Вікові особливості вільнорадикального окислення білків і ліпідів у мозку щурів з гіпотиреозом і вплив на них інтенсивного фізичного навантаження

ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

імені В. Н. КАРАЗіНА

ХАДДАД АЙХАМ АЛІ

УДК: 616.441 — 008.64:612.66

ВІКОВІ ОСОБЛИВОСТІ Вільнорадикального ОКИСЛЕННЯ БІЛКІВ І ЛІПІДІВ У МОЗКУ
Щурів З ГІПОТИРЕОЗОМ І ВПЛИВ НА НИХ ІНТЕНСИВНОГО ФІЗИЧНОГО НАВАНТАЖЕННЯ

03.00.04 — біохімія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

Харків — 2008

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Харківській медичній академії післядипломної освіти
Міністерства охорони здоров’я України

Науковий керівник:

доктор медичних наук, професор Давидов Вадим В’ячеславович, Харківська
медична академія післядипломної освіти Міністерства охорони здоров’я
України, професор кафедри клінічної біохімії і судово-медичної
токсикології

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор Бабенко Наталія
Олексіївна, Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна МОН
України, НДІ біології, завідувач відділу фізіології онтогенезу доктор
біологічних наук, професор. Бондаренко Тетяна Петрівна, Інститут проблем
кріобіології і кріомедицини НАН України, м. Харків, завідувач відділу
кріобіохімії і фармакології нейрогуморальних систем

Захист відбудеться 18.06.2008 року о 14 годині на засіданні
спеціалізованої вченої ради Д 64.051.17 Харківського національного
університету імені В.Н. Каразіна Міністерства освіти і науки України за
адресою: 61077, м. Харків, пл. Свободи, 4, ауд. 3-15.

З дисертацією можна ознайомитися в Центральній науковій бібліотеці
Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна Міністерства
освіти і науки України за адресою: 61077, м. Харків, площа Свободи, 4.

Автореферат розісланий 17.05. 2008 року

Учений секретар спеціалізованої вченої ради Дзюба В.М.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. У цей час серед населення різних країн світу й, у
тому числі України, має місце підвищення рівня захворюваності
гіпотиреозом (Караченцев Ю.И. і співавт., 2002, 2004; Caparevic Z. et
al., 2003; Караченцева И.Н., 2006; Monzani F. et al., 2006). Особливу
небезпеку гіпотиреоз становить у ранньому дитячому й підлітковому віці.
Це пов’язане з високим ризиком появи в дітей і підлітків глибоких
порушень із боку центральної нервової системи, а також виникненням
серйозних ускладнень у більш зрілому віці, у випадку несвоєчасної
діагностики даного захворювання (Зефирова Г.С., 1999; Браверман Л.Е.,
2000). Серед різноманітних проявів гіпотиреозу широке поширення має
ураження ЦНС, що проявляється у виникненні невротичних розладів (Larsen
P.R., 1996; Зефирова Г.С., 1999). Механізм їхнього виникнення при
гіпотиреозі дотепер не вивчений. Разом з тим, поява центральних порушень
припускає модуляцію інтегративної функції мозку в організмі й, тим
самим, сприяє порушенню функціонування інших внутрішніх органів і систем
органів, що у свою чергу, визначає велику клінічну симптоматику даного
захворювання (Зефирова Г.С., 1999; Браверман Л.Е., 2000).

Відповідно до сучасних уявлень, у ролі неспецифічної ланки розвитку
численних фізіологічних станів і патологічних процесів виступає
оксидативний стрес (Mazzetti I. et al., 2001; Cooper C.E. et al., 2002;
Ofran H. et al., 2004; Nayanatara A.K. et al., 2005; Dmitriev L.F.,
2007; Lovel M.A. et al., 2007; Pittagula M. et al., 2006; Flora S.J.,
2007). Разом з тим, відомості про стан вільнорадикальних процесів у
головному мозку при гіпотиреозі відрізняються суперечливістю (Venditti
P. et al., 1997; Gredilla R. et al., 2001; Varghese S. et al., 2001;
Brzezinska-Slebodzinska E., 2005). Усе вище викладене визначає високу
актуальність дослідження вільнорадикальних процесів у мозку при
гіпотиреозі. Всебічне вивчення цього питання відкриває перспективи в
пізнанні механізмів розвитку даного захворювання, а також розробці нових
підходів до його лікування й профілактики.

