2 7 раза выше, чем в контрольной группе (рис 3) и равен - 0 86 ± 0 025 При этом полностью исчезают взаимосвязи как между массами тела и печени мышей (рис 5), так и между долей лизоформ и относительным содержанием ФХ в фосфолипидах печени мышей спустя месяц после введения 0 3% твина - 80 в 10 % водном ацетоне

Таким образом, однократное воздействие малотоксичных химических агентов в малых дозах, вызывая незначительные изменения среднегрупповых значений показателей интенсивности процессов окисления, оказывает при этом существенное модифицирующее действие на характер и масштаб взаимосвязей между скоординированными в норме параметрами системы регуляции ПОЛ, что приводит к длительному сохранению нарушений биохимических процессов в печени, проявляющихся даже на морфофизиологическом уровне 3.4. Действие ионизирующего излучения в сублетальных дозах на параметры системы регуляции ПОЛ в тканях мышей линии Balb/c.

Выживаемость мышей линии Balb/c спустя 30 суток после воздействия однократного рентгеновского облучения в сублетальных дозах 4 и 5 Гр составила 90% ±95%и60±15 5% соответственно

Действие ионизирующего излучения в сублетальных дозах вызывало глубокие изменения в окислительных процессах печени мышей, что следует из сопоставления взаимосвязи между первичными и вторичными продуктами окисления липидов Так, в контрольной группе животных между данными показателями была обнаружена обратная взаимосвязь с коэффициентом корреляции R=-0 95 ±0 04h коэффициентом линейной регрессии равным -4 84 ± 0 64, однако после однократного рентгеновского облучения в дозе 4 Гр такая корреляция отсутствует, и выявляется тенденция роста содержания ТБК -активных продуктов с уменьшением степени окисленности липидов печени при облучении в дозе в 5 Гр (рис 6)

Нами была обнаружена корреляция между массой печени и интенсивностью ПОЛ Так при облучении в дозе 5 Гр выявлена прямая линейная корреляция между массой печени и содержанием в ней ТБК -активных продуктов, коэффициент корреляции для которой равен 0 93 ± 0 07 (рис 7) Однако в норме взаимосвязь между данными показателями отсутствует,

а при облучении в дозе 4 Гр обнаруживается лишь тенденция существования аналогичной корреляции.

Ь 0.012 т

3 0.008 -в

< 0,004 Н I

И ш Н

2 1,6 1,2 0,8 ■ 0.4

—I-1 ■-1

0.02 0.04 0,06 0,08 [ЯСЮН]», ммоль/г

Рис.6. Взаимосвязь между первичными и вторичными продуктами окисления липидов в печени мышей линии Ва1Ь/с в ко трольной группе животных, знаком «+» отмечены данные для дозы облучения 4 Гр, «*» - 5 Гр.

Рис. 7. Взаимосвязь между содержанием ТЕК - активных продуктов в гомогенате печени и массой печени мышей линии Ва1Ь/с спустя месяц после однократного рентгеновского облучения в дозе 5 Гр.

0.01

И = 0.93 ±0.07 -1-1-1

0,02 0,03 0,04 [ТБК - АП], нмоль/мг

Анализ отдаленных последствий действия рентгеновского облучения в сублетальных дозах на ср е д н е гру пп о вы е значения параметров состава липидов печени мышей линии Ва1Ъ/с показал, что одним из самых лабильных показателей является доля СМ в составе общих ФЛ: при облучении мышей в дозе 5 Гр она почти в два раза выше значения данного показателя в норме. Интересно отметить, что многие из показателей состава ФЛ, например относительное содержание ФХ и ФЭ, суммарная доля КЛ + ФК, отношение ФХ/ФЭ, и содержание ФЛ в составе общих липидов печени выживших мышей, как и количество пероксидов в липидах, достоверно не различались при увеличении дозы облучения от 4 до 5 Гр.

АЬ 0.2 п

0,1 0 -0,1 -0.2 -0,3 -0,4 -0,5 -0.6

4Г

5Г

Рис. 8. Изменение коэффициента линейной регрессии взаимосвязи между обобщенными показателями состава фосфолипидов в печени мышей линии Ва1Ь/с спустя месяц после воздействия 0,3% твина-80 в 10% водном ацетоне (х.а.) или рентгеновского излучения в дозах 4 и 5 Гр.

Как и после введения химических агентов, нами была обнаружена обратная корреляция между обобщенными показателями состава ФЛ и после рентгеновского облучения, а масштаб этой корреляции зависит от дозы облучения. При сравнении воздействия рентгеновского облучения в дозах 4 и 5

Гр и однократного введения 0,3% твина-80 в 10% водном ацетоне на масштаб и характер данной взаимосвязи обнаружено, что самое большое изменение коэффициента линейной регрессии (ДЬ) относительно контроля наблюдается спустя месяц после воздействия химических агентов в малых дозах (рис 8) Необходимо отметить, что эти эксперименты, проведенны в один сезон (ноябрь), но в разные годы, при этом липиды печени одних особей содержали пероксиды, а других обладали антипероксидной активностью Однако, в экспериментах, проведенных в феврале - марте и летом, липиды печени всех особей в группах содержали пероксиды Поэтому сравнительный анализ состава липидов печени представлен только для тех особей, липиды которых содержали пероксиды

При этом наименее лабильными показателями состава липидов после указанных воздействий остаются доли основных фракций и обобщенные показатели состава ФЛ (ЕЛОФЛ/2ТОФЛ, ФХ/ФЭ) Однако, в то время как действие 0,3% твина - 80 в 10% водном ацетоне влияет в основном на накопление стеринов, рентгеновское облучение приводит к уменьшению содержания ФЛ в составе общих липидов практически в два раза, а также вызывает достоверные изменения доли лизоформ в ФЛ печени мышей Необходимо подчеркнуть, что для большинства измеренных показателей последствия воздействия малотоксичных химических агентов в малых дозах по масштабу сравнимы или превосходят значения соответствующих показателей после рентгеновского облучения в дозах 4 и 5 Гр, но имеют противоположную направленность Данный факт позволяет ожидать взаимную компенсацию этих изменений при совместном действии 0,3% твина-80 в 10% водном ацетоне и рентгеновского облучения

3.5. Формирование биологических последствий острого рентгеновского облучения предварительным воздействием малотоксичными химическими агентами в малых дозах.

Следующим этапом работы стало изучение действия острого рентгеновского облучения на функционирование системы регуляции ПОЛ в тканях мышей линии Ва1Ь/с (самцы) после модификации ее физико-химических характеристик однократным введением малотоксичных химических агентов -твин-80 и ацетон в малых дозах

Прежде всего были изучены радиобиологические последствия совместного действия химических агентов и острого рентгеновского облучения в зависимости от состояния показателей АО статуса в тканях животных спустя месяц после облучения в диапазоне доз от 4 Гр до 8 Гр В наших исследованиях при воздействии рентгеновского излучения в дозах 6 5 и 8 0 Гр наблюдалась 100% гибель мышей во всех опытах Наиболее высокий процент выживаемости мышей обнаружен в опыте проведенном в мае - июне Интересно отметить, что именно в этот сезон величина АОА липидов печени мышей линии Ва1Ъ/с имеет максимальное значение (Шишкина и др, 1974) В целом, при совместном действии малотоксичных химических агентов в малых дозах и рентгеновского излучения в диапазоне доз от 4 Гр до 8 Гр линейная корреляция между средней продолжительностью жизни погибших животных и тяжестью лучевого поражения не была обнаружена (рис 9)

о. И

Рис. 9. Зависимость средней продолжительности жизни погибших мышей от дозы облучения при введении 0,3 % твина-80 в 10% ацетоне за 30 минут до воздействия.

3,5

4,5

5,5 6,5 7,5 8,5

Доза облучения. Гр

На следующем этапе эксперимента нами было исследовано влияние предварительного введения малотоксичных химических агентов за 30 минут до острого рентгеновского облучения в сублетальных дозах 4 и 5 Гр на параметры интенсивности ПОЛ в тканях выживших мышей линии Ва1Ь/с.

Сравнение данных, представленных на рис. 10 показывает, что при совместном действии химических агентов и рентгеновского излучения в обеих дозах рост интенсивности процессов ПОЛ в селезенке на порядок превышает соответствующий показатель после действия одного рентгеновского излучения. Следовательно, введение мышам линии Ва1Ь/с 0.3% твина-80 в 10% водном ацетоне за 30 мин до рентгеновского облучения животных в дозах. 4 Гр и 5 Гр вызывает более существенный дисбаланс биохимических и биофизических показателей в тканях спустя месяц после воздействия, чем одно рентгеновское облучение в тех. же дозах.. При этом линейная зависимость биологических последствий от исходного уровня параметров системы регуляции ПОЛ отсутствует.

0.1 0,08

0,04 0,02

ей печень □ селезенка ^ плазма крови

контроль 4 Гр 5Гр

1 2 3

Рис. 10. Содержание ТБК-активных продуктов в печени, селезенке и плазме крови контрольных мышей (1а, 16), спустя месяц после рентгеновского облучения в дозах 4 Гр (2а) и 5 Гр (За) и при совместном действии 0,3% раствора твина-80 в 10% ацетоне и рентгеновского облучения в дозах 4 Гр (26) и 5 Гр (36).

Для проверки предположения о возможности нормализации состава лигшдов проведено изучение совместного действия 0,3% твина-80 в 10% водном ацетоне и рентгеновского облучения в дозах 4 и 5 Гр на состав липидов печени мышей спустя месяц после воздействия. Анализ этих данных свидетельствует о том, что при совместном действии повреждающих факторов химической и физической природы в экспериментах №1 и №2 большинство соответствующих среднегрупповых показателей достоверно различаются,

несмотря на их одинаковый уровень в группах интактных животных. Тенденция зависимости среднегрупповых значений от исходного уровня параметров системы регуляции ПОЛ сохраняется только для некоторых показателей, в частности для относительного содержания ЛФХ и СМ, соотношения ФХ/ФЭ в ФЛ и содержания стеринов в составе общих липидов. Отсутствие взаимосвязи обусловлено существенным увеличением лабильности всех показателей состава липидов печени и стохастическим характером их изменения. При этом после совместного действия 0,3% твина-80 в 10% водном ацетоне и рентгеновского излучения не наблюдается ожидаемой взаимной компенсации изменений среднегрупповых показателей состава липидов печени.

Несмотря на высокую лабильность и стохастический характер изменения среднегрупповых показателей состава ФЛ при совместном действии повреждающих факторов химической и физической природы, внутри каждой исследуемой группы обнаружена обратная взаимосвязь между обобщенными показателями состава ФЛ. При этом, как и ожидалось, масштаб и характер данных корреляций в контрольных группах существенно зависит от сезона проведения эксперимента. Однако спустя месяц после совместного действия 0,3% твина-80 в 10% водном ацетоне и рентгеновского излучения в дозах 4 и 5 Гр, несмотря на достоверные различия некоторых коэффициентов линейной регрессии данных корреляций, такие различия являются минимальными. Это и обусловливает отсутствие четко выраженной их зависимости как от сезона проведения эксперимента, так и от дозы рентгеновского излучения (рис. 1113).

