Введение к работе
туальность проблемы. В последние годы внимание исследователей привлекают проблемы окислительного стресса (ОС). Под этим состоянием понимают сдвиг тканевого баланса антиоксидантов и прооксидантов в сторону последних. Следствием является срыв функционирования защитных систем и развитие окислительного повреждения ткани. (, 1985).
В настоящее время деятельность человека все чаще зависит от разнообразных факторов среды, способных индуцировать ОС. Ключевую роль в развитии окислительного повреждения играют активные формы кислорода (АФК) (102, 0|, HgOg, НО-, органические радикалы и перекиси) - соединения радикальной и нерадикальной природы, образущиеся в кислородзависимых реакшіях и обладающие высокой реакштонноспособностью (Urslnl et al.t 1989). Наибольший вклад в этот процесс вносит перекисное окисление липидов, в результате которого повышается проницаемость мембран с последующими патологическими последствиями для клетки. Важным медиатором в окислительном повреждении биоструктур при ОС являются металлы переменной валентности медь Си+" и железо Ре+П.
Особое место в ряду активаторов ОС занимают гипероксические условия. С ними человек сталкивается при проведении кессонных работ, освоении воздушного и космического пространства. Гиперок-сическая коррекция гипоксических состояний, возникающих при различных патологиях,находит широкое применение в качестве терапевтической процедуры (Ефуни, 1981; Баркова, 1981) .Как экстремальный фактор, гшероксия способна вызвать физиологическую стресс-реакцию организма. В этих кв случаях может проявляться токсичность гипербарического кислорода.
Хотя повышенное парциальное давление кислорода в тканях при гкпероксии является прямым источником АФК, влияние ГБО на окислительное повреждение тканей носит в определенных случаях опосредованный характер.
Важное место в развитии гипероксических повреждений принадлежит тканям системы крови. При достаточной обеспеченности кислородом в них происходит активный обмен различных форм железа. В этих тканях находится основной пул фагоцитов,' ответственных за респираторный взрыв в ответ на стимулирующий агент (Меньшикова,. Зснков, I9S0). В костном мозге показана низкая, по. сравнению с-
другими органами, активность ферментов антирадикальной защиты (Богданова и др., 1987). Имеются многочисленнм-- свидетельства того, что кроветворная ткань серьезно повреждается при окислительном стрессе (Горизонтов, 1980; Гуськов и др., 1990; Zlma, Vodlcka, 1987).
Токсичность гипербарического кислорода делает актуальной задачу исследования в этих тканях динамики эндогенных продуктов азотистого катаболизма, способных к модификации активности СРП -мочевой кислоты, мочевины и тиоловых соединений (Кричевская и др., 1983; Davles et al., 1986; Rougee et al., 1988). Мочевина и GSH являются также и антигипероксйчэскими протекторами (Шугалей, 1980; Мухин и др.. 1985).
Костный мозг и селезенка - гетерогенные системы, .которые содержат клеточные линии, различающиеся по устойчивости к повреждающему фактору и по ответной реакции на него, выражающейся в активации про- или антиоксидантних систем (Adams et al., 1985).«
На основании цитогонвтических исследований костного мозга и других тканей крыс в последействии гипероксии высказано предположение о функционировании механизма антиоксидантной защиты в кроветворной ткани посредством программируемой гибели неустойчивых клеточных линий и обеспечении катаболитамИ-протекторами ткани в целом (Гуськов, Лукаш, 1987; Гуськов и др., 1989). Настоящая работа выполнена в контексте оценки этих положений биохимическими методами.
Цель и задачи исследования. Целью работы явилось установление значения взаимосвязи уровня свободнорадикальных процессов и содержания низкомолекулярных продуктов азотистого катаболизма в тканях системы крови крыс при гипероксии. .Для достижения этой цели были.сформулированы следующие задачи:
-
Изучение уровня СРП при Еоздействит' на животных токсического режима гипероксии (0,7 Шв 02, до судорог) и в последействии в сыворотке крови, гомогенате селезенки, суспензии костного мозга и ее фракциях по светосумме ^Од-индуцированной ХЛ в присутствии люминола, и интенсивности ПОЛ по содержанию малонового диальдегида.
-
Определение в модельном эксперименте окислительной резистентности суспензии цельного костного мгзга и ее фракция по накоплению малонового диальдегида.
-
Изучение содержания продуктов азотистого катаболизма -антигипероксического протектора мочевины и антиоксиданте мочевой кислоты, а также небелковых тиоловых компонентов в тканях системы крови крыс при гипероксии и в последействии.
-
Определение частоты хромосомных перестроек при анафазном анализе клеток костного мозга и селезенки и присутствия остаточного хроматина в эритроцитах периферической крови в зависимости от времени последействия гипероксии и тканевого содержания мочо-вой кислоты.
Научная новизна результатов. 8 настоящей работе впервые проведен анализ биохимических показателей СРО в костном мозге и селезенке крыс на судорожной стадии кислородной интоксикации (0,7 МПа 02) и в'последействии. Определен тканевой уровень мочевины, мочевой кислоты и небелковых тиоловых соединений в тканях системы крови крыс при воздействии гипероксии. Прослежена корреляционная связь между СРО, содержанием тканевых антиоксидантов и хромосомными нарушениями в кроветворной ткани. Показана специфичность тканей систем крови крыс в реакции на окислительный стресс, обусловленная путем и временем накопления тканевых азотистых метаболитов и их защитной ролью.
Теретическая и практическая значимость работы. Данные, полученные в настоящей работе представляют существенный интерес с точки зрения выяснения механизмов повреждающего действия токсических режимов ГБО на кроветворную ткань.
Заслуживает внимания интерпретация результатов исследований в свете концепции адаптогенной роли программируемой гибели неустойчивых к экстремальному воздействию клеток с последующим накоплением катаболитов обладающих антиоксидантними свойствами.
Практическая ценность проведенных исследований определяется возможностью на основе знания стадий и факторов развития гштеро-ксического повреждения тканей системы крови выбрать сроки и пути коррекции антиоксидантного статуса ткани введением протекторов извне или активированием эндогенных антиоксидантних систем, избирательным подавлением таких составляющих СРО,как ПОЛ, респираторный взрыв, ксантиноксидазная генерация АФК, использованием антистрессорных препаратов.
Материалы, полученные в работе, используются на большом практикуме по биохимии, в преподавании курса биофизики на кафед-
ре биохимии и биотехнологии РТУ.
Апробация работы. Материалы диссертации і вдавались на III всесоюзной,конференции "Биоантиоксидант" (Москва, 1989), на III всесоюзном совещании по хемилюминесценции (Рига, 1990), на 6Я Ростовской научно-практической школе-семинаре (Ростов-на-Дону, 1990).
Публикации. По материалам данного исследования опубликовано Б работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация выполнена на //$ страницах машинописного текста vi состоит из введения, четырех глав, выводов-и библиографического указателя, включающего / отечествешшых и , зарубежных источников. Работа иллюстрирована е рисунками И/^^ таблицами.