Беручи до уваги сучасні уявлення про фізіологічну роль оксидативного
стресу і його участі у формуванні адаптивних реакцій в організмі
(Vendemiale G. et al., 1999; Schoneich C. et al., 2006), великий інтерес
становить також і з’ясування ефекту прооксидантних факторів на стан
вільнорадикальних процесів у мозку при гіпотиреозі. Подібні фактори
проявляються в організмі в умовах впливу на нього стресорів різної
природи, і, у тому числі, при інтенсивному фізичному навантаженні (ІФН)
(Leeuwenburgh C. et al., 2001; Sureda A. et al., 2005; Pittagula M. et
al., 2006). Зміна ефекту прооксидантних факторів на стан
вільнорадикальних процесів у клітинах, сприяє модуляції їхньої стійкості
до несприятливих

зовнішніх впливів. У цьому зв’язку, новим перспективним напрямком у
з’ясуванні причин формування невротичних розладів при гіпотиреозі, є
вивчення за його наявності особливостей реалізації прооксидантної дії
ІФН на мозок.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна
робота виконана в рамках держбюджетної теми “Вивчити вікові особливості
метаболічної адаптації до дії ушкоджуючих факторів окисного стресу“ (N
державної реєстрації 0102U002283).

Мета і завдання дослідження. Метою роботи було вивчення вікових
особливостей формування оксидативного стресу в великих півкулях
головного мозку щурів з експериментальним гіпотиреозом і з’ясування
впливу на них інтенсивного фізичного навантаження.

Для реалізації поставленої мети були визначені наступні завдання:

У мітохондріальній, мікросомальній і постмітохондріальній фракції
великих півкуль головного мозку в дорослих статевозрілих (12-ти
місячних) щурів і тварин пубертатного віку (1,5-місячних) з
експериментальним гіпотиреозом після ІФН і без нього:

Визначити особливості накопичення продуктів вільнорадикального окислення
ліпідів і білків;

Оцінити ефективність функціонування ферментів першої лінії
антиоксидантного захисту;

Вивчити швидкість індукованого перекисного окислення ліпідів (ПОЛ) й
вільнорадикального окислення білків.

Об’єкт дослідження – вільнорадикальні процеси й ферменти першої лінії
антиоксидантного захисту в мозку при експериментальному гіпотиреозі в
щурів різного віку в нормі й при інтенсивному фізичному навантаженні.

Предмет дослідження – рівень накопичення продуктів вільнорадикального
окислення білків і ліпідів, швидкість індукованого вільнорадикального
окислення білків і ліпідів, активність ферментів першої лінії
антиоксидантного захисту в субклітинних фракціях великих півкуль
головного мозку.

Методи дослідження – спектрофотометрія у видимій і ближній
ультрафіолетовій зоні спектра (визначення активності ферментів і вмісту
продуктів вільнорадикального окислення); спектрофлюорометрія (вимір
концентрації основ Шиффа); диференціальне центрифугування
(фракціонування гомогенатів півкуль головного мозку), імуноферментний
аналіз (визначення вмісту гормонів щитовидної залози й тиреотропного
гормону в крові), статистичний аналіз.

Наукова новизна отриманих результатів визначається тим, що в
дисертаційній роботі вперше встановлені вікові особливості використання
ліпідів і білків субклітинних фракцій великих півкуль головного мозку в
процесах вільнорадикального окислення, а також зміни у цих процесах у
щурів з експериментальним гіпотиреозом, що піддавалися інтенсивному
фізичному навантаженню й без нього. Показано, що в мозку дорослих
статевозрілих щурів і тварин пубертатного віку при гіпотиреозі
формується стан оксидативного стресу. Це зрушення має неспецифічний
характер і в більшій мірі проявляється в дорослих щурів.

Важливу роль у виникненні оксидативного стресу в мозку щурів з
гіпотиреозом відіграє підвищення інтенсивності процесів
радикалоутворення в мітохондріях. Воно не пов’язане зі зміною стану в
них ферментативної системи першої лінії антиоксидантного захисту. Більше
того, характер зрушень із боку активності каталази й супероксиддисмутази
(СОД), що виникають у дорослих щурів при експериментальному гіпотиреозі,
припускає формування умов для підвищення ефективності функціонування
першої лінії антиоксидантного захисту й, тим самим, обмежують ефект
посиленого радикалоутворення в мітохондріях при оксидативному стресі.

