Влияние даларгина на гормональный статус и свободнорадикальные процессы в крови крыс при гипотермии Маяхи Мохаммед Т. Джабер

Введение к работе

Актуальность исследования. Температура тела является важной физиологической константой, и поддержание ее в определенном диапазоне является необходимым условием правильного функционирования всех органов и систем. У строгих гомойотермов даже небольшое снижение температуры тела от нормы может привести к серьезным изменениям метаболизма с развитием холодовой болезни (Мищук, 2006). В то же время общая и локальная гипотермия используется в медицинской практике, главным образом, в целях снижения кислородных запросов тканей и устранения ишемических и гипоксических явлений при травме мозга, инсультах, инфаркте миокарда, а также при обширных операциях на мозге, сердце, печени (Mayer, Sessler, 2005; Tang, Yenari, 2010). В связи с этим важно найти щадящий вариант применения гипотермии.

Ненаркотизированные гомойотермные организмы для поддержания постоянства температуры тела отвечают на холодовое воздействие активацией гипоталамо-гипофизарно-адренокортикальной системы (Kvetnansky et al., 2009). Важную роль в адаптации к холоду играют тиреоидные гормоны (Himms-Hagen, 1996). Однако реакция этих гормональных систем на гипотермию различной глубины и длительности изучена недостаточно. Мобилизация гормональных систем в условиях воздействия на организм низких температур приводит к увеличению теплопродукции за счет интенсификации дыхания, окислительных процессов, частичного разобщения процессов окисления и фосфорилирования (Тимофеев, Прокопьева, 1997; Doufas, Sessler, 2004). Поскольку митохондрии являются основными источниками активных форм кислорода (Андреев и др., 2005), активация окислительных процессов, составляя важнейшее звено биохимической терморегуляции у теплокровных животных, может включать интенсификацию не только реакций окисления субстратов дыхания в дыхательной цепи, но и реакций свободнорадикального окисления. Данные научной литературы указывают на возможность активации свободнорадикальных процессов (СРП) в тканях при гипотермии (Львова и др., 1993; Кличханов и др., 2001; Ахалая и др., 2006). Реакция системы «свободнорадикальное окисление-антиоксидантная защита» при гипотермии изучалась без сопоставления с функциональной активностью гормональных систем и энергетическим метаболизмом. Выяснение характера и степени выраженности нарушений свободнорадикального статуса при гипотермии позволило бы предложить способы их коррекции.

Одним из способов коррекции дисбаланса прооксидантно - антиоксидантного равновесия при состояниях, сопровождающихся окислительным стрессом, в том числе и при гипотермии, является назначение антиоксидантной терапии (Василькова, 1988; Утно и др., 1991; Меньшикова и др., 2008). Учитывая тот факт, что при гипотермии активация СРП является неспецифической реакцией на холодовый стресс, то для коррекции нарушений прооксидантно-антиоксидантного равновесия наряду с антиоксидантами целесообразно использовать антистрессорные вещества. Опиоидергическая система является одной из центральных стресс-лимитирующих систем организма и представлена эндогенными опиоидными пептидами и их рецепторами, которые обнаружены во многих органах и тканях (Судаков, 2008). Известно, что опиоидные пептиды и их синтетические аналоги обладают широким спектром действия и являются регуляторами ряда функций организма (Лишманов, Маслов, 1994; Заболотских и др., 2002; Лишманов и др., 2003; Шерман и др. 2003). Одним из синтетических аналогов опиоидных пептидов является даларгин, неселективный агонист и 5- опиатных рецептов. Показано, что предварительное внутрибрюшинное введение даларгина снижает степень активации перекисного окисления липидов (ПОЛ) в миокарде крыс при ишемии и стрессовых воздействиях, а также в печени при холестазе (Лишманов и др., 1991; Короткина и др., 1992;Реброва и др., 2005). Внутривенно введенный даларгин (0,1 мг/кг) снижал интенсивность ПОЛ в тканях (Таджибова и др.,

1. , а также предотвращал стимулируемую Бе²+-аскорбатом активацию процессов ПОЛ в изолированном сердце (Лишманов и др., 1992). Снижение интенсивности процессов ПОЛ и окислительной модификации белков в тканях крыс после внутрибрюшинного введения даларгина было обнаружено и при гипотермии (Львова и др., 2002; Эмирбеков, Кличханов, 2011; Исмаилова и др.,

2. . Однако, несмотря на значительное количество исследований, подтверждающих антиоксидантное действие даларгина, отдельные механизмы его действия остаются неизвестными. В частности, не ясно, оказывает ли даларгин антиоксидантое действие за счет снижения генерации активных форм кислорода (АФК) или за счет активации антиоксидантной защиты(АОЗ) тканей.

