Влияние хронического стресса на динамику перекисного окисления липидов в ткани костного мозга

УДК 612.11

ББК 28.912

Латюшин Ян Витальевич

кандидат психологических наук, доцент г. Челябинск Latyushin Yan Vitalyevich Candidate of Psychology, Assistant Professor Chelyabinsk

Влияние хронического стресса на динамику перекисного окисления липидов в ткани костного мозга Dynamics of Chronic Stress on the Action of Peroxide Oxidation of Lipids in Bone Marrow Tissue

В работе представлена динамика соотношения уровня первичных и вторичных продуктов ПОЛ в ткани костного мозга при действии хронического стресса (30-ти суточной гипокинезии) на организм.

This work represents dynamics ofcorrelation ofprimary and secondary products in bone marrow tissue under the influence of chronic stress (30-days hypokinesis) on the organism.

Ключевые слова: хронический стресс, гипокинезия, прекисное окисление липидов, костный мозг.

Key words: chronic stress, hypokinesia, peroxide oxidation of lipids, bone marrow.

Актуальность:

Известно, что усиление перекисного окисления липидов и накопление продуктов липопероксидации, обладающих высокой реакционной способностью, может оказывать системное повреждающее действие на клетки (1, 2, 3, 7, 11).

При любом экстремальном воздействии активность ПОЛ может осущест-

вляться через обычные механизмы острого и хронического стрессов (5, 6, 7, 9, 10, 12).

Вместе с тем, вопрос о роли фракций (гептановой, изопропанольной, первичных, вторичных молекулярных продуктов ПОЛ) при гипокинезии в ткани костного мозга изучен недостаточно.

Целью данной работы является изучение динамики липопероксидации в ткани костного мозга при гипокинезии (ГК).

Материалы и методы исследования:

Исследования выполнены на 50-ти крысах линии Вистар массой 150-200 граммов. Гипокинезию моделировали помещением животных в клетки-пеналы из органического стекла, соответствующие размерам животных на 1, 3, 7, 10 и 30-е сутки. После завершения воздействия ГК крыс умерщвляли под легким эфирным наркозом. Уровень продуктов ПОЛ в ткани костного мозга определяли спектрофотометрически (8). Малоновый диальдегид - по реакции с 2-тиобар-битуровой кислотой. Достоверность различий средних величин судили по критерию Стьюдента применяли дополнительно критерий непараметрической статистики: и - Манна-Уитни.

Результаты и обсуждение:

В таблице 1 представлены данные о влиянии хронического стресса (30-ти суточной гипокинезии) на уровень ПОЛ в ткани костного мозга крыс. Из анализа данных таблицы следует, что через 6 часов действия гипокинезии на организм животного происходит увеличение фосфолипидов в изопропанольной фракции, в гептановой фракции первичные и вторичные продукты ПОЛ (нейтральные липиды) остаются на уровне фоновых величин.

Таблица 1

Влияние длительного хронического стресса

Сроки гипокинезии Гептан] Гептанг Изопропанол! Изопропанолг

Е232/Е220 Е278/Е220 Е232/Е220 Е278/Е220

Контроль, п=6 ГК 6 часов, п=6 0,983±0,002 0,116±0,001 0,615±0,001 0,432±0,004

0,990±0,001 0,120±0,003 0,669±0,004 0,490±0,002

Контроль кГКЗ-15 суток, п=6 0,979±0,016 0,114±0,001 0,609±0,020 0,433±0,002

ГК 3 суток, п=6 0,994±0,010 0,117±0,020 0,590±0,050 0,450±0,030

ГК 7 суток, п=6 0,959±0,060 0,129±0,050* 0,657±0,003 0,484±0,010 и

ГК 10 суток, п=6 0,998±0,050 0,134±0,060* 0,670±0,040и 0,502±0,045*

ГК 15 суток, п=6 0,982±0,030 0,131±0,020* 0,657±0,050 0,489±0,033*

Контроль, п=9 ГК 30 суток, п=9 0.960±0,040 0,118±0,040 0,612±0.030 0.430±0,010

0,975±0,002 0,169±0,003** 0,704±0,010* 0,550±0,020**

ГК восст., п=9 0,972±0,002 0,225±0,003** 0,647±0,003 0,453±0,002

Примечание: достоверность отличий от соответствующего контроля: *-р<0,05, **-р<0,01, ***-р<0,001.

1) В таблице отражен уровень первичных (ацилгидроперекисей и углеводных коньюгатов) и вторичных (кетодиенов и сопряженных триенов) продуктов ПОЛ.

2) Уровень продуктов ПОЛ рассчитывался в У Е. окислительного индекса, который рассчитывался как отношение оптических плотностей Е232 / Е220 для первичных и Е278 / Е220 для вторичных продуктов ПОЛ.