Особливе значення у виникненні оксидативного стресу в мозку дорослих
щурів при гіпотиреозі, здобуває підвищення чутливості мембран мікросом
до дії прооксидантів. Подібне зрушення не характерне для тварин
пубертатного віку, тому що ліпіди й білки досліджених субклітинних
фракцій мозку в них проявляють підвищену стійкість до вільнорадикального
окислення, навіть в умовах додаткового прооксидантного впливу ІФН.

Виявлено, що в дорослих статевозрілих щурів і тварин пубертатного віку з
експериментальним гіпотиреозом обмежений прояв прооксидантної дії на
мозок інтенсивного фізичного навантаження. В основі формування цього
зрушення лежить компенсаторне підвищення ефективності функціонування
систем антиоксидантного захисту в мітохондріях мозку в умовах
недостатності щитовидної залози. Виникнення оксидативного стресу в мозку
й обмеження ефективності впливу на нього прооксидантних факторів,
визначають появу функціональних порушень із боку ЦНС при гіпотиреозі.

Практичне значення отриманих результатів. Отримані результати розширюють
сучасну уяву про особливості вільнорадикального окислення ліпідів і
білків субклітинних фракцій мозку в умовах впливу на організм
несприятливих зовнішніх факторів. Вони розкривають механізми виникнення
порушень із боку ЦНС при гіпотиреозі й указують на існування вікових
особливостей їхньої появи в періоді статевого дозрівання. Результати
проведених досліджень створюють теоретичні передумови для розробки нових
підходів до лікування й профілактики порушень із боку ЦНС при
захворюваннях, пов’язаних з недостатністю щитовидної залози, спрямованих
на нормалізацію в ній стану вільнорадикальних процесів.

Особистий внесок здобувача. Дисертаційне дослідження виконане під
керівництвом доктора медичних наук, професора В.В. Давидова, з яким
автор має загальні публікації. Результати, представлені в рукопису,
отримані автором самостійно. Дисертантом особисто проведені
експериментальні дослідження, статистична обробка й аналіз отриманих
результатів.

Апробація результатів дисертації. Основні положення роботи повідомлені
на міжнародній науковій конференції студентів і молодих учених
“Актуальні питання в сучасній медицині” (Харків, 2007); конференції
молодих учених, присвяченої пам’яті професора В.П. Вендета “Актуальні
проблеми біохімії та біотехнології–2007” (Київ, 2007); міжнародної
науково-практичної конференції ”Теоретические и прикладные проблемы
социально-правовых, медико-биологических, технико-экономических сфер
жизни общества“ (Курск, 2007); на 5-й національній науково-практичній
конференції з міжнародною участю “Активные формы кислорода, оксид азота,
антиоксиданты и здоровье человека” (Смоленск, 2007); на
науково-практичній конференції ”Внесок молодих учених у розвиток
медичної науки й практики” (Харків, 2007); на ІІ Міжнародній конференції
молодих учених “Биология: От молекулы до биосферы” (Харьков, 2007 г.);
на науково-практичній конференції молодих учених: “Медична наука:
сучасні досягнення й інновації” (Харків, 2007); на науково-практичній
конференції з міжнародною участю: “Ендокринна патологія у віковому
аспекті ” (Харків, 2007).

Публікації. Основні положення дисертаційної роботи викладені в 11
наукових публікаціях – 4 статтях у журналах, рекомендованих ВАК України
й 7 – у збірках тез доповідей конференцій.

Структура й обсяг дисертації. Робота викладена на 189 сторінках
машинописного тексту й складається із вступу, огляду літератури, методів
дослідження, трьох розділів власних досліджень, обговорення результатів,
висновків і списку цитованої літератури, що включає 280 найменувань.
Робота ілюстрована 16 таблицями й 23 рисунками.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Огляд літератури містить аналіз сучасного стану питання про молекулярні
механізми формування оксидативного стресу і його значення в адаптації
організму до несприятливих зовнішніх впливів і розвитку патологічних
процесів. Особлива увага приділяється розгляду даних літератури про
особливості перебігу вільнорадикальних процесів у тканинах внутрішніх
органів при гіпотиреозі й інтенсивному фізичному навантаженню.

