Содержание к диссертации
Введение
Глава 1 Обзор литературы 12
1.1 Обмен веществ у человека на Севере 12
1.2 Свободнорадикальное окисление в биологических системах 15
1.2.1 Свободные радикалы. Механизм образование и значение 16
1.2.2 Псрекисное окисление липидов. Особенности активации перекисного окисления липидоз и значение
1.3 Свободнорадикальное окисление у человека на Севере 33
Глава 2 Материалы и методы исследования 37
2.1 Объекты исследования 37
2.2 Методы исследования 38
2.3 Статистическая обработка полученных результатов 39
Глава 3 Результаты исследований 41
3.1 Содержание молекулярных продуктов свободнорадикального окисления у молодых мужчин — жителей европейского Севера России в годовом цикле наблюдения 41
3.1.1 Содержание продуктов перекисного окисления липидов у молодых мужчин-жителей европейского Севера 41
3.1.2 Содержание молекулярных продуктов окислительной модификации белка у молодых мужчин -жителей европейского Севера 48
3.2 Взаимосвязь содержания молекулярных продуктов свободнорадикального окисления и клиническими лабораторными показателями у молодых мужчин - жителей европейского Севера 54
3.2.1 Корреляционные взаимосвязи содержания молекулярных продуктов свободнорадикального окисления у молодых мужчин - жителей европейского Севера 54
3.2.2 Корреляционные взаимосвязи содержания молекулярных продуктов свободнорадикального окисления и биохимическими показателями крови у молодых мужчин — жителей европейского Севера 57
3.2.3 Дисперсионный анализ силы влияния биохимических показателей крови на содержание молекулярных продуктов свободнорадикального окисления у молодых мужчин -жителей европейского Севера 59
3.3 Содержание молекулярных продуктов свободнорадикального окисления у коренного населения европейского Севера, ведущего традиционный образ жизни 63
3.4 Содержание молекулярных продуктов свободнорадикального окисления у мужчин с хроническим алкоголизмом в динамике острого алкогольного психоза 66
Глава 4 Обсуждение результатов 72
4.3 Сезонная динамика молекулярных продуктов перекисного окисления липидов у молодых мужчин - жителей европейского Севера 72
4.2 Сезонная динамика молекулярных продуктов окислительной модификации белка у молодых мужчин - жителей европейского Севера... 79
4.3 Показатели свободнорадикального окисления у коренного населения европейского Севера, ведущего традиционный образ жизни 89
4.4 Показатели свободнорадикального окисления у мужчин в динамике острого алкогольного психоза 94
Выводы 99
Список литературы
- Обмен веществ у человека на Севере
- Статистическая обработка полученных результатов
- Содержание молекулярных продуктов свободнорадикального окисления у молодых мужчин — жителей европейского Севера России в годовом цикле наблюдения
- Сезонная динамика молекулярных продуктов перекисного окисления липидов у молодых мужчин - жителей европейского Севера
Введение к работе
Актуальность исследования. Климат Севера является экстремальным и дискомфортным и предъявляет повышенные требования к организму человека (Деряпа, Рябинин, 1977; Агаджанян, 1983; Авцын и др., 1985; Ткачев и др., 1992; Максимов, 2007; Granberg, 1991). В связи с этим, особое значение имеет поддержание энергетического гомеостаза, поскольку происходящие в организме человека трансформации метаболических путей могут способствовать развитию патологии (Авцын, 1972; Авцын, Марачев, 1975; Панин,1975, 1978; Казначеев, 1981; Никитин и др., 2006; Николаев, 2006).
Специфической чертой адаптационного процесса организма человека к суровым условиям Севера является формирование "циркумполярного гипоксического синдрома" (Куликов, Ким, 1987) вследствие перестройки обменных процессов (Марачев и др., 1982; Панин, 1983), напряжения кислородного режима, изменения интенсивности процессов свободнорадикального окисления (Авцын, 1985; Данилова, 1986;Бойко, 1991) и развития окислительного стресса-"синдрома липидной гиперпероксидации" (Хаснуллин, 1998) в результате избыточной генерации активных форм кислорода (Дубинина, 2006) и активированных кислородных метаболитов (Меньшикова, 2006). Избыточная генерация активных форм кислорода создает предпосылки для нарушения функционирования генетического аппарата клетки, метаболизма белков и липидов (Калуев, 1998; Никитченко, 1999; Субботина и др., 2004; Ргуог, 1982; Cheeseman et.al., 1986; Gutteridge, 1993; Gutteridge, Halliwell, 2000; Glass, Witztum, 2001).
