Содержание к диссертации
Введение
Часть I. Обзор литературы 14
Глава 1. Гипоталамо-гипофизарно-адреналовая система. Возрастные изменения 14
Глава 2. Пинеальная железа. Возрастные изменения функции пинеальной железы 23
Глава 3. Антиоксидантная ферментная система защиты. Гормональная регуляция 36
Часть II. Собственные исследования 52
Глава 4. Материалы и методы исследований 52
Глава 5. Возрастные изменения активности антиоксидантных ферментов и гипоталамо-пшофизарно-адреналовой системы 58
5.1. Изучение активности ферментов глутатионзависимой антиоксидантной системы в эритроцитах периферической крови у самок макак резусов разного возраста в базальных условиях с учетом циркадного ритма активности гипоталамо-гшюфизарно-адреналовой систем 58
5.1.1.Изучение активности антиоксидантных ферментов в эритроцитах периферической крови у самок макак резусов разного возраста в базальных условиях (в 10.00 и 22.00) 58
5.1.2. Суточные изменения активности антиоксидантных ферментов и гипоталамо-гипофизарно-адреналовой системы у самок
макак резусов разного возраста 60
5.2. Изучение циркадных и возрастных особенностей реакции гипоталамо-гипофизарно-адреналовой системы и глутатионзависимой антиоксидантной системы на острое психоэмоциональное стрессорное воздействие 67
5.2.1. Активность гипоталамо-пшофизарно-адреналовой системы у молодых самок макак резус в условиях острого психоэмоционального стрессорного воздействия, нанесенного в разное время суток 67
5.2.2. Активность глутатионзависимой антиоксидантной системы у молодых самок макак резус в условиях острого психоэмоционального стрессорного воздействия, нанесенного в разное время суток 70
5.2.3. Активность пшоталамо-піпофизарно-адреналовой системы у старых самок макак резус в условиях острого психоэмоционального стрессорного воздействия, нанесенного в разное время суток 74
5.2.4. Активность глутатионзависимой антиоксидантной системы у старых самок макак резус в условиях острого психоэмоционального стрессорного воздействия, нанесенного в разное время суток 78
5.2.5. Возрастные различия реакции гипоталамо-гипофизарно-адреналовой системы в ответ на острое психоэмоциональное стрсссорное воздействие, нанесенное в разное время суток 79
5.2.6. Возрастные различия реакции глутатионзависимой антиоксидантной системы на острое психоэмоциональное стрессорное воздействие, нанесенное в разное время суток... 80
5.3. Изучение возрастных особенностей циркадной динамики уровня кортикостероидных гормонов н глутатионзависимых антиоксидантных ферментов в условиях острого психоэмоционального стресса (эксперимент 2005) 82
5.4. Изучение влияния адренокортикотропного гормона на уровень кортизола в плазме периферической крови и активность глутатионзависимых антиоксидантных ферментов в эритроцитах самок макак резусов 89
5.5. Изучение влияния дексаметазона на уровень кортизола в плазме периферической крови н активность глутатионзависимой антиоксидантной системы в эритроцитах самок макак резусов 90
Глава 6. Возрастные изменения активности пинеальной железы и глутатионзависимой антиоксидантной системы
6.1. Содержание мелатонина в плазме периферической крови и антиоксидантных ферментов в эритроцитах у самок макак резусов разного возраста в различное время суток 93
6.2.Влияние эпнталона на активность антиоксидантных ферментов и интенсивность перекисной хемилюминесценции в эритроцитах старых самок макак резусов 95
Заключение 97
Выводы 102
Список использованной литературы 103
- Гипоталамо-гипофизарно-адреналовая система. Возрастные изменения
- Изучение активности ферментов глутатионзависимой антиоксидантной системы в эритроцитах периферической крови у самок макак резусов разного возраста в базальных условиях с учетом циркадного ритма активности гипоталамо-гшюфизарно-адреналовой систем
- Изучение циркадных и возрастных особенностей реакции гипоталамо-гипофизарно-адреналовой системы и глутатионзависимой антиоксидантной системы на острое психоэмоциональное стрессорное воздействие
- Содержание мелатонина в плазме периферической крови и антиоксидантных ферментов в эритроцитах у самок макак резусов разного возраста в различное время суток
Введение к работе
Актуальность проблемы. В настоящее время свободным радикалам кислорода отводится важная роль в механизме старения. Предложенная в 50-е годы XX столетия Д. Харманом свободнорадикальная теория старения [Harman D., 1956] нашла подтверждение в работах многочисленных исследователей за рубежом и в нашей стране [Гусев В. А., Панченко Л. Ф., 1997; Papa S., Skulachev V. P., 1997; Кольтовер В. К., 2000; Cadenas Е., Davies К. J. А., 2000; Хавинсон В. X., с соавт., 2003; Анисимов В. Н., 2003; McCord J. М., Edeas М. А., 2005; Дубинина Е. Е., 2006; McCann S. М., et al., 2006].