Матеріали та методи дослідження. Дослідження виконане на 144
щурах-самцях лінії Вістар, які втримувалися в умовах віварію Харківської
медичної академії післядипломної освіти й забезпечувалися стандартним
раціоном харчування. Тварин ділили на дві вікові групи: дорослі
статевозрілі — 10 — 12 місяців (маса 240 — 360 г) і молоді, що
перебувають у періоді статевого дозрівання — 1,5 місяця (маса 80- 90 г).
Кожну групу ділили на чотири підгрупи: 1 — інтактні, 2 — щури, які
піддавалися інтенсивному фізичному навантаженню (плаванню до “відмови”),
3 — тварини, у яких відтворювався експериментальний гіпотиреоз, 4 — щури
з експериментальним гіпотиреозом, яких піддавали інтенсивному фізичному
навантаженню.

Для відтворення експериментального гіпотиреозу тваринам
внутрішньоочеревинно вводився антитиреоїдний препарат мерказоліл з
розрахунку 1 мг препарату на 100 г маси тварини. Препарат розчинявся в
ізотонічному розчині хлористого натрію. Введення проводилося щодня
протягом 15 днів (Krasilnikova O.A. et al., 2002).

Ефективність відтворення експериментального гіпотиреозу контролювалася
шляхом визначення в крові концентрації тиреоїдних гормонів (тироксину,
трийодотироніну) і тиреотропіну. Дослідження проводилися з використанням
наборів для імуноферментних досліджень фірми “DAI” (США) на
імуноферментному аналізаторі “HUMAREADER” (Німеччина).

З метою відтворення моделі інтенсивного фізичного навантаження щури
піддавалися плаванню до “відмови” у круглих пластикових ємностях
діаметром 40 см. Через годину після плавання тварини піддавалися
евтаназії, відповідно до умов евтаназії, зазначених в методичних
рекомендаціях МОЗ України та загальних етичних принципів проведення
експериментів на тваринах, узгоджених з положеннями “Європейської
конвенції про захист хребетних тварин, які використовуються для
експериментальних та інших наукових цілей”.

З півкуль головного мозку за допомогою скляного гомогенізатора
Поттера-Ельвегейма готувалися 10 % гомогенати на 0,32 М сахарозі (рН
7,4). Отримані гомогенати піддавалися фракціонуванню за допомогою методу
диференціального центрифугування з метою одержання мітохондріальної,
мікросомальної і постмітохондріальної фракцій.

У субклітинних фракціях півкуль головного мозку проводилося визначення
концентрації карбонільованих білків і продуктів вільнорадикального
окислення ліпідів (основ Шиффа і дієнових кон’югатів). Вимір вмісту
карбонільованих білків (КБ) проводився за методом Дубиніної Є.Є. (2000).
У розрахунках використовувався коефіцієнт молярної екстинкції, що
відповідає 2,1 . 104 М-1 . см-1. Визначення основ Шиффа (ШО) проводилося
за допомогою флюорометричного методу (Rice-Evans C.A. et al., 1991). В
основу виміру концентрації дієнових кон’югатів (ДК) був покладений
спектрофотометричний метод Стальної І.Д. (1977). При розрахунках змісту
дієнових кон’югатів використовувався коефіцієнт молярної екстинкції, що
відповідає 2,2 . 105 М-1 . см-1. .

У мітохондріальній і мікросомальній фракції півкуль головного мозку
досліджувалася швидкість індукованого ПОЛ та індукованого
вільнорадикального окислення білків. Для цього 0,1 мл досліджуваної
проби субклітинної фракції змішували з 1,5 мл 0,015 М фосфатного буфера
(рН 7,4). Після трихвилинної преінкубації при 37 °С, у реакційну суміш
вносили 0,2 мл 0,01 М солі Мора й 0,2 мл 1 М перекису водню. Проби
інтенсивно перемішували й інкубували протягом 10 хвилин при 37 °С. Після
цього реакція зупинялася за допомогою додавання трихлоруксусної кислоти
до кінцевої концентрації 5 %. Проби центрифугували 15 хвилин при 3000
об/хв. В отриманому в такий спосіб осаді вимірювали вміст
карбонільованих білків (Дубиніна Є.Є., 2000), а в супернатанті –
ТБК-реактивних речовин. Визначення концентрації ТБК-реактивних речовин
проводилося по реакції з 2-тіобарбітуровою кислотою. У розрахунках
використовували коефіцієнт молярної екстинкції малонового діальдегіду,
що відповідає 1,53 . 105 М-1 . см-1 (Esterbauer H. et al., 1990).