Через 3 суток гипокинезии уровень первичных и вторичных продуктов ПОЛ (нейтральные липиды) остается в пределах нормы, а в изопропанольной

фракции происходит снижение первичных фосфолипидов. Седьмые сутки гипокинезии сопровождались снижением уровня первичных нейтральных липидов в гептановой фракции и незначительным (14%, р<0,05) повышением вторичных нейтральных липидов, а также увеличением содержания уровня первичных и вторичных липопероксидов в изопропанольной фракции на 8 и 12% и соответственно. Десятые сутки гипокинезии характеризовались увеличением уровня вторичных молекулярных продуктов ПОЛ, растворимых в гептановой и изопропанольных фракциях, ткани костного мозга на 18% и 16% соответственно (р<0,05). Через ГК 15 суток вторичные нейтральные липиды увеличились на 15% (р<0,05), а вторичные молекулярные продукты ПОЛ гептановой фазы (фосфолипиды) увеличились на 13% (р<0,05). Только на 30-ые сутки гипокинезии происходит значительное увеличение вторичных продуктов ПОЛ: продукты ПОЛ, растворимые в гептановой фазе, увеличиваются на 44% (р<0,001), в изопропанольной - на 28% (р<0,01). Увеличенными остаются и вторичные нейтральные липиды (гептан2) на 34% (р<0,01), по сравнению с контрольными данными. В восстановительном периоде содержание первичных и вторичных переокисленных фосфолипидов было уже на уровне контрольных величин. Таким образом, анализ данных молекулярных продуктов перекисного окисления липидов в ткани костного мозга подтвердил предположение о том, что при действии гипокинезии на ткань костного мозга наблюдается две фазы: первая фаза (с 6 ч. и до 7 суток гипокинезии), которые характеризуется незначительным угнетением липопероксидации; вторая фаза (с 10-30 суток гипокинезии) - увеличением.

Кроме того, мы для более полного представления динамики образования перекисного окисления липидов в ткани костного мозга определяли вторичный продукт ПОЛ - малоновый диальдегид (МДА).

На рис. 1 представлены данные динамики содержания МДА в ткани костного мозга. Из анализа данных рис. 1 следует, что содержание вторичных продуктов ПОЛ (МДА) в ткани костного мозга увеличивается на всех сроках гипокинезии. Так, через ГК 3 - незначительно; через ГК 7 содержание МДА в ткани костного мозга увеличивается на 18 % (р<0,05). Максимальное увеличение со-

держания МДА достигает через ГК 10-15 суток и составляет в ткани костного мозга 20,5% и 23% соответственно (р<0,05, р<0,01). Спустя месяц действия гипокинезии на организм содержание МДА увеличивается до 136% (р<0,001). В восстановительном периоде (30 дней после действия гипокинезии) содержание МДА остается повышенным на 14% (р<0,05).

%

140 120 100 80 60 40 20 0

I

контроль

ГК 3 суток

ГК 7 суток

ГК 10 суток

ГК 15 суток

ГК 30 суток

Восст. 30 суток

Рис. 1. Влияние хронического стресса (30-ти суточной гипокинезии) на динамику содержания малонового диальдегида (МДА) в ткани мозга

Примечание: достоверность отличий от соответствующего контроля: * - р<0,05, ** - р<0,01, *** - р< 0,001, рассчитанные с помощью критериев Стьюдента

Как показали данные наших исследований содержания ПОЛ, динамика разных сроков гипокинезии существенно влияет на соотношение различных категорий продуктов липопероксидации в ткани костного мозга, имеющие отношение к повреждению органа и тяжести протекания гипокинезии.

В частности, при действии 30-ти суточной гипокинезии на организм под действием глюкокортикоидов и катехоламинов активируются липазы, фосфоли-пазы, что ведет к интенсивности процессов липидной пероксидации, которая имеет фазный характер. В первой фазе гипокинезии происходят снижения уровня первичных и вторичных молекулярных продуктов в ткани костного мозга

(через 3 суток - первичных в изопропанольной фракции, через 7 суток - в геп-тановой). Максимум повышения зафиксирован вторичных продуктов в гепта-новой и изопропанольных фракций в ткани костного мозга на 10, 15, 30 сутки действия гипокинезии.

Существенно отметить, что ограничение двигательной активности, несмотря на сегодняшний прогресс, присутствует повсеместно и рассматривается одним из наиболее грозных стрессоров, выводящее не инфекционные болезни по смертности на первое место. Гиподинамия способствует срыву адаптационных механизмов защиты организма.

Библиографический список

1. Барабой, В. А. Механизмы стресса и перекисное окисление липидов / В. А. Барабой // Успехи соврем. Биологии. №111 (6). - 1991. - С. 923-931.

2. Биленко, М. В. Ишемические и реперфузионные механизмы, пути предупреждения и лечения / М. В. Биленко. - М.: Медицина, 1989. - 368 с.

3. Владимиров, Ю. A. Свободные радикалы в живых системах / Ю. A. Владимиров, О. А. Азизова, А. И. Деев, А. В. Козлов, А. Н. Осипов, Д. И. Рощуп-кин // Итоги науки и техники. Сер. Биофизика. - М.: Наука, 1991. - 367 с.