Свободные радикалы кислорода (супероксидный радикал 02"~ и его производные: гидроксильный радикал, пероксид водорода и пероксинитрит, или активные формы кислорода (АФК) - образуются преимущественно в митохондриях как побочный продукт окислительного фосфорилирования [Sohal R. S., Weindruch R. 1996; Harman D., 1998; Cadenas E., Davies K. J. A., 2000; Johnson R. M. et al., 2005; Дубинина E. E., 2006]. АФК образуются из кислорода в реакциях, катализируемых НАДФН-зависимыми оксидазами [GeisztM.,2006].
АФК участвуют в различных физиологических процессах, в частности АФК используются нейтрофилами и макрофагами для уничтожения микробных клеток, разрушения старых или иммунологически несовместимых клеток, а также способствуют уничтожению злокачественных клеток и клеток, поврежденных вирусами. Остеокласты применяют активные формы кислорода для разрушения функционально ненужных участков костной ткани. Перекись водорода необходима для синтеза йодтиронинов в щитовидной железе [Кулинский В.И., 1999; Ткачук В. А., 2002; Северин Е. С, 2003; Дубинина Е. Е., 2006]. АФК регулируют процессы деления клеток, апоптоза, сигнальной транедукции [Green D. R. Reed J. С, 1998; Allen R. G., Tresini M., 2000; Chandra J., et al., 2000; Дубинина E. E., 2006].
Однако в случае гиперпродукции АФК могут вызывать повреждения или разрушения клеток, т.е. свободные радикалы будут оказывать деструктивные эффекты в организме. Это происходит из-за того, что активные формы кислорода весьма агрессивны и легко вступают во взаимодействие с основными компонентами клеток, вызывая окислительную модификацию липидов, белков и нуклеиновых кислот. Кроме того, инициируя окисление биомолекул, они способствуют образованию других свободнорадикальных соединений (например, индуцируют процессы свободнорадикального окисления липидов) [Арутюнян А. В. с соавт., 2000; Кольтовер В. К., 2000; Ткачук В. А., 2002; Северин Е. С, 2003; Дубинина Е. Е., 2006].
В организме существует специальная система антиоксидантных ферментов (АОФ), преимущественно супероксиддисмутаза (СОД), глутатионпероксидаза (ГП), каталаза, глутатионредуктаза (ГР), глутатион-S-трансфераза (ГТ), которые контролируют концентрацию супероксидных радикалов, пероксида водорода и их активных продуктов, что чрезвычайно важно для осуществления клетками и тканями их физиологических функций.
В связи с вышеизложенным, важное значение представляет решение
вопроса о регуляции активности ферментов, контролирующих уровень АФК.
В литературе имеются немногочисленные сведения о том, что активность
антиоксидантных ферментов регулируется эндокринной системой. В
частности, в экспериментах на мелких лабораторных животных была
выявлена способность мелатонина стимулировать синтез СОД и ферментов
глутатионзависимой антиоксидантной системы, таких как
глутатионпероксидаза и глутатионредуктаза [Antolin I., et al., 1996; Reiter R. J. et al., 2000; Mayo J. С et al., 2002; Manda K., Bhatia A. L., 2003]. Выявлено понижение активности СОД у женщин в постменопаузе [Guemouri L., et al., 1991; Bolzan A. D. et al., 1997]. Поскольку в этот период характерно отсутствие функциональной активности яичников можно полагать, что понижение активности СОД у пожилых женщин обусловлено выраженным
7 снижением уровня эстрогенов в данный период, т. е. можно думать о стимулирующем эффекте эстрогенов на активность СОД.
Имеются данные о возможной роли тиреоидных гормонов в регуляции активности АОФ [Ещенко Н. Д. с соавт., 1998; Туктанов Н. В., 2004; Никитченко Ю. В. с соавт., 20056; Ещенко Н. Д. с соавт., 2007]. Однако практически отсутствует информация о роли гипоталамо-гипофизарно-адреналовой системы (ГГАС) в регуляции активности АОФ в физиологических условиях.
