Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 7
Глава 1. ФИЗИОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ
СВОБОДНОРАДИКАЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ ОРГАНИЗМА И
ПУТИ ИХ КОРРЕКЦИИ ПРИ ДЕЙСТВИИ СТРЕСС ФАКТОРОВ
(ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ). 12
1.1 Свободнорадикальныё процессы в организме. 12
1.1.1. Перекисное окисление липидов. 17
1.1.2. Окислительная модификация белков. 20
1.2. Антиоксидантная система организма. 22
1.3. Взаимосвязь свободнорадикальных и энергетических процессов в организме в условиях стресса. 30 1.3.1. Особенности свободнорадикальных процессов и энергетического обмена в условиях злокачественного роста. 37
1.4. Способы предупреждения и коррекции нарушений свободнорадикальных процессов и энергетического обмена организма при стрессе, вызванном злокачественным ростом. 41 Глава 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. 48
2.1 Схема эксперимента. Ход исследования. 49
2.2 Методы исследования. 52 2.2.1. Методы оценки свободнорадикального состояния организма экспериментальных животных, 52
2.2.1.1. Определение свободнорадикальной активности методом
индуцированной хемилюминесценции. 5 2
2.2.1.2. Метод определения концентрации диеновых коньюгатов. 53
2.2.1.3.Метод определения концентрации малонового диальдегида. 54
2.2.1.4. Метод определения окислительной модификации белков по
уровню карбонильных производных. 55
2.2.2. Метод регистрации веществ низкой и средней молекулярной массы. 55
2.2.3. Метод измерения уровня глюкозы в крови. 56
2.2.4. Метод инфракрасной спектроскопии плазмы крови. 56
2.2.5. Метод клиновидной дегидратации биологических жидкостей. 57
2.2.6. Морфологические методы исследования. 58
2.2.7. Оценка противоопухолевого эффекта. 59
2.2.8. Методы статистической обработки. 61 Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 62
3.1. Влияние янтарной кислоты и ее комплексов с олигосахаридом
хитозана и аскорбиновой кислотой на биохимические и
морфологические показатели организма здоровых животных. 62
3.1.1. Состояние свободнорадикальных процессов на фоне введения исследуемых веществ. 63
3.1.2. Особенности ИК. - спектров плазмы крови здоровых животных, получавших растворы ЯК и ее комплексов. 65
3.1.3. Особенности морфологической картины плазмы крови здоровых животных, получавших растворы ЯК и ее комплексов. 69
3.1.4. Влияние исследуемых веществ на структуру ткани печени здоровых животных. 72 Заключение к главе 3.1. 74
3.2. Особенности метаболизма организма экспериментальных
животных в условиях моделирования окислительного стресса. 75
3.2.1. Условия моделирования окислительного стресса. 76
3.2.2. Состояние свободнорадикальных процессов в организме экспериментальных животных во время роста лимфосаркомы Плисса. 77
3.2.3. Содержание веществ низкой и средней молекулярной массы в плазме крови животных в процессе роста лимфосаркомы Плисса. 82
3.2.4. Особенности структуропостроения фации плазмы крови в
процессе роста опухоли. 84
Заключение к главе 3.2. 88
3.3. Состояние организма экспериментальных животных на фоне
введения янтарной кислоты и ее комплексов с олигосахаридом
хитозана и аскорбиновой кислотой до моделирования окислительного
стресса. 89
3.3.1. Рост лимфосаркомы Плисса и продолжительность жизни
животных-опухоленосителей на фоне введения ЯК и ее производных
до трансплантации опухоли. 91
3.3.2. Структурная организация плазмы крови на фоне введения янтарной и аскорбиновой кислот, а также их комплексов с олигосахаридом хитозана до моделирования окислительного стресса. 95
3.3.3. Влияние предварительного введения исследуемых веществ на содержание глюкозы в крови экспериментальных животных. 96 Заключение к главе 3,3. 99
3.4. Влияние янтарной кислоты, олигосахарида хитозана сукцината и
олигосахарида хитозана сукцинат-аскорбата на биохимические и
морфологические показатели организма животных в условиях
окислительного стресса. 100
3.4.1. Влияние исследуемых веществ на свободнорадикальные
процессы организма животных в условиях окислительного стресса. 102
3.4.2. Уровень ВНСММ в плазме крови экспериментальных животных при введении янтарной кислоты и ее производных на ранних сроках развития окислительного стресса. 105
3.4.3. Особенности ИК - спектров плазмы крови экспериментальных животных на фоне введения исследуемых веществ с 6-го дня развития окислительного стресса. 107
3.4.4. Влияние исследуемых веществ на структуру фации плазмы
крови. 111
3.4.5. Морфофункциональные изменения тканей печени и опухоли на
фоне введения ЯК, ОхС и ОхСА. 113
Заключение к главе 3.4. 119
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 122
ВЫВОДЫ 128
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 130
Введение к работе
Актуальность проблемы. Надежность биологической системы определяется механизмами ее адаптации к действию факторов среды и условиям жизнедеятельности [34], т.к. любое изменение состояния в среде воспринимается организмом как стрессор [74]. Поддержание постоянства определенных параметров внутренней среды организма при действии стресс-факторов обеспечивается организованными определенным образом и соподчиненными между собой гомеостатическими системами [ 123], являющимися важнейшим инструментом адаптационных механизмов организма [18, 94, 123, 142].
