Низкая цена
Всего 249a за скачивание одной диссертации
Скидки
75 диссертаций за 4900a по акции. Подробнее
О проекте

Электронная библиотека диссертаций — нашли диссертацию, посмотрели оглавление или любые страницы за 3 рубля за страницу, пополнили баланс и скачали диссертацию.

Я впервые на сайте

Отзывы о нас

Экспериментальное исследование системы антиоксидантной защиты на этапах онтогенеза при токсическом и алиментарном воздействии : диссертация ... кандидата биологических наук : 03.00.04

Год: 2005

Номер работы: 64130

Автор:

Стоимость работы: 249 e

Без учета скидки. Вы получаете файл формата pdf

Оглавление и несколько страниц
Бесплатно

Вы получаете первые страницы диссертации в формате txt

Читать онлайн
постранично
Платно

Просмотр 1 страницы = 3 руб



Оглавление диссертации:

2.1. Активные кислородные метаболиты Кислород является самым распространенным элементом биосферы и эссенциальным элементом жизни. Парадоксальной является исключительная токсичность кислорода в отношении всего живого, реализующаяся через активные кислородные метаболиты, образующиеся в эволюционно детерминированных реакциях метаболизма [McCord J., 2000]. Несмотря на то, что сейчас биоэнергетическая схема аэробов полностью зависит от переноса электронов на кислород, 98% его количества, потребляе

2.2. Система антиоксидантной защиты и характеристика основных антиоксидантов По определению, антиоксидантом называется любое вещество, способное предотвращать или значительно замедлять окисление [Halliwell В, 1999; Strain J., 1999], что может быть достигнуто предотвращением генерации или инактивацией АКМ. Вероятно, первыми антиоксидантными механизмами были простые физические барьеры [Bilinski Т., 1991]: внутриклеточная секвестрация фоточувствительных пигментов (хлорофилла), ультрафиолетовые

2.2.1. Характеристика основных ферментов-антиоксидантов

1.1. Супероксиддисмутаза катализирует следующую реакцию: 0~2 + 0~2 + гЬГ" ^ Н2О2 + О2(А2<2*10'моль''с'')во1Таниченном диффузией объеме. Фермент широко представлен в аэробных клетках и сохраняет стационарный уровень О 2 в пределах 10''^ моль*л"* [Imlay J., 1991]. СОД имеет несколько изоферментных форм, отличающихся строением активного центра. Нативные ферменты высокоустойчивы и выдерживают нагревание до 100 С, колебания рН в широком диапазоне и воздействие 86% этанола [Зенков Н.К.

1.2. Каталаза гемсодержащий фермент гомотетрамерной структуры с молекулярной массой субъединиц около 60 кДа. Каждая субъединица содержит по одной прочно связанной гемовой простетической группе [Percy М., 1984; Chojkier М., 1989]. Каталаза содержит прочно связанный НАДФН, функция которого заключается в предотвращении аккумуляции неактивной (Fe (IV)) формы фермента [Kirkman Н., 1987], но структурной связи между НАДФН и гемом обнаружено не было [Fita I., 1985]. В организме млекопитающих максимал

1.3. Глутатионпероксидаза. Главной пероксидазой млекопитающих является глутатионпероксидаза (ГПО). Как было показано в экспериментах по инактивации ферментативных антиоксидантов антителами и химическими ингибиторами или посредством удаления из среды культивирования ионов металлов, необходимых для их синтеза [Michiels С , 1988], ГПО является ключевым ферментом в защите клеток, как в норме, так и в условиях окислительного стресса. Снижение активности внутриклеточной ГПО на 21% в культуре фиброб

1.4. Глутатионредуктаза является флавопротеином и осуществляет биорегенерацию окисленного глутатиона (GSSG), образующегося в глутатион-пероксидазной реакции, используя в качестве кофактора ПАДФН [Зенков Н.К. с соавт., 2001]: GSSG + ПАДФП + II* - • 2GSII + ПАДФ* Глутатионредуктаза обнаруживается в цитозоле и митохондриях клеток, фермент найден печени [Hopkins F., 1931] и эритроцитах млекопитающих и человека [Scott Е., 1963], выделен в чистом виде из дрожжей [Racker Е., 1955] и растительных кле