В то же время, исследованиями, проведенными ранее в лаборатории эндокринологии ГУ НИИ медицинской приматологии РАМН, было выявлено, что в процессе старения у человека и обезьян в плазме периферической крови формируется выраженный стероидный дисбаланс, который играет важную роль в развитии возрастных инволютивных процессов и возрастной патологии [Анциферова Н. Д., 1997; Гончарова Н. Д., 1997а; 19976; Goncharova N. D., Lapin В. А., 2000; 2002; Goncharova N. D. et al., 2000; Гончарова Н. Д. с соавт., 2002; Гончарова Н. Д., Лапин Б. А., 2005]. В частности, было отмечено резкое снижение при старении продукции дегидроэпиандростерона (ДГА) и дегидроэпиандростерона сульфата (ДГАС), что приводит к выраженному увеличению соотношения в крови молярных концентраций кортнзола (F) и ДГА, ДГАС, т. е. (Р)/ДГА+ДГАС - биомаркера старения организма и развития возрастной патологии.
С другой стороны, известно, что кортикостероиды, для человека и обезьян, в первую очередь кортизол, являются ключевыми регуляторами клеточного апоптоза, митозов, воспаления и других важных физиологических процессов в которых АФК предположительно также играют важную роль [Scheller К. et al., 2003; Butcher S. К. et al., 2005; Long F. et al., 2005; Schmidt A. J. et al., 2005]. Появляется все больше данных, указывающих на важную роль адреналовых андрогенов в регуляции тех же самых физиологических процессов, в регуляции которых участвует F и АФК [Spencer N. F. L. et al., 1995; Schmidt M. et al., 2000; Wang M. J. et al., 2001;
8 Butcher S. К. et al., 2005]. В частности, имеются данные, что ДГА и ДГАС ингибируют процессы воспаления, канцерогенез, атеросклероз, по крайней мере, частично, путем ингибирования НАДФН-зависимого формирования свободных радикалов кислорода [Schwartz A. G., Pashko L. L., 2004]. Однако имеется мало информации о регуляции продукции или утилизации АФК in vivo с помощью кортикостероидов. Большинство исследований в этой области были выполнены на клеточных культурах или при введении фармакологических доз гормонов лабораторным грызунам [Pereira В. et al., 1995; Scheller К. et al., 2003; Long F. et al., 2005; Schmidt A. J. at al., 2005]. Между тем, приматы существенным образом отличаются от грызунов по их гормональной регуляции и уникальны в отношении секреции ДГАС [Hornsby P. J., 1995; Анциферова Н. Д., 1997; Goncharova N. D., Lapin В. А., 1999; Гончарова Н. Д. с соавт., 2002; Соллертинская Т. К, с соавт., 2003; Гончарова Н. Д., Лапин Б. А., 2005 Соллертинская Т. Н., с соавт., 2007]. Таким образом, касаясь таких проблем, как гормональная регуляция и гормональная заместительная терапия, предпочтительнее использовать лабораторных приматов в качестве модели.
Важное значение представляет также изучение в эксперименте на лабораторных приматах регулирующего влияния пинеалыюй железы на активность АОФ. Это обусловлено тем, что такого рода работы на приматах отсутствуют, а имеющиеся в литературе данные о стимулирующем влиянии мелатонина были получены в эксперименте на мелких лабораторных животных (мыши, крысы). В то же время проводить экстраполяцию данных, полученных в эксперименте на грызунах, на человека вряд ли возможно. Это обусловлено тем, что основное физиологическое значение мелатонина связано с регуляцией циркадных ритмов различных физиологических процессов, приведение их в соответствие с природным ритмом свет-темнота (день-ночь) [Чазов Е. И., Исаченков В. А., 1974; Гончарова Н. Д. с соавт., 2002; Хавинсон В. X., Голубев А. Г., 2002; Венгерин А. А., 2005; Кветная Т. В. с соавт., 2005; Goncharova N. D. et. al., 2005; Анисимов В. Н., 2007;
9 Гончарова Н. Д. с соавт., 2007]. В то же время, как известно, грызуны, в отличие от человека и приматов, ведут ночной образ жизни. В этой связи представляется актуальным изучение роли мелатонина в регуляции активности АОФ на модели лабораторных приматов.
Целью настоящей работы явилось изучение регулирующего влияния ГГАС и пинеальной железы на активность ферментов антиоксидантной защиты и особенности этого регулирующего влияния в процессе старения на модели лабораторных приматов - макак резусов (М. mulatta).
Основные задачи исследования:
Исследовать влияние ГГАС на активность антиоксидантных ферментов (СОД, ГР, ГП, ГТ) в эритроцитах периферической крови у самок макак резусов разного возраста в базальных условиях с учетом циркадного ритма активности ГГАС.
Исследовать реакцию ГГАС и АОФ на острое психоэмоциональное стрессорное воздействие, произведенное в разное время суток у самок макак резусов разного возраста, и изучить корреляции между стресс-реактивностью кортикостероидных гормонов и АОФ.
Изучить активность АОФ (ГР, ГП, ГТ) в эритроцитах периферической крови у самок макак резусов разного возраста в ответ на введение АКТГ и дексаметазона.