Для оцінки стану першої лінії антиоксидантного захисту в
мітохондріальній і постмітохондріальній фракціях півкуль головного мозку
вимірялася активність каталази (Барабой В.А. й ін., 1991) і
супероксиддисмутази (Костюк В.А., 1990).

Вимір вмісту білка в аналізованих пробах визначали за Lowry O. et al.
(1955).

Отримані результати піддавалися статистичній обробці з використанням
непараметричного методу Wilcoxon-Mann-Whitney. Розходження між даними
вважалися достовірними при Р<0,05. РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ та ЇХ ОБГОВОРЕННЯ Проведені дослідження показали, що в мозку щурів з експериментальним гіпотиреозом виникає стан оксидативного стресу. Його проявом служить накопичення в них у мітохондріальній і мікросомальній фракції великих півкуль головного мозку продуктів вільнорадикального окислення ліпідів і білків (табл. 1 і 2). Підвищення інтенсивності вільнорадикального окислення ліпідів у мікросомальній фракції мозку в щурів з гіпотиреозом супроводжується збільшенням у ній вмісту дієнових кон’югатів, при відсутності накопичення основ Шиффа. При цьому виникає підвищення індексу співвідношення ДК/ШО в мікросомах мозку щурів обох вікових груп, порівняно з його вихідною величиною (рис. 1). Таблиця 1 Вміст продуктів ПОЛ у субклітинних фракціях великих півкуль головного мозку інтактних щурів і тварин з експериментальним гіпотиреозом (M + m; n = 5 - 6) Група тварин1,5-місячні12-ти місячніінтактнігіпотиреозінтактнігіпотиреозМітохондріальна фракціяДіє нові кон’югати (нмоль/мг білка) 0,31 ± 0,03 0,22 ± 0,02** 0,12 ± 0,01* 0,28 ± 0,04Основи Шиффа (мкмоль/мг білка ) 0,84 ± 0,06* 0,57 ± 0,03** 0,42 ± 0,04* 0,65 ± 0,06Мікросомальна фракціяДіє нові кон’югати (нмоль/мг білка) 2,3 ± 0,3* 3,7 ± 0,3** 1,25 ± 0,08* 4,3 ± 0,9Основи Шиффа (мкмоль/мг білка ) 7,4 ± 0,6 8,6 ± 0,6 6,7 ± 0,6 7,3 ± 0,5 Примітки: * – Р< 0,05 порівняно з інтактними; ** – Р< 0,05 порівняно з інтактними 1,5-місячними. Виникнення подібного зрушення в співвідношенні початкових і кінцевих продуктів ПОЛ, може бути пов'язане зі зміною переважних шляхів метаболізму проміжних продуктів вільнорадикального окислення ліпідів, до числа яких можна віднести численні карбонільні сполуки й, у тому числі, ендогенні альдегіди. В умовах стимуляції перекісного окислення ліпідів у мікросомах це зрушення здобуває адаптивного значення, спрямованого на обмеження ушкоджуючої дії оксидативного стресу (Davydov V.V. et al., 2004). Таблиця 2 Вміст карбонільованих білків (нмоль/мг білка) у субклітинних фракціях мозку інтактних щурів і тварин з експериментальним гіпотиреозом (M + m; n = 5 - 6) Група тварин1,5-місячні12-ти місячніінтактнігіпотиреозінтактнігіпотиреозМітохондріальна фракціяКБ363 4,6 ± 0,5* 8,1 ± 0,4 5,8 ± 0,9 4,6 ± 0,4КБ370 5,9 ± 0,8 4,8 ± 0,5 4,6 ± 0,5* 8,8 ± 0,8Мікросомальна фракціяКБ363 24,2 ± 1,8 34,5 ± 5,2** 17,6 ± 1,5 24,1 ± 3,0КБ370 23,4 ± 1,8 29,3 ± 3,4** 16,1 ± 0,7 18,4 ± 1,3 Примітки: 1) КБ363 – карбонільовані білки, фенілгідразони яких мають максимум світлопоглинання при 363 нм; КБ370 – карбонільовані білки, фенілгідразони яких мають максимум світлопоглинання при 370 нм; 2) * – Р< 0,05 порівняно з інтактними; ** – Р< 0,05 порівняно з інтактними 1,5-місячними. picscalex99010009000003ba05000007001c00000000000400000003010800050000000 b0200000000050000000c02c100d60105000000090200000000050000000102ffffff000 400000004010d000400000002010200030000001e00040000002701ffff030000001e000 40000002701ffff030000001e00050000000102ffffff00050000000902000000001c000 000fb02f5ff000000000000bc02000000cc00000022417269616c2043797200000000000 00000000000000000000000000000000000040000002d0100001c000000fb02100007000 0000000bc02000000cc0102022253797374656d0000000000004f00000090f1120001000 0001886170000000000040000002d010100040000002d010000040000002d01010004000 0002701ffff030000001e00040000002d010000050000000102ffffff000500000009020 0000000070000001604c000d50100000000040000002d010100040000002701ffff03000 