с; 1,4

О 1'2

н 1

0,8

е о.б

О 0,4

И 0,2

Я, = 0.95 ±0.05 Я2= 0.87 ±0.11 Я3= 0.95 ±0.06

Рис. 11. Взаимосвязь между соотношением ХЛОФЛ / ХТОФЛ и отношением ФХ/ ФЭ в фосфодипидах печени контрольных мышей линии Ва1Ь/с (1) и спустя месяц после совместного действия твина - 80. ацетона и рентгеновского излучения в дозах 4 Гр (2) и 5 Гр (3) (опыт№ 1).

1,2 1

0,8 0,6 0,4 0,2 0

1,4

1,2 1

0,8 0,6 0,4 0,2 0

1,5

2,5

ФХ/ФЭ

Ях = 0.92 ± 0.08 Я2 = 0.993 ±0.007 Лз = 0.84 ± 0.11

И, = 0.95 ±0.05 Я2= 0.90 ±0.05 Яз= 0.81 ±0.15

1,5

2,5

Рис. 12. Взаимосвязь между соотношением ХЛОФЛ / ХТОФЛ и отношением ФХ/ФЭ в ФЛ печени контрольных мышей линии Ва1Ь/с (1) и спустя месяц после совместного действия твина -80, ацетона и рентгеновского излучения в дозах 4 Гр (2) и 5 Гр (3) (опыт № 2).

Рис. 13, Взаимосвязь между соотношением ХЛОФЛ / ХТОФЛ и отношением ФХ/ФЭ в фосфолипидах печени контрольных мышей линии Ва1Ь/с (1) и спустя месяц после совместного действия твина - 80, ацетона и рентгеновского излучения в дозах 4 Гр (2) и 5 Гр (3) (опыт № 3),

ФХ/ФЭ

Таким образом, полученные данные свидетельствуют об уменьшении влияния характеристик липидов на функционирование системы регуляции ПОЛ, а также о уменьшении различий масштаба взаимосвязи между обобщенными показателями состава фосфолипидов в печени выживших мышей линии Balb/c после совместного действия исследованных факторов физической и химической природы. Заключение.

Биологические последствия модификации ПОЛ для сложных биологических систем обусловлены как масштабом воздействия различных факторов на состояние параметров ПОЛ, так и существенно зависят от природы самого воздействия.

Обобщив данные, полученные в ходе экспериментов на мы шах линии Balb/c можно видеть, что физико-химические характеристики липидов имеют четкие количественные взаимосвязи с параметрами системы регуляции ПОЛ уже на среднегрупповом уровне в норме. Так, например, нами была обнаружена прямая линейная корреляция между соотношением сумм более легко- и более трудноокисляемых фракций ФЛ и содержанием в гомогенате печени ТБК -активных продуктов, являющихся вторичными продуктами окисления липидов (рис 14). Коэффициент линейной регрессии для данной корреляции составил b = 2.81. Наличие этой взаимосвязи соответствует представлениям о том, что основным субстратом ПОЛ являются ФЛ (Владимиров и др., J972; Frankel, 1980, 1987; Бурлаков а, Храпова, 1985).

Физико-химические свойства липидов оказывают влияние на биохимические процессы в печени контрольных мышей, что проявляется даже на физиологическом уровне. Данный факт иллюстрирует обнаруженная прямая линейная корреляция между среднегрупповыми значениями содержания пероксидов в липидах печени и массой тела животных (рис. 15).

ц 1 ©

Й0-9 «

0 0.8

0,7

0.6

R = 0.98 ±0.02

Рис. 14 Взаимосвязь между среднегрупповыми значениями

соотношения сумм более легко - и более трудноокисляемых фракций ФЛ и содержания ТБК - активных продуктов в печени контрольных мышей линии Ва1Ь/с.

—I—■

0.05

ОД

0.15

[ТБК-АП), нмоль/мг белка

В литературе имеются только единичные данные о взаимосвязи состава липидов с физиологическими параметрами, такими как массы тела и органов (Couture, Hulbert, 1995; Lund et ah, 2003). Использование автоматизированного

анализа позволило нам выявить количественные взаимосвязи физиологических параметров с составом липидов Так, обратная корреляция была выявлена между индексом печени - параметром, характеризующем напряженность обменных процессов в органе (Шварц и др, 1968, Безель, 2006), и мольным отношением количества стеринов и ФЛ в липидах печени, с коэффициентом линейной регрессии b = 0 126 В соответствии с данными литературы (Климов, Никулъчева, 1995, Шишкина, 2003, Swapna et al, 2006), рассматриваемое соотношение [ХС]/[ФЛ] является одним из параметров, характеризующим структурное состояние мембранной системы органа Для данного отношения была также обнаружена прямая линейная корреляция с содержанием лизоформ ФЛ с коэффициентом корреляции R = 0,967 ± 0,032 и коэффициентом линейной регрессии b = 0,15

Рис 15 Взаимосвязь между содержанием пероксидов в общих липидах печени контрольных мышей линии Balb/c и их массой в среднем по группам

R = 0 995 ± 0 005

t4 24 -i

3 /■i -

22 -

21 ■

—г—

0,05

0,1 0,15

[ROOH]0, ммоль/г

Наличие этих корреляций позволяло предположить существование взаимосвязи между индексом печени и количеством лизоформ ФЛ Действительно, такая обратная линейная корреляция была обнаружена (рис 16, А) с коэффициентом линейной регрессии b = -3,36

Как известно, взаимосвязи между различными показателями у индивидуумов внутри группы и связи среднегрупповых значений этих же показателей между различными группами не всегда совпадают Например, внутри групп обратная корреляция между величинами содержания пероксидов в липидах печени и массой тела интактных мышей линии Balb/c (самцы) была обнаружена только для эксперимента, проведенного в ноябре 2003 г, в котором липиды печени характеризовались самым низким уровнем пероксидов

Однако корреляции между индексом печени и долей лизоформ в составе ФЛ были обнаружены и на среднегрупповом уровне, и внутри большинства исследуемых групп Причем масштаб и характер этих корреляций для разных экспериментов существенно отличается (рис 16, Б) Это позволяет предположить, что зависимость индекса печени от относительного содержания ЛФХ имеет более сложный характер Лизоформы ФЛ печени контрольных мышей представлены преимущественно лизофосфатадилхолином, являющимся продуктом метаболизма ФХ - основного компонента ФЛ всех эукариотических клеток Лизофосфатидилхолин образуется в результате воздействия на ФХ как фосфолипазы А2, так и лецитин-холестерин-ацилтрансферазы, переносящей жирнокислотный остаток с ФХ на холестерин Активаторами фосфолипазы А2 является пероксиды ФЛ (Брокврхоф, Дж:енсен, 1978, Gom, Alonso, 1999)

50 45 40 35 30

70 65 • 60 55 50 45 40 35 30

4 5

ЛФХ, %Р

Рис 16 Взаимосвязь между индексом печени и долей лизоформ в составе фосфолипидов в разных экспериментах (А) и внутри опытных групп (Б)

1 - опыт № 3,4 (АПА)

2 - опыт № 1

3 - опыт № 4 ([КООН]о > 0)

ЛФХ, %Р

Тем не менее из рис 16, Б видно, что характер полученных корреляций не зависит от степени окисленности липидов или их способности разлагать пероксиды корреляционная прямая дня случая, когда липиды печени обладают АПА, имеет сходный характер с аналогичной корреляцией для опыта 1, в котором липиды печени содержали пероксиды

Для изучения степени зависимости характера и масштаба корреляций между индексом печени и относительным содержанием в ней лизоформ ФЛ от характеристик липидов, при помощи специально разработанных нами модулей прикладных программ был проведен автоматизированный анализ усредненных внутригрупповых линий тренда Такой анализ данных действительно позволил нам выявить зависимость параметров рассматриваемых корреляций от характеристик липидов Так, была установлена прямая корреляционная взаимосвязь между коэффициентом линейной регрессии данных параметров (1печ - > %ЛФХ) и мольным отношением [ХС]/[ФЛ] в липидах печени (рис 17 А) Также нами была обнаружена зависимость характеристик липидов и степени взаимосвязи между индексом печени и относительным содержанием в ней лизоформ ФЛ, а именно между коэффициентом корреляции данных параметров и количеством пероксидов в липидах печени

Из рис 17 (Б) видно, что данная зависимость представляет собой обратную корреляцию, с коэффициентом линейной регрессии Ь = - 5,23

аТ 0,002

Рис 17

А - Взаимосвязь между коэффициентом линейной

5 -0,002 ■

-0,004 ■

регрессии корреляционных зависимостей «индекс печени -доля лизоформ» и мольным отношением стерины / фосфолипиды в липидах печени контрольных мышей линии Ва1Ь/с

-0,006

Б - Взаимосвязь между коэффициентом корреляции зависимостей «индекс печени -доля лизоформ» и количеством пероксидов в липидах печени контрольных мышей линии Ва1Ь/с

0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 [ЫООН]0, ммоль/г

Таким образом, совокупность полученных данных экспериментально подтверждает наличие тесной взаимосвязи между интенсивностью процессов ПОЛ и составом фосфолипидов печени мышей линии Ва1Ъ/с в группах возрастного контроля, проявляющуюся, в свою очередь, даже на морфофизиологическом уровне Полученные результаты могут быть объяснены тем, что лизоформы ФЛ, являясь медиаторами в различных регуляторных процессах, могут вызывать множество клеточных ответов, в том числе митогенез, миграцию клеток, влиять на жизнеспособность клеток, инициируя и регулируя их пролиферацию (Грибанов, 1991, Торховская и др, 2007)

Анализ среднегрупповых показателей показал, что спустя месяц после совместного воздействия на животных 0 3% твина-80 в 10% водном ацетоне и рентгеновского облучения в сублетальных дозах 4 и 5 Гр существует прямая линейная корреляция между среднегрупповыми значениями массы печени и массы мыши Как видно из рис 18, при облучении в дозе 4 Гр коэффициент линейной регрессии Ь = 43, что более чем в восемь раз превышает данный показатель для линии тренда интактного возрастного контроля, в то время как коэффициент линейной регрессии при облучении в 5 Гр выше контрольного значения лишь в 1,67 раза

Использование автоматизированного анализа позволило выявить зависимость характера взаимосвязи ХЛОФЛ/2ТОФЛ - ФХ/ФЭ и от исходного уровня параметров при совместном действии малотоксичных химических агентов в малых дозах и рентгеновского облучения в дозе 4 Гр Так, обнаружена прямая корреляция между коэффициентом корреляции взаимосвязи ХЛОФЛ/ХТОФЛ - ФХ/ФЭ и среднегрупповым значением индекса печени в норме, с коэффициентом линейной регрессии К = 0 985 ± 0 17

и 25 -1

3 24 ■

а 23 ■

а 22 -

<й 21 ■

20 ■

19 ■

18 -

17 ■

Я, = 0.82 ±0.16 Я2= 0.99 ±0.01 Я, = 0.99 ±0.01

0.7

0.9

1.1

Рис. 18. Взаимосвязь между среднегрупповыми значениями масс печени и тела интактных мышей линии Ва1Ь/с (I), а также спустя месяц после предварительного введения 0.3% раствора твин-80 в 10% водном ацетоне за 30 мин до облучения в дозе 4Гр (2) и 5 Гр (3).

1.3 1.5

М печени, г

Й 80

ё 60

* 40 Н

Рис. 19. Взаимосвязь между % выживаемости мышей линии Ва1Ь/с спустя месяц после совместного действия 0,3% твина-80 в 10% водном ацетоне и рентгеновского излучения в дозах 4 Гр (1) и 5 Гр (2) и соотношением ФХ/ФЭ в группах возростного контроля.