1.5. Глутатионтрансферазы (ГТ) представляют собой семейство многофункциональных белков, использующих восстановленный глутатион для конъюгации с гидрофобными соединениями и восстановления органических пероксидов. ГТ локализованы преимущественно в цитозоле клеток. Основная функция ГТ - защита клеток от ксенобиотиков и продуктов ПОЛ посредством их восстановления, присоединения к субстрату молекулы глутатиона или нуклеофильного замещения гидрофобных групп [Зенков Н.К. с соавт., 2001]: ROOH + 2GSH

2.2.2. Хара1стеристика основных неферментныж антиоксидантов Помимо ферментов, антиоксидантные функции в организме выполняют также низкомолекулярные соединения - перехватчики радикалов и АКМ. В настоящее время не существует общепринятой классификации антиоксидантов. Общим признаком очень многих антиоксидантов является их способность выступать в качестве донора протона функциональной группы. По строению функциональной группы антиоксиданты можно разделить на содержащие SH-группы и ОН-группы. Тио

3.1. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

3.1.1. Экспериментальные животные и условия опытов Исследование AGO на этапах онтогенеза проводили на крысах-самцах линии Вистар возраста (на момент начала эксперимента) 7 (ранний постнатальный период), 60 (пубертатный период), 90 (репродуктивный период) дней и 24 (старческий период) месяца [Западнюк В.И., 1971; Дубина Т.Д., 1975; Денисов А.Б., 1994]. Крысы содержались по 5 в клетке и находились на стандартном полусинтетическом рационе. Кормящие самки с приплодом располагались по 1 в клетке.

3.1.2. Приготовление тканевых гомогенатов После декапитации у животных собирали кровь в пробирки с гепарином, центрифугировали 15 мин при 2000 об/мин. Готовые гемолизаты эритроцитов (разведение 1:1) и плазму затем замораживали и хранили при 18^С —^20°С до исследования. Сразу же после декапитации вскрывали брюшную полость и грудную клетку и перфузировали печень in situ через соустье полой вены охлажденным физиологическим раствором. Далее извлекали печень, взвешивали, промывали охлажденным физр

3.1.3.Специальные методы исследования Активность глутатионредуктазы (КФ

1.6.

4.1), глутатионпероксидазы (КФ

1.11.

1.9), супероксиддисмутазы (КФ

1.15.

1.1), общего и восстановленного глутатиона определяли у крыс в эритроцитах, гомогенатах печени, слизистой тонкой кишки, миокарда и аорты. Содержание диеновых конъюгатов и малонового диальдегида определяли в эритроцитах, плазме, гомогенатах печени, кишечника, миокарда и аорты. Содержание восстановленных тиолов

3.2. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ.

3.2.1. Экспериментальное исследование антиоксидантной системы органов и тканей крыс на этапах онтогенеза

1.1. Исследование перекисного окисления липидов в органах и тканях крыс на этапах онтогенеза Существование организмов с аэробным дыханием напрямую зависит от использования кислорода как конечного акцептора электронов в дыхательной цепи, где происходит окисление большинства поступающих с пищей энергетических субстратов. Большая часть кислорода, потребляемая клеткой-аэробом, восстанавливается цитохром-с-оксидазой до воды без образования интермедиатов. Но примерно 0,1-2% кислорода восстанавливае

1.1. свидетельствуют, что в плазме крыс раннего поснатального периода содержание общего холестерина и триглицеридов было наивысшим по сравнению с другими подгруппами, с преобладанием во фракционном составе ХС ЛПНП. При этом концентрация МДА плазмы также была максимальной среди исследованных подгрупп - как в относительных, так и абсолютных величинах. Наличие высокой положительной корреляции между этими показателями (г=

0.973, р<0,05) указывает на то, что большая часть окисленны

1.2.) . Так, отмечается статистически значимое повышение содержания ДКпеч и ДКкиш на каждом последующем этапе от 21 дня до 24 месяцев, причем эти изменения взаимосвязаны (г=

