Введение к работе
Актуальность исследования. Одной из актуальных общебиологических проблем современности является выяснение механизмов, определяющих скорость старения и продолжительность жизни человека и животных. Среди различных гипотез старения одной из ведущих считается свободнорадикальная теория старения (HarmanD., 1994; Emanuel N.M, 1985), согласно которой свободным радикалам и продуктам перекисного окисления липидов (ПОЛ) отводится ключевая роль в изменении биомакромолекул клетки при старении.
Вместе с тем, данные литературы о состоянии прооксидантно-антиокси-дантной системы в процессе постнатального онтогенеза (Лемешко В.В., 1991; BaekB.S. etal., 1999; Никитченко Ю.В., Овсянников С.Е., 2000; Stadtman E.R., 2001; Кульчицкий О.Кидр., 2001; КліщІ.М. та інш., 2003; НестеровИ.В.,Тёплый Д. Л., 2003) весьма противоречивы и не позволяют трактовать свободно-радикальную теорию старения, как активацию ПОЛ на поздних этапах онтогенеза. Противоречивость литературных данных может быть объяснена половыми и видовыми особенностями состояния прооксидантно-антиоксидант-ного баланса, а также ограниченным количеством возрастных групп экспериментальных животных, не отражающих все этапы постнатального онтогенеза (Гусейнов Т. М. и др., 1990; КулинскийВ.И., КолісниченкоЛ.С, 1993; HimenoS.etal., 1993).Так, ряд авторов (RikansL.E. etal., 1991; КитаниК., 1993) показали разнонаправленные возрастные изменения интенсивности ПОЛ и активности антиоксидантных ферментов в печени у самцов и самок крыс.
Анализ современных литературных данных не позволяет однозначно оце-нитьроль основной антиоксидантной системы — ферментативной и в частности, GSH-зависимой, в свободнорадикальных механизмах старения. По мнению ряда исследователей (КулинскийВ.И., КолісниченкоЛ.С, 1993),глутатион-пероксидазаявляется одним из важнейших компонентов антиоксидантной системы, так как восстанавливает перекись водорода (Hj02) и почти все органические перекиси. Однако нет ясности в вопросе о возрастных изменениях активности селензависимой глутатионпероксидазы и особенно селеннезависи-мой глутатионпероксидазы. При этом необходимо отметить, что в печени животных не чувствительных к дефициту селена (морская свинка, кролик) селен-независимая глутатионпероксидаза является основным ферментом, утилизирующим гидроперекиси липидов (КулинскийВ.И., КолісниченкоЛ.С, 1993).
Среди ряда различных лабораторных животных морские свинки наиболее близки к человеку по структуре антиоксидантной системы (Барабой ВА, СутковойДА, 1997), наличию жёлчного пузыря (ЗападнюкИ.П. идр., 1983), по характеристикам плаценты (Card S.E. etal, 1989), по радиочувстви-
»»ОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕКА [
тельности (Барабой В А, Сутковой ДА., 1997) и по другим параметрам (ЗападнюкИ.П. идр., 1983; Card S.E. etal, 1989).
В отношении возрастных изменений прооксидантно-антиоксидантного баланса в тканях морских свинок в литературе имеются единичные сообщения, в основном это данные об исследованиях на тканях головного мозга животных (ZlochZ., GinterK, 1988; DhallaAK., SingalP.K., 1994; VohraB.P. etal, 2001; LykkesfeldtJ.,2002).
В литературе отсутствуют чёткие представления о возрастных особенностях состояния этой системы при действии ряда стрессорных факторов. В связи с этим, нам представлялось актуальным исследовать возрастные особенности прооксидантно-антиоксидантной системы в печени и крови самцов и самок морских свинок 2-, 12-, 25 и 36-месячного возраста при стрес-сорном воздействии. В качестве такого воздействия был выбран острый холецистит (Бондаренко Н.М. идр., 1981).
В литературе есть данные о нарушении прооксидантно-антиоксидантного равновесия при холецистите (Сахаутдинов В.Г. идр., 1981; ЛободаД.И. и др.* 1991; ВоевщкаО.С, КоломоецьМ.Ю., 1997). Показано, что гиперлипо-пероксидация является важным звеном в цепи патофизиологических процессов при холецистите (Таджиев И.Я., 1991) и может стать фактором риска литогенеза (Lie htenberg D., etal., 1988; Таджиев И.Я., 1991). Однако наряду с указаниями на достоверное, коррелирующее со степенью выраженности воспалительного процесса в желчевыводящих путях увеличение содержания л ипоперекисей в крови и жёлчи (Сахаутдинов B.L. идр., 1981; Воевщка О.С., КоломоецьМ.Ю., 1997), есть работы, в которых отрицается диагностическая ценность данного факта (BraganzaJ.M., etal., 1983; Скуя НА, 1988). Известен факт большей вероятности возникновения с возрастом у людей заболеваний гепатобиллиарной системы (Зайцев В.Т., 1997). Однако данные литературы о возрастных изменениях состояния прооксидантно-антиоксидантного баланса при холецистите отсутствуют.
Детальное изучение состояния прооксидантно-антиоксидантной системы при старении и при стрессорном воздействии позволит глубже понять свободнорадикальные механизмы старения и выяснить роль физиологической антиоксидантной системы в этом процессе.
Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы явилось выяснение возрастных закономерностей изменения интенсивности ПОЛ, состояния физиологической антиоксидантной системы печени и крови, а также морфологических изменений печени и жёлчного пузыря морских свинок в норме и при экспериментальном остром холецистите.
Исходя из цели, были определены следующие задачи:
-
Изучить возрастные особенности интенсивности свободно-радикального окисления липидов в печени и крови самцов и самок морских свинок.
-
Исследовать возрастные изменения физиологической (ферментативной и неферментативной) антиоксидантной системы в печени и крови самцов и самок морских свинок.
-
Выяснить возрастные особенности ПОЛ и его регуляции в печени и крови морских свинок при стрессорном воздействии (введение стафилококков и стрептококков в жёлчный пузырь).
-
Исследовать возрастные особенности морфологических изменений ткани печени и стенки желчного пузыря в норме и при экспериментальном холецистите у морских свинок.
-
Изучить изменения интенсивности ПОЛ и его регуляции в крови больных острым и хроническим холециститом.
Научная новизна. На основании проведенных исследований интенсивно -сти перекисного окисления липидов, активности ферментативной и неферментативной антиоксидантной системы в печени и крови самцов и самок морских свинок 2-, 12-, 25- и 36-месячного возраста установлено, что своз-растом увеличивается роль ферментативной антиоксидантной системы в регуляции свободнорадикального окисления липидов. В частности, впервые показано, что активность ферментов утилизирующих гидроперекиси липидов (селензависимой глутатионпероксидазы и селеннезависимой глу-татионпероксидазы) в митохондриях печени, плазме и эритроцитах крови у 25 и 36 месячных морских свинок выше, чем у 2 месячных животных.
Обнаружено, что интенсивность перекисного окисления липидов в митохондриях и гомогенатах печени и содержание продуктов ПОЛ в крови и печени самцов и самок морских свинок снижается с возрастом. При этом в отличие от разнонаправленных возрастных изменений интенсивности ПОЛ в печени самцов и самок крыс (Rikans L.E. et al., 1991), у морских свинок разного пола изменения этого процесса было однонаправленными.
Впервые показано, что экспериментальный острый холецистит приводит к более выраженному снижению активности ферментативной антиоксидантной системы, повышению интенсивности перекисного окисления липидов и нарушению морфологической структуры изученных тканей у старых животных, что может быть основной причиной более высокой чувствительности стареющего организма к стрессорным воздействиям.
Теоретическое и практическое значение работы. Результаты проведенных исследований позволяют глубже понять роль ферментативной антиоксидантной системы в регуляции перекисного окисления липидов в процессе постнатального онтогенеза. Установленные закономерности регуляции
перекисного окисления липидов при естественном старении и при экспериментальном остром холецистите могут быть использованы для объяснения более высокой чувствительности стареющего организма к возникновению различного рода патологий.
Предложенный коэффициент (антиоксиданты/продукты ПОЛ) оценки состояния прооксидантно-антиоксидантного баланса при экспериментальном остром холецистите у морских свинок и при остром и хроническом холецистите у людей может быть дополнительным критерием для диагностики холецистита, степени его тяжести, эффективности традиционного лечения и для прогнозирования адъювантной антиоксидантной терапии.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту.
-
Установлено, что интенсивность перекисного окисления липидов в печени и крови при старении самцов и самок морских свинок снижается.
-
С возрастом увеличивается роль ферментативной антиоксидантной системы в регуляции перекисного окисления липидов.
-
Метаболические возможности обеспечения восстановительными эквивалентами GSH-зависимых антиоксидантных ферментов уменьшаются с возрастом и наблюдается более выраженная активация ПОЛ в печени и крови старых животных при стрессорном воздействии вызываемом введением микробной взвеси стрептококков и стафилококков (экспериментальный острый холецистит). Более выраженная активация ПОЛ при остром холецистите у старых животных согласуется с более выраженными морфологическими изменениями печени и жёлчного пузыря.
Связьработы с научными программами. Диссертационное исследование явилось частью госбюджетной темы НИИ биологии Харьковского национального университета им. В.Н.Каразина "Исследования изменений прооксидантно-антиоксидантного гомеостаза при действии факторов, которые влияют на скорость старения, и разработка оптимальных стратегий коррекции возрастных изменений системы антиоксидантной защиты" (№ ДР 0100U003313).
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы были представлены на Ш и V международных симпозиумах: "Биологические механизмы старения" (Харьков, 1998,2002); межвузовской конференции молодых ученых (Харьков, 2001 - 2003); научной юбилейной конференции "Научное наследие академика И. Н. Буланкина и его развитие в современной биологии" (Харьков, 2001); научной Пироговской конференции молодыхученых (Москва, 2003).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 научных работ. Среди публикаций - 8 статей опубликованных в специальных изданиях, 1 статья в трудах конференции и 6 тезисов докладов на конференциях.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания.материалов и методов исследования, трех разделов результатов собственных исследований и их обсуждения, заключения, выводов, списка литературы, включающего 313 источников, из них 128 отечественных и 185 иностранных. Работа изложена на 168 страницах машинописного текста и включает 34 рисунка, 13 таблиц и 10 микрофотографий.