1,2

1.4

1,6

1,8 ФХ/ФЭ

Данное предположение также подтверждают обнаруженные корреляции между процентом выживаемости животных и отношением ФХ/ФЭ в соответствующих группах, возрастного контроля (рис. 19). Следует обратить внимание что, коэффициент данной корреляции падает при уменьшении дозы облучения.

Таким образом, представленные данные позволяют предположить, что состав липидов печени играет важную роль в формировании ответа на совместное действие повреждающих факторов различной природы, направленного на обеспечение выживания животных, а предварительное воздействие малотоксичных химических агентов в малых дозах приводит к нарушению взаимосвязи «биологический эффект - доза» даже на физиологическом уровне. Выводы:

1. Установлена существенная зависимость коэффициентов корреляции и линейной регрессии взаимосвязей между различными показателями состава ФЛ, а также их среднегрупповьгх значений от характеристик липидов (АОА, количество пероксидов, способность разлагать пероксиды) печени и эритроцитов крови лабораторных животных. На мышах линии Ва1Ь/с (самцы 3 - 3,5 месяца) выявлено разделение параметров системы регуляции ПОЛ в печени на две группы в зависимости от степени окисленности или способности липидов разлагать пероксиды.

линии Balb/c (самцы) Выявлена взаимосвязь между индексом печени и количеством лизоформ в составе фосфолипидов, масштаб и характер которой существенно различается в зависимости от доли фосфатидилхолина в фосфолипидах печени мышей

3 Показано, что однократное воздействие малотоксичных химических агентов (твин-80 и ацетон) в малых дозах модифицирует интенсивность процессов ПОЛ в тканях, изменяет физико-химические характеристики и состав липидов, нарушает взаимосвязь между скоординированными в норме показателями, что вызывает длительный дисбаланс биохимических процессов в печени мышей линии Balb/c (самцы)

4 Изучено совместное действие 0 3 % твина - 80 в 10 % водном ацетоне и рентгеновского излучения в дозах 4 и 5 Гр на состав липидов печени мышей линии Balb/c (самцы) спустя месяц после воздействия Обнаружено нарушение линейной зависимости «биологический эффект - доза», обусловленное усилением действия острого рентгеновского излучения в дозах 4 и 5 Гр после предварительного введения малотоксичных химических агентов в малых дозах на состав липидов печени Обнаружено уменьшение различий масштаба корреляции между обобщенными показателями состава фосфолипидов печени после совместного действия изученных факторов

5 Обнаружена прямая корреляция между выживаемостью мышей линии Balb/c (самцы), облученных в дозах 4 и 5Гр после предварительного введения 0 3% тъина-80 в 10% водном ацетоне, и соотношением ФХ/ФЭ в фосфолипидах печени в группах возрастного контроля

6 При использовании автоматизированного комплексного анализа измеренных в ходе эксперимента показателей обнаружены количественные «взаимосвязи второго порядка», определяющие изменения характера и масштаба корреляций между биофизическими и морфофизиологическими показателями как в норме, так и после воздействия повреждающих факторов

Основное содержание работы изложено в публикациях:

1 Урнышева В В, Козлов MB, Шишкина JIH Влияние окислительных процессов в липидах на формирование биологических последствий совместного действия рентгеновского излучения и химических агентов // Радиац биология Радиоэкология, 2005 Т 45 №4 С 474-479

2 Шишкина ЛН, Счотряева MA, Козлов MB, Куиширева ЕВ, Духович Ф С, Носков В Г Противолучевые свойства 2,5-дифенилоксазола при рентгеновском облучении мышей в малой дозе И Радиац биология Радиоэкология, 2005 Т 45 №5 С 610-615

3 KozlovM V, Urnysheva V V, Shishkina L N "Influence of Low Toxic Chemical Agents as Low Doses on Oxidative Processes in Liver of Mice" // New aspects of biochemical physics pure and applied science / editor S D Varfolomeev at al //Nova Science Publishers New York, 2007 P 113 - 121

4 Козлов MB , Кушнирева E В , Урнышева В В , Таран Ю П, Шишкина Л H Влияние характеристик липидов на регуляцию биохимических процессов в печени и крови животных // Биофизика, 2007 Т 52 Вып 4 С 693 - 698

5 Козлов MB, Урнышева ВВ, Шишкина ЛН Влияние повреждающих факторов на содержание пероксидов и продуктов окисления в печени мышей // XI Междунар конф по химии органических и элементоорганических пероксидов М. 2003 С 189

6 Шишкина ЛН, Счотряева МА , Урнышева В В, Козлов MB, Кушнирева Е В Сравнительный анализ биологических последствий воздействия факторов радиационной и химической природы в широком диапазоне доз //в сб Медико-биологические проблемы противолучевой и противохимической защиты СПб ООО «Издательство Фолиант», 2004 С 175 - 176

7 Шишкина Л Н, Урнышева В В, С мотряева М А , Козлов MB, Кушнирева ЕВ Действие неблагоприятных экологических факторов на регуляцию процессов перекисного окисления лшшдов в биологических системах // Ш Съезд биофизиков России Тез докл Воронеж, 2004 TIIC 740 - 741

8 Козлов MB, Шишкина ЛН Влияние интенсивности окислительных процессов на состав липидов печени мышей при действии повреждающих факторов // XVI Симп «Современная химическая физика» Туапсе, 2004 С 221-222

9 Шишкина ПН, СмотряеваМА, Козлов MB, Урнышева В В, Кушнирева ЕВ, Меньшов В А, Хрустова HB, Шелудченко НИ, Кудяшева АГ, Загорская Н Г, Шевченко О Г Выявление общности и различий механизма и эффектов действия ионизирующей радиации и химических токсикантов в широком диапазоне доз на регуляцию окислительных процессов в системах разной степени сложности для оценки биологических последствий и поиска радиопротекторов и разработки тестов для мониторинга популяций животных, обитающих в условиях повышенного радиационного фона // Конф «Фундаментальные науки - медицине» Тез докл М, 2004 С 241-243

10 Козчов MB, Урнышева ВВ, Шишкина ЛН Оценка последствий совместного действия малотоксичных хим агентов и ионизирующего излучения на млекопитающих // The Third International Conference Ecological Chemistry Abstiacts Chishinau, Moldova 2005 P 285 - 286

И Козчов MB, Урнышева В В Шишкина ЛН Влияние малотоксичных химических агентов в малых дозах на окислительные процессы в печени мышей // V междунар молод конф ИБХФ РАН - ВУЗы «Биохимическая физика» Тез докл М 2005 С 89-92

12 Шишкина ЛН, С мотряева МА, Козчов MB, Урнышева ВВ, Меньшов В А, Хрустова HB, Кушнирева ЕВ, Шелудченко НИ, Кудяшева АГ, Загорская НГ Выявление общности и различий механизма и эффектов действия ионизирующей радиации и химических токсикантов в широком диапазоне доз на регуляцию окислительных процессов в системах разной степени сложности для оценки биологических последствий воздействия и мониторинга популяций животных, обитающих в условиях повышенного радиационного фона // Итог конф «Фундаментальные науки - медицине» Тез докл М 2005 С 215-217

13 Козлов МВ, Урнышева ВВ, Шишкина ЛН Влияние окислительных процессов в липидах на формирование последствий совместного действия радиации и химических агентов // Тез докл междунар конф «Биорад -2006» Сыктывкар, 2006 С 158 - 159

14 Козлов МВ, Урнышева В В, Шишкина ЛИ Сочетанное влияние острого рентгеновского излучения и химических агентов на параметры перекисного окисления липидов в тканях мышей // V съезд по радиационным исследованиям Тез докл М 2006 Т 2 С 12

15 Шишкина ЛИ, Смотряева МА, Козлов МВ, Меньшов ВА, Хрустова НВ, Урнышева В В, Шелудченко НИ, Куигнирева ЕВ, Кудяшева АГ, Загорская ИГ, Шевченко О Г «Значимость исходных показателей системы регуляции перекисного окисления липидов для формирования биологических последствий воздействия повреждающих факторов» // Фундаментальные науки - медицине Тез докл М 2006 С 164-165

16 Козчов МВ, Хрустова НВ, Шишкина ПН Влияние кинетических характеристик липидов на начальные стадии автоокисления меишолеата // «Окисление, окислительный стресс, антиоксиданты» Всерос конф молодых ученых и II школа им акад Н М Эмануэля Тез докл, М 2006 С 112-113

17 Шишкина Л Н, Смотряева МА , Козлов МВ, Меньшов В А , Мазалецкая ЛИ, Хрустова НВ, Шелудченко НИ, Кушнирева ЕВ, Климович МА, Кудяшева АГ, Загорская НГ, Шевченко О Г «Значимость исходных показателей системы регуляции окислительных процессов в тканях для формирования биологических последствий воздействия ионизирующей радиации и химических агентов в широком диапазоне доз на организм» // Фундаментальные науки - медицине Тез докл 2007 М «Слово» С 182 —

18 Козлов МВ, Шишкина ЛИ Взаимосвязь характеристик липидов с биосинтетическими процессами в липидах мышей // XIX Симпозиум «Современная химическая физика» Тез докл 2007 С 325 - 326

183

Подписано в печать 03 марта 2008 г

Формат 60x90/16

Объем 1,4 п л

Тираж 100 экз

Заказ №030308112

Оттиражировано на ризографе в ООО «УниверПринт» ИНН/КПП 7728572912Y772801001

Адрес 117292, г Москва, у л Дмитрия Ульянова, д 8, кор 2 Тел 740-76-47, 125-22-73 http //www univeipnnt ru

Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Козлов, Михаил Васильевич

Глава 1. Литературный обзор

1.1. (Биологические ритмы, зависимость циклического изменения показателей от условий окружающей среды.

1.2. Липиды, шс роль и роль процессов ие перекисного окисления в жизнедеятельности биологические организмов.

1.3. Использование параметров физико-химической системы регуляции перекосного окисления липидов для оценки биологические последствий воздействия ионизирующего излучения и другие повреждающие факторов.

Глава 2. Материалы и методы исследования.

2.1. (Введение еимическуе. агентов, моделирующие антропогенное воздействие.

2.2. (Радиобиологические эксперименты.

2.3. (Выделение липидов.

2.4. Лнализ содержания продуктов, реагирующие с 2-тобарбитуровой Кислотой.

2.5. Лнализ содержания белка.

2.6. количественное определение состава фосфолипидов методом тонкослойной Хроматографии.

2.7. Методика йодометрического определения пероксидов.

2.8. Определение стеринов в пробое-.

2.9. Статистическая обработка -результатов.

Глава 3. Результаты и их обсуждение.

3.1. (Влияние характеристик липидов на взаимосвязь мелфу показателями состава фосфолипидов в тканях, интактнъис животных.

3.2. Сезонная вариабельность показателей физико-химической системы регуляции JTOJI.

3.3. ^Модификация параметров физико-химической системы регуляции 7ЮЛ малотоксичными химическими агентами в малыхдозах.

3.4. действие ионизирующего облучения в сублетальных дозах на параметры системы регуляции 9Х0Л в тканях мышей линии <ВаСб/с.