0001e00040000002d010000050000000102ffffff0005000000090200000000070000001 604c000d50100000000040000002d010100040000002701ffff030000001e00040000002 d010000050000000102ffffff0005000000090200000000070000001604bc00d10104000 400040000002d010100040000002701ffff030000001e00040000002d010000050000000 102ffffff00050000000902000000000700000016049800c80118002700040000002d010 100040000002701ffff030000001e00040000002d010000050000000102ffffff0005000 0000902000000000700000016049700c9011600270008000000fa0200000100000000000 000040000002d01020007000000fc020000ffffff000000040000002d010300050000000 902ffffff000400000004010d0004000000020102000e000000240305003f006d005e006 d005e0096003f0096003f006d000e00000024030500c9005100e8005100e8009600c9009 600c90051000e00000024030500530142007201420072019600530196005301420007000 000fc020000969696000000040000002d01040004000000f001030005000000010296969 6000e000000240305005e0078007c0078007c0096005e0096005e0078000e00000024030 500e80030000601300006019600e8009600e80030000e000000240305007201370090013 7009001960072019600720137000500000014026d004e00050000000102ffffff0004000 000020101000500000013026b004e000500000014026b004b000500000013026b0052000 500000014025100d8000500000013024c00d8000500000014024c00d5000500000013024 c00dc00050000001402420062010500000013023c0062010500000014023c005f0105000 00013023c0066010500000014026d004e0005000000130270004e0005000000140270004 b00050000001302700052000500000014025100d8000500000013025600d800050000001 4025600d5000500000013025600dc0005000000140242006201050000001302480062010 5000000140248005f010500000013024800660105000000140278006d000500000013027 6006d0005000000140276006a00050000001302760071000500000014023000f70005000 00013022900f7000500000014022900f4000500000013022900fb0005000000140237008 1010500000013023000810105000000140230007e0105000000130230008501050000001 40278006d000500000013027a006d000500000014027a006a000500000013027a0071000 500000014023000f7000500000013023800f7000500000014023800f4000500000013023 800fb00050000001402370081010500000013023d0081010500000014023d007e0105000 00013023d00850108000000fa0200000000000000000000040000002d01030007000000f c020000ffffff000000040000002d010500040000002d010100040000002701ffff03000 0001e00040000002d010000040000002d010400040000002d010200050000000102fffff f00050000000902ffffff000700000016049800c80118002700040000002d01030004000 0002d010500040000002d010100040000002701ffff030000001e00040000002d0100000 40000002d010400040000002d010200050000000102ffffff00050000000902ffffff000 70000001604c000d5010000000008000000fa0200000100000000000000040000002d010 60004000000f0010200050000001402190028000400000004010d0004000000020101000 500000013029600280005000000140296002500050000001302960028000500000014028 600250005000000130286002800050000001402770025000500000013027700280005000 000140267002500050000001302670028000500000014025800250005000000130258002 800050000001402480025000500000013024800280005000000140238002500050000001 302380028000500000014022900250005000000130229002800050000001402190025000 5000000130219002800050000001402960028000500000013029600c6010500000014029 9002800050000001302960028000500000014029900b2000500000013029600b20005000 000140299003c0105000000130296003c010500000014029900c6010500000013029600c 601040000002d010300040000002d010500040000002d010100040000002701ffff03000 0001e00040000002d010000040000002d010400040000002d010600050000000102fffff f00050000000902ffffff00070000001604c000d50100000000040000002d01030004000 0002d010500040000002d010100040000002701ffff030000001e00040000002d0100000 40000002d010400040000002d010600050000000102ffffff00050000000902ffffff000 70000001604c100d601ffffffff050000000902000000000400000004010d00040000000 201010009000000320a8f001a0001000000306406000c000000320a7f001100030000003 02c31000600030006000c000000320a7000110003000000302c32000600030006000c000 000320a6000110003000000302c33000600030006000c000000320a51001100030000003 02c34000600030006000c000000320a4100110003000000302c35000600030006000c000 