Установлено, что в основе механизма действия на организм большинства факторов среды и условий жизнедеятельности лежит избыточная продукция свободных радикалов, ведущая к нарушению свободнорадикального гомеостаза в результате развития окислительного стресса [18, 64, 80].
По мнению Ф.З. Меерсона умеренная активация свободнорадикальных процессов является частью общего адаптационного механизма, направленного на поддержание клеточного гомеостаза [123]. Однако длительный и чрезмерный по интенсивности стресс вызывает патологические изменения этих систем и, как следствие, возникновение и развитие эндогенных заболеваний, в частности злокачественных новообразований.
В связи с этим, применение биологически активных веществ, расширяющих пределы адаптации организма, позволит повысить неспецифическую устойчивость организма к экстремальным воздействиям.
Так как нарушение свободнорадикальных процессов сопровождается развитием гипоксического состояния [112, 139, 162], то необходимо включение в комплексную профилактику и терапию заболеваний,
сопряженных с развитием окислительного стресса, экзогенных веществ с выраженными антиоксидантными [77, 104] свойствами.
Исследования последних лет позволили взглянуть на янтарную кислоту (ЯК) не только как на энергетический субстрат, но и как на регулятор функций живых систем. Работами школы профессора М.Н. Кондрашовой было показано наличие у ЯК биологической активности с уникальным сочетанием проявлений: по отношению к здоровому организму сукцинаты выступают в роли адаптогенов, а при наличии патологических процессов демонстрируют нетипично высокий для адаптогенов терапевтический эффект.
В экспериментальных и клинических работах показаны антигипоксическое [88, 111, 118], антиоксидантное [2], детоксицирующее [2, 93], радиопротекторное [68, 92] и др. свойства янтарной кислоты и ее производных [78, 89, 90, 241].
Таким образом, широкий спектр действия янтарной кислоты и ее производных, а также отсутствие побочных эффектов определяют необходимость изучения действия янтарной кислоты и ее производных на физиологическое состояние организма, а также возможность использования их для коррекции изменений свободнорадкальных процессов,
Цель исследования:
Изучить влияние янтарной кислоты и ее производных на физиологическое состояние свободнорадикальных процессов и в условиях окислительного стресса.
Задачи исследования:
1. Изучить влияние комплекса олигосахарида хитозана сукцинат-аскорбата и входящих в него веществ (доза 100мг/кг веса, курс 7 дней) на активность свободнорадикальных процессов, интенсивность поглощения ИК-излучения и структуропостроение плазмы крови здоровых животных;
2. Выявить взаимосвязь изменения свободнорадикального баланса с характеристиками структуропостроения фаций плазмы крови экспериментальных животных;
3. Исследовать влияние янтарной кислоты и ее производных на состояние свободнорадикальных процессов экспериментальных животных в условиях окислительного стресса;
4. Изучить морфофункциональное состояние печени экспериментальных животных на фоне введения янтарной кислоты, олигосахарида хитозана сукцината и комплекса олигосахарида хитозана сукцинат-аскорбата.
Научная новизна.