3.5. формирование биологических последствий острого рентгеновского облучения предварительным воздействием малотоксичными химическими агентами в малыхдозах.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Влияние характеристик липидов на функционирование физико-химической системы регуляции перекисного окисления липидов"

Бурное развитие мембранологии с начала 70-х годов позволило обосновать биологическую важность свободнорадикальных реакций, протекающих в разных компартментах клетки, в регуляции клеточного метаболизма в норме {Владимиров и др., 1972; Бурлакова и др., 1975; Бурлакоеа, Храпоеа, 1985; Frankel, 1987; Membrane Lipid Oxidation, 1991; Hensley et ah, 2000). Однако, несмотря на обилие работ в области свободнорадикальных исследований, выяснение детального механизма влияния физико-химических свойств липидов на регуляцию биохимических процессов в органах и тканях животных, по-прежнему, является актуальным, вследствие участия процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) в формировании биологических последствий воздействия на организм повреждающих факторов физической и химической природы {Владимиров и др., 1972; Бурлакова и др., 1975; Гончаренко и др., 1980; Oxidative Stress, 1985; Барабой и др., 1991; Membrane Lipid Oxidation, 1991; S.-Rozca, Salanki, 1994; Hensley at ah, 2000; Shtamm et ah, 2002; Шишкина, Бурлакова, 2005). Способность липидов принимать участие в реакциях автоокисления при физиологических температурах на стадиях зарождения радикалов и продолжения цепи окисления {Шишкина и др., 1996; Шишкина, Хрустова, 2006) позволяет предположить влияние физико-химических свойств липидов на координацию взаимосвязей между различными показателями в тканях, различающимися интенсивностью процессов ПОЛ. Несмотря на то, что известно участие липидов в важнейших метаболических процессах {Бурлакова и др., 1975; Oxidative Stress, 1985; Степанов и др., 1991; Membrane Lipid Oxidation, 1991; Graber et ah, 1994; Климов, Никульчева, 1995; English, 1996; Ghosh et ah, 1997; Дятловитская, Безуглов, 1998; Мартынова, 1998; Проказова и др., 1998), а также в развитии дегенеративных изменений и апоптоза {Алесенко и др., 1998; Kagan et ah, 2000; McMillin, Dowhan, 2002; Дудник, 2004), на сегодняшний день практически отсутствуют данные о количественных взаимосвязях между показателями ПОЛ и морфофизиологическими параметрами, позволяющими судить о напряженности обменного баланса в организме (Безелъ, 2006).

Как известно, факторы окружающей среды, оказывая постоянное воздействие на организм, (Даренская и др., 1973; Шишкина и др., 1974; Рогачееа и др., 1983; Оленев, 1989; Ораевский и др., 1998; Шилова, 1999; Шишкина, Смотряева, 2000; Кудяшева и др., 2004) могут изменять функциональное состояние организма, антиоксидантный (АО) статус в тканях, интенсивность процессов ПОЛ и реакцию на действие различных факторов, в том числе и на действие ионизирующей радиации. Тем не менее, до сих пор остается мало изученным влияние исходных физико-химических свойств липидов при формировании биологического ответа организма на действие повреждающих факторов разной природы, в то время как изучение биологических последствий совместного действия ионизирующего излучения и химических агентов приобретает особую актуальность вследствие усиления экологического пресса на биоту и роста числа технологических катастроф, связанных, в том числе, и с радиохимическими производствами. В частности, имеются лишь единичные исследования влияния состояния параметров физико-химической системы регуляции ПОЛ в тканях животных на формирование биологического ответа организма при совместном действии малотоксичных химических агентов в малых дозах и рентгеновского излучения в сублетальных и летальных дозах (Урнышева, 2004; Урнышева и др., 2004).

В связи с изложенным, целью данной работы явилось изучение влияния характеристик липидов на регуляцию биохимических процессов в тканях с разной интенсивностью ПОЛ, а также влияния исходного состояния параметров физико-химической системы регуляции ПОЛ в тканях животных на формирование биологических последствий воздействия малотоксичных химических агентов в малых дозах и острого рентгеновского облучения.

Для достижения цели работы были поставлены следующие задачи:

1. изучить влияние физико-химических характеристик липидов (антиокислительная активность, АОА; количество пероксидов, [ROOH]o; способность разлагать пероксиды, АПА;) на характер и масштаб взаимосвязей между различными показателями на физиологическом и биохимическом уровнях в норме;

2. сопоставить влияние характеристик липидов на взаимосвязь между обобщенными показателями состава фосфолипидов в печени лабораторных животных при модификации процессов ПОЛ введением поверхностно-активного вещества твин-80 и ацетона в малых дозах;

3. изучить влияние окислительных процессов в липидах на состав липидов в печени мышей линии Balb/c после совместного действия малотоксичных твина-80 и ацетона в малых дозах и рентгеновского излучения в сублетальных и летальных дозах при разной интенсивности процессов ПОЛ в тканях контрольных групп животных;

4. провести детальный анализ измеренных показателей в норме и при действии повреждающих факторов для выявления количественных взаимосвязей между изменением параметров системы регуляции ПОЛ и исходным уровнем физико-химических свойств липидов.

Научная новизна работы:

Экспериментально установлена существенная зависимость характера и масштаба взаимосвязей между различными показателями состава фосфолипидов, а также среднегрупповых значений данных показателей от характеристик липидов (АОА, [ROOH]o, АПА) печени и эритроцитов крови лабораторных интактных животных. Показано, что однократное воздействие малотоксичных твин-80 и ацетона в малых дозах модифицирует интенсивность процессов ПОЛ в печени, изменяет физико-химические характеристики липидов и взаимосвязь между скоординированными в норме показателями, вызывая дисбаланс биохимических функций в печени мышей линии Balb/c.

Совместное действие 0.3 % твина - 80 в 10 % водном ацетоне и рентгеновского излучения в дозах 4 и 5 Гр нарушает линейную зависимость «радиобиологический эффект - доза», что обусловлено усилением действия острого рентгеновского излучения в дозах 4 и 5 Гр после предварительного введения малотоксичных химических агентов в малых дозах на состав липидов печени. Обнаружено уменьшение различий масштаба корреляции между обобщенными показателями состава фосфолипидов печени после совместного действия изученных факторов в группах мышей с разным АО статусом тканей.

Комплексный анализ сезонных колебаний среднегрупповых значений параметров системы регуляции ПОЛ в печени и морфометрических показателей мышей линии Balb/c позволил классифицировать измеренные показатели по степени их зависимости от окисленности липидов, а также выявить количественные взаимосвязи между морфофизиологическими показателями и составом фосфолипидов, при этом масштаб и характер полученных корреляций существенно различается в зависимости физико-химических характеристик липидов печени мышей. Положения выносимые на защиту:

1. степень ненасыщенности липидов, их способность разлагать пероксиды, обеспеченность липидов антиоксидантами, интенсивность процессов ПОЛ в печени мышей линии Balb/c оказывают существенное влияние как на процессы деградации и биосинтеза липидов, так и на индекс данного органа;

2. предварительное введение малотоксичных поверхностно-активных веществ (ПАВ) и ацетона в малых дозах усиливает повреждающее действие острого рентгеновского излучения в сублетальных и летальных дозах на состав липидов печени мышей, при этом линейная зависимость «радиобиологический эффект - доза облучения» отсутствует;

3. выявлены количественные «взаимосвязи второго порядка», определяющие изменения характера и масштаба корреляций между биофизическими и морфофизиологическими показателями как в норме, так и после совместного действия химических и физических факторов; 4. выживаемость мышей линии Balb/c после совместного действия 0.3 % твина - 80 в 10 % водном ацетоне и рентгеновского излучения в дозах 4 и 5 Гр зависит от соотношения основных фракций фосфолипидов (ФЛ) печени в группах возрастного контроля. Научно-практическая значимость:

Полученные данные расширяют представление о биологических последствиях воздействия малотоксичных химических агентов в малых дозах, рентгеновского излучения в сублетальных дозах, а также совместного действия твина-80, как модельного ПАВ и малотоксичного ацетона в малых дозах и рентгеновского излучения в сублетальных и летальных дозах на живые организмы. Результаты исследований позволяют выявить информативные показатели, в том числе и морфофизиологические, для оценки функционирования сложных систем. Экспериментально обнаруженная взаимосвязь между выживаемостью мышей линии Balb/c и соотношением основных фракций фосфолипидов печени в группах возрастного контроля способствует разработке критериев для выявления групп риска среди категорий населения с разным АО статусом, что представляет несомненный теоретический и практический интерес для экологии и медицины.

Заключение Диссертация по теме "Биофизика", Козлов, Михаил Васильевич

Выводы:

1. Установлена существенная зависимость коэффициентов корреляции и линейной регрессии взаимосвязей между различными показателями состава ФЛ, а также их среднегрупповых значений от характеристик липидов (АОА, количество пероксидов, способность разлагать пероксиды) печени и эритроцитов крови лабораторных животных. На мышах линии Balb/c (самцы 3-3,5 месяца) выявлено разделение параметров системы регуляции ПОЛ в печени на две группы в зависимости от степени окисленности или способности липидов разлагать пероксиды.

2. Проведен комплексный анализ сезонных колебаний среднегрупповых значений параметров системы регуляции ПОЛ и изучено влияние характеристик липидов на морфофизиологические показатели печени мышей линии Balb/c (самцы). Выявлена взаимосвязь между индексом печени и количеством лизоформ в составе фосфолипидов, масштаб и характер которой существенно различается в зависимости от доли фосфатидилхолина в фосфолипидах печени мышей.

3. Показано, что однократное воздействие малотоксичных химических агентов (твин-80 и ацетон) в малых дозах модифицирует интенсивность процессов ПОЛ в тканях, изменяет физико-химические характеристики и состав липидов, нарушает взаимосвязь между скоординированными в норме показателями, что вызывает длительный дисбаланс биохимических процессов в печени мышей линии Balb/c (самцы).

4. Изучено совместное действие 0.3 % твина - 80 в 10 % водном ацетоне и рентгеновского излучения в дозах 4 и 5 Гр на состав липидов печени мышей линии Balb/c (самцы) спустя месяц после воздействия. Обнаружено нарушение линейной зависимости «биологический эффект - доза», обусловленное усилением действия острого рентгеновского излучения в дозах 4 и 5 Гр после предварительного введения малотоксичных химических агентов в малых дозах на состав липидов печени. Обнаружено уменьшение различий масштаба корреляции между обобщенными показателями состава фосфолипидов печени после совместного действия изученных факторов.

5. Обнаружена прямая корреляция между выживаемостью мышей линии Balb/c (самцы), облученных в дозах 4 и 5Гр после предварительного введения 0.3% твина-80 в 10% водном ацетоне, и соотношением ФХ/ФЭ в фосфолипидах печени в группах возрастного контроля.