В ряде работ отмечено сезонное изменение интенсивности процессов перекисного окисления липидов у северян, связанное с переключением "углеводного обмена на жировой", с влиянием фактора низких температур и с контрастной фотопериодикой (Колосова, 1981; Панин, 1983; Авцын, 1985; Куликов, 1986; Бойко, 1991,2005). Кроме того, известны сведения о сезонной обусловленности процессов перекисного окисления липидов в крови северян, ведущих традиционный образ жизни, касающиеся содержания диеновых конъюгатов и малонового диальдегида (Бойко, 1991). Несмотря на имеющиеся данные литературы о состоянии процессов перекисного окисления липидов, особенности процессов свободнорадикального окисления, затрагивающих разные биологические субстраты, в организме населения, проживающего в условиях Севера, во многом не ясны.
Существенное влияние на процессы перекисного окисления липидов могут оказывать факторы, связанные с образом жизни, поэтому в литературе обсуждается проблема алкоголизации населения, проживающего в суровых северных условиях (Granberg, 1991; Nilssen et.al., 2001; Nilssen, 2004). Установлено, что употребление алкоголя приводит к активизации процессов перекисного окисления липидов (Goebel et.al., 1977; Lieber et.al., 2007). Имеются сведения, что в организме северян при употреблении алкоголя происходит образование избыточного количества активных форм кислорода, повышение уровня диеновых конъюгатов и малонового
диальдегида, а также интенсификация процессов свободнорадикального окисления (Бойко и др., 2006; Bleich, 2000; Zima et.al., 2001; Balkan, 2005).
Вместе с тем, сведений о сезонных особенностях процессов свободнорадикального окисления при злоупотреблении алкоголем жителями Севера в литературе не имеется. В связи с изложенным, особый интерес представляет комплексная оценка процессов свободнорадикального окисления у населения северных территорий, различающихся образом жизни и степенью влияния природно-климатических факторов окружающей среды.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с планами НИР Института физиологии Коми НЦ УрО РАН "Метаболическое обеспечение годового цикла адаптивных реакций сердечно-сосудистой и дыхательной систем у человека на условия Севера" (№ государственной регистрации 0120.0 402472) и "Физиолого-биохимические взаимосвязи в сезонных циклах у человека на Севере" (№ государственной регистрации 01.2.007 01808).
Цель исследования. Изучить влияние фактора сезонности на процессы свободнорадикального окисления у человека на европейском Севере.
В соответствии с поставленной целью сформулированы следующие задачи:
Определить уровень молекулярных продуктов свободнорадикального окисления в плазме крови у практически здоровых жителей европейского Севера.
Выявить сезонные изменения интенсивности свободнорадикальных процессов у человека на европейском Севере.
Оценить влияние холодового фактора на содержание молекулярных продуктов свободнорадикальных реакций в плазме крови жителей Крайнего Севера и районов, приравненных к районам Крайнего Севера.
4. Определить содержание молекулярных продуктов процесса
свободнорадикального окисления в плазме крови северян, ведущих традиционный
образ жизни.
5. Проанализировать состояние свободнорадикальных процессов у жителей
Крайнего Севера, злоупотребляющих алкоголем.
Научная новизна исследования. Впервые проведено комплексное изучение содержания диеновых конъюгатов, кротонового альдегида, среднемолекулярных пептидов и оснований Шиффа в плазме крови у жителей европейского Севера. Показана сезонная вариабельность уровня диеновых конъюгатов, кротонового альдегида, молекул средней массы и оснований Шиффа у практически здоровых жителей Севера в течение годового цикла наблюдения. Впервые установлены годовые максимумы содержания диеновых конъюгатов, кротонового альдегида и молекул средней массы в ноябре и апреле и годовой максимум содержания оснований Шиффа в феврале. Выявлена корреляционная связь между продуктами свободнорадикального окисления биологических субстратов у жителей европейского Севера и температурой окружающей среды, а также с активностью ферментативного и неферментативного звена антиоксидантний системы. Показано, что ведущим фактором, запускающим процесс свободнорадикального окисления, является температурная инверсия в сторону отрицательных (ноябрь) и
положительных температур (апрель). Обнаружено уменьшение уровня молекулярных продуктов свободнорадикального окисления с мая по октябрь на фоне активации ферментативного звена антиоксидантной системы организма. Впервые выявлено, что у коренных жителей Севера, ведущих традиционный образ жизни, содержание диеновых конъюгатов, кротонового альдегида, молекул средней массы и оснований Шиффа повышено, по сравнению с жителями северных территорий, не занятыми в оленеводстве. Впервые показано, что у жителей Крайнего Севера в состоянии острого алкогольного психоза в марте выявляется более высокий уровень молекулярных продуктов свободнорадикального окисления, чем в декабре.
