Введение к работе
Актуальность темы. В многообразных клеточно-молекулярных ме-канизмах повреждения мембранных структур при различных патологических :остояниях все большая роль придается расстройствам метабо-лизма их фос-{юлипидного компоненета, рассматриваемым в качестве существенного звена и іаже пускового фактора в инициации молекулярной дезорганизации биомемб-)ан, сопровождающейся изменениями их конформационных и динамических яойств.
Среди мультиформных форм расстройств метаболизма фосфолипидно-о бислоя мембран, значительная роль принадлежит их перекисному окисле-ию (Bidlack & а!. ,1973; Е. Бурлакова и соавт., 1974, 1982; М. Агаджа-ов.1976; Dinis & al. , 1993; Miller & al. , 1993; Fujita & al. , 1993).
Согласно современным представлениям, процессы свободноради-ального окисления липидов при их выраженной активации, являются универ-ільньім механизмом повреждения клетки на уровне мембранных структур (Е. урлакова и соавт., 1982,1990; К. Карагезян и соавт., 1989; Ф. Меерсон и ивт. , 1988; Sakaki & al. ,1988; Misic & al., 1992; M. Агаджанов,1993; sterbauer, 1993; Iguchi & al. ,1993; Van-Acker & al. ,1933). Наряду с из-йточной липопероксидацией, при ряде патологических процессов существен->е значение придается продуктам метаболической деградации фосфолипидов, іразующимся под влиянием фосфолипаз А(ФЛ А), особенно водораствори-іім лизофосфолипидам, оказывающим мембранолитическое действие (Jacson al. ,1984), при этом существенно, что ингибирование ФЛ А2 значительно
едупреждает процесс деградации мембранных структур (Zalewski & al. )88). ч
При инкубировании фосфолипидных липосом с ФЛ А обнаруживае-i корреляция между степенью перекисного окисления липидов (ПОЛ) и ин-гсивностью деацилирования фосфолипидов, что объясняется облегчением фе-ентной атаки фосфолипидов при нарушении структурной стабильности мемб-j в условиях повышенной липопероксидации (Sevanian & al., 1988). Резу-аты многочисленных исследований при различных экстремальных состояни-
в том числе и стресс-реакциях, свидетельствуют об интенсивном высвобо-ении из фосфолипидов свободных жирных кислот (СЖК), (М. Агаджа-:, 1978; Hershok & al. 1989; Magnoni & al.,1988; Umemura et al.,1992; M. лконян, 1993; Alessio, 1993), обладающих различными свойствами, вклю-
способность ингибировать Fe2+- зависимое ПОЛ в микросомах печени asubramanian & al. ,1989), предупреждать деструктивные изменения в пла-тических и митохондриальных мембранах (Hulssman & al. , 1990),
-2-ингибировать Са2+-кальмодулин зависимую протеинкиназу II (С. Луценко, С. Северин, 1989). Интенсификация процессов ПОЛ и деацилирования фос-фолипидов затрагивают вязкость и упорядоченность фосфолипидного бислоя в целом, изменяя липидное микроокружение мембраносвязанных ферментов. Наиболее отчетливо проявляется роль бислоя в отношении Na+-K+- и Са2+-АТ-Фаз (А. Болдырев, 1979; Naupert, 1988; Cooke, Burden, 1990), хотя установлено значение фосфолипидов и в формировании каталитически активного кон-формационного центра микросомальной эпоксигидролазы (И. Рукавишников и соавт. ,1990); известно также о влиянии состава фосфолипидного матрикса на активность цитохрома Р-450 (П. Дубовский и соавт. ,1990).
Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы явилось изучение индуцированных иммобилизационным стрессом (ИМО) изменений метаболизма липидного компонента мембранных структур, их взаимосвязь с пе-рекисным окислением липидов, а также коррекция этих изменений с помощьк антиоксиданта.
В соответствии с поставленной целью, основные задачи исследовани были сформулированы следующим образом:
-
При остром и повторяемом ИМО исследовать в крови динамик; ПОЛ и содержание витамина Е, а также активность антиоксидантной систе мы. Исследовать липидный состав эритроцитарных мембран и в связи с эти! активность ион-транспортных АТР-аз.
