Введение к работе
Актуальность проблемі. В последние годы в биологической литературе все большее место занимают работы, связанные с исследованием роли свободных радикалов в биологических процессах. Установлена важная роль свободнорадикальных процессов (СРП) при возникновении патологических состояний клеток, тканей, органов и организма в целом. В то же время, значительное место уделяется фундаментальным исследованиям роли свободных радикалов в норме, их участию в процессах клеточного деления, детерминации, диффе-ренцировки и органогенеза. Как правило узловым моментом в этих исследованиях является анализ причин, приводящих к переходу от физиологически контролируемых эффектов свободных радикалов на патологические (Gershman, 1954; Holiwell. Aruoma, 1991).
В то время как изучение механизмов окислительного стресса широко проводятся на млекопитающих и микроорганизмах, другие классы позвоночных, как правило, остаются достаточно редкими объектами этих исследований. С этой точки зрения изучение последствий окислительного стресса на таком классическом объекте как Xenopus laevls Doudin является вполне оправданным. Достоинством этого вида амфибий является также то, что именно на этом объекте можно изучать влияние окислительного стресса в течение всех этапов органогенеза, что методически трудно сделать на эмбрионах млекопитающих.
Анализ онтогенетических и биохимических последствий, связанных со становлением антиоксидантного статуса в нормальных условиях и после окислительного стресса, может дать новую информацию о становлении, развитии и регуляции активности систем анти-оксидантной защиты у амфибий.
Цель и задачи исследования.
Целью данной работы явилось исследование генетико-биохими-ческих механизмов формирования систем антиоксидантной зашиты у Xenopus laevis на разных этапах развития в условиях окислительного стресса.
Для достижения этой цели были сформулированы следующие задачи:
1) изучить уровень аберраций хромосом на различных этапах
онтогенеза шпорцевой лягушки в норме и после воздействия гипер-барооксигенацией (ГБО) в режиме 0,7 МПа при экспозиции 1 час:
-
изучить интенсивность перекисного окисления липидов (ПОЛ) по уровню содержания его молекулярных продуктов и активность антиоксидантных ферментов - супероксиддисмутазы (СОД) и каталазы - в раннем онтогенезе в норме и после воздействия ГБО (0,7 МПа: 1 час);
-
определить чувствительность различных тканей взрослого организма Xenopus laevis к воздействию ГБО. (0,7 МПа: 1 час);
-
изучить влияние ГБО на интенсивность ІІ0Л и активность антиоксидантных ферментов в различных тканях взрослых Xenopus laevis , предобработанных ГБО в режимах 0,2 Ш1а; 1 час и 0.7 МПа; 1 час на стадии вылупления личинки (35 стадия развития).
Научная новизна работы. - 1. Показано, что в раннем онтогенезе Xenopus laevis, от стадии средней бластулы до начала метаморфоза, происходит уменьшение содержания первичных и вторичных продуктов ПОЛ, накопление конечных продуктов ПОЛ, увеличение активности антиоксидантных ферментов и уменьшение уровня спонтанных нарушений хромосом. Впервые изучен уровень аберраций хромосом, состояние антиоксидантных систем ксенопусов. а так же интенсивность перекисного окисления липидов после окислительного стресса в процессе раннего индивидуального развития и во взрослом состоянии.
-
Впервые двумя независимыми методами - цитогенетическим и биохимическими - показана большая чувствительность к действию кислорода под повышенным давлением личиночных стадий развития ксенопуса и устойчивость к окислительному стрессу эмбриональных стадий.
-
Впервые показано, что однократное воздействие ГБО на ранних этапах онтогенеза изменяет способность антиоксидантных систем взрослого организма реагировать на окислительный стресс.
Теоретическая и практическая значимость работай.
Экспериментально показаны особенности изменения систем ан-тиоксидантной защиты в процессе эмбрионального и личиночного развития.
Наиболее важным вкладом в понимание механизмов действия ГБО на амфибий явилась прямая корреляции между критическими точками морфогенеза амфибий и изменением биохимических показателей, оп-
ределяющих антиоксидантних статус организма.
Выявлена возможность преадаптировать взрослый организм к окислительному стрессу однократной обработкой ГБО на ранних этапах развития.
Данные, представленные в работе, позволяют как количественно, так и качественно оценить вклад гипероксии в окислительное повреждение различных тканей амфибий во взрослом состоянии, а также оценить различную степень чувствительности к ГБО на ранних стадиях индивидуального развития.
Материалы исследований используются при чтении лекции по специальным курсам "Генетика развития" и "Мутагены окружающей среды" на кафедре генетики РГУ.