4. Bernheim, F., Bernhaim, M., Wilbur, К. J. Biol. Chem. - 1948. - Y. 114.

- Р. 257-264.

5. Гуляева, Н. В. Ингибирование свободнорадикального окисления липи-дов в механизмах срочной и долговременной адаптации к стрессу / Н. В. Гуляева // Биологические науки. - № 14. - 1989. - С. 467-478.

6. Зенков, Н. К. Окислительный стресс / Н. К. Зенков, В. З. Ланкин, Е. Б. Меньшикова // (биохимический и патофизиологический аспекты). - М.: Наука, 2001. - С. 286-296.

7. Каган, В. Е. // Биохимия / В. Е. Каган, Ю. В. Архипенко, В. Б. Ритов, Ю. П. Козлов. - 1983. - Т. 48. - № 2. - С. 320-330.

8. Львовская, Е. И. Спектрофотометрическое определение конечных продуктов перекисного окисления липидов / Е. И. Львовская, И. А. Волчегорс-кий, С. Е., Шемяков, Р. И. Лифшиц // Вопросы медицинской химии. - 1991.

- № 4. - С. 92-93.

9. Dhalla, К. S., Ruрр, H., Beamish, R. E., Dhalla, N. S. // Саrdiovasc. Drugs Ther. - 1996. - Vol. 10, Suppl. 1 - P. 231-238.

10. Pronai, L. // Arch. Biochem. Biophys. / L. Pronai, К. Ichimori, Y. Saigusa, H. Nakazawa. - 1991 - Vol. 288. - P. 276-281.

11. Thomas, S., Lowe, J. E. Hadjivassilion, V., et al // Biochem. Biofhys. Res. Commun. - 1998. - V. 243, № 1. - P. 241-245.

12. Thomson, P. D. Ennancement of Humorae Immunity by Heterologous

Lipid Peroxidation Products Resulting From Burn Inyury / P. D. Thomson, J. O. Till, J. K. Prasad, D. J. Smith // J. Burn. Care - Rehabil. - 1991. - Vol. 12. - № 1.

- P. 38-40.

Bibliography

1. Baraboy, V. A. Mechanisms of Stress and Peroxide Oxidation of Lipids / V. A. Baraboy // Achievements of Modern Biology. №111(6). - 1991. - P. 923-931.

2. Bilenko, M. V. Ischemic and Reperfusion Mechanisms, Ways of Prevention and Cure / M. V. Bilenko. - M., 1989. - 368 p.

3. Vladimirov, Y. A. Free Radicals in Living Systems / Y. A. Vladimirov, O. A. Azizova, A. I. Deev, A. V. Kozlov, A. N. Osipov, D. I. Roshchupkin. - M., 1991.

- 367 p.

4. Bernheim, F. Results of Science and Technique. Ser Biophysics. - M.: 1991.

5. Gulyaeva, N. V. Inhibition of Free Radical Oxidation of Lipids in Mechanisms of Urgent and Permanent Adaptation to Stress / N. V. Gulyaeva // Biological Sciences. № 14. - 1989. - P. 467-478.

6. Zenkov, N. K. Oxidative Stress / N. K. Zenkov, V. Z. Lankin, E. B. Mensh-chikova // (Biochemical and PathophysiologicalAaspects). - M., 2001.

7. Kagan, V. E. // Biochemistry / V. E. Kagan, Y. V. Arhipenko, V. B. Ritov, Y. P. Kozlov. - 1933, T. 48, № 2. - P. 320-330.

8. Lvovskaya, E. I. Spectrophotometric Determination of Final Results of Peroxide Oxidation of Lipids / E. I. Lvovskaya, I. A. Volchegorsky, S. E. Shemyakov, R. I. Lifshits // Questions of Modern Chemistry. - 1991. - № 4. - P. 92-93.

9. Dhalla, K. S. // Cardiovasc. Drugs Ther / K. S. Dhalla, H. Rupp, R. E. Beamish, N. S. Dhalla. - 1996. - Vol. 10, Suppl. 1 - P. 231-238.

10. Pronai, L. // Arch. Biochem. Biophys / L. Pronai, K. Ichimori, Y. Saigusa, H. Nakazawa. - 1991 - Vol. 288. - P. 276-281.

11. Thomas, S. // Biochem. Biofhys. Res. Commun. / S. Thomas, J. E. Lowe, V. Hadjivassilion, et al. - 1998. - V. 243. - № 1. - P. 241-245.

12. Thomson, P. D. Ennancement of Humorae Immunity by Heterologous Lipid Peroxidation Products Resulting From Burn Inyury / P. D. Thomson, J. O. Till, J. K. Prasad, D. J. Smith // J. Burn. Care - Rehabil. - 1991. - Vol. 12. - № 1. - P. 38-40.