Исследовать корреляции между характером циркадных изменений уровня мелатонина в плазме периферической крови и активностью АОФ (ГР, ГП, ГТ) в эритроцитах периферической крови у самок макак резусов разного возраста.
Изучить эффекты эпиталона (синтезирован в Санкт-Петербургском институте биорегуляции и геронтологии СЗО РАМН) на базальную активность АОФ в эритроцитах периферической крови у старых самок макак резусов.
Основные положения, выносимые на защиту:
Для молодых самок макак резусов характерно существование выраженного циркадного ритма активности СОД, тесно коррелирующего с циркадным ритмом уровней F и ДГАС в плазме периферической кровн. При старении наблюдается существенное сглаживание циркадных ритмов, как для активности СОД, так и для кортикостероидов.
В ответ на острое стрессорное воздействие активируется как ГТАС, так и активность АОФ (главным образом ГР). Степень их активации зависит от времени суток: в послеполуденное и вечернее время стресс-реактивность ГГАС и ГР выше, чем в утренние часы. При старении циркадный ритм стресс-реактивности ГГАС и активности АОФ сглаживается. Выявлены выраженные возрастные различия при нанесении стрессового воздействия в 15.00: у молодых животных стресс-реактивность ГГАС и ГР выше по сравнению со старыми животными.
Введение эпиталона приводит к снижению интенсивности перекисной хемилюминесценции и увеличению активности глутатионзависимых антиоксидантных ферментов (ГП, ГР, ГТ) наряду с повышением концентрации мелатонина в вечерние и ночные часы в крови у старых самок макак резусов.
Макаки резусы - перспективная модель для изучения проблем возрастных изменений функций ГТАС, пинеальной железы и системы антиоксидантної! защиты, а также для тестирования фармакологических препаратов, направленных как на коррекцию возрастных нарушений эндокринных функций, так и системы антиоксидантної! защиты.
Научная новизна работы. Впервые выявлено, что существует выраженный суточный ритм активности СОД в эритроцитах периферической крови у молодых самок макак резусов, который тесно коррелирует с
суточными изменениями концентрации кортикостероидов в плазме крови. При старении происходит сглаживание суточного ритма уровней F и ДГАС в периферической крови и наблюдается тенденция к сглаживанию суточного ритма активности СОД.
Впервые установлено, что в ответ на острое стрессорное воздействие резко возрастает активность эритроцитарной ГР. При этом выявлена тесная корреляция между динамикой уровня кортикостероидов (F и ДГАС) в периферической крови и динамикой активности ГР. Более того, установлено, что более выраженный ответ со стороны ГГАС и активности ГР наблюдается при нанесении стрессорного воздействия в 15.00, чем в 9.00. При старении происходят нарушения в циркадном ритме стресс-реактивности ГГАС, что сопровождается сходными нарушениями в стресс-реактивности ГР.
В ответ на введение АКТГ и дексаметазона происходят изменения в активности ГР, которые коррелируют с динамикой концентрации кортикостероидов в плазме крови. .
Десятидневный курс эпиталона в дозе 10 мкг/сутки старым животным приводит к увеличению активности ГП и тенденции к увеличению активности ГР и ГТ наряду с понижением интенсивности перекисной хемилюминесценции, отражающей ослабление процессов образования АФК в эритроцитах.
Теоретическое и практическое значение работы. Результаты исследования вносят существенный вклад в понимание основных закономерностей нарушений функции ГГАС, пинеальной железы и системы антиоксидантной защиты при старении и роли этих нарушений в формировании возрастных инволютивных процессов, а также развития возрастной патологии.
Обосновано использование макак резусов в качестве адекватной биологической модели для изучения проблем физиологического старения человека и возрастной патологии.
Большое теоретическое и практическое значение представляют данные о существовании циркадного ритма активности эритроцитарной СОД и об участии ГГАС в регуляции этого процесса.
Как практический, так и теоретический интерес представляют полученные данные о подъеме активности эритроцитарной ГР в ответ на острое стрессорное воздействие, а также о существовании циркадного ритма в стресс-реактивности ГР, тесно коррелирующего с циркадным ритмом в стресс-реактивности ГГАС. При старении циркадианные ритмы стресс-реактивности ГР и ГГАС сглаживаются, но выявляются выраженные возрастные различия в стресс реактивности как ГР, так и ГГАС - в ответ на стресс (в 15.00 выше у молодых животных по сравнению со старыми животными). Выявленное понижение активности ГР у старых животных в условиях стресса в послеполуденное и вечернее время может иметь важные патофизиологические последствия. В частности, понижение активности ГР способствует понижению уровня восстановленной формы глутатиона, нарушению редокс гомеостаза эритроцитов, надежности антиоксидантной защиты и повышению интенсивности ПОЛ. В результате этих изменений возможно нарушение физико-химических свойств плазмалеммы эритроцитов и нарушение их подвижности. Последнее может приводить к нарушению доставки кислорода к тканям, испытывающим повышенную потребность в кислороде в условиях острого психоэмоционального стресса.