0.994, р<

0.01). Динамика концентрации МДА иная. Его содержание повышается в пубертатный период в 8 раз в печени и в 1,5 раза в кишечнике по сравнению с ранним постнатальным периодом и снижается на последующих этапах (в репродуктивном и старческом периодах). Интересно, что в печени концентрация ДК по

1.2. Исследование неферментного звена антиоксидантной системы органов и тканей крыс на этапах онтогенеза В адаптационных реакциях организма млекопитающих, в том числе обусловленных ростом и развитием, большое значение имеет этап краткосрочной адаптации к прооксидантным воздействиям, обеспечиваемый так называемыми биоантиоксидантами — жирорастворимыми витаминами, биофлавоноидами, стероидными гормонами [Гуляева Н.В., 1989], тиолсодержащими соединениями - цистеином, эрготионеином, глутатионом и

1.3. видно, что содержание восстановленных тиолов плазмы в онтогенезе изменяется в виде двухволновой кривой - наивысшая концентрация отмечается в крови животных пубертатного периода, в репродуктивном и раннем постнатальном периоде находится примерно на одинаковом уровне, и к старческому периоду достоверно повышается. Концентрация витамина Е (в пересчете на 1 г

ТГ) была наименьшей в крови старых животных, следствием чего, вероятно, было повышенное содержание ДК в плазме. Глутатион

1.1. Показатели липидного обмена и ПОЛ в плазме крыс на этапах онтогенеза (М±т) Показатель Общий ХС лвп ммоль/л 1,01± 0,02 1,15± 0,12 1,31± 0,05 1,54**± 0,05 ХС лгаш ммоль/л 1,58± 0,08 0,380***± 0,039 0,345± 0,043 0,146**± 0,045 ХС ХС ЛП011П ммоль/л 0,947± 0,043 0,537**± 0,096 0,333± 0,023 0,809**± 0,135 ТГ ДК ДК %аг общих липидов 0,012± 0,001 0,024***± 0,002 0,027± 0,003 0,031± 0,005 МДА ^4ДA %аг общих липидов 0,170t 0,006 0,140*± 0,011 0,094**± 0,010 0,055*± 0,010 Ед.изм.

1.2. Концентрация продуктов ПОЛ в органах и тканях крыс на этапах онтогенеза (М±т) Орган, ткань Показатель ед. изм. ДК,нмоль/мл Плазма МДА, нмоль/мл Эритроциты ДЕС,нмоль/мл 9,41±0Д8 42,8±1,6 63,5±0,6 44,9±1,8 20,8±0,9 108±1 96,3±1,9 - Ран. постнат., п=40 0,632dh0,034 Пубертат., п=10 0,780±0,070 4,54***±0,4 12,3***±U 20,4***±0,8 70,8***±4,1 174***±11 124***±3 134***±8 154zb2,66 229±15 153***±2 253***±7 Репродукт., п=10 0,755±0,096 2,53***±0,26 10,3±0,7 14,8*±1,9 109***±2 96,4***±5Д 1

1.3. Исследование активности ферментов антиоксидантной системы органов и тканей крыс на этапах онтогенеза В работе оценивали активность трех ключевых ферментов АОЗ супероксиддисмутазы, глутатионпероксидазы и глутатионредуктазы, а также содержание в плазме, печени и гонадах селена. Из таблицы

1.4. видно, что активность СОДэр незначительно возрастала в онтогенезе. Изменение активности СОДэр с возрастом отрицательно коррелировало с концентрацией ДКмиок (г= -

0.992, р<

0.01) и МДАмиок (г= -

0.990, р<

0.01), а также МДАпл и МДАэр (г= -

0.993, р<

0.01; г=

0.961, р<

0.05 соответственно). Наличие такой зависимости предполагает, что чем выше активность СОДэр и эффективнее происходит дисмутация супероксид-анион-радикала, те

