Введение к работе
Актуальность работы. Исследование роли пептидов в регуляции метаболизма мозга привело к разработке ряда препаратов адаптогенного действия, одним из которых является дельтаран, представляющий композицию синтетического аналога дельта-сон индуцирующего пептида (ДСИП) и глицина (Коплик Е.В. и соавт., 1982; Mikhaleva I.I. et al., 1993; Prudchenko I.A. et al., 1996). Установлено, что ДСИП влияет на пластические процессы в мозге животных, подвергнутых гипоксическому, иммобилизационному и другим видам стресса (Бондаренко Т.И., 1998; Mendzheritskу А.М. et al., 1997; Sudakov K.V. et al., 1995, 2004).
В настоящее время с пластическими процессами связывают изменение каспазной активности в нейроне (Гуляева Н.В., 2004; Algeciras-Schimnich A. et al., 2002; Los M. et al., 2001; Mattson M.P. et al., 2002; Tomimatsu Y. et al., 2002). С другой стороны, каспаза-3 является исполнительной протеазой апоптоза, мощным индуктором ее активности является образование свободных радикалов (СР) (Фильченков А.А., 2007). Известно, что продукты перекисного окисления липидов (ПОЛ) активно участвуют в регуляторных механизмах клеточной активности (Burlakova Ye. B. et al., 1991). Процесс свободнорадикального окисления (СРО) сопровождается выходом значительного количества веществ мембранотоксического, мембранолитического действия, что по современным представлениям может проявляться как в виде стимулирования, так и ингибирования активности течения метаболических процессов клеточных компартментов (Landar A. et al, 2003; Poli G. et al., 2004).
Известно, что в генезе патологических процессов наблюдается активация окислительного стресса и нарушение метаболических процессов на разных функциональных уровнях, в том числе, пептидной регуляции (Ашмарин И.П., 2001).
Данными клинических и биохимических исследований подтверждено, что неспецифическим механизмом, отвечающим за развитие нарушений в деятельности мозга при инфаркте миокарда (ИМ), является интенсификация свободнорадикальных процессов (СРП) (Зенков Н.К. и соавт., 2001; Ланкин В.З. и соавт., 2004). Тем не менее, до сих пор основное внимание при изучении механизмов, отвечающих за развитие ИМ и осложнений со стороны мозгового кровообращения, уделялось раскрытию процессов, происходящих лишь в сердце и крови.
В настоящее время сформировано представление об участии кардиопептидов в регуляции не только деятельности сердца, но и мозга (Гомазков О.А., 2000). Центры регуляции сердечно-сосудистой деятельности расположены в продолговатом мозге и в гипоталамусе. В условиях развития ИМ у большинства больных наблюдают отклонения в поведении, что связано с развитием нарушений регуляторных процессов в коре больших полушарий (Смулевич А.Б., Сыркин Р.Г., 2005).
Известно, что у 15% больных инфарктом миокарда возникают осложнения в виде острых нарушений мозгового кровообращения (Гусев Е.И. и соавт. 2003), что определяет изменение всех регуляторных процессов в организме (Ким А.В. и соавт., 2004). Однако к настоящему времени недостаточно изучены нейрохимические механизмы, лежащие в основе взаимосвязи между течением ИМ и сопровождающим его нарушениями мозгового кровообращения (Чазов Е.И., 2003).
В этом плане актуальным является исследование процессов свободнорадикального окисления в различных структурах головного мозга. Интерес определяется и тем, что степень интенсификации СРП и нарушение энергетического обмена в условиях окклюзии сонных артерий, как модели нарушения мозгового кровообращения, в коре больших полушарий и стволовых структурах различается. Причем данное различие может являться одним из критериев устойчивости организма к стрессу (Менджерицкий А.М. и соавт., 2006, 2007; Mendzheritskу А.М. et al., 2008).
Цель работы: исследовать свободнорадикальные процессы и активность каспазы-3 в коре больших полушарий и стволовых структурах головного мозга крыс, подвергнутых предварительному введению дельтарана перед развитием инфаркта миокарда.
Задачи исследования:
-
Изучить состояние свободнорадикальных процессов в мозге и крови крыс в разные сроки инфаркта миокарда.