Эпиталон - перспективный препарат для коррекции нарушений надежности антиоксидантной ферментной защиты у старых индивидуумов.
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на научно-практической Конференции «Медицина будущего» (Краснодар-Сочи, 2002), конференции «Активные формы кислорода, оксид азота, антиоксиданты и здоровье человека» (Смоленск, 2003), III конференции молодых ученых России «Фундаментальные науки и прогресс клинической
13 медицины» (Москва, 2003), IV Национальном конгрессе геронтологов и гериатров Украины (Киев, 2005), I съезде физиологов стран СНГ (Дагомыс, 2005), V Всероссийском конгрессе эндокринологов «Высокие медицинские технологии в эндокринологии» (Москва, 2006), Всероссийской конференции «Перспективы фундаментальной геронтологии» (Санкт-Петербург, 2006), VII международном симпозиуме «Биологические механизмы старения» (Харьков, 2006), VIII Конгрессе международного общества по адаптивной медицине (Москва, 2006), Всероссийской научной конференции «Перспективные направления использования лабораторных приматов в медико-биологических целях» (Сочи-Адлер, 2006), VI Европейском конгрессе международного общества геронтологии и гериатрии (Санкт-Петербург, 2007). По материалам диссертации опубликовано 16 работ.
Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 126 страницах, состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов и 2-х глав собственных исследований. Список цитированной литературы включает 68 отечественных и 148 зарубежных источников. Работа иллюстрирована 8 рисунками и 17 таблицами.
Гипоталамо-гипофизарно-адреналовая система. Возрастные изменения
Кора надпочечников служит основным местом продукции глюкокортикоидов (кортизола, кортикостерона), минералокортикоидов и так называемых адреналовых андрогенов (ДГА и ДГАС). Отличительной чертой коры надпочечников высших животных и человека является распределение по зонам ее морфологических и функциональных характеристик: в клубочковой зоне синтезируется альдостерон, в пучковой -глюкокортикоиды, тогда как в клетках сетчатой зоны происходит главным образом синтез ДГА и ДГАС. Глюкокортикоиды и адреналовые андрогены синтезируются под непосредственным влиянием основного гипофизарного гормона - адренокортикотропного гормона (АКТГ), регулирующего функциональную активность клеток коры надпочечников. Все стероидные гормоны продуцируются из холестерина, который синтезируется либо непосредственно в коре надпочечников из уксусной кислоты, активированной ацетил-КоА, либо из эфиров холестерина, образующихся в печени и поступающих в железу по кровяному руслу в частицах лнпопротеидов низкой плотности (ЛНП) [Крехова М. А., 1976]. В цепи реакций стероидогенеза отщепление белковой цепи холестерина является скорость-лимитирующим процессом, полностью контролируемым АКТГ [Розен В. Б., 1994; Гончаров Н. П., Колесникова Г. С, 2002; Гончарова Н. Д., Лапин Б. А., 2005].
Глюкокортикоиды являются мощными регуляторами углеводного и белкового обмена, повышают резистентность организма к различным раздражителям. Они контролируют процессы адаптации, роста, развития, высшей нервной деятельности и др.
ДГА, как и кортизол, синтезируется главным образом из прегненолона. Дегидроэпиандростерон сульфат синтезируется сетчатой зоной коры надпочечников как из дегидроэпиандростерона, так и непосредственно из сульфата прегненолона и служит как бы резервной формой андрогенов. В периферических тканях он может подвергаться десульфатации, превращаясь в андростендион и далее в тестостерон или в эстрадиол. У самцов в периферических тканях происходит превращение ДГА (ДГАС) главным образом в тестостерон, а у самок - в эстрадиол. Андрогены надпочечников являются важными регуляторами углеводного и липидного обмена, метаболизма в коже, иммунной компетенции, функций нейронов, митотическои активности клеток, снижают уровень холестерина в крови составе липопротеидов низкой плотности, препятствуют развитию остеопороза, что ведет к улучшению общего самочувствия и работоспособности [Розен В. Б., 1994; Гончаров Н. П., Колесникова Г. С, 2002; Гончарова Н. Д., Лапин Б. А., 2005]. Полагают, что эти свойства ДГА и ДГАС приобретают главным образом в результате их превращения в активные андрогены и эстрогены в периферических тканях. Трансформация ДГА и ДГАС в андрогены и/или эстрогены в периферических тканях зависит от уровня экспрессии в этих тканях различных ферментов, осуществляющих метаболизм ДГА и ДГАС [Гончарова Н. Д., Лапин Б. А. 2005].