Научно-практическая значимость исследования. Установлены лимиты варьирования и сезонные особенности содержания молекулярных продуктов свободнорадикального окисления в годовом цикле наблюдения. При проведении профилактических мероприятий органами практического здравоохранения северных территорий необходимо учитывать периоды интенсификации процессов свободнорадикального окисления. Полученные данные могут быть использованы в качестве региональных нормативов клинико-биохимических показателей, характеризующих состояние окислительных процессов у северян. Выявленная сезонная обусловленность процессов свободнорадикального окисления у жителей Крайнего Севера в динамике острого алкогольного психоза требует оптимизации схем их лечения, и может использоваться в обосновании дополнений в медицинские стандарты терапии этих пациентов.
Исследование поддержано государственным контрактом с Министерством образования и науки РФ № 02.512.11.2190 от 28.09.2007 г. "Разработка пектиновых биопрепаратов, повышающих устойчивость человека к экстремальным условиям Севера"; государственным контрактом с Министерством образования Республики Коми № 150 от 23.09.2008 г. "Физиологическое образование здоровья -сберегающих технологий школьного питания в Республике Коми"; хоздоговором "Разработка системы мероприятий по повышению показателей здоровья, снижению заболеваемости и профилактики социально-значимых заболеваний у лиц, работающих в шумных условиях на предприятиях заказчика ОАО "Монди Бизнес Пейпа Сыктывкарский ЛПК" на 2007-2010 годы", грантом молодых ученых и аспирантов УрО РАН "Особенности свободнорадикального окисления у человека на Европейском Севере" (2007г.); грантом молодых ученых УрО РАН "Содержание продуктов перекисного окисления липидов в плазме крови северян" (2007г.). Результаты исследования внедрены в работу ООО "Севергазпром" (актвнедрения от 10.06.2005г.).
Положения, выносимые на защиту:
У жителей европейского Севера отмечается повышенное содержание молекулярных продуктов свободнорадикального окисления по сравнению с жителями умеренных широт.
Интенсивность процессов свободнорадикального окисления у жителей Севера изменяется в течение года. Максимальный уровень молекулярных продуктов перекисного окисления липидов и молекул средней массы выявлен в ноябре и апреле, максимальный уровень оснований Шиффа - в феврале.
Коми-ижемцы, ведущие традиционный образ жизни, характеризуются более высоким содержанием продуктов свободнорадикального окисления в плазме крови по сравнению со здоровыми жителями северных территорий, не занятыми в оленеводстве.
У жителей Крайнего Севера, употребляющих алкоголь, содержание продуктов перекисного окисления липидов и окислительной модификации белка изменяется в динамике острого алкогольного психоза. Уровень продуктов свободнорадикального окисления этих пациентов в марте выше, чем в декабре.
Апробация работы. Материалы исследования докладывались и представлялись на V, VI, VII молодежных научных конференциях Института физиологии Коми научного центра УрО РАН (Сыктывкар, 2005,2006, 2007); VIII Международной конференции "World Congres International Society of Adaptive medicine" (Москва, 2006); XIII Международном конгрессе по приполярной медицине (Новосибирск, 2006); X Всероссийской медико-биологической конференции молодых исследователей "Человек и его здоровье" (Санкт-Петербург, 2007); III Северном социально-экологическом конгрессе (Сыктывкар, 2007); на XX Съезде физиологического общества им. И.П. Павлова (Москва, 2007); на 5-ой Национальной научно-практической конференции с международным участием "Активные формы кислорода, оксид азота, антиоксиданты и здоровье человека" (Смоленск, 2007); IV Симпозиуме с международным участием "Проблемы адаптации человека к экологическим и социальным условиям Севера" (Сыктывкар, 2008); Annual workshop of the International Network for Circumpolar Health Reseach (Норвегия, Tromso, 2008); совместном научном семинаре Института физиологии Коми научного центра УрО РАН и Института химии Коми научного центра УрО РАН (2007), на заседаниях ученого совета Института физиологии Коми научного центра УрО РАН (2006-2007гг.) и научных семинарах отдела экологической и социальной физиологии человека (2005-2008гп).
Личное участие автора в получении результатов. Автором самостоятельно выполнена работа по аналитическому исследованию молекулярных продуктов свободнорадикального окисления. Изучена годовая динамика молекулярных продуктов свободнорадикального окисления. Проведен сравнительный анализ содержания молекулярных продуктов свободнорадикального окисления у разных групп жителей европейского Севера и статистическая обработка результатов исследования.