6. При использовании автоматизированного комплексного анализа измеренных в ходе эксперимента показателей обнаружены количественные «взаимосвязи второго порядка», определяющие изменения характера и масштаба корреляций между биофизическими и морфофизиологическими показателями как в норме, так и после воздействия повреждающих факторов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Обобщив данные, полученные в ходе экспериментов на мышах линии Balb/c, можно видеть, что физико-химические характеристики липидов имеют четкие количественные взаимосвязи с параметрами системы регуляции ПОЛ уже на среднегрупповом уровне в норме. Так, например, нами была обнаружена прямая линейная корреляция между соотношением сумм более легко- и более трудноокисляемых фракций ФЛ и содержанием в гомогенате печени ТБК -активных продуктов, являющихся вторичными продуктами окисления липидов (рис 3.24). Коэффициент линейной регрессии для данной корреляции составил b = 2.81. Наличие этой взаимосвязи соответствует и литературным данным (Владимиров и др., 1972; Frankel, 1980, 1987; Бурлакова, Храпова, 1985), где было показано, что основным субстратом ПОЛ являются ФЛ. Необходимо отметить и следующее обстоятельство: в среднем по группам была обнаружена обратная линейная корреляция между соотношением сумм более легко- и более трудноокисляемых фракций ФЛ (данный параметр характеризует способность липидов к окислению) и стационарной концентрацией фосфолипидов в составе общих липидов печени (рис. 3.25), с коэффициентом линейной регрессии b = -0.009. Это также подтверждает положение о ФЛ как о субстрате окислительных реакций.

Детальный анализ взаимосвязей, проведенный при помощи разработанных нами алгоритмов, среди изученных параметров позволил выявить корреляцию между коэффициентом линейной регрессии для взаимосвязей ЕЛОФЛ/ХТОФЛ и ФХ/ФЭ и долей фосфолипидов в составе общих липидов печени опытных групп животных.

1=5 е о н Н е §

0,95 0,9 0,85 0,8 0,75 0,7 0,65 0,6

R = 0.98 ± 0.02 0

0,02 0,04

0,06 0,08 0,1 0,12 [ТБК-АЛ], нмоль/мг белка

Рис. 3.24 Взаимосвязь между среднегрупповыми значениями соотношения сумм более легко - и более трудноокисляемых фракций ФЛ и содержания ТБК - активных продуктов в печени контрольных мышей линии Balb/c.

Ч 1'2 е о

Н 1 W е о,8 о t? w 0,6

0,4

0,2 0

R =0.9 ±0.1

25 30 35 40 45 50 55 60

ФЛ,%ЬР

Рис. 3.25 Взаимосвязь между среднегрупповыми значениями соотношения ИЛОФЛ / ЕТОФЛ и стационарной концентрацией ФЛ в составе общих липидов печени контрольных мышей линии Balb/c. t=i e

80 70 60 50 40 30 20 10 0

R1 =0.85 ±0.14 R2 = 0.94 ± 0.06

-0,5

-0,45

-0,4

-0,35

-0,3

-0,25

-0,2 b

Рис. 3.26. Влияние содержания ФЛ в составе общих липидов печени мышей линии Balb/c на коэффициент линейной регрессии обратной корреляции 2ЛОФЛ/ИТОФЛ и ФХ/ФЭ спустя месяц после совместного действия 0,3% твина-80 в 10% водном ацетоне и рентгеновского излучения в дозах 4 Гр (1) и 5 Гр (2).

ROOH]0, ммоль/г

Рис. 3.27 Взаимосвязь между содержанием пероксидов в общих липидах печени контрольных мышей линии Balb/c и их массой в среднем по группам.

Из рис. 3.26 видно, что такая обратная корреляция обнаруживается при совместном действии 0.3% твина-80 в 10% водном ацетоне и рентгеновского облучения в дозах и 4, и 5 Гр. Причем облучение мышей в дозе 5 Гр после предварительного введения малотоксичных химических агентов вызывает рост коэффициента линейной регрессии более чем в два раза по сравнению с аналогичным значением при облучении в дозе 4 Гр. Коэффициент корреляции данной взаимосвязи также падает при уменьшении дозы облучения, а в контрольных группах такая корреляция, вообще не выявлена.

Из анализа полученных результатов следует, что физико-химические свойства липидов оказывают влияние на биохимические процессы в печени контрольных мышей, что проявляется даже на физиологическом уровне. Данный факт иллюстрирует обнаруженная прямая линейная корреляция между среднегрупповыми значениями содержания пероксидов в липидах печени и массой тела животных (рис. 3.27).

Использование автоматизированного анализа позволило обнаружить, что физиологические параметры количественно взаимосвязаны и с составом липидов. Так, обратная корреляция была выявлена между индексом печени параметром, характеризующем функциональную активность органа (Шварц и др., 1968; Безель, 2006), и мольным отношением количества стеринов и ФЛ в липидах печени, с коэффициентом линейной регрессии b = 0.126 (рис 3.29). В соответствии с данными литературы {Климов, Никулъчева, 1995; Шишкина, 2003; Swapna, et al., 2006), рассматриваемое соотношение [ХС]/[ФЛ] является одним из параметров, характеризующим структурное состояние мембранной системы органа. Для данного отношения была также обнаружена прямая линейная корреляция с содержанием лизоформ ФЛ с коэффициентом корреляции R = 0,967 ± 0,032 и коэффициентом линейной регрессии b = 0,15. к 3 3 2

26 24 22 20 18 16 14 12 10 о

R =0.965 ±0.031

0,002 0,004 0,006 0,008 0,01

ROOHJo, ммоль/г

Рис. 3.28 Взаимосвязь между содержанием пероксидов в общих липидах печени контрольных мышей линии Balb/c и их массой для эксперимента № 4, проведенного в ноябре 2003г.

60 и1 и а 56

R = 0,977 ±0,023

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8

ХС]/[ФЛ]

Рис. 3.29. Взаимосвязь между среднегрупповыми значениями индекса печени и мольным отношением стерины / фосфолипиды в липидах печени контрольных мышей линии Balb/c.

Наличие этих корреляций позволяло предположить существование взаимосвязи между индексом печени и количеством лизоформ ФЛ. Действительно, такая обратная линейная корреляция была обнаружена (рис. 3.30, А) с коэффициентом линейной регрессии b = -3,36. Следует отметить, что в литературе имеются только единичные данные о взаимосвязи состава липидов с физиологическими параметрами, такими как массы тела и органов (Couture, Hulbert, 1995; Lund et al., 2003).

Как известно, взаимосвязи между различными показателями у индивидуумов внутри группы и связи среднегрупповых значений этих же показателей между различными группами не всегда совпадают. Например, внутри групп обратная корреляция между величинами содержания пероксидов в липидах печени и массой тела интактных мышей линии Balb/c (самцы) была обнаружена только для эксперимента, проведенного в ноябре 2003г. (рис 3.28), в котором липиды печени характеризовались самым низким уровнем пероксидов (таб. 3.3).

Однако корреляции между индексом печени и долей лизоформ в составе ФЛ были обнаружены и на среднегрупповом уровне, и внутри большинства исследуемых групп. Причем масштаб и характер этих корреляций для разных экспериментов существенно отличается (рис. 3.30, Б). Это позволяет предположить, что зависимость индекса печени от доли ЛФХ в составе ее ФЛ имеет более сложный характер. Лизоформы ФЛ печени контрольных мышей представлены преимущественно лизофосфатидилхолином, являющимся продуктом метаболизма ФХ - основного компонента ФЛ всех эукариотических клеток. Лизофосфатидилхолин образуется в результате воздействия на ФХ как фосфолипазы А2, так и лецитин-холестерин-ацилтрансферазы, переносящей жирнокислотный остаток с ФХ на холестерин. Активаторами фосфолипазы А2 являются пероксиды ФЛ (Брокерхоф, Дженсен, 1978; Goni, Alonso, 1999). А О 3

4 5

ЛФХ, %Р

1 - опыт № 3,4 (АПА)

2 - опыт № 1 ж О

8 10 12 14 16

ЛФХ, %Р

Рис. 3.30. Взаимосвязь между индексом печени и долей лизоформ в составе фосфолипидов в разных экспериментах (А) и внутри опытных групп (Б).

Тем не менее из рис. 3.30, Б видно, что характер полученных корреляций не зависит от степени окисленности липидов или их способности разлагать пероксиды: корреляционная прямая для случая, когда липиды печени обладают АПА, имеет сходный характер с аналогичной корреляцией для опыта 1, в котором липиды печени содержали пероксиды.

Продуктами фосфолипазной реакции, помимо ЛФХ, являются и свободные жирные кислоты, в частности арахидоновая кислота. При этом повышение концентрации ЛФХ способствует усилению клеточной пролиферации (Проказова и др., 1998; Торховская и др., 2007), а арахидоновая кислота усиливает апоптоз (Сергеева, Варфоломеева, 2006). Возможно, именно соотношение концентраций ЛФХ и арахидоновой кислоты в липидах и является одним из факторов, определяющих индекс печени. Для изучения степени зависимости характера и масштаба корреляций между индексом печени и относительным содержанием в ней лизоформ ФЛ от характеристик липидов, при помощи специально разработанных нами модулей прикладных программ был проведен автоматизированный анализ усредненных внутригрупповых линий тренда. Такой анализ данных действительно позволил нам выявить зависимость параметров рассматриваемых корреляций от характеристик липидов. Так, была установлена прямая корреляционная взаимосвязь между коэффициентом линейной регрессии данных параметров (1печ. - > %ЛФХ) и мольным отношением [ХС]/[ФЛ] в липидах печени (рис. 3.31). Также в ходе многофакторного анализа данных нами была обнаружена зависимость характеристик липидов и степени взаимосвязи между индексом печени и относительным содержанием в ней лизоформ ФЛ, а именно: между коэффициентом корреляции данных параметров и количеством пероксидов в липидах печени. Из рис. 3.32 видно, что данная зависимость представляет собой обратную корреляцию, с коэффициентом линейной регрессии b = - 5,23.

Рис. 3.31 Взаимосвязь между коэффициентом линейной регрессии корреляционных зависимостей «индекс печени - доля лизоформ» и мольным отношением стерины / фосфолипиды в липидах печени контрольных мышей линии Balb/c.

ROOH]o, ммоль/г

Рис. 3.32 Взаимосвязь между коэффициентом корреляции зависимостей «индекс печени - доля лизоформ» и количеством пероксидов в липидах печени контрольных мышей линии Balb/c.

Такой же метод анализа был применен и для более подробного изучения рассмотренной выше корреляции между значениями содержания пероксидов в липидах печени и массой тела контрольных мышей. Несмотря на то, что достоверная корреляция была обнаружена только внутри одной группы мышей, данный метод позволил установить тенденцию увеличению коэффициента корреляции между данными параметрами с ростом стационарной концентрации фосфолипидов в составе общих липидов печени. Важность количества ФЛ в регуляции биохимических процессов в организме может быть обусловлена тем, что активность ферментов синтеза ФХ существенно зависит от интенсивности ПОЛ (Sipione et al., 1996). С другой стороны на клетках микроорганизмов разных видов обнаружена зависимость между содержанием ФЛ и вязкостью клеточных мембран (.Меньшов и др., 1993; Шишкина, 2003)

Таким образом, совокупность полученных данных экспериментально подтверждает наличие тесной взаимосвязи между интенсивностью процессов ПОЛ и составом фосфолипидов печени мышей линии Balb/c в группах возрастного контроля, проявляющуюся, в свою очередь, даже на морфофизиологическом уровне. Полученные результаты могут быть объяснены тем, что лизоформы ФЛ, являясь медиаторами в различных регуляторных процессах, могут вызывать множество клеточных ответов, в том числе митогенез, миграцию клеток, влиять на жизнеспособность клеток, инициируя и регулируя их пролиферацию {Грибанов, 1991; Торховская и др., 2007).