Регуляция продукции кортикостероидов
Ведущее место в регуляции эндокринных желез принадлежит центральной нервной системе, которая осуществляет свои регуляторные воздействия с помощью трансгипофизарной регуляции.
Трансгипофизарная регуляция в качестве основного компонента включает ось гипоталамус-гипофиз, которая вместе с корой надпочечников составляет единую функциональную гипоталамо-гипофизарно-адреналовую систему, включающую: кортикотропин-рилизинг гормон (КРГ) — адренокортикотропный гормон (АКТГ) — кортизол, кортикостерон, в меньшей степени дегидроэпиандростерон;
Внутри гипоталамо-гипофизарно-адреналовой системы (ГТАС) существуют как прямые связи, т.е. нисходящие регулирующие, так и обратные связи, восходящие саморегулирующие.
Прямые связи начинаются в гипофизотропных областях гипоталамуса, которые получают по афферентным путям мозга внешние сигналы к пуску системы. Гипоталамический сигнал в форме КРГ передается в переднюю долю гипофиза, где усиливает или ослабляет секрецию АКТГ. Повышенные или сниженные концентрации АКТГ через системную циркуляцию поступают в кору надпочечников и изменяют ее секреторную активность.
Обратные связи могут исходить как от коры надпочечников (наружная обратная связь), так и от гипофиза (внутренняя обратная связь). Восходящие наружные связи заканчиваются в гипоталамусе и гипофизе. Однако гипоталамус значительно более чувствителен, чем гипофиз, к гормональным сигналам, поступающим по наружным обратным связям, и в физиологических условиях путь от периферической железы к гипоталамусу играет решающую роль в саморегуляции системы. Так, АКТГ увеличивает продукцию кортизола и повышает его уровень в крови, что в свою очередь приводит к снижению выработки КРГ [Розен В. Б., 1994; Гончаров Н. П., Колесникова Г. С, 2002; Ходасевич Л. С, Гончарова Н. Д., 2003].
По направленности физиологического действия обратные связи могут быть отрицательными и положительными. Первые как бы самоограничивают, самокомпенсируют работу системы, вторые — ее самозапускают.
В регуляции секреции ДГА (ДГАС) принимают участие как экстраадреналовые, так и интраадреналовые факторы.
Изучение активности ферментов глутатионзависимой антиоксидантной системы в эритроцитах периферической крови у самок макак резусов разного возраста в базальных условиях с учетом циркадного ритма активности гипоталамо-гшюфизарно-адреналовой систем
Результаты изучения базального уровня активности ГП, ГР и ГТ в разное время суток (10.00 ч и 22.00 ч) у обезьян разных возрастных групп представлены в таблице 1.
Как видно из данных, представленных в таблице 1, достоверных изменений в активности всех антиоксидантных ферментов как в 10.00 ч, так и в 22.00 ч выявлено не было ни у молодых, ни у старых животных. Следует однако, отметить, что в таблице 1 обобщены значения активности АОФ, которые были определены у всех обследованных животных за период 2003 -2005 г. В то же время у отдельных групп животных, в частности у 4-х молодых и 4-х старых самок, которые участвовали в эксперименте 2004 г., были выявлены достоверные возрастные различия в активности ГР (табл. 2).
Таким образом, активность ГР у старых животных была достоверно выше (Р 0,001) в 22.00 ч по сравнению с молодыми животными и претерпевала тенденцию к повышению в 10.00 ч (табл. 2).
Таким образом, активности всех антиоксидантных ферментов у старых животных в базальных условиях существенным образом не отличались от таковых у молодых животных. Следует лишь отметить тенденцию к более высоким значениям всех АОФ у старых животных в утренние часы. Это может быть обусловлено повышением уровня активных форм кислорода в эритроцитах у старых животных. Подтверждением данного предположения может служить повышение интенсивности ПХЛ, выявленное у ряда старых животных по сравнению с аналогичными показателями у молодых животных. Так, например, у семи старых животных в 10.00 ч уровень ПХЛ был равен 28,6 ±4,1 х 103 УЕ /ліг, в то время как у молодых животных он был равен 15,6 ± 1,8 х 103 УЕ /мг.
Следует обратить внимание на то, что активность гормонов коры надпочечников подвергалась выраженному суточному ритму, сходному с суточным ритмом изменений активности СОД (табл. 3). Как видно из данных, представленных в таблице 3, максимальные значения концентрации кортизола и ДГАС в плазме периферической крови у молодых и старых животных отмечались в 10.00 ч, а минимальные - в 16.00 ч - 22.00 ч.