По материалам исследования опубликовано 19 работ, из них - две статьи в рецензируемых научных журналах и одна глава монографии в соавторстве.
Структура и объем диссертации. Диссертация изложена на 137 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследования, главы результатов исследования и их обсуждения, общих выводов по работе. Список цитируемой литературы включает 132 отечественных и 209 зарубежных источников. Работа содержит 11 рисунков и 14 таблиц.
Обмен веществ у человека на Севере
Север - своеобразная климатогеографическая зона, занимающая более 60 % территории Российской Федерации. Согласно Женевской конференции (1964) территории, располагающиеся севернее 66"33 с.ш., обозначаются термином "высокие широты". Север предъявляет повышенные требования к жизнеобеспечению организма человека, подвергающегося влиянию факторов окружающей среды, таких как фотопериодизм, низкие температуры, тяжелый аэродинамический режим, электромагнитное излучение (Куликов, Ким, 1987; Гудков и др., 1995; Манчук и др., 2003). Их комплексное влияние приводит к метаболическим перестройкам организма человека, способствуя либо развитию адаптационного синдрома, либо к проявлению дизадаптационных состояний (Данишевский, 1968).
Экстремальность воздействия факторов окружающей среды также определяется суровым длительным зимним периодом, коротким и холодным летом, неустойчивостью погодных условий, контрастностью светового дня в течение года, повышенной геомагнитной активностью, бедностью флоры и фауны, дисбалансом микроэлементного состава почвы (Седов, 1993; Прахин, 2006), природных вод, растительного мира (Кирилкж, 1997; Панин и др., 2006). Одним из факторов Севера является специфичность питания, связанная с малым потреблением свежих овощей и фруктов, преобладанием консервированной пищи. Показано» что в высоких широтах имеет место дефицит по водорастворимым и жирорастворимым витаминам в крови (Каркалицкий, 1962; Ефремов, 1965; Панин, 1975; Спиричсв и др., 2004; Потолицына, 2006).
Однако, фактор низких температур, считают основным компонентом окружающей среды, определяющим степень суровости условий Севера и запускающим стресс-синдром (Мсерсон, 1973; Митюшев, 1976).
При холодовом воздействии снижается теплоотдача и повышается теплообразование (Иванов, 1965), связанное с основным обменом. Большинство исследователей указывают, что у людей, проживающих на Севере не менее полугода, уровень основного обмена более высок по сравнению с основным обменом населения, постоянно проживающих в условиях Севера. По данным И.С. Кандрора (1968) у приезжего населения Севера уровень основного обмена зависит от срока акклиматизации и увеличивается на5-17 %. Н.И.Бобров и соавт. (1979) установили превышение основного обмена у вновь прибывших северян летом на 3-11 % и зимой - на 18-30 %. Также у жителей Севера отмечено повышение потребления кислорода - ПК (Пастухов и др., 2003), увеличение числа и концентрации адренорецепторов в тканях (Пастухов, Хаскин, 1979); усиление продукции триглицеридов (ТГ); повышение энергетических затрат, приводящих к изменению энергетического гомеостаза организма человека (Jansky, 1995). Влияние холода существенно изменяет энергетический обмен, однако предпочтение источника энергии (углеводной или липидной природы) определяется длительностью воздействия низких температур (Панин, 1983).
Адаптация организма человека к холодовому воздействию сопровождается усилением метаболической активности ферментных систем, например, ферментов гликолиза, приводящих к высвобождению и утилизации глюкозы и к интенсификации гликогенолиза (Хаскин, 1975). Данный механизм является исключительно важным с точки зрения использования глюкозы в качестве источника энергии, и в качестве источника термогенеза (Панин, 1978; Панин и др., 1995; Himins-Hagen, 1990, 1995) и характерен как для коренного, так и пришлого населения северных территорий. В частности, в работах ЛЛЕ. Панина (1978) показано, что концентрация сывороточной глюкозы в плазме крови мигрантов в течение первых шести месяцев проживания на Севере постепенно уменьшалась, а через два года, по данным Е.Р. Бойко (2005) уже соответствовала контрольным значениям. Исследование мигрантов на архипелаге Шпицберген выявило годовые изменения содержания глюкозы в плазме крови, определяемые комплексом природно-климатических факторов. Установлено, что минимальное содержание глюкозы приходится на октябрь, а максимальное - на июнь, совпадающее по времени с наступлением полярного дня и полярной ночи (Бойко, 2005). Выявлено, что у представителей коренного населения Севера содержание глюкозы не отличается от среднеширотных нормативов, а сравнение разных групп аборигенов Севера выявило более низкое содержания глюкозы в периферической крови у чукчей и эскимосов по сравнению с ненцами, что, по мнению Е.Р. Бойко (1991), является проявлением развивающейся гипогликемии.