Анализ среднегрупповых показателей показал, что спустя месяц после совместного воздействия на животных 0.3% твина-80 в 10% водном ацетоне и рентгеновского облучения в сублетальных дозах 4 и 5 Гр сохраняется только одна аналогичная контролю взаимосвязь. Так при облучении в обеих дозах была обнаружена корреляция между среднегрупповыми значениями количества пероксидов в липидах печени и массой тела мышей. Кроме того, несмотря на то, что в группах возрастного контроля между среднегрупповыми значениями количества пероксидов в липидах печени и ее массы была обнаружена только тенденция к положительной корреляции (R = 0.77 ± 0.2), при облучении в дозе 5 Гр между данными показателями была обнаружена достоверная положительная корреляция с коэффициентом R = 0.99 ± 0.11 и коэффициентом линейной регрессии 9.16. Интересно отметить, что при облучении в дозе 4 Гр взаимосвязь между данными параметрами также была установлена, однако она является обратной с коэффициентом линейной регрессии b = -13.36 и коэффициентом корреляции R = 0.998. Из представленных данных можно предположить, что при предварительном введении малотоксичных химических агентов и облучении в дозе как 4 Гр, так и 5 Гр существует прямая линейная корреляция между среднегрупповыми значениями массы печени и массы мыши. Действительно, взаимосвязь между этими показателями была установлена при облучении в обеих дозах (рис 3.33). Как видно из рис. 3.33, при облучении в дозе 4 Гр коэффициент линейной регрессии b = 43, что более чем в восемь раз превышает данный показатель для линии тренда интактного возрастного контроля, в то время как коэффициент линейной регрессии при облучении в 5 Гр выше контрольного значения лишь в 1,67 раза.

Использование автоматизированного анализа позволило выявить зависимость характера взаимосвязи ЕЛОФЛ/ЕТОФЛ - ФХ/ФЭ и от исходного уровня параметров при совместном действии малотоксичных химических агентов в малых дозах и рентгеновского облучения в дозе 4 Гр. Так, обнаружена прямая корреляция между коэффициентом корреляции взаимосвязи 2ЛОФЛ/ХТОФЛ - ФХ/ФЭ и среднегрупповым значением индекса печени в норме (рис. 3.34).

Данное предположение также подтверждают обнаруженные корреляции между процентом выживаемости животных и отношением ФХ/ФЭ в соответствующих группах возрастного контроля (рис. 3.35).

25 24 23 22 21 20 19 18 17

0,7

Rj = 0.82 ±0.16 R2 = 0.99 ±0.01

0,8

0,9 1

1,1

1,2

1,3

1,4 1,5

Мпечени, г

Рис. 3.33. Взаимосвязь между среднегрупповыми значениями масс печени и тела интактных мышей линии Balb/c (1), а также спустя месяц после предварительного введения 0.3% раствора твин-80 в 10% водном ацетоне за 30 мин до облучения в дозе 4Гр (2) и 5 Гр (3). 0 1 I о н о ч W

1,1 1

0,9 0,8 0,7 0,6

R = 0.985 ±0.17

58 59

I печ, %о

Рис. 3.34 Взаимосвязь между коэффициентом корреляции зависимостей «ЕЛОФЛ/ХТОФЛ - ФХ/ФЭ» после совместного действия 0.3% раствора твин-80 в 10% водном ацетоне и рентгеновского облучения в дозах 4 Гр и среднегрупповым значением индекса печени в норме.

1 1.1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8

ФХ/ФЭ

Рис. 3.35. Взаимосвязь между % выживаемости мышей линии Balb/c спустя месяц после совместного действия 0,3% твина-80 в 10% водном ацетоне и рентгеновского излучения в дозах 4 Гр (1) и 5 Гр (2) и соотношением ФХ/ФЭ в группах возростного контроля.

Следует обратить внимание что, как и для взаимосвязи между коэффициентом линейной регрессии и долей ФЛ в составе общих липидов (рис. 3.26), коэффициент корреляции зависимости процента выживаемости животных от отношения ФХ/ФЭ падает при уменьшении дозы облучения.

Таким образом, представленные данные позволяют предположить, что состав липидов печени играет важную роль в формировании ответа на совместное действие повреждающих факторов различной природы, направленный на обеспечение выживания животных, а предварительное воздействие малотоксичных химических агентов в малых дозах приводит к нарушению взаимосвязи «биологический эффект - доза» даже на физиологическом уровне.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Козлов, Михаил Васильевич, Москва

1. Агаджанян Н.А. Биоримы, спорт, здоровье / Н.А.Агаджанян, Н.Н.Шабатура; М.: Физическая культура и спорт, 1989. С. 183 194.

2. Агаджанян, Н.А. О физиологических механизмах биологических ритмов / Н.А.Агаджанян, А.А.Башкиров, И.Г.Власова // Успехи физиологических наук. 1987. Т. 18. №4. С. 9 -13.

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

4. Алесенко А.В. Функциональная роль сфингозина в индукции пролиферации и гибели клеток // Биохимия. 1998. Т.63. Вып.1. С.75-82.

5. Алесенко А.В., Дубинская Н.И., Бурлакова Е.Б. Суточные колебания антиокислительной активности липидов и суточный ритм митозов органов интактных мышей // Биофизика. 1971. Т. XVI. Вып. 3. С. 476 -481.

6. Алесенко А.В., Соловьев А. С., Терентъев А.А., Хренов А.В. Роль продуктов сфингомиелинового цикла в развитии апоптоза, индуцированного через рецепторы Fas, и фактора некроза опухоли альфа // Изв. РАН. Сер. биол. 1998. N. 2. С. 157 166.

7. Алов И.А. Суточные различия реакций клеток на факторы, изменяющие митотическую активность // Усп. сов. биол. 1978. Т. 86. Вып. 2(5). С 216 -226.

8. Анисимов В.Н. Средства профилактики преждевременного старения// Успехи геронтологии. 2000 Вып. 4. С. 55 74.

9. Анисимов и др. Влияние мелатонина и эпиталамина на активность системы антиоксидантной защиты у крыс / Докл. РАН 1997. Т. 352. № 6. С. 831 -833.

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

11. Apucmapxoea С.А., Бурлакова Е.Б., Шелудченко Н.И. К вопросу о роли фосфатидилхолина в регуляции перекисного окисления липидов микросом // Биохимия. 1979. Т. 44. Вып. 4. С. 738 740.

12. Архипова Г.В., Бурлакова Е.Б. О роли изменений состава липидов при лучевом поражении и действии радиопротекторов // Радиобиология. 1974. Т. 14. №6. С. 828-832.

13. Бакумцев Н.И., Иванов Ю.Н. Фундаментальные основы ритмодинамики. -URL: http://wint.decsy.m/mirit/RD01/INDEX/HTML/Titl3 fllyinRu.htm.

14. Балли М.Б., Бестерлинг Б., Брейлсфорд Дж.Д. и др. Текучесть мембраны в биологии: концепции мембранной структуры // Под ред. Р. Элойза; Киев: Наук. Думка. 1989. 313с.

15. Барабой В.А., Орел В.Э., Карнаух КМ. Перекисное окисление липидов и радиация / Отв. ред. Д.М. Гродзинский. // Киев: Наук, думка, 1991. 256 с.

16. Безель B.C. «Экологическая токсикология: популяционный и биоценотический аспекты» / под ред. Воробейчика Е.Л. // Екатеринбург: «Тощинский», 200. 280 с.

17. Бейли Н. Статистические методы в биологии. М.: Мир, 1964. 256 с.

18. Биологические мембраны. Методы / Под ред. Дж. Б. Финдлея, У. Г. Эванза. // М.: Мир, 1990.424с.

19. Биологические ритмы / под ред. Ашоффа Ю. // М.: Мир, 1984. Т. 1. 263 с.

20. Биологические ритмы / под ред. Ашоффа Ю. // М.: Мир, 1984. Т. 2. 263 с.

21. Болдырев А.А. Функциональная активность №,К-АТФазы тканей в норме и при патологиях // Укр. биохим. журн., 1992. Т. 64. N. 5. С. 3 10.

22. Болдырев А.А., Лопина О.Д., Прокопъева БД. Мембранные липиды как регуляторы межбелковых взаимодействий. // Нейрохимия. 1985. Т. 4. N. 1. С. 80-95.

23. Брин Э. Ф. Травин С. О. Моделирование механизмов химических реакций. // Хим. физика, 1991. Т. 10. № 6. С.830 837.

24. Брокерхоф X, Дженсен Р. Липолитические ферменты. М.: Мир, 1978. 280 с.

25. Булкин, В.А. Ребриков В.П. Динамика спортивной дееспособности в свете теории о биоритмах // Теория и практика физической культуры, 1977. № 4. С. 28-29.

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

27. Бурлакова Е.Б., Алесенко А.В., Молочкина Е.М., Палъмина Н.П., Храпова Н.Г. Биоантиоксиданты в лучевом поражении и злокачественном росте. // М.: Наука, 1975. 314 с.

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

29. Бурлакова Е.Б., Иваненко Г.Ф., Шишкина Л.Н. Вклад антиоксидантов и эндогенных тнолов в обеспечение радиорезистентности организма. // Изв. АН СССР. Сер. биол., 1985. № 4. С. 588 593.

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

31. Бурлакова Е.Б., Крашаков С А., Храпова Н.Г. Кинетические особенности токоферолов как антиоксидантов. // Хим. физика, 1995. Т. 14. №10. С. 151182.

32. Бурлакова Е.Б., Мазалецкая Л.И., Шелудченко Н.И., Шишкина Л.Н. Ингибирующее действие смесей фенольных антиоксидантов и фосфатидилхолина. // Изв. РАН. Сер. химич., 1995. № 6. С. 1053 1059.

33. Бурлакова Е.Б., Молочкина Е.М., Пальмина Н.П., Слепухина Л.В. Изменение антиокислительной активности липидов при старении. // Вопр. мед. хим., 1976. Т. 22. № 4. С. 541 546.

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

35. Бурлакова Е.Б., Шишкина Л.Н. Репарация клеточных мембран и ее значение в лучевом поражении // Проблемы природной и модифицированной радиочувствительности., М.: Наука, 1983. С. 29-43.

36. Бутенко Г. М., Лабунец И. Ф., Коркушко О. В. и др. Мелатонин и ритмы функций иммунной и эндокринной систем у пожилых людей // Клиническая геронтология, 2004. Т. 10. N. 12. С. 8 12.

37. Верхошанский, Ю.В. Принципы организации тренировки спортсменов высокого класса в годичном цикле. / Ю.В.Верхошанский // Теория и практика физической культуры., 1991. № 2. С. 24 31.

38. Владимиров Ю.А., Арчаков А.И. Перекисное окисление липидов в биологических мембранах. // М.: Наука, 1972. 252 с.

39. Волкова Е.С. Экспериментальное моделирование патологии печени и механизмы ее коррекции: Автореф. Дис. на соиск. уч. степ. док. биол. наук. // Башкир, гос. аграр. ун-т. Уфа., 2002. 40 с.

40. Врублевский Е.П. Методологические основы индивидуализации подготовки квалифицированных спортсменов / Е.П.Врублевский, Д.Е.Врублевский // Теория и практика физической культуры., № 1. 2007. С. 46.

41. Геофизические процессы и биосфера. 2005. Т. 4. № 1/2.

42. Гончаренко Е.Н., Кудряшов Ю.Б. Гипотеза эндогенного фона радиорезистентности. // М.: МГУ, 1980. 176 с.