-
Установить влияние введения дельтарана на свободнорадикальные процессы в мозге и крови интактных и ложнооперированных крыс.
-
Исследовать эффекты дельтарана, введенного перед лигированием коронарной артерии, на свободнорадикальные процессы в мозге и крови крыс в различные сроки инфаркта миокарда.
-
Изучить эффекты дельтарана, введенного перед лигированием коронарной артерии, на активность каспазы-3 в мозге крыс.
Научная новизна результатов исследования. Впервые изучена динамика показателей свободнорадикального окисления во взаимосвязи с активностью каспазы-3 в различные сроки инфаркта миокарда.
Показано, что в условиях введения дельтарана ложнооперированным крысам между показателями активности каспазы-3 и глутатионпероксидазы обнаружена отрицательная корреляционная взаимосвязь, при этом в коре больших полушарий происходят обратные изменения в активности данных ферментов относительно таковой в стволовых структурах.
Впервые выявлено, что при введении дельтарана перед развитием инфаркта миокарда существует положительная корреляционная взаимосвязь между изменениями активности каспазы-3 и глутатионпероксидазы в мозге животных в отдаленные сроки инфаркта миокарда. В острый период заболевания между активностью каспазы-3 и глутатиопероксидазы формируется отрицательная взаимосвязь, особенно в стволовых структурах мозга.
Научно-практическая значимость работы. Полученные в данной работе результаты расширяют существующие представления об эффектах дельтарана при инфаркте миокарда, в частности указывают на нейропротекторное действие дельтарана в структурах мозга крыс в различные сроки инфаркта миокарда.
Основные результаты работы внедрены в учебный процесс в виде методических разработок для проведения практических и семинарских занятий на кафедре анатомии и физиологии детей и подростков Педагогического института Южного федерального университета. Результаты работы внедрены в практику валеологической деятельности и профилактической работы в рамках «Школы здоровья» для больных сердечно-сосудистыми заболеваниями, в том числе, перенесших инфаркт миокарда.
Основные положения, выносимые на защиту.
-
В мозге крыс при инфаркте миокарда происходит интенсификация свободнорадикальных процессов и возрастание активности каспазы-3. Наиболее значимое накопление продуктов переокисления липидов и повышение каспазы-3 наблюдается на 1-е сутки заболевания, особенно в стволовых структурах мозга. В отдаленные сроки заболевания происходит истощение ферментативной антиоксидантной системы в результате ингибирования каталазной активности и глутатионзависимых ферментов.
-
Эффект дельтарана проявляется в повышении функциональной активности глутатионовой системы в структурах мозга.
-
Предварительное введение дельтарана перед инфарктом миокарда способствует снижению в мозге уровня продуктов переокисления в отдаленные сроки заболевания. Дельтаран повышает мощность эндогенных ферментативных систем антиоксидантной защиты, значительно увеличивая активность каталазы и глутатионзависимых ферментов в коре больших полушарий и стволовых структурах головного мозга.
Апробация диссертационной работы. Материалы диссертации были представлены на II научно-практической конференции «Современные проблемы общей биологии и естествознания» (Россия, Ростов н/Д, 2007), I международной научно-практической конференции «Новые технологии в экспериментальной биологии и медицине» (Россия, Ростов н/Д, 2007), IV конференции с международным участием «Современные проблемы экспериментальной и клинической медицины» (Таиланд, г. Паттайа, 2007), IV научной конференции с международным участием «Фундаментальные и прикладные проблемы медицины и биологии» (Индия, г. Гоа, 2007), II международной научно-практической конференции «Фундаментальные исследования» (Доминиканская республика, г. Санто-Доминго, 2007), II научной конференции с международным участием «Актуальные проблемы науки и образования» (Куба, г. Варадеро, 2007).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ (из них 1 статья в журнале, рекомендованным ВАК РФ). Личный вклад автора в опубликованном материале составляет 70%, объем – 0,95 п.л.
Структура и объем диссертации. Основной текст диссертация изложен на 127 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов, результатов собственных исследований, обсуждения результатов, выводов, списка литературы, приложения. Список литературы включает 286 источников, из них 125 отечественных и 161 иностранных авторов. Работа содержит 14 таблиц и 25 рисунков.