Адаптация к дискомфортным северным условиям сопровождается трансформациями как белкового, так и липидного обмена веществ. Наиболее подробно в работах отечественных исследователей рассмотрены проблемы содержания общего белка в периферической крови жителей северных территорий (Бобров и др., 1979; Волгарев и др., 1989; Хаснулин, 1998; Бойко, 2005); продуктов белкового обмена - мочевины, креатинина (Деряпа, Рябинин, 1977; Панин, 1978; Кочан, 2007), а также динамика белковых фракций (Деряпа, Рябинин, 1977; Бойко, 2005).
По данным Ї.И. Алексеевой (1989), уровень общего белка в крови мигрантов в Арктике повышен. В исследованиях Л.Е. Панина показано (І997), что в высоких широтах белковый спектр крови характеризовался развитием гипоальбуминемии, повышенным содержанием а-глобулинов, тогда как содержание (3-глобулинов и у-глобулинов практически не изменялось. Гипопротеинемия, в том числе гипоальбуминемия, в условиях Севера также развивается при выполнении интенсивной физической работы, сопровождающейся возрастанием в крови уровня мочевины, остаточного азота, повышенном выделении аминокислот с мочой (Панин, 1997). Напротив, в динамике изучения показателей периферической крови у жителей Заполярья, установлено равномерное увеличение содержания всех основных фракций белков крови, являющееся результатом гемо концентрации (Койко и др., 2001).
При адаптации к холоду происходит значительная перестройка липидного обмена. Уменьшается количество жира в депо, с одновременным возрастанием концентрации содержания общих липидов, ТГ, суммарной фракции липопротеинов низкой плотности и липопротеинов очень низкой плотности (ЛПОНП), что свидетельствует о напряженности функционирования организма человека. Активное использование липидов в качестве энергетического субстрата приводит к "сдвигу" липопротеидного спектра кровн в сторону увеличения липопротеидов высокой плотности за счет уменьшения содержания ЛПОНП (Панин, 1978).
Статистическая обработка полученных результатов
Результаты исследования в тексте и таблицах представлены в виде среднего значения показателя и стандартного отклонения с указанием количества членов выборки (iVirfcSD; N); на графиках - в виде среднего значения показателя и ошибки среднего значения показателя (M±SE).
Статистическую обработку полученных результатов проводили с использованием пакета прикладных программ Microsoft Excel, Statistica 6.0 и программы "Биостат" (версия 4.03). Вычисляли эксцесс и ассиметрию; проводили проверку выборки на нормальность распределения вариант. Статистическая значимость различий между сравниваемыми выборками (в случае двух выборок) определялась с помощью критерия Крускала-Уоллеса; критерия Данна (при попарном межтрупповом сравнении выборок разного объема); критерия Фридмана (в случае повторного наблюдения одной и той же выборки). Взаимосвязь биохимических и физиологических показателей оценивали с помощью корреляционного анализа. Для оценки существенного влияния группирующих признаков на изменчивость показателя применяли метод однофакторного дисперсионного анализа. При проведении корреляционного и дисперсионного анализов использовали ресурсы электронной базы данных сотрудников отдела экологической и социальной физиологии человека Коми НЦ УрО РАН. Две выборки считали принадлежащими к разным генеральным совокупностям при уз 0,05 (Лакин, 1980;Гланц, 1998).
Забор крови производился утром, строго натощак из локтевой вены в вакутайнеры "Beklon Dickinson ВР" (Англия). Для получения плазмы кровь центрифугировали в течение 15 минут при 3000 об/мин. Отделенные образцы плазмы замораживали и хранили до момента проведения анализа при температуре -20 С, но не более трех месяцев (чтобы исключить возможность получения завышенных результатов из-за процессов спонтанного автоокиелсиия).
Биохимический анализ образцов плазмы включал определение молекулярных продуктов СРО: диеновых конъюгатов; кротонового альдегида; молекул средней массы; оснований Шиффа.
Принцип определения продуктов ПОЛ основан на установлении содержания метаболитов в плазме крови по поглощению липидным экстрактом монохроматического светового потока в ультрафиолетовой области спектра при Л-220 им, Л—232 нм. Расчет проводился на 1 мл плазмы (Гаврилов, Мишкорудиая, 1983).