-
При остром ИМО и под воздействием экзогенной фосфолипазі Aj (ФЛ Aj) определить уровень ПОЛ, а также количественное содержали и фракционный состав свободных жирных кислот в биомембранах печен крыс.
3) В различных субклеточных фракциях исследовать зависимое ПОЛ от состояния структурированности ненасыщенных жирных кисл< (НЖК).
4)' Используя синтетический антиоксидант фенозан К(ФК) из; чить взаимосвязь между липидной пероксидацией и ФЛ Aj.
5) Изучить адреналин-зависимую модификацию ферментативного ги ролиза фосфолипидов (ФЛ) и ее взаимосвязь с ПОЛ в различных субклет чных фракциях печени. Научная новизна работы.
1. Выявлены и охарактеризованы особенности стресс-индуцированнс липолиза в плазматических мембранах и субклеточных фракциях (митохої рий, микросомы) печени. Получены данные относительно гетерогенности П| дставительства ФЛ А и различной степени их активирования в исследованн структурах при И МО;
-
Установлено отчетливо воспроизводимое, доза-зависимое ингибиру-эщее действие свободных ненасыщенных жирных кислот на процессы пере-исного окисления липидов в митохондриях и микросомах печени. Обнаруже-о, что при предварительной инкубации с индукторами перекисного окисления, олее выраженный ингибирующий эффект в отношении микросомальной фрак-,ии оказывает линолевая, а митохондриальной - арахидоновая кислоты.
-
Обнаружено, что экзогенные ненасыщенные жирные кислоты в юдельной системе, воспроизводящей активирование ацилтрансферазной реак-ии, значительно усиливают ПОЛ, что указывает на большую подвержен-ость к переокислению НЖК, входящих в состав фосфолипидов биомембран о сравнению с их свободными аналогами.
-
Доказано, что экзогенная ФЛ Aj выражение ингибирует процессы ипопероксидации, причем в микросомах эффект зависит от концентрации фе-мента, тогда как в митохондриях наблюдается полное подавление ПОЛ.
-
Выявлена взаимосвязь между интенсивностью ПОЛ и активное-ью ФЛ Ау Показано, что в биологических системах синтетический антиок-вдант ФК доза-зависимо ингибирует активность ФЛ Aj, а в модельных -ктивирует.
6. Установлена адреналин-зависимая модификация ферментативного
адролиза ФЛ печени, свидетельствующая, о значительном повышении актив-
ости ФЛ А в микросомах, плазматических мембранах и невыраженном пони
жении активности фосфолипаз в митохондриальной фракции.
7. Совокупность данных, полученных в условиях экспериментального
ммобилизационного стресса и анализ результатов модельных опытов, и их
нтегральная оценка позволили выдвинуть представление о наличии метаболи-
:ской кооперации между стресс-лимитированной адренергической индукцией
роцессов фосфолиполиза и перекисным окислением липидов.
Научно-практическая ценность работы. Совокупность полученных шных, сформулированных положениий и выводов, вытекающих непосредст-:нно из фактического материала, позволила определить практическую значи-ость работы. Последняя заключается в вьідвижении нового подхода в борьбе активацией ПОЛ, сущность которого заключается во включении в комп-:кс средств антиоксидантной защиты клетки в качестве ингибиторов повы-енной липоксигенации НЖК, что в комбинации с известными антиоксидан-іми, ловушками свободных радикалов, ингибиторами гидроперекисей, блокадами катализаторов свободнорадикального окисления и активаторами ферме-гов антирадикальной защиты клетки (СОД, каталаза, глутатионпероксидаза), эжет повысить эффективность антиоксидантной терапии при различных патетических состояниях.
Апробация работы.Основные результаты работы доложены и обсу
ждены на XVI-ой республиканской научной конференции молодых медикої
Грузии, Бакуриани (1987); IV-ой республиканской молодежной конференцш
по физико-химической биологии (1987); на итоговых научных сессиях Ереван ского медицинского института Ереван (1987, 1988); на XXII симпозиумі FEBS, Швеция, Стокгольм (1993).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 119 страница машинописного текста. Состоит из введения, обзора литературы, материала і методов исследований, результатов собственных исследований и их обсужде ния, заключения, выводов и литературного указателя. Работа иллюстрированн 33 рисунками. Указатель литературы содержит 174 источника, из которых 5 отечественные, 123 зарубежные. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