Цель и задачи исследования. Цель настоящего исследования состояла в выявлении особенностей реакции гипофизарно-адреналовой и гипофизарно- тиреоидной систем, липидного обмена и свободнорадикальных процессов в крови крыс при гипотермии различной глубины и длительности, а также возможности коррекции этих процессов с помощью даларгина.

В ходе исследования необходимо было решить следующие задачи:

2. 1. Изучить реакцию центрального и периферического звеньев гипофизарно-надпочечниковой и гипофизарно -тиреоидной систем при раздельном и сочетанном применении гипотермии различной глубины и длительности и даларгина.

   2. Изучить влияние даларгина на содержание липидов и липопротеинов в сыворотке крови при гипотермии различной глубины и длительности.

   3. Исследовать динамику содержания в плазме крови мочевой кислоты и метаболитов оксида азота при гипотермии различной глубины и длительности.

   4. Оценить влияние гипотермии различной глубины и длительности на интенсивность окислительной модификации липидов и белков плазмы крови и мембран эритроцитов, а также на активность компонентов антиоксидантной защиты крови.

   5. Изучить возможность коррекции свободнорадикальных процессов в крови при кратковременной гипотермии 30С путем введения даларгина и витаминов-антиоксидантов С и Е.

   6. Оценить действие раздельного и сочетанного применения кратковременной гипотермии 30С и даларгина на гематологические и реологические характеристики крови.

   Основные положения, выносимые на защиту.

   2. 6. 1. Реакция центральных и периферических звеньев гипофизарно- надпочечниковой и гипофизарно -тиреоидной систем, а также изменение уровня липидов и липопротеинов в крови зависит как от глубины, так и от длительности гипотермии. Сочетанная активация ^ - и 5-опиатных рецепторов при помощи даларгина предотвращает изменение уровня гормонов гипофизарно-надпочечниковой и гипофизарно -тиреоидной систем и липидного спектра крови при гипотермии.

         2. При кратковременной гипотермии 30С имеет место выраженная активация СРП в крови. Усиление СРП оказывает влияние на осмотическую резистентность эритроцитов и реологические характеристики крови. Использование даларгина, а также витаминов-антиоксидантов в качестве корректора нарушений прооксидантно-антиоксидантного статуса способствует нормализации свободнорадикального окисления и системы АОЗ крови при кратковременной умеренной гипотермии.

         3. Компенсаторно -приспособительная перестройка метаболизма при пролонгированной (3 ч.) умеренной гипотермии крыс характеризуется нормализацией функциональной активности систем гипофиз -надпочечники, гипофиз-щитовидная железа, уровня липидов и липопротеинов, а также СРП в крови.

         Научная новизна. Впервые установлено, что при гипотермии независимо от ее глубины и длительности на фоне низкой концентрации адренокортикотропного гормона происходит существенное повышение уровня кортизола в крови. При гипотермических состояниях, несмотря на существенное снижение плазменного уровня тиреотропного гормона, содержание тиреоидных гормонов остается либо на уровне контроля, либо выше нее. Впервые установлено, что активация периферических и 5 - опиоидных рецепторов под действием даларгина оказывает модулирующее действие на активность гипофизарно-адреналовой и гипофизарно-тиреоидной систем в норме и в определенной степени предупреждает угнетение их функциональной активности при гипотермических состояниях.

         Получены новые данные о зависимости уровня липидов и липопротеинов в сыворотке крови от глубины и длительности гипотермии. Степень повышения уровня как липидов, так и липопротеинов в сыворотке крови зависит от глубины гипотермии, а не от ее длительности. Установлено, что на фоне даларгина содержание липидов и липопротеинов в сыворотке крови при умеренной гипотермии разной длительности возрастает, а при глубокой гипотермии - снижается.

         Установлена зависимость интенсивности СРП в крови от глубины и длительности гипотермии. В работе впервые обнаружено, что при кратковременной умеренной гипотермии, на фоне повышения уровня АФК и снижения уровня неферментативных антиоксидантов, в крови развивается окислительный стресс, приводящий к окислительной деструкции липидов и белков плазмы и мембран эритроцитов. Следствием этих процессов является снижение осмотической резистентности эритроцитов и повышение вязкости крови. Впервые показано, что при пролонгировании умеренной гипотермии в течение 3-х часов включаются компенсаторно -приспособительные реакции, способствующие снижению интенсивности СРП в крови. Установлена эффективность даларгина, витаминов С и Е в коррекции СРП в крови при кратковременной гипотермии 30С, а также показана возможность взаимопотенцирующего действия витаминов-антиоксидантов при их совместном введении. Новыми являются данные о коррекции даларгином гематологических и реологических характеристик крови при кратковременной гипотермии 30С. Полученные результаты обосновывают необходимость применения антистрессорной и антиоксидантной терапии на начальных этапах гипотермии.

