Введение к работе
Актуальность проблемы. Гипотермия находит все большее применение в медицинской практике: в хирургии и клинике для предупреждения и ликвидации гипоксических состояний различной этиологии (Волшлаков, Лацис, 1977; Акимов и др., 1977; Мешалкин, Верещагин, 1985; Покровский, 1992; Jain, 1984). Кроме того, прогресс в различных областях практической деятельности делает неизбежным контакт с влиянием холода все большего числа людей.
В то же время, имеются убедительные доказательства о том, что главным препятствием успешного применения гипотермии является нарушение деятельности ЦНС, имеющее постгипо-термические последствия. Низкая температура тела гомойотермного животного влечет за собой многостороннее нарушение метаболизма и функций, а при достижении определенного уровня вызывает гибель организма.
Несмотря на интенсивные исследования в области криобиологии последних десятилетий по изучению механизмов влияния гипотермии на биохимические изменения, существует большое число нерешенных проблем. (Крепе, 1981; Тимофеев, 1983; Эмирбеков, Львова, 1985; Гурин, 1986; Марченко и др., 1992; Alexandrov,1977;Aloia,1980). Следует отметить, что в концепции биохимического влияния гипотермии центральным звеном является функционирование биомембран (Крепе, 1981; Эмирбеков, Львова, 1985; Эмирбеков, 1993).
Поэтому исследование различных сторон липидного и фосфолипидного состава мембран мозга и крови при гипотермии может явиться основой для создания адекватных способов контроля состояния переносимости низкой температуры тела и оценки эффективности фармакологических препаратов.
Известно, что витамин "Е" является веществом, структурно связанным с биомембранами и поддерживающим её конфор-мацию (;Владимиров, Арчаков, 1972). Дефицит этого важного для организма вещества при гипотермии (Гурин, 1986; Оконеко
идр.,1988; Никирофова и др.,1993) может модифицировать мембраны и изменить чувствительность клеточных рецепторов к действию медиаторов центральной регуляции (Эмирбеков, Львова, 1985). Следовательно, экзогенный а-токоферол может нормализовать указанные функции нейрональных мембран в условиях гипотермии.
Цель и задачи исследования. Целью нашей работы явилось выявление особенностей динамики изменения липидного, фосфолипидного состава и холестерина в головном мозгу и крови крыс при гипотермии и последующем самосогревании, а также влияния а-токоферола на происходящие при этом процессы.
Были поставлены следующие задачи:
1. Исследование динамики фракций фосфолипидов и холесте
рина в больших полушариях головного мозга крыс при гипо
термии различной глубины и в постгипотермическом периоде.
2. Исследование динамики содержания общих липидов и холе
стерина в сыворотке крови крыс при умеренной и глубокой ги
потермии и последующем самосогревании.
3. Изучение влияния а-токоферола на динамику фракционного
состава фосфолипидов и холестерина в больших полушариях
мозга и крови крыс на различных этапах гипотермии и после
дующего самосогревания.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Гипотермия крыс (35-20/'С) приводит к значительному снижению в мозгу содержания суммарных фосфолипидов и перераспределению фосфолипидных фракций (лизофосфолипидов и сфингомиелина, фосфатидилхолина, фосфатидилсерина и фосфатидилэтаноламина).
-
В постгипотермическом периоде (4 и 24 ч) независимо от глубины перенесенной гипотермии (30-20С) наблюдаются количественные и качественные изменения в фосфолипидном спектре мозга крыс.
-
Гипотермия и последующее самосогревание вызывают такие изменения в содержании холестерина в мозгу крыс, которые
отражают неспецифические для температурной регуляции фазовые переходы фосфолипидов.
Динамика содержания фосфолипидов и холестерина в крови крыс при гипотермии и последующем самосогревании отличается от таковой в мозгу.
Экзогенный антиоксидант а-токоферол при гипотермии крыс предотвращает развитие наблюдавшихся сдвигов в содержании фосфолипидов и холестерина в мозгу и крови и способствует быстрой нормализации этих изменений в постгипотермі*-ческом периоде.
Научная новизна. В данной работе впервые проведено стематическое исследование изменения содержания липидов закционного состава фосфолипидов и холестерина в головном )згу и крови крыс в динамике гипотермии и последующем са->согревании, а также возможности химической коррекции со-ржания липидных компонентов в мозгу при гипотермии.
Обнаружено, что содержание суммарных фосфолипидов з ізгу крыс снижается по мере углубления гипотермии (30-2СРС).
Получены результаты, свидетельствующие О ВЛИЯНИИ № термин на перераспределение фосфолипидов мозга между эакциями в сторону увеличения содержания сфингомиелина и ізофосфолипидов за счет уменьшения количества фосфаті*-лэтаноламина, а при глубокой гипотермии - фосфатидилхолі*-и фосфатидилсерина. Показано, что количественным изме-ниям фосфолипидного спектра в мозгу при гипотермии соот-тствуют их качественные модификации, отражающие подвиж-сть при их разделении,
Установлено, что в постгипотермическом периоде (4 и 24 у крыс наблюдается лабильность количественных и качест-нных изменений в различных фосфолипидных фракциях моз-причем диапазон колебаний не зависит от глубины перене иной гипотермии. Изменения в содержании холестерина в моз-свидетельствуют о том, что на этапах постгипотермии фо& злипиды мозга подвергаются неспецифическим для темпера оной регуляции фазовым переходам.
Выявлены различия реактивных изменений липидных кс понентов крови крыс в ответ на гипотермию и последующее і мосогревание.
Впервые продемонстрирована возможность коррекции зогенным а-токоферолом изменения липидных компонентов мозгу и крови при гипотермии. Получены новые факты, сви; тельствующие о том, что а-токоферол способствует эффекп ному восстановлению количественных соотношений фосфо) пидных компонентов мембран головного мозга в постгипотерр ческом периоде.
Теоретическое и практическое значение работы. теоретическом плане проведенное исследование расширяет ществующие представления о молекулярных механизмах вл! ния гипотермии на теплокровный организм.
Полученные в данной диссертации результаты могут бь использованы для разработки моделей искусственного гипобі за в экспериментальной биологии и медицинской практи Практическое значение имеют полученные в работе данные точки зрения поиска химических веществ, защищающих мозг биохимического повреждения при гипотермии.
Основное содержание работы используется в учебн процессе по специальности "Биохимия" в Дагестанском госуд; ственном университете. Тема диссертации является состави частью научно-исследовательской работы кафедры биохимш НИИ биологии Дагестанского государственного университета.
Апробация работы. Материалы диссертации докла; вались на: итоговых научных конференциях профессоре преподавательского состава Дагестанского государственні университета (Махачкала, 1996, 1997 и 1998 гг.), конферені. молодых ученых и преподавателей Дагестанского государстві ного университета (Махачкала, 1996 г.), втором съезде Биохии ческого Общества РАН (Пущино, 1997 г.), совместном заседай кафедры биохимии и НИИ биологии Дагестанского государстві ного университета (Махачкала, апрель 1998 г.)
Публикация. По теме диссертации опубликовано 4 рабо-ы, 2 статьи находятся в печати.
Структура и объем диссертации. Диссертация изло-:ена на 141 стр. машинописного текста и состоит из введения, бзора литературы, описания "Материалов и методов исследо-ания", результатов исследования и их обсуждения, заключения, ыводов и списка литературы, включающего 187 источников, из их 128 на русском языке. Работа содержит 32 рис. и 19 табл.