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

44. Григорьев П.Е., Мартынюк B.C., Темуръянц Н.А. О связи активности дегидрогеназ с гелиогеофизическими факторами. // Геофизические процессы и биосфера., 2005. Т. 4. №1/2 С. 71 75.

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

46. Даренская Н.Г., Правдина Г.М., Загорская КБ. Сравнительная характеристика сезонных изменений радиочувствительности животных. // Радиобиология., 1967. Т. VII. Вып. 3. С. 407 409.

47. Дубров А.П. Симметрия биоритмов и реактивности. // М.: Медицина, 1987. 176. с.

48. Дудник Л.Б. Антиоксидантное и антиапоптотическое действие билирубина при патологии печени и желчевыводящих путей. // Автореф. Дис. на соиск. уч. степ. док. биол. наук.; М. 2004. 56 с.

49. Дятловитская Э.В., Безуглов В.В. Липиды как биоэффекторы. // Биохимия., 1998. Т. 63. Вып. 1. С. 3 5.

50. Звягинцева Т.Д., Гаманенко Я. К. Хронические эрозии желудка: патогенетические механизмы развития и оптимизация лечения. // Сучасна гастроентеролопя, № 1, (33). 2007. С. 14-15.

51. Зенков Н.К., Панкин В.З., Менъщикова Е.Б. Окислительный стресс: биохимические и патофизиологические аспекты. // М.: МАИК Наука/Интерпериодика, 2001. 340 с.

52. Каган В.Е., Орлов О.Н., Прилипко JI.JI. Проблема анализа эндогенных продуктов перекисного окисления липидов. // М.: Итоги науки и техники ВИНИТИ АН СССР.: Биофизика., 1986. Т. 18. 136 с.

53. Канапацкая И.А., Зырянова Т.Н., Лаврова В.М. Показатели пероксидного окисления липидов в митохондриях печени крыс после введения им некоторых ксенобиотиков и действия радиации в малой дозе. // Укр. биохим. ж., 1998. Т. 70. № 6. С. 113 119.

54. Катин В.И., Фоменко Л.А. Влияние пола, голодания и времени года на содержание хинонов в печени облученных крыс. // Радиобиол., 1972. Т. XII. С. 763-767.

55. Кейтс М. Техника липидологии. // М.: Мир, 1975. 324 с.

56. Климов А.Н., Никулъчева Н.Г. Липиды, липопротеиды и атеросклероз. // Спб., 1995. 304 с.

57. Коваленко О.А., Анфалова Т.В., Чибрикин В.М. Суточные колебания концентрации парамагнитных центров в печени мышей в норме. // Биофизика, 1971. Т. XVI. № 5. С. 837 840.

58. Коваленко О.А., Иванникова А.Г., Чибрикин В.М., Смирнов Б.В., Пирузян Л.А. Биоритмы 1. Циркадные ритмы концентрации парамагнитных центров печени мышей в норме. // Биофизика., 1974. Т. XIX. Вып. 3. С. 488-492.

59. Ковалъчук, Г.И. Прогнозирование двигательных способностей бегунов на короткие дистанции. / Г.И.Ковальчук // Теория и практика физической культуры., 2003. № 1. С. 30 34.

60. Козлов М.В., Кушнирева Е.В., Урнышева В.В., Таран Ю.П., Шишкина JI.H. Влияние характеристик липидов на регуляцию биохимических процессов в печени и крови животных. // Биофизика., 2007. Т. 52. Вып. 4. С. 693 698.

61. Коломийцева И.К Радиационная биохимия мембранных липидов. // М.: Наука, 1989. 182с.

62. Колосова Н.Г., Шорин Ю.П., Куликов В. Ю. Реакции ПОЛ в печени и легких крыс при долговременной адаптации к холоду. // Бюл. эксперим. биол. и медицины., 1981. № 4. С. 436 437.

63. Комаров Ф.И., Рапопорт С.И., Малиновская Н.К., Анисимов В.Н. Мелатонин в норме и патологии. // М., 2004. 308 с.

64. Коробков А.И., Волков И.И. Бег на средние дистанции. Факторы результативности. // Легкая атлетика., 1983. № 11. С. 6 8.

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

66. Критерии санитарного состояния окружающей среды.: Ацетон. 1998. 159 с.

67. Кудяшева А.Г., Шишкина JJ.H., Шевченко О.Г. и др. Биологические эффекты радиоактивного загрязнения в популяциях мышевидных грызунов. // Екатеринбург: УрО РАН, 2004. 214 с.

68. Кудяшева А.Г., Шишкина JI.H., Загорская Н.Г., Таскаев А.И. Биохимические механизмы радиационного поражения природных популяций мышевидных грызунов. // СПб.: Наука. 1997. 156с.

69. Кузнецова С. С. Сопоставление суточных колебаний содержания лейкоцитов в периферической крови в норме с суточным ритмом радиопоражаемости мышей // В сб. Вопросы общ. Радиобиологии, 1971 . С. 210-216.

70. Кузнецова С. С. Суточный ритм колебаний радиочувствительности млекопитающих // В сб. Вопросы общ. Радиобиологии, 197Г. С. 180 — 190.

71. Кулагина Т.П., Шуру та С. А., Коломийцева И. К., Баку лова JI.A. Влияние длительного у-облучения с низкой мощностью дозы и (3-каротина на метаболизм липидов ядер тимоцитов крыс. // Бюл. экспер. биол. мед., 1998. Т. 126. №9. С. 311-313.

72. Курортология и физиотерапия / под ред. В.М. Боголюбова // М.: Медицина, 1985. Т. 1. 560 с.

73. Лакин Г. Ф. Биометрия. 3-е изд. М.: Высшая школа, 1990. 203 с.

74. Малютина Т.С., Дружинин Ю.П., Серая В.М. Суточные колебания радиочувствительности мышей линии СВА. // Воп. радиобиол. и биол. действия цитостатич. Препаратов., 1971. Т. 3. С. 93 96.

75. Маркевич Л.Н., Казначеев Ю.С., Коломийцева И.К, Кузин A.M. Влияние сверхлетальных доз у-радиации на синтез холестерина в печени крыс. // Доклады Академии наук СССР, 1986. Т. 288. Вып. 3. С. 744 746.

76. Мартынова Е.А. Влияние сфинголипидов на активацию Т-лимфоцитов. //Биохимия., 1998. Т. 63. Вып. 1. С. 122 132.

77. Меерсон Ф.З. Адаптация, стресс, профилактика. М.: Наука, 1981. 278 с.

78. Меньшов В.А., Шишкина Л.Н., Кишковский З.Н. Липиды биосорбентов: состав, структура, свойства и стабильность при хранении. // Прикл. биохимия и микробиол., 1993. Т. 29. Вып. 4. С. 900 910.

79. Меньщикова Е.Б., Зенков Н.К Антиоксиданты и ингибиторы ради-кальных окислительных процессов. // Успехи соврем, биологии., 1993. Т.13. №4. С. 442-455.

80. Михайлов В.Ф., Дружинин Ю.П., Москалева Е.Ю., Федорова Т. А. Некоторые показатели интенсивности метаболизма ДНК в течение суток у крыс и их связь с радиочувствительностью. // Радиобиология, 1974. Т. XIV. Вып. 6. С. 879 882.

81. Мотлох Н.Н. Радиочувствительность крыс с различной активностью окислительного фосфорилирования митохондрий печени в норме и после механической травмы. // Радиобиология, 1981. Т. XXI. Вып.5. С. 666 670.

82. Оленев Г.В. Функциональная детерминированность онтогенетических изменений возрастных маркеров грызунов и их практическое использование в популяционных исследованиях. // Экология., 1989. № 2. С. 19-31.

83. Ораевский В. Н. "Человек и Солнце" // стенограмма доклада, 2002.

84. Ораевский В.Н., Бреус Т.К., Баевский Р. М. и др. Влияние солнечной активности на функциональное состояние человеческого организма. // Биофизика., 1998. Т. 43. № 5. С. 819 826.

85. Осташкин Е.И., Беспалова Ю.Б., Молотковская KM. и др. Влияние сфингозина на Са+2 ответы клеток линии HL-60. // ДАН., 2000. Т.371. №3. С. 406-409.

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

87. Петин В.Г., Комаров В.П. Количественное описание модификации радиочувствительности. М.: Энергоатомиздат. 1989. 192с.

88. Пийр Е.А., Мишарин А.Ю. Оксистерины как сигнальные молекулы. // Биологич. мембраны., 2004. Т. 21. № 4. С. 271 192.

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

90. Проказова Н.В., Звездина Н.Д., Коротаева А.А. Влияние лизофосфатидилхолина на передачу трансмембранного сигнала внутрь клетки // Биохимия., 1998. Т. 63. Вып. 1. С. 38 46.

91. Рапопорт С. И,, Шаталова А. М. Мелатонин и регуляция деятельности сердечно-сосудистой системы. // Клиническая медицина, 2001. Т. 79. N. 6.С.4-7.

92. Рис Э. Стернберг М. От клеток к атомам: Ведение в молекулярную биологию. Пер. с англ. // М.: Мир. 1988. 144 с.

93. Рогачева СА., Лузанова О.В., Кириллова Е.Н. и др. Сезонная радиочувствительность у крыс и собак. // Радиобиология., 1983. Т. 23. Вып. 2. С. 205-209.

94. Рогинский В.А. К кинетической модели перекисного окисления в липидном бислое. // Мол. биология., 1990. Т. 24. № 6. С. 1582 1589.

95. Рыскулова С.Т., Цветкова Т.В., Балахчи Т.А. Антиокислительная активность липидов плазматических мембран клеток печени и ее изменение после облучения. // Радиобиология., 1985. Т. 25. N. 1. С. 87 88.

96. Сергеева М.Г., Варфоломеева А.Т. Каскад арахидоновой кислоты. М.: Народное образование, 2006. 256 с.

97. Сомова Е.В., Колодуб Ф.А., Бондаренко Л.А. Хронобиологические аспекты антиоксидантного действия мелатонина у старых крыс. // Бюлл. экспер. биол. и мед., 2001. Т. 132. №9 С. 320 323.

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

99. Стригун Л.М., ЧирковаЭ.Н., Григорьева Г.Г. и др. Биоритмическое исследование активности ^-глицерофосфат- дегидрогеназы лимфоцитов периферической крови крыс с карциносаркомой Уокера. // Бюлл. эксп. биол. мед., 1989. Т. CVII. Вып. 6. С. 731 -735.

100. Стручков В.А., Стражевская Н.Б. ДНК-связанные липиды: состав и возможные функции. //Биохимия., 1993. Т. 58. Вып. 8. С. 1154- 1175.

101. Торховская Т.И., Ипатова О.М., Захарова Т.С., Кочетова М.М., Халилов Э.М. Клеточные рецепторы к лизофосфолипидам как промоторы сигнальных эффектов // Биохимия., 2007. Т. 72. Вып. 2. С. 149 157.

102. Труфакин В.А., Шурлыгина А.В., Дергачева Т.И., Литвиненко Г.И. Циркадные вариации метаболической реакции лимфоцитов крови людей на гормональные стимулы в норме и при развитии иммунодефицита // Бюлл. эсперим. биол. мед., 1995. N. 2. С. 181 183.

103. Труфакин В.А., Шурлыгина А.В., Дергачева Т.И., Литвиненко Г.И., Вербицкая Л.В. Хронобиология иммунной системы. // Вестник РАМН., 1999. N. 4. С. 40-44.