Выявлено наличие тесной положительной корреляции между суточной динамикой активности СОД у молодых животных и суточной динамикой уровней F (г = 0,92 ±0,11) и ДГАС (г = 0,991 ± 0,2) в крови.
У старых животных циркадианный ритм уровня кортикостероидов в плазме крови был менее выражен по сравнению с молодыми животными (табл. 3). Так, если у молодых животных концентрация кортизола в 16.00 ч и в 22.00 ч составляла соответственно 67 ± 11 % и 67 ± 14 % от уровня F в 10.00 ч, то у старых животных она была выше как в 16.00 ч (81 ± 10 %), так и в 22.00 ч (79 ± 12 %). Для ДГАС практически отсутствовали циркадные изменения, а абсолютные значения концентраций ДГАС в любое исследованное время суток было существенно ниже, по сравнению с аналогичными значениями у молодых животных (табл. 3). В связи с тем, что суточные изменения в концентрации кортизола и ДГАС у старых животных носили менее выраженный характер по сравнению с молодыми животными, у них коэффициент корреляции между динамиками СОД и кортикостероидами был ниже. Так, например, коэффициент корреляции между суточной динамикой активности СОД и концентрацией кортизола у старых животных составлял г = 0,715 ± 0,13, против 0,918 ± 0,11 у молодых. Для СОД и ДГАС у старых животных корреляция отсутствовала (г = 0,47 ± 0,13).
Схожесть циркадианных ритмов для активности эритроцитарной СОД, и уровня F и ДГАС в плазме периферической крови у молодых животных хорошо иллюстрирует рисунок 1. На этом же рисунке хорошо отображены и возрастные различия всех этих параметров.
Изучение циркадных и возрастных особенностей реакции гипоталамо-гипофизарно-адреналовой системы и глутатионзависимой антиоксидантной системы на острое психоэмоциональное стрессорное воздействие
У молодых животных повышение уровня F в плазме крови через 60,120 и 240 мин после нанесения стрессового воздействия в 15.00 ч, было значимо выше по сравнению с повышением уровня F в ответ на стрессовое воздействие в 9.00 ч (табл. 5, рис. 2).
Более высокий ответ на стрессовое воздействие в 15.00 ч регистрировался и в отношении ДГАС (табл. 5, рис. 2). При этом площадь под кривой изменения концентрации ДГАС в ответ на стрессовое воздействие, нанесенное в 15.00 ч, выраженная в % от исходного уровня, была статистически значимо выше по сравнению с площадью ответа ДГАС на стрессовое воздействие, нанесенное в 9.00 ч (соответственно 610 ± 10 % против 480 ± 20 % час в 9.00 ч, р 0,01) (табл. 6). Представленные данные указывают на существование циркадианной ритмичности в стресс-реактивности ГТАС с более высокими показателями при нанесении стрессорного воздействия в 15.00 ч и хорошо согласуются с полученными ранее в нашей лаборатории данными [Гончарова Н. Д. с соавт., 2006]
Активность глутатионзависнмой антиоксидантної"! системы у молодых самок макак резус в условиях острого психоэмоционального стрессорного воздействия, нанесенного в разное время суток
Наиболее выраженным изменениям в ответ на стрессовое воздействие подвергалась активность ГР (табл. 7).
Как видно из данных, представленных в таблице 7, активность ГР значимо увеличивалась у молодых животных через 60, 120 и 240 мин после нанесения стрессового воздействия в 15.00 ч. В то же время в ответ на стрессовое воздействие в 9.00 ч регистрировалась лишь тенденция к увеличению активности ГР по сравнению с ее исходной активностью во все исследуемые интервалы времени. Статистически значимых циркадианных различий в активности ГР выявлено не было. Однако при выражении активности ГР в процентах от исходного уровня регистрировался значимо более высокий прирост активности ГР в ответ на острое стрессовое воздействие, нанесенное в 15.00 ч, по сравнению со стрессом в утренние часы через 60, 120 и 240 мин после начала воздействия (рис. 3).
Статистически значимый характер носили циркадианные изменения площади под кривой изменения активности ГР, выраженной в процентах от исходного уровня, в ответ на стрессорное воздействие (1045 ± 210 % час в 15.00 ч против 460 ± 19 % час в 9.00, р 0,05) (табл. 6).
Имелась тесная корреляция между динамикой активности ГР и характером изменений F и ДГАС в ответ на стрессорное воздействие в 15.00ч. Так, коэффициент корреляции между динамикой активности ГР и динамикой концентрации F в ответ на стрессовое воздействие в 15.00 ч составлял 0,87 ± 0,07, а ГР и ДГАС - 0,91 ± 0,06. В ответ на стрессорное воздействие, произведенное в 9.00 ч, корреляция между уровнем активности ГР и динамикой концентрации кортикостероидов отсутствовала.