         Теоретическая и практическая значимость. Настоящая работа вносит вклад в развитие фундаментальных представлений о механизмах реагирования прооксидантно-антиоксидантной системы крови при снижении температуры тела. Результаты работы расширяют представления об опиатергической регуляции метаболических и свободнорадикальных процессов при гипотермии. Проведенные исследования позволили установить направленность метаболических реакций при снижении температуры тела и выявить зависимость ряда биохимических показателей от глубины и длительности гипотермии. Это позволяет обосновать пути профилактики перехода компенсаторно-приспособительных реакций в реакции повреждения. Основные положения работы могут быть использованы в качестве теоретической основы для прикладных исследований в области создания новых фармакологических препаратов, обладающих антиоксидантным действием.

         Материалы исследований используются в учебном процессе при чтении лекционных курсов «Молекулярные механизмы гормональной регуляции», «Биохимия крови», «Свободнорадикальные процессы в биологических системах» в Дагестанском государственном университете.

         Диссертационное исследование выполнено в ФГБОУ ВПО «Дагестанский государственный университет» на кафедре биохимии и биофизики при поддержке гранта «Исследование окислительного стресса (ОС) в мозге крыс при искусственных гипотермических состояниях» аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2011 годы)» № 2.1.1/1605.

         Апробация работы. Результаты настоящего исследования были представлены и обсуждены на Всероссийской конференции «Закономерности распространения, воспроизведения и адаптации растений и животных» (г. Махачкала, 2010), 15-й и 16-й Международных школах-конференциях молодых ученых «Биология - наука XXI века» (г. Пущино, 2011, 2012), Всероссийской конференции «Физиолого -биохимический мониторинг природных и антропогенных воздействий на организм животных и растений» (г. Махачкала, 2011), 50-й Международной научной студенческой конференции «Студент и научно-технический прогресс» (г. Новосибирск, 2012), V Всероссийской научно-практической конференции «Научная инициатива иностранных студентов и аспирантов российских вузов» (г. Томск, 2012), Международной конференции «Актуальные проблемы криобиологии и криомедицины» (г. Харьков, 2012), 8-ой Международной крымской конференции «Окислительный стресс и свободнорадикальные патологии» (г. Судак, Крым, Украина, 2012) и на расширенном заседании кафедры биохимии и биофизики ДГУ (г. Махачкала, 2012).

         Публикации. По материалам диссертации опубликовано 11 работ, в том числе 3 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК.

         Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 134 страницах и состоит из следующих разделов: введение, обзор литературы, материалы и методы исследования, результаты и их обсуждение, заключение, выводы, список литературы (246 источника). Диссертационная работа содержит 12 рисунка и 19 таблиц.

         Похожие диссертации на Влияние даларгина на гормональный статус и свободнорадикальные процессы в крови крыс при гипотермии

         СВОБОДНОРАДИКАЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ В КРОВИ КРЫС ПРИ УМЕРЕННОЙ ГИПОТЕРМИИ И ВВЕДЕНИИ ДАЛАРГИНАОМАРОВА ЛЕЙЛА Т АДЖИБОВНА

         

         Влияние гипотермии и даларгина на активность Na, К-АТФазы и ацетилхолинэстеразы синаптических мембран мозга крыс при ишемииМохаммед Мустафа Таха

         

         Влияние ноотропа ГВС-111 на свободнорадикальные процессы в мозге и крови крыс разного уровня тревожностиДемьяненко Светлана Викторовна

         

         Влияние олигопептидов вилона и эпиталона на свободнорадикальные процессы в мозге и крови крыс разного возраста при гипокинезии Килинкарова Нина Николаевна

         

         Возрастные изменения окислительных процессов в ткани головного мозга и крови крысНикитина Юлия Викторовна

         Протеомная характеристика сыворотки крови, цитозольной и микросомальной фракций гепатоцитов крыс при адаптации к характеру питания в процессе онтогенезаШаранова, Наталья Эдуардовна

         

         Физико-химическая характеристика мембран эритроцитов крыс при гипотермии и на фоне введения даларгинаСаидов Магомедрасул Будаевич

         Действие гипотермии и церебрамина на нейромедиаторный баланс крыс при окклюзии сонных артерийАйдунбеков, Фарух Тахирович

         Влияние рибофлавинового статуса организма на обмен и биохимические показатели обеспеченности витамином В-6Харитончик, Лариса Анатольевна

         

         Модификация низкомолекулярными азотистыми катаболитами мутагенного эффекта окислительного стресса и их влияние на антиоксидантный статус клеток и тканейПокудина Инна Олеговна