Для оценки интенсивности процессов ПОЛ предложен коэффициент ДК/КА выражаемый в усл. ед. оптической плотности на 1 мл исследуемого образца и определяемый по формуле: 1 232/220 - 232 220. где D 232 — значение оптической плотности исследуемого образца при Д=232нм Е 220 значение оптической плотности исследуемого образца при А=220нм
Определение уровня молекул средней массы (МСМ) проводили с помощью метода, основанного на освобождении плазмы крови от содержащихся Б ней высокомолекулярных пептидов и белков, и количественном определении среднемолскулярных пептидов в полученной надосадочной жидкости по поглощению при длине волны Д=254 им (Камышников, 2004).
В гептаиовом экстракте определяли содержание оснований Шиффа при длине волны возбуждения Авшо.-360нм и длине волны испускания Лист=460нм. Результаты выражали в усл. ед. оптической плотности на 1 мл плазмы (Голиков и др., J987). Измерение оптической плотности образцов проводили в кварцевых кюветах с длиной оптического пути 10 мм на спектрофотометре Power Wave-200 (Bioek Instruments, США) и флюориметре "Флюорат-2АБЛФ" (Лгомекс, Россия).
Содержание молекулярных продуктов свободнорадикального окисления у молодых мужчин — жителей европейского Севера России в годовом цикле наблюдения
Годовой мониторинг выявил значительную флуктуацию показателей -молекулярных продуктов СРО в плазме крови молодых мужчин. В целом, маркеры, отражающие степень интенсивности процессов СРО по всем анализируемым показателям были выше нормальных значений для этой возрастной группы.
Индивидуальные значения ДК в венозной крови обследованных мужчин на протяжении года варьировали от 0,26 до 9,5 усл.ед. Среднегодовые показатели содержания ДК составили 3,01 ±0,10 усл.ед (таблица 2). В годовом цикле наблюдения, показатели ДК варьировали в диапазоне от 1.1 усл.ед. до 4,0 усл.ед. (с наибольшей частотой встречаемости в пределах 1,6 - 2,0 усл.ед), что составило 29% от общего количества проведенных анализов (п=ЗП). Показатели ДК менее 1,0 усл.ед. были отмечены у 0,71% обследованных лиц.
Полученные данные свидетельствуют о влиянии фактора сезонности в анализируемой группе на содержание ДК в плазме крови. Показано, что в "і ноябре, содержание ДК в крови молодых мужчин колебалось в диапазоне от 3,76 усл.ед. до 9,5 усл.ед. Ноябрьский показатель ДК был максимально высоким за весь период наблюдения и составил 6,27±1,49 усл.ед., что в четыре раза превышало физиологическую норму (до 1,5 усл.ед.).
Повышенное содержание ДК в ноябре являлось статистически значимым не только по отношению к среднегодовому уровню ДК (/? 0,001), но и по отношению к другим месяцам обследования (/? 0,001). В дальнейшем, отмечалась тенденция к уменьшению содержания ДК в плазме крови обследуемых лиц. В декабре данный показатель достоверно снизился, достигнув 4,11±1,62 усл.ед. В январе он составил 3,56±1,06 усл.ед., что было достоверно нижс(/? 0,001) значений ноября.
В феврале содержание ДК в плазме крови обследованных мужчин продолжало снижаться и составило 2,31±0,97 усл.ед. Уменьшение анализируемого показателя являлось статистически значимым не только по отношению к предыдущему обследованию - январю (р 0,001), но и по отношению к ноябрю (р 0,001). Следовательно, можно отмстить, что с ноября по февраль прослеживалось отчетливое, почти в три раза, последовательное понижение уровня ДК в плазме крови.
В марте, уровень ДК незначительно повысился по сравнению с предыдущим месяцем и составил 2,42±0,84 усл.ед. (p 0fi0l), В дальнейшем, в апреле концентрация ДК в плазме достигла 3,00±0,65 усл.ед., что являлось статистически значимым по отношению к значениям ноября, декабря, февраля (р 0,001) и марта (р 0,05).
В мае содержание ДК у обследованных мужчин варьировало в пределах от 1,68 усл.ед. до 3,94 усл.ед. и превышало показатели физиологической нормы в 1,5-2,0 раза. Уровень ДК в мае был на 84% меньше апрельского показателя и являлся статистически значимым (р 0,05). Таким образом, на протяжении весеннего периода выявлено достоверное изменение концентрации изучаемого метаболита, особенно по сравнению с ноябрьскими показателями (/? 0,001).
В июне содержание первичных продуктов ПОЛ в группе наблюдения уменьшалось до 2,05 0,77 усл.ед., что являлось достоверным не только по отношению к предыдущему месяцу обследования (р 0,01), но и по отношению к значению ноября (р 0,001).