104. Тюрин В.А. и др. Репарация липидного бислоя мембран при окислительном стрессе. // Ж. эволюц. биохимии и физиологии. 1996. Т. 32. № 3. С. 248 -255.

105. Урнышева В.В. Роль параметров системы регуляции перекисного окисления липидов в формировании биологических последствий воздействия неблагоприятных экологических факторов. // Автореф., Москва., 2004.

106. Урнышева В.В. «Роль параметров системы регуляции перекисного окисления липидов в формировании биологических последствий воздействия неблагоприятных экологических факторов». Автореф., Москва., 2004.

107. Урнышева В.В., Шишкина JI.H. Влияние химических токсикантов в малых дозах на состав фосфолипидов в печени животных // Известия РАН. Серия биол., 2004. № 2. С. 163 168.

108. Фоменко Б. С., Акоев КГ. Радиационное повреждение мембран и летальное действие радиации на клетки. // Успехи соврем, биологии., 1984. Т. 97. Вып. 1.С. 146- 158.

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

110. Чижевский A.JI. Периодическое влияние Солнца на биосферу Земли //.доклад на заседании калужского общества по изучению природы., 1915.

111. Шварц С.С., Смирнов B.C., Добринский JI.H. Метод морфофизиологических индикаторов в экологии наземных позвоночных // Свердловск: Тр. Института экологии растений и животных, 1968. Вып. 58. 388 с.

112. Швец В.И., Степанов А.И., Крылова В.Н., Гулак П.В. Миоинозит и фосфоинозитиды. М.: Наука. 1987. 248с.

113. Шишкина JI.H., Бурлакова Е.Б. Природные и синтетические антиоксиданты как радиопротекторы // Хим. Физика, 1996. Т. 15. № 1. С. 43 53.

114. Шишкина JI.H., Кудяшева А.Г., Загорская Н.Г., Таскаев А.И. Регуляция окислительных процессов в тканях мышевидных грызунов, отловленных в зоне аварии на ЧАЭС. // Радиационная биология. Радиоэкология., 2006. Т. 46. №2. С. 216-232.

115. Шишкина Л.Н., Меньшов В.А., Брин Э.Ф. Перспективы использования модельной реакции окисления метилолеата для исследования кинетических свойств липидов // Изв. РАН. Сер. биол., 1996. № 3. С. 292 -297.

116. Шишкина Л.Н., Палъмина Н.П., Бурлакова Е.Б. Физико-химические свойства липидов и радиочувствительность // Радиочувствительность нормальной и опухолевой ткани.; Алма-Ата: Наука Каз ССР., 1974. С. 78 -82.

117. Шишкина Л.Н., Смотряева М.А. Связь повреждения мембраны и ДНК с процессом перекисного окисления липидов при слабых воздействиях // Биофизика., 2000. Т. 45. № 5. С. 844 852.

118. Abuja P.M., Liebmann P, Hayn M, Schauenstein K, Esterbauer H. Antioxidant role of melatonin in lipid peroxidation of human LDL. // FEBS Lett., 1997. V. 413. P. 289-293.

119. ArendtJ. Melatonin and the Mammalian Pineal Gland. // London, 1995. P. 331.

120. Berdel et al. II Phospholipids and cellular regulation / Ed. Kun Boca Raton: CRC Press., 1985. V. 2. P. 41.

121. Brubaker C.M., Taylor D.H., Bull R.J. Effect of Tween 80 on exploratory behavior and locomotor activity in rats. // Zife Sci., 1982. Jun. 7. V. 30. № 23. P. 1965-1971.

122. Burlakova E.В., Archipova G.V., Shishkina L.N., GoloshchapovA.N., Zaslavsky Yu.A. Influence of ionizing radiation on the regulatory function of biomembranes // StudiaBiophys., 1975. V. 53. P. 67 71.

123. Couture P., Hulbert A.J. Состав жирных кислот мембран тканей имеет связь с массой тела млекопитающих. // J. Membrane Biol., 1995. 148. № 1. С. 27 -39.

124. Al.Dib В. Falchi М. Convulsions and death induced in rats by Tween 80 are prevented by capsaicin. // Int. J. Tissue React., 1996. V. 18. N. 1. P. 27 31.

125. English D. Phosphatidic acid: a lipid messenger involed in intracellular and extracellular signalling // Cell Signal., 1996. V. 8. N 5. P. 341 347.

126. Frankel E.N. Lipid Oxidation // Prog. Lipid Res., 1980. V. 19. P. 1 22.

127. Frankel E.N. Secondary products of lipid oxidation // Chemistry and Physics of Lipids., 1987. V. 44. N. 2 4. P. 73 - 85.

128. Freedman L.P. Molecular biology of steroid and nuclear hormone receptors. Birkhausen: Boston, 1997. 450 p.

129. Gabryelak Т., Akahori A., Przybylska M., Jozwiak Z. Brichon G. Carperythrocyte lipids as a potential target for the toxic action of zinc ions // Toxicology Letters, 2002. V. 132. Is. 1. P. 57 64.

130. Gavrilova N.G., Petkova D.H. Role of rat liver plasma membrane phospholipids in regulation of protein kinase activities // J. Lipid Mediat. Cell Signal., 1995. V. 11. N. 3. P. 241 -252.

131. Ghosh S., Strum J.C., Bell R.M. Lipid biochemistry: functions of glyce-rolipids and sphingolipids in cellular signaling // FASEB J., 1997. V. 11. N. 1. P. 45 -50.

132. Gilbert N. 1978. Statistiques. Montreal, Ed. HRW. 384 p.

133. Gille J. J., Joenje H. Biological significance of oxygen toxicity: an introduction // Membrane Lipid Oxidation / Ed. Vigo-Pelfrey C. Boca Raton Ann Arbor // Boston: CRC Press, 1991. V. Ш. P. 1 32.

134. Goni F.M., Alonso A. Structure and functional properties of diacylglycerols in membranes // Prog. Lipid Res., 1999. V. 38. N 1. P. 1 48.

135. Graber R., Sumida C., Nunez E.A. Fatty acids and cell signal transduc-tion // J. Lipid Mediat. Cell Signal., 1994. V. 9. N 2. P. 91 116.

136. HensleyK., Robinson K.A., GabbitaP., SalsmanS., Floyd R.A. Reactive Oxygen Species, Cell Signaling, and Cell Injury // Free Radic. Biology & Med., 2000. V. 28. N10. P. 1456-1462.

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

138. Kagan V.E., Fabisiak J.P., Shvedova A.A., Tyurina Y.Y., Tyurin V.A., Schor N.F., Kawai K. Oxidative signaling pathway externalization of plasma membrane phosphatidylserine during apoptosis // FEBS Lett., 2000. V. 477. P. 1 -7.

139. Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. 3rd ed. NY.: John Wiley and Sons. 1978-84. V. 1-26.

140. Lund E.G., Xie Ch., Kotti Т., Turley S.D., Dietschy J. M., Russell D.W. Knockout of the cholesterol 24-hydroxilase gene in mice reveals a brain-specific mechanism of cholesterol turnover // J. Biol. Chem., 2003. V. 278. P. 22980 -22988.

141. McMillin J.В., Dowhan W. Cardiolipin and apoptosis // Biochim. Biophys. Acta., 2002. V. 1585. N 2-3. P. 97 107.

142. Membrane Lipid Oxidation / Ed. C. Vigo-Pelfrey. Boca Raton Ann Arbor Boston: CRC Press, 1991. V. Ш. 300 p.

143. Мог M., Plazzi P. V., Spadoni G. Melatonin // Curr. Med. Chem., 1999. V. 6. P. 501-518.

144. Ohvo Rekila H., Ramstedt В., Leppimaki P., Slotte J. P. Cholesterol interactions with phospholipids in membranes. // Progress in Lipid Research., 2002. V.41.P. 66-97.

145. Oxidative Stress / Ed. H. Sies. L.: Acad. Press, 1985. 507 p.

146. A. Reiter R.J. Antioxidants actions of melatonin // Adv. Pharmacol., 1997. Vol. 38. P. 103-117.

147. Reiter R.J., Robinson R. Melatonin. / Bantam Books: London, 1995. 456 p.

148. S.-RozcaK., Salanki J. I/ Cellular and Molecular Neurobiology., 1994. V. 14. P. 735-754.

149. Samir K. EL-Mofty, Trent L. Havenda et al. "Parotid radiosensitivy changes: a temporal relation to glandular circadian rhithms " // Int. J. Radiat. Biol., 1982. V. 41. №3. P. 335-342.

150. Shigenaga M.K., Hogen T.M., Ames B.N. Oxidative damage and mitochondrial decay in aging // Proc. Natl. Acad. Sci., 1994. Vol. 91. P. 10771 10778.

151. Shishkina L.N. et al. The combined effect of surfactant and acute irradiation at low dose on the lipid peroxidation process in tissues and DNA content in blood plasma of mice // Oxidation commun., 2001. V. 24. N 2. P. 276 133.

152. Shtamm E.V., Frog B.N., Skurlatov Yu. I. et al. The Possible Role of Reduced Sulfur Compounds in the Toxic Properties of Pulp and Paper Mill Effluents // Acta hydrochim. hydrobiol., 2002. V. 30. N 5 6. P. 256 - 265.

153. Sperry W.M., Webb M. A revision of the schoenheimer-sperry method for cholesterol determination // J. Biol. Chem., 1950. V. 187. N 1. P. 97 106.

154. Strigun L.M. et all. Chronobiological analysis of peripheral lymphocyte dehydrogenase activities in rats with Walker 256 carcinosarcoma // Anti -cancer. Drag., 1991. V. 2. P. 305 309.

155. Swapna, K.V. Sathya Sai Kumar, Ch.R.K. Murthyl and B. Senthilkumaran. Membrane alterations and fluidity changes in cerebral cortex during acute ammonia intoxication // NeuroToxicology, 2006. V. 27. Is. 3. P. 402 408.

156. Tijburg L.B.M., Geelen M.J.H., Golde van L.M. J Regulation of thriacylglycerol, phosphatidylcholine and phosphatidyletanolamine in the liver // Biochim. et Biophys. Acta., 1989. № 1. P. 1 19.

157. Tyurina Y.Y., Tyurin V. A., G. Carta, P. J. Quinn, N. F. Schor, V. E. Kagan Direct Evidence for Antioxidant Effect of Bcl-2 in PC 12 Rat Pheochromocytoma Cells // Arch. Biochem. Biophys., 2002. № 344. P. 413 -423.

158. Vacek A., Davidova E., Druzhinin Yu. et al. Circadian rhythmicity in the effect of irradiation on the endogenous colony formation in the spleen of irradiated. // Int. J. Radiat. Biol., 1968. V. 13. № 6. P. 539-548.

159. Vacek A., Rotkovska D. Circadian variations in the effect of X irradiation on the haematopoietic stem cells of mice. // Strahlentherapie., 1970. 140/3. P. 302 -306.

160. Varma RK, Kaushal R, Junnarkar AY. et al. Polysorbate 80: A pharmacological study// Arzneimittelforschung., 1985. Bd. 35. № 5. S. 804 808.

Информация о работе

Козлов, Михаил Васильевич
кандидата биологических наук
Москва, 2007
ВАК 03.00.02

Диссертация

Влияние характеристик липидов на функционирование физико-химической системы регуляции перекисного окисления липидов - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы