Введение к работе
Актуальность исследования.
В последние года структурно-функциональным перестройкам биологических мембран в процессе клеточного старения уделяется особое внимание . Авторы, так называемых, свободнорадикальной и мембранной гипотез старения (Hairaan D., 1975, ZsrNagy I., 1978), единодушны в том, что, возрастное нарушение функций клеточных мембран может возникать из-за свободнорадикального окисления составляющих их молекул.
Промежуточные продукты реакций, катализируемых окспдазными ферментами, являются, чаще всего, свободными радикалами. Они обладают высокой реакционной способностью и могут инактивировать пут'ем окислительной модификации ряд ключевых ферментов клеточного метаболизма. (Stadnan E.R., 1986), сами ферменты, катализирующие их,образование, и являться причиной изменения структуры липидов, входящих в состав бвдуембрнн (Влзлхкрсз Ю.А., Арчаксз А.И., 1972). В ходе- переноса электрона от НАДН к кислороду, присутствующий в мембрана клеток A.laldlawll самоинактивирующийся фермент - НАДН-оксидаза, образует супероксидный радикал и перекись водорода.
Возникновение и развитие ряда заболеваний челоЕека и животных, связанных с гиперхолестеринемией (Лопухин Ю.М. с соавт.. 1983), сопровождается активацией процесса перекислого окисления липидов (ПОЛ) клеточных мембран и липопротекдов ПЛП5Ї.ЦІ крови. Можно думать, что между этими фундаментальными явлениями, играющими важную роль в патогенезе заболеваний, а также в старении, существует определенная взаимосвязь. Однако, в
настоящее- время неясно, чїо йервйчне. Шзывает ли накопление холестерина усиление ПОЛ или же, нйоборе?, яшщроваше ПОЛ приводит к увеличению содержания этого стероида в йшидарй $ае мембран в качестве 'защитной реакции, направленной HS Ор*ЮЖЄнЯЄ ПОЛ. Клетки A.laldlamlі, аналогично культурам эукариотйчёсКИХ клеток, подвержены "стационарному" . старению, которое характеризуется накоплением холестерина в их плазматической мемОране (Капитанов А.Б. и др., 1983, 1985).
Источником холестерина в мембранах клеток A.lalulwii явяется холестерин липопротеидов сыворотки, вносимой в питательную среду. Возникновение холестериноза таких клеток может определяться индукцией ПОЛ в мембранах продуктами свободнорадикалышх реакций. К тому же культура клеток A.laldlcwtl является одним из объектов, удобных для изучения липидных перестроек плазматической мембраны при адаптации клеток к.изменящимся внешним условиям (Капитанов А.Б. и др., 1985).
Цель и задачи исследования. . Целью данной работы являлось выявление зависимости накопления холестерина в мембранах клеток А.іаійішії от степени окисленности ее липидноґо компонента. В работе решались следующие конкретные задачи:
-
На примере НАДН-оксидазы показать возможность окисления липидов мембрада АЛаШІаюіі продуктами оксидоредуктазных реакций и исследовать изменение их состава.
-
Выявить зависимость уровня активности мембранных ферментов от интенсивности функционирования мембранных оксидоредуктаз.
-
Оценить интенсивность свободнорадикалышх процессов, ПОЛ мембраны и изменение ее физического состояния в зависимости от
возраста культури.
4. Выявить влияние продуктов ПОЛ мембран клеток A.lalQiayti на скорость развитая культуры.
5.Оценить изменение относительного содержания ' ходертерша в клетках и их зшзнеспособности при действии- фОСфОЛИйЯдНОГО препарата.
Научная новизна работы. Решение поставленных задач позволило установить, что НАДН-оксидаза клеток A.laldlawll при работе генерирует продукты, индуцирующие ПОЛ мвмбрзй, бнижвдаие ненасыщенность жирных кислот фосфолипидов и снижающие активность мембранных ферментов. Впервые обнаружено, что стециоиарное старение клеток A.latdlavll сопровождается понижением генерации свободнорадикалышх продуктов окислительного метаболизма и усилением их антиокислительной защиты. Текучее?^ плазматической мембраны при этом . не . изменяется, Уведдазняе содержания мембранного холестерина клеток в стационарной фазе развития культуры не зависит от протекающих в логарифмической -фазо процессов окислительной модификации фосфолипидов. Делящиеся клетки характеризуются максимальной интенсивностью свободнорадикальных процессов. Увеличение окисленности мембраны клеток A.laldlawll 3 латентной фазе развития культури сопровождается накоплением холестерина, аналогично клеткам в стационарной фазе. Фосфатидилхолин'ошй препарат ггролилл^т холестеринэкстрагирувдую активность по отношению к старекцим клеткам A.laldlavll In vitro и увеличивает их жизнеспособность in vivo. В мембране клеток A.laldlawll обнаружены сигнал ЭПР Un и сулероксиддасмутаза, активность которой зависит от возраста
культуры. Кромз того обнаружен сигнал ЭПР с g=2,005, шириной 40Э, который, предположительно, обусловлен лрисутствшм в мембране флавопротевда.
Научная и практическая ценность. Полученные данные указывают на схожесть закономерностей протекания своооднорадикальных процессов при развитии прокариотичэских клеток А.іаібішії и клеток эукариот. Обнаружено, что уменьшение активности Н+-АТФ-азы при старении культуры может быть результатом ее повреждения продуктами НАДН-оксидазной реакции. Продемонстрирована возможность повреждения липидной фазы мембраны при работе оксидоредуктазы. Показана возможность направленным изменением лишдного компонента плазматической мембраны снижать скорость старения культуры клеток.
Апробация.работы. Результаты исследования, были доложены на конференции Московского общества испытателей природа (1988г.), 5 Всесоюзном съезде геронтологов и гериатров (Тбилиси, 1988г.), конференции молодых ученых НИИ физико-химической ! медицины (1989г.), на Всесоюзном симпозиуме "Реконструкция, стабилизация и репарация биологических мембран" (Благовещенск, 1989г). Апробация диссертации состоялась 25 сентября 1990 г на научной конференции кафедры биохимии медико-биологического факультета 2-го МОЛГМИ им.Н.И.Пирогова.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ.
Структура и объем работы, диссертация изложена на YYu стра-кицах машинописного текста, включая 14 таблиц и 13 рисунков, состоит из "Введения", 4 глав и "Выводов". Библиография
Похожие диссертации на Независимость накопления холестерина в стареющих клетках acholeplasma laidlawii от степени окисленности липидов плазматической мембраны