1.3. Содержание биоантиоксидантов плазме и тканях крыс на этапах онтогенеза (М±т) Показатель Ран. постнат., Пубертат., Репродукг,, Старческ., Орган п=10 ед.изм. п=40 п=10 п=7 SH-rpyraibi, Плазма Эритроциты ммоль/л Вит.Е, мг/г ТГ GSH, ммоль/мл Общий глутатион, ммоль/мл GSII/GSSG GSH, ммоль/г 0,233± 0,011 8,89±

0.42 0,514± 0,036 0,680± 0,040 3,08±

0.18 1,65±

0.03 2,07± 0,04 4,55±

0.39 0,343±

0.031 0,574± 0,045 2,57±

0.43 0,407±

0.018 0,726± 0

1.4. Активность ферментов АОЗ эритроцитов крыс на этапах онтогенеза (Mim) Показатель, единицы измерения Ранний постнат. п=40 Пубертат. п=10 Репродукт. п=10 Старческ., п=7 ГР, мкмоль НАДФН/мин*мл 2,13±0,03 0,340***±0,038 0,365±0,018 0,350±0,018 ГПО, мкмоль ТБП/мин*мл 28,2±0,3 6,42***±0,21 11,7***±0,8 5,33***±0,41 СОД, усл.ед/мл 1104±10 1304*±85 1447±63 1459±15 * - значимость различий с предыдущим возрастным этапом, уровень значимости р<

0.05 ** - значимость различий с предыдущ

1.4.) активность основного утилизирующего перекиси фермента глутатионпероксидазы была наивысшей в ранний постнатальный период, 4-х кратно снижалась в пубертатный период, повышалась в репродуктивный период и снижалась к старческому возрасту. Выявлено, что изменение активности ГПОэр происходило параллельно с накоплением продуктов ПОЛ - ДКэр и МДАэр (г=

0.976, р<

0.05; г=

0.959, р<

0.05 соответственно), образование которых, также как и индукция активности

3.2.2. Онтогенетические аспекты толерантности к развитию окислительного стресса при токсическом воздействии кадмия В формировании устойчивости к свободнорадикальным и перекисным повреждениям большая роль принадлежит функционированию ферментного звена антиоксидантной зашиты. В свою очередь, особенности структуры ферментов-антиоксидантов сульфгидрильных групп, предусматривают определяющих наличие большого числа как пространственную конформацию протеинов, так и входяш;их в состав активного цент

2.1. Изменение биохимических показателей плазмы крови крыс при токсическом воздействии При изучении токсического действия кадмия были выявлены определенные изменения биохимических показателей плазмы крови. Как видно из таблицы

3.2.

2.1., токсическое действие кадмия отразилось на функции почек и печени. В плазме крови животных пубертатного возраста почти двукратно увеличивалось содержание креатинина, аналогичная картина наблюдалась и у особей репродуктивного периода. Вероятно, креа

2.2. Изменение показателей ПОЛ и АОС печени и слизистой тонкого кишечника крыс при токсическом воздействии Хлорид кадмия при введении животным различного возраста вызывал неоднозначные сдвиги в системе «свободнорадикальное окисление — антиоксидантная защита» изучаемых органов. При изучении антиоксидантной системы органов пищеварения (тонкий кишечник и печень, морфологически при наиболее чувствительных введении к токсическому воздействию интрагастральном кадмия) выявлено, что наибольшее смеще

2.1 Изменение биохимических показателей плазмы крови крыс при токсическом воздействии на этапах онтогенеза (М±т) Показатель Ед.изм К,п=8 Пубертатный ПфИОД Общий белок Альбумин Возраст г/л 49,6db0,5 56,9***± 0,8 ^54Д*±0,6 61,7±1,4 60Д±1,3 60,9±1,7 62,7±1,1 63,3±0,4 64,3±0,9 г/л 18,4±0,3 20,7*±0,9 20,^1,1 23,7±1,3 25,0±1,1 24,3±1,6 27;2±0,1 26,1±0,8 28Д±0,2 Общий холестерин ммоль/л l,7^t0,05 1,91±0,07 1,92±0,05 2,08dbO,08 1,97±0,06 2,09±0,06 2,01±0,06 2,68**± 0,18 2,38±0,06 Триглицериды

2.3. Изменение показателей ПОЛ и АОС плазмы и эритроцитов крыс при токсическом воздействии В системном кровотоке кадмий находится в связанном с белками состоянии. Повышение содержания продуктов ПОЛ было зафиксировано, в основном, в плазме (таблица

3.2.