В июле произошло достоверно значимое повышение содержания ДК на 1,2 усл.ед. (/? 0,05). Последующая динамика свидетельствовала о снижении степени окислительной модификации липидов. В организме молодых северян, в августе количество ДК в плазме крови уменьшилось на 74% по сравнению с июлем (р 0,0\).
Необходимо отметить, что в начале осеннего периода выявлен годовой минимум содержания ДК в венозной крови. В сентябре и октябре концентрация ацилгидроперекисей составляла 1,75±0,41 усл.ед. и 1,87±0,33усл.ед. соответственно, что являлось статистически значимым по отношению к ноябрю месяцу (/? 0,001).
Таким образом, изменение степени окислительных процессов в годовом цикле наблюдения носило нелинейный характер. Показана значительная флуктуация (на 600%) анализируемого метаболита в течение периода наблюдения. Выявлены периоды максимального содержания ДК -ноябрь и апрель, минимальный уровень показан в сентябре.
Конечный продукт окисления ПНЖК - КА, образующийся в результате трансформации первичных продуктов ПОЛ, выявлял сходную с ДК годовую динамику (таблица 3).
Среди обследованных лиц, индивидуальные показатели содержания КА в годовом цикле наблюдения варьировали в пределах от 0,57 усл.ед. до 3,48 усл.ед. При этом среднемесячная концентрация КА изменялась с 0,96 0,15 усл.ед. (август) до 2,25 0,59 усл.ед. (ноябрь).
Максимальное значение КА в группе наблюдения отмечено в ноябре и составило 2,25 0,59 усл.ед., что на 63% выше среднегодового значения (1,43 0,56 усл.ед.). В декабре выявлено статистически значимое, по отношению к первому месяцу обследования (р 0,001), снижение содержания КА в плазме крови до 1,49 0,50 усл.ед.
Сезонная динамика молекулярных продуктов перекисного окисления липидов у молодых мужчин - жителей европейского Севера
Тем не менее, полученные результаты согласуются с данными литературы, свидетельствующими о сезонной обусловленности процессов ПОЛ (Казначеев, Шорин, 1980; Куликов, Ким, 1987; Коденцова и др., 1991; Бойко, Ткачев, 1994; Бойко, 1996).
Установлено, что в начальный момент обследования (ноябрь) наблюдалось изменение температуры окружающей среды в сторону отрицательных температур (-1бС) и уменьшение длины светового дня до 6ч 40мин (Метаболическое ..., 2007). С понижением температуры происходят существенные изменения активности ряда ферментов (Полянский, Суханова, 1964): фосфолипаз (Проссср, 1964), ацилдегидрогеназ (Хаскин, 1975). Также установлено изменение уровня цитохрома с (Depocas, 1966) и нарастание содержания пре-р-липопротеинов и р-липопротеинов (Bojko et.al., 2001).
Кроме того, претерпевает модификацию структура ФЛ, приводящих к увеличению степени неиасыщенпости липидов за счет повышения уровня Арахи (Дубинина, 2006), способствующей разобщению окисления и фосфорилироваиия вдыхательной цепи митохондрий (Хаскин, 1974, 1975).
Одновременно усиливается психоэмоциональное напряжение, сопровождающееся беспокойством и повышением уровня тревожности (Андреева и др., 1994). В пользу этого факта свидетельствует высокий уровень тревоги в обследованной группе молодых мужчин (Кеткина, 2007). Это приводит х активации гипоталамо-гипофизарно-иадиочечниковой системы и выбросу в кровяное русло катехоламинов (Budd, Warhaft, 1970), способствующих усилению работы дыхательного центра, повышению в крови неэстерифицированных ЖК и образованию О2 в реакциях автоокисления (Меньшикова, Зенков, 1993; Янковский, 2000).
Об активизации дыхательного центра могут свидетельствовать высокие значения ПК и коэффициента использования кислорода (Бвдокимов, 2007), приводящие к активному окислению биологических субстратов и перестройке дыхательной цепи (Скулачев, 1962).
В нормально функционирующем организме в митохондриальную дыхательную цепь поступает до 17% молекулярного кислорода, тогда как только от 3% (Halliwell, 1994) до 5% молекулярного кислорода превращается в 02" (Lenaz et.al., 1999; Sohal et.al., 1990).
Супероксид аниои-радикал вызывает каскадные реакции окисления ПНЖК с одной стороны, и образование АФК, с другой стороны. В результате, в крови молодых мужчин содержание продуктов ПОЛ - ДК, а, следовательно, и КА повышено (рисунок 10). Интенсификация ПОЛ, по-видимому, приводит к ускорению обмена ФЛ, к изменению их состава, изменению липид-белковых соотношений и ускорению выхода окисленных ФЛ из клеточных мембран (Burlakova et.al., 1991).
