Влияние даларгина на свободнорадикальные процессы в мозге крыс при умеренной гипотермии

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

ВЛИЯНИЕ ДАЛАРГИНА НА СВОБОДНОРАДИКАЛЬНЫЕ ПРОЦЕССЫ В МОЗГЕ КРЫС ПРИ УМЕРЕННОЙ ГИПОТЕРМИИ

Дагестанский государственный университет, биологический факультет, Махачкала, Россия

Работа посвящена изучению влияния гипотермии и даларгина на интенсивность окислительной модификации липидов и белков синаптосом из мозга крыс. Эксперимент проведен на белых крысах-самцах линии Вистар массой 180-220 г. Температуру тела снижали путем наружного охлаждения до 30°С. Интенсивность перекисного окисления липидов оценивали путем анализа концентрации малонового диальдегида, а окислительной модификации белков - карбонильных групп. У животных при гипотермии отмечен рост показателей перекисного окисления липидов и окислительной модификации белков синаптосом. Установлено, что предварительное введение даларгина в дозе 0,1 мг/кг приводит к снижению интенсивности свободнорадикальных процессов в синптосомах при гипотермии.

Ключевые слова: гипотермия, синаптосомы, малоновый диальдегид, карбонильные группы

The work is devoted to study the effect of hypothermia and dalargin on intensity of the oxidative modification of lipids and proteins from rat brain synaptosomes. The experiment was carried out on white Wistar rats weighing 180-220 g. The temperature of body was lowered by external cooling to 30°C. The intensity of lipid peroxidation was assessed by analyzing the concentration of malondialdehyde, while proteins oxidative modification - of carbonyl groups. In animals with hypothermia showed increase markers of lipid peroxidation and proteins oxidative modification of synaptosoms. It is found that the preliminary injection of dalargin in a dose of 0,1 mg/kg leads to a decrease in the intensity of free radical processes in synaptosomes during hypothermia.

Key words: hypothermia, synaptosomes, malondialdehyde, carbonyl groups

Введение. Гипотермические состояния гомойотермных организмов сопровождаются активацией свободнорадикальных процессов (СРП) в тканях [3]. При гипотермии введение антиоксидантов, а также опиоидного пептида даларгина предупреждало развитие окислительного стресса на уровне тканей, в том числе, головного мозга. Исследования СРП при гипотермии, в основном, проведены на гомогенатах мозга. Как изменяется интенсивность СРП при гипотермии на уровне наиболее активных нейрональных структур - синаптических контактов, неизвестно. В связи с этим целью данного исследования явилось изучение интенсивности окислительной модификации липидов и белков синаптических окончаний нейронов мозга крыс при умеренной гипотермии, а также при введении даларгина.

Материал и методы исследования. Опыты проведены на половозрелых крысах-самцах линии Вистар массой 180-200 г. Гипотермию вызывали наружным охлаждением. Температуру тела крыс снижали до 30°С в течение 30 мин. За 30 мин до охлаждения крысам внутрибрюшинно вводили фармакопейный препарат даларгина в дозе 0,1 мг на кг массы. Интактным животным вводили соответствующий объём 0,9 % раствора NaCl. Синаптосомы выделяли методом низкоскоростного центрифугирования, с использованием центрифуги MR23i (Германия). Степень окислительной модификации белков синаптосом оценивали по уровню карбонильных групп по реакции с 2,4-динитрофенилгидразином [4]. При этом определяли исходный уровень карбонильных групп в белках, а также их накопление in vitro в среде Фентона. Об интенсивности пероксидации липидов в синаптосомах судили по

содержанию малонового диальдегида (МДА) в суспензии синаптосом по реакции с тиобарбитуровой кислотой [2].

Результаты. При гипотермии на 77,5% увеличивается содержание МДА в синаптосомах (рис). При этом достоверно увеличивается также образование МДА в пробах, инкубируемых in vitro в присутствии Бе2+-аскорбат. При гипотермии существенно возрастает степень карбонилирования белков синаптосом. Исходное количество карбонильных групп в синаптосомальных белках при низкой температуре тела возрастает на 66,9%, а их накопление в пробах in vitro в системе Ее2+-ЭДТА-Н2О2 - на 19,6% относительно контроля. Таким образом, при гипотермии 30°С интенсифицируются процессы окислительной деструкции липидов и белков мембран синаптосом.

cd

и

ч о ю

л

ч о

16 14 12 10

4

2 0

Карбонильные группы

Исходный уровень

II

Прирост

Малоновый диальдегид

ш

ш

Исходный уровень

Прирост

Контроль

S Контроль+д аларгин

Ш Гипотермия 30°С

В Гипотермия 30°С + даларгин

8

6

*

Рис. 1. Содержание малонового диальдегида и карбонильных групп в белках синаптосом и их накопление in vitro в присутствии оксидантов при гипотермии и введении даларгина. * -достоверные (р<0,05) относительно контроля различия

У контрольных животных введение даларгина существенно не влияет на уровень МДА и карбонильных групп в белках синаптосом. Предварительное введение даларгина предотвращает активацию процессов окислительной деструкции липидов и белков синаптосом при гипотермии.

Обсуждение и выводы. Холодовой стресс, развивающийся у ненаркотизированных гомойотермных организмов при действии низкой температуры и в начале снижения температуры тела, способствует секреции стрессорных гормонов, стимулирующих потребление кислорода и окислительные процессы в тканях [3]. Активация дыхания на уровне митохондрий нейронов, с избыточной генерацией свободных радикалов, вероятно, является причиной, способствующей увеличению степени окислительной деструкции липидов и белков синаптических мембран при гипотермии. Окислительные повреждения мембран при этом увеличивают доступность липидов и белков синаптосом для генерируемых в среде инкубации оксидантов.

Полученные нами данные свидетельствуют о том, что введение даларгина предупреждает развитие окислительного стресса на уровне нейронов при гипотермии 30°С. Даларгин, в использованной нами концентрации, не проникает в головной мозг. Следовательно, пептид влияет на свободнорадикальные процессы в мозге опосредовано. Далдрбин способен нормализовать периферический сосудистый тонус в условиях стрессорной вазоконстрикции за счет увеличения уровня продукции NO [1]. Возможно, улучшение кровоснабжения мозга при введении даларгина способствует нормализации прооксидантно-антиоксидантного баланса нейронов при гипотермии.

Таким образом, обнаруженные стабильные химические изменения в белках и липидах синаптосом, вполне возможно, являются результатом окислительного стресса, развивающегося на первых стадиях вхождения в гипотермическое состояние. Об этом свидетельствует и протекторный эффект даларгина.

Список литературы:

1. Бебякова Н.А., Левицкий С.Н., Шабалина И.А. Влияние структурной модификации молекулы даларгина на вазоактивный эффект пептида при остром стрессе // Фундаментальные исследования. 2011. №12. С. 704-707.

2. Кличханов Н.К., Исмаилова Ж.Г., Астаева М.Д. Свободнорадикальные процессы в биологических системах. Учебное пособие. Махачкала: Издательство ДГУ, 2012. 188 с.

3. Эмирбеков Э.З., Кличханов Н.К. Свободнорадикальные процессы и состояние мембран при гипотермии. Ростов-на-Дону: Изд-во Южного федерального ун-та, 2011. 200 с.

4. Venditti P., Rosa R.D., Meo S.D. Effect of cold-induced hyperthyriodism on H2O2 production and susceptibility of stress conditions of rat liver mitochondria // Free Rad. Biol. Med. 2004. V. 36. N. 3. P. 348-358.