Интенсивность свободнорадикальных процессов в синаптосомах мозга крыс при ишемии и реперфузии

мозговой травмы // Журнал неврологии и психиатрии им. C.C. Корсакова. 2017. Т. 117, № 11. С. 51-55.

4. Мосягин В.В. Особенности функционирования АТФаз эритроцитов цыплят-бройлеров // Научный журнал КубГАУ. 2008. №35(1). С. 1-10

5. Крылов В.Н., Дерюгина А.В., Константинова А.И. Электрофоретическая подвижность и активность №,К-АТФазы эритроцитов у крыс при стрессе // Росс. физиол. журнал им. И.М. Сеченова. 2014. Т. 100, №11. С. 1297-1302

6. Campos M. Beuge L. Effect of magnesium and ATP on pre-steady-state phosphorylation kinetics of the Na+^-ATPase // Biochim. biophis. acta. biomembranes. 1992. V. 1105, №1. P.51-60.

7. Cardendale MT., Griffits J. Is there a role for medical ozone in the treatment of HIV and associated infections? // Ozone in Medicine. Proceedings of the 11-th Ozone World Congress. San Francisco. 1993. р. 32-37.

8. Густов А.В., Котов С.А., Конторщикова К.Н., Потехина Ю.П. 1999. Озонотерапия в неврологии. Нижний Новгород. 243 с.

9. Болдырев АА. Введение в биохимию мембран. Медицина, М., 1986. 112 с.

10. Сахау Н.Р., Мирсаева Г.Х., Камилов Ф.Х., Фазлыева Р.М. Клинико-диагностическая оценка состояния мембран эритроцитов у больных первичным хроническим пиелонефритом // Нефрология. 2005. Т. 9, №1. С.47-51

11. Шалабодов А.Д., Маслова М.Н., Кыров Д.Н. Влияние солюбилизированных белков мембранного скелета эритроцитов на активность №,К-АТФазы // Вестник Тюменского государственного университета. Экология и природопользование. 2015. Т.1 №1, С.172-181

ИНТЕНСИВНОСТЬ СВОБОДНОРАДИКАЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ В СИНАПТОСОМАХ МОЗГА КРЫС ПРИ ИШЕМИИ И РЕПЕРФУЗИИ

Н.К. Кличханов, Ж.Г. Исмаилова, М.Д. Астаева

ФГБОУ ВО «Дагестанский государственный университет», Махачкала

Abstract

The influence of cerebral ischemia and subsequent reperfusion on the intensity of oxidative modification of lipids and membrane proteins, as well as the activity of antioxidant protection by synaptosomes was studied. It has been established that ischemia / reperfusion significantly suppresses the antioxidant defense of synaptic endings of neurons and stimulates the formation of reactive oxygen species in synaptosomes, what leads to oxidative modification of membrane lipids and proteins.

Key words: free radical processes, synaptosomes, ischemia, reperfusion

Исследовано влияние церебральной ишемии и последующей реперфузии на интенсивность окислительной модификации липидов и белков мембран, а также активность антиоксидантной защиты синаптосом. Установлено, что ишемия/реперфузия стимулирует образование АФК в синаптических окончаниях нейронов, что приводит к окислительной модификации мембранных липидов и белков.

Ключевые слова: свободнорадикальные процессы, синаптосомы, ишемия, реперфузия

Ишемия мозга инициирует каскад событий, приводящий к ряду важных изменений на уровне клеток. К ним относятся быстрое снижение уровня АТФ, нарушение ионного гомеостаза, экситотоксичность, дисфункция митохондрий и эндоплазматического ретикулума, активация гидролитических ферментов, генерация активных форм кислорода (АФК) [1]. Головной мозг уязвим к окислительному повреждению из-за относительно низкой активности антиоксидантных ферментов, обилия легкоокисляемых субстратов и металлов переменной валентности. Окислительный стресс играет важную роль в ишемическом повреждении нейронов, приводящем к их гибели. В то же время клеточные мишени и механизмы, лежащие в основе опосредованного радикалами повреждения нейронов на уровне синаптических контактов, изучены недостаточно. В данной работе исследовано влияние церебральной ишемии и последующей реперфузии на интенсивность окислительной модификации липидов и белков мембран, а также активность антиоксидантной защиты синаптосом.