Впервые изучено влияние комплекса олигосахарида хитозана сукцинат-аскорбата и входящих в него веществ (доза 100мг/кг веса, курс 7 дней) на активность свободнорадикальных процессов организма экспериментальных животных в условиях нормы и при окислительном стрессе. Показано достоверное повышение антиоксидантнои активности и снижение интенсивности хемилюминесценции плазмы крови экспериментальных животных на фоне введения комплекса олигосахарида хитозана сукцинат-аскорбата.
Показано, что введение аскорбиновой кислоты в дозе 100 мг/кг веса крыс курсом 7 дней приводит к повышению интенсивности хемилюминесценции и снижению общей антиоксидантнои активности в плазмы крови здоровых животных, а также усилению окислительного стресса в модельных условиях.
Показана обратная корреляционная взваимосвязь интенсивности поглощения ИК-излучения на полосе поглощения 1070 см _1 с продуктами перекисного окисления липидов ДК (т = - 0.83) и МДА (г = - 0.79) в плазме крови.
Впервые изучены особенности структурной организации фации плазмы крови крыс в условиях окислительного стресса. Выявлена высокая
корреляционная зависимость между показателями свободнорадикальной активности и характеристиками структуропостроения плазмы крови: максимальная интенсивность хемилюминесценции / количество трещин (г = 0.71), прозрачность (г = -0.70) краевой зоны, количество кристаллов в центральной зоне (г = -0.97); общая антиоксидантная активность плазмы крови / прозрачность краевой зоны (г = 0.84), размер конкреций (г = -0.47); содержание карбонильных производных белков / прозрачность (г = 0.82) краевой зоны фаций плазмы крови.
Впервые показано применение комплекса олигосахарида хитозана сукцинат-аскорбата для коррекции морфологического состояния печени экспериментальных животных (Патент РФ- регистрационный № 2004130510/14 (033139) от 18.10.2004 Положительное решение от 1.09.2005г).
Практическая значимость.
Результаты работы являются обоснованием для экспериментальных и клинических исследований возможностей применения комплекса олигосахарида хитозана сукцинат-аскорбата как стимулятора физиологических функций организма в норме и при окислительном стрессе, а также применения в клинической практике в качестве средства для ингибирования роста опухоли (Заявка на патент № 2006128441 и 2006128442 от 07.08.2006г.).
Возможно применение комплекса олигосахарида хитозана сукцинат-аскорбата в ветеринарной практике для расширения адаптогенных возможностей организма животных.
Апробация работы.
Основные положения диссертации доложены и обсуждены (в виде 3 устных и 3 стендовых докладов) на XII Международной научной конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2005»
(Москва, 2005); 4-ой национальной научно-практической конференции с международным участием «Активные формы кислорода, оксид азота, антиоксиданты и здоровье человека» (Смоленск, 2005); V Сессии Молодых Ученых НижГМА (Н.Новгород, 2006); X юбилейной межвузовской конференции молодых ученых «Актуальные проблемы патофизиологии» (Санкт-Петебург, 2004); VII Конгрессе международной ассоциации морфологов (Казань, 2004); Всероссийской выставке научно-технического творчества молодежи (Москва, 2004, 2005).
По теме диссертационного исследования опубликовано 10 работ, из них 1 статья в научно-практическом журнале «Вестник Санкт-Петербургской Государственной Медицинской Академии им. И.И. Мечникова», 5 статей в сборниках научных трудов (Москва; Смоленск; Ростов-на Дону; Днепропетровск), 3 работы в тезисах научных конференций и 1 патент.
Положения, выносимые на защиту:
1. Комплекс олигосахарид хитозана сукцинат-аскорбат в дозе 100 мг/кг веса оказывает выраженное аитиоксидантное действие на организм здоровых животных, а также увеличивает резерв нормальных гепатоцитов, выражающийся в достоверном возрастании числа двуядериых клеток печени.
2. Изменения состояния свободнорадикальных процессов организма экспериментальных животных отражаются в структуропостроении плазмы крови.
3. Введение комплекса олигосахарида хитозана сукщшат-аскорбата и входящих в него веществ в дозе 100 мг/кг веса курсом 7 дней в условиях моделирования окислительного стресса способствует восстановлению свободнорадикального баланса в организме экспериментальных животных.
4. Комплекс олигосахарид хитозана сукцинат-аскорбат эффективен для коррекции морфологического состояния печени экспериментальных животных.