2.3.), куда они поступали в составе липопротеидов из печени и кишечника. Так, обнаружено статистически значимое увеличение концентрации ДКпл в пубертатном и старческом возрасте (на 43% и на 110% соответственно). У старых крыс данная

2.4. Изменение показателей ПОЛ и АОС в тканях миокарда и аорты крыс при токсическом воздействии Ткани миокарда и аорты подвергались токсическому действию кадмия опосредованно, после соединения его с белками и поступления в кровь, что отразилось на значениях исследуемых параметров. Так, в пубертатный период наблюдалось двукратное повышение МДАаорты (таблица

3.2.

2.4.). У старых крыс, напротив, этот показатель статистически значимо снижался (на 11%), но увеличивалась концентрация ДК

2.5. Изменение содержания селена в тканях и концентрации восстановленных тиолов плазмы крови крыс при токсическом воздействии Результаты исследования содержания селена в плазме, печени и семенниках экспериментальных животных и концентрации восстановленных тиолов плазмы крови представлены в таблице

3.2.

2.5. Привлекает внимание выявленный факт статистически плазмы значимого крови у снижения крыс количества и восстановленных тиолов пубертатного репродуктивного возраста на 30% и 42%

3.2.3. Экспериментальное исследование антиоксидантной системы различных органов крыс на этапах онтогенеза при алиментарном воздействии Эксперимент проведен на крысятах возраста 7 дней (ранний постнатальный период), находящихся на молочном вскармливании и крысахсамцах Вистар возраста 60 (пубертатный период), 90 (репродуктивный период) дней и 24 месяца (старческий период). Длительность алиментарного воздействия составила 2 недели и была обусловлена целью эксперимента — оценить особенности систе

3.2. Изменение показателей АОС печени и тонкого кишечника крыс при алиментарном воздействии Алиментарное воздействие привело к заметным прооксидантным сдвигам в органах системы пищеварения. В кишечнике (таблица

3.2,

3.3.) наблюдалось увеличение концентрации ДКкиш на 5,6%, 7,3%, 8% и 10,4% у крыс раннего постнатального, пубертатного, репродуктивного и старческого периода, соответственно. У животных репродуктивного и старческого периода повышалась и концентрация МДАкиш на 13% и 21%

3.3. Изменение показателей АОС плазмы и эритроцитов крыс при алиментарном воздействии Исследование плазмы и эритроцитов показало, что применение экспериментальной диеты привело к характерным периода прооксидантным было обнаружено изменениям в показателях ПОЛ и АОС (таблица

3.2.

3.5.). У крысят раннего постнатального повышение концентрации ДКпл в 4,6 раза при снижении концентрации МДАпл в 1,3 раза, ДКэр и МДАэр повышались в 1,4 и 4,5 раз соответственно. Активность ферментов изменял

3.4. Изменение показателей АОС миокарда и аорты крыс при алиментарном воздействии В миокарде и аорте животных группы «М», как и в других тканях, отмечалась прооксидантная разбалансировка (таблица

3.2.

3.7. и таблица

3.2.

3.8.). Так, у крыс раннего постнатального и старческого периода повышалось содержание ДКмиок на 12% и 25% соответственно. У животных репродуктивного возраста повышалась концентрация ДКаорты на 67%. У них же отмечалось снижение активности ГРмиок и ГПОао

Для оценки адаптации АОС к токсическому и алиментарному воздействию применяли метод системного анализа [Дмитриева Н.В., Глазачев О.С., 2000]. Из массива значений выбирали параметры оценки эффективности функционирования АОС (повторяемость изменения значения в разных сериях опытов, низкая погрешность в одинаковых экспериментальных условиях). По результатам выбора, параметрами для оценки адаптации АОЗ к воздействию считали активность ГПО и величину ДК и МДА. После чего проводили оценку изменения