Высокая степень корреляции между уровнем кортикостероидов и активности ГР в ответ на стрессовое воздействие в 15.00 ч указывает на зависимость активности ГР от функции ГГАС. Стимулирующий эффект кортикостероидов на активность ГР эритроцитов возможно обусловлен стимулирующим эффектом кортикостероидов на уровень глюкозы в крови. Так, выявлялась тесная корреляция между динамикой активности ГР и уровня глюкозы в крови в ответ на острое стрессовое воздействие, нанесенное в 15.00 ч (г = 0,67 ± 0,07), а также глюкозы и соотношения кортизол/ДГАС (г = 0,80 ± 0,07) (рис. 4).
Содержание мелатонина в плазме периферической крови и антиоксидантных ферментов в эритроцитах у самок макак резусов разного возраста в различное время суток
Результаты изучения циркадного ритма концентрации мелатонина в плазме периферической крови у самок макак резусов разного возраста представлены на рисунке 8.
Как видно из рисунка, концентрация мелатонина подвергалась выраженному суточному ритму. При этом концентрация мелатонина у животных обеих возрастных групп в 22.00 ч. была максимальной и статистически достоверно выше, чем в 10.00 ч (Р 0,001). Минимальное содержание мелатонина регистрировалось у обезьян, независимо от возраста, в 16.00. Так в 22.00 ч уровень мелатонина у молодых обезьян составлял 87,6 ± 6,9 пг/мл, а у старых животных - 56,8 ± 4,6 пг/мл (рис. 8). Однако следует отметить, что у старых обезьян уровень мелатонина в крови в 22.00 ч был достоверно ниже (Р 0,001) по сравнению с концентрацией мелатонина у молодых животных (рис. 8). Таким образом, циркадный ритм мелатонина у старых обезьян становится менее выраженным.
Активность глутатионзависимых антиоксидантных ферментов в отличие от концентрации мелатонина, как уже указывалось в главе 5.1.2. (см. табл. 4), не претерпевала суточных изменений. Соответственно корреляция между суточной динамикой концентрации мелатонина и суточной динамикой ГП, ГР и ГТ отсутствовала.
Следует отметить, что ранее в литературе было описано наличие положительной корреляции между суточными изменениями активности пинеальной железы и суточными изменениями активности глутатионзависимых антиоксидантных ферментов [Coto-Montes A., et al., 2001; Mayo J. С. et al., 2002; Reiter R. J., 2002; Hardeland R. et al., 2005]. To есть на лицо противоречие между результатами наших исследований и данными других авторов. Однако следует отметить, что во всех работах отмечавших такую корреляцию в качестве экспериментальной модели были использованы лабораторные грызуны. Лабораторные грызуны, как уже указывалось в ранее (см. главу 2), не могут служить адекватной экспериментальной моделью при оценке проблем регулирующего влияния мелатонина как на активность АОФ, так и других физиологических процессов.
Данные по изучению влияния эпиталона на интенсивность перекиспой хемилюминесценции и активность аптноксидантных ферментов в эритроцитах старых самок макак резусов представлены в таблице 17.
Как видно из таблицы 17, на 10-й день введения эпиталона активность ГП статистически значимо повышалась. Активность же других антиокспдантных ферментов проявляла тенденцию к повышению. В отличие от характера изменения активности глутатионзависимых антиокспдантных ферментов интенсивность ПХЛ на 10-й день введения эпиталона статистически значимо снижалась. Полученные результаты свидетельствуют о способности эпиталона повышать надежность антиоксидантної! ферментной защиты, что сопровождается понижением генерации активных форм кислорода.
Выявленный антиоксидантами эффект эпиталона может быть обусловлен восстанавливающим эффектом эпиталона на пинеальную секрецию мелатонина и антиоксидантным эффектом последнего и/или антиоксидантными эффектами самого эпиталона. В пользу первого предположения свидетельствуют литературные данные о восстанавливающем эффекте эпиталона или его аналога эпиталамина на пинеальную секрецию мелатонина у обезьян [Гончарова Н. Д. с соавт., 2001; Khavinson V. et al., 2001; Гончарова Н. Д. с соавт., 2003; Goncharova N. D. et al., 2005] и человека [Коркушко О. В. с соавт., 2006 Коркушко О. В. с соавт., 2007]. В пользу второго указывают работы в которых был установлен антиоксидантный эффект эпиталона [Хавинсон В. X. с соавт., 1999; Хавинсон В. X. с соавт., 2003; Kozina L. S. et al., 2007]. В любом случае эпиталон можно рассматривать в качестве перспективного препарата для коррекции возрастных нарушений интенсивности свободнорадикальных процессов.