Материалы и методы исследования

В работе использованы крысы-самцы линии Вистар массой 200-220 г. Ишемию головного мозга вызывали окклюзией двух сонных артерий в течение 1 ч, а реперфузию (1 ч) - снятием лигатур. Все хирургические процедуры проводили под наркозом (внутрибрюшное введение тиопентала натрия в дозе 40-50 мг/кг).

Контролем служили ложнооперированные животные. Синаптосомы из коры головного мозга выделяли методом дифференциального центрифугирования в градиенте плотности сахарозы, а их мембраны - после осмотического шока. В суспензии синаптосом исследовали содержание малонового диальдегида (МДА) - маркера перекисного окисления липидов (ПОЛ), а в мембранах синаптосом -содержание карбонильных групп - маркера окислительной модификации белков [2]. При этом определяли их исходный уровень, а также накопление in vitro в среде Фентона. В синаптоплазме определяли содержание восстановленного глутатиона (GSH), активность супероксиддисмутазы (СОД) и каталазы [3].

Результаты и обсуждение

Через 1 час после восстановления кровотока в мозге уровень МДА в синаптосомах существенно не отличался от контрольных значений. В то же время в инкубируемых in vitro в среде Фентона пробах количество МДА в суспензии синаптосом возросло на 78%. В белках мембран синаптосом в период реперфузии содержание карбонильных групп возрастает на 49%, но при этом в инкубируемых с оксидантами пробах количество карбонильных групп не увеличивается по отношению к контролю. Ишемия и последующая реперфузия существенно подавляют антиоксидантную защиту синаптических окончаний нейронов. Так, содержание GSH снижается на 63%, активность СОД - на 64%, а активность каталазы - на 69% относительно контроля.

Заключение

Полученные нами данные свидетельствуют о том, что ишемия/реперфузия стимулирует образование АФК в синаптических окончаниях нейронов, что приводит к окислительной модификации мембранных липидов и белков. При этом существенно увеличивается окисляемость липидов мембран. Это свидетельствует, с одной стороны, о накоплении гидроперекисей липидов, с другой - о повышении доступности липидов для оксидантов. Увеличивается также и степень окислительной модификации мембранных белков. Карбонильные группы образуются, в основном, в металлкатализируемых реакциях, и этот процесс является необратимым. Следовательно, в условиях ишемии/реперфузии в синаптических окончаниях нейронов увеличивается количество свободных металлов переменной валентности, способных взаимодействовать с аминокислотными радикалами белков. О развитии окислительного стресса свидетельствует также резкое снижение содержания GSH в синаптосомах. Существенное снижение активности антиоксидантных ферментов при ишемии/реперфузии также может быть результатом их окислительной модификации [4]. В целом, полученные данные свидетельствуют о том, что при церебральной ишемии/реперфузии в области синаптических окончаний нейронов развивается окислительный стресс, что может быть причиной нарушения синаптической функции.

Список литературы

1. Chomova M., Zitnanova I. Look into brain energy crisis and membrane pathophysiology in ischemia and reperfusion // Stress. The Int. J. Biol. Stress. 2016. DOI: 10.1080/10253890.2016.1174848

2. Кличханов Н.К., Исмаилова Ж.Г., Астаева М.Д. Свободнорадикальные

процессы в биологических системах. Учебное пособие. Махачкала: Издательство ДГУ, 2012. 188 с.

3. Арутюнян А.В., Дубинина Е.Е., Зыбина Н.Н. Методы оценки свободнорадикального окисления и антиоксидантной системы организма. Методические рекомендации. СПб.: ИКФ «Фолиант» , 2000. 104 с.

4. Lievre V., Becuwe P., Bianchi A., Bossenmeyer-Pourie C., Koziel V., Franck P., Nicolas M.B., Dauca M., Vert P., Daval J.L. Intracellular generation of free radicals and modifications of detoxifying enzymes in cultured neurons from the developing rat forebrain in response to transient hypoxia // Neuroscience. 2001. V. 105, №2. P. 287297.