Высокий уровень ПОЛ может являться предпосылкой для развития патологического состояния, поэтому в ответ на активацию ПОЛ включаются механизмы ферментативной и неферментативной защиты тканей.
Можно предположить, что в ответ на повышение содержания ДК и КА в крови повысится и уровень СОД- фермента, действие которого направлено на прерывание цепи СР процессов на стадии зарождения цепи и дисмутацию Ог , но такого эффекта, по результатам исследования В.Д. Шадриной (2007), не наблюдается. Возможно это связано с тем, что в условиях гипериродукцин Ог" может происходить как повреждение иативпой структуры фермента, так и процесс гликировиния СОД. По данным того же исследователя наибольшей активностью в начальный момент обследования обладала цитозольная ГП (Шадрина, 2007). Одновременно наблюдалась активация элементов неферментативного звена АОЗ — а-токоферола (Потолицына, 2007), что вполне обосновано, поскольку участие этого витамина связано с защитой мембранных ФЛ от ПОЛ (Дудин, 2003) и образованием токоферольного радикала, восстанавливающегося за счет глутатион-зависимых реакций (Chow, 1991; Packer, 1992; Packer et.al., 1992; Villalobos et.al., 1994).
Таким обргзом, на начальном этапе развития каскада Арахи баланс между накоплением продуктов ПОЛ и их утилизацией, вероятно, компенсируется за счет увеличения содержания восстановленного глутатиона, являющегося регулятором ПОЛ или за счет мобилизации а-токоферола из жировых депо.
В январе процессы аэробного окисления затормаживаются, что компенсируется гктивацией анаэробного окисления. В феврале усиливается липолиз (Кочан, 2007). Параллельно с этими процессами, содержание молекулярных продуктов ПОЛ в периферической крови молодых мужчин, по нашим наблюдениям, постепенно снижается.
Во-первых, обращая внимание на данный факт, можно предположить, что это связано с работой селензависимой ГП, активность которой была максимальной за весь период наблюдения. Высокая активность глутатионовых ферментов зависит от селена, концентрация которого поддерживалась на высоком уровне (Паршукова, 2007).
Необходимо отметить, что в течение рассматриваемого периода увеличивается концентрация а-токоферола в плазме крови мужчин, свидетельствуя либо о его перераспределении между функционирующими системами (Меерсон, J 981), либо о доминировании системы ГП-ГР.
На основании полученных данных можно предположить, что действие фактора низкой температуры вызывает пролонгированные изменения, но не приводит к разрыву существующих связей в системе регуляции. В результате холодового воздействия в организме человека формируются "биохимические градиенты" (Куликов и др., 1981), способствующие активации адаптационных механизмов через гетерогенность распределения кислород-зависимых реакций, генерирующих АФК (Куликов, Ким, 1987).
В март наблюдали более низкую температуру окружающей среды, чем феврале, т.е. действие повреждающего фактора сохранялось. Однако в периферической крови мужчин отмечено постепенное увеличение содержания продуктов ПОЛ. С одной стороны, возможной причиной может являться усиление липолиза, приводящее к накоплению ДК и КА в кровеносном русле, а с другой стороны, напряженное функционирование элементов АОЗ организма. Подтверждением последнего являются данные Н.Н. Потолицыной (2007) о снижении роли а-токоферола на фоне высокой активности глутатионпероксидазного комплекса (Шадрина, 2007).
Переход к положительным температурам в апреле не способствовал снижению интенсивности процессов ПОЛ. Содержание в крови как ДК, так и КА достигло второго годового максимума, что согласуется с данными Е.Р. Бойко (2005) об активизации ПОЛ в весенний период года.
Возможно, напряженное функционирование ферментной системы Г П-ГР в период с ноября по февраль привело к истощению основных компонентов АОЗ организма и, как следствие, к ускорению окислительных процессов и увеличению содержания продуктов ПОЛ в крови. В этом случае существует возможность разрыва связей в системе регуляции СРО-АОЗ и перехода к патологическим изменениям. Для предотвращения необратимых изменений активируется комплекс природных АО и СОД, регулирующих обмен липидов мембран и способствующих поддержанию уровня свободнорадикальных реакций (Аристархова и др., 1976; Burlakova et.al., 1979). Однако по данным Т.В. Есевой (2007) в обследованной группе отмечен дефицит потребления продуктов, содержащих естественные АО (а-токоферол и ретинол), поэтому, вероятно, основную роль в поддержании активности ПОЛ играет СОД, активность, которой начинает постепенно возрасгать.