000320a3100110003000000302c36000600030006000c000000320a22001100030000003 02c37000600030006000c000000320a1200110003000000302c380006000300060004000 0002d010300040000002d010500040000002d010100040000002701ffff030000001e000 40000002d010000040000002d010400040000002d010600050000000102ffffff0005000 000090200000000070000001604c000d50100000000040000002d010300040000002d010 500040000002d010100040000002701ffff030000001e00040000002d010000040000002 d010400040000002d010600050000000102ffffff0005000000090200000000070000001 604c100d601ffffffff0400000004010d00040000000201010013000000320a9f0058000 8000000b3edf2e0eaf2edb30300070005000600060005000700030016000000320a9f00d 9000a000000e3b3efeef2e8f0e5eee705000300070007000500070007000700070005001 5000000320a9f00670109000000e3b3efeef22bb2d4cde70500030007000700050006000 30009000700040000002d010300040000002d010500040000002d010100040000002701f fff030000001e00040000002d010000040000002d010400040000002d010600050000000 102ffffff0005000000090200000000070000001604c000d5010000000007000000fc020 000000000000000040000002d01020004000000f0010400040000002d01030004000000f 0010600040000002d010100040000002701ffff030000001e00050000000102ffffff000 5000000090200000000040000002701ffff030000001e00050000000102ffffff0005000 000090200000000040000002701ffff030000000000 Рис. 1. Величина співвідношення ДК/ШО в мікросомальній фракції півкуль головного мозку 1,5- (світлі стовпчики) і 12-ти місячних – (темні стовпчики) щурів з експериментальним гіпотиреозом. Примітка. * – Р< 0,05 порівняно з інтактними. Отримані дані про виникнення оксидативного стресу в півкулях головного мозку щурів з експериментальним гіпотиреозом відповідають відомостям інших авторів (Das K. et al., 2004). Разом з тим, у цьому дослідженні вперше встановлений факт існування характерних вікових рис у прояві оксидативного стресу в мозку при досліджуваній патології. Основним їхнім проявом є більша виразність оксидативного стресу при гіпотиреозі в мозку в дорослих статевозрілих тварин, ніж у щурів у періоді статевого дозрівання. Підтвердженням цього є дані про неоднаковий рівень накопичення в щурів у субклітинних фракціях півкуль головного мозку продуктів вільнорадикального окислення. В мітохондріях мозку в дорослих щурів з гіпотиреозом відбувається збільшення концентрації ДК, ШО й карбонільованих білків на 133, 55 і 91 % відповідно, у порівнянні з їхнім вихідним рівнем (табл. 1). У той же час у тварин пубертатного віку відбувається тільки підвищення концентрації карбонільованих білків на 76 % порівняно з інтактними щурами цієї вікової групи (табл. 2). Причому, у мітохондріях мозку дорослих тварин і щурів пубертатного віку накопичуються різні фракції карбонільованих білків: в 12-ти місячних – карбонільовані білки, фенілгідразони яких мають максимум світлопоглинання при 370 нм (КБ370) , а в 1,5-місячних – при 363 нм відповідно (КБ363). Виникаюче зрушення обумовлює появу в них різноспрямованих змін з боку індексу співвідношення КБ363/КБ370 у мітохондріальній фракції мозку. На відміну від мітохондріальної, у мікросомальній фракції мозку щурів обох вікових груп при гіпотиреозі виникають односпрямовані зміни вмісту продуктів вільнорадикального окислення, які проявляються в підвищенні вмісту в ній дієнових кон’югатів. Разом з тим, в 12-ти місячних тварин вміст ДК зростає на 244 %, а в 1,5-місячних – тільки на 61 %, у порівнянні з їхньою вихідною величиною. При цьому в щурів пубертатного віку при гіпотиреозі виявляється в 3,5 рази менше за значенням, ніж у дорослих тварин, підвищення рівня співвідношення початкових і кінцевих продуктів ПОЛ (ДК/ШО) у мікросомальній фракції. Таким чином, у півкулях головного мозку щурів з експериментальним гіпотиреозом виникає стан оксидативного стресу, більшою мірою виражений в дорослих тварин, ніж у щурів пубертатного віку. Оскільки оксидативний стрес виникає внаслідок дисбалансу між станом процесів радикалоутворення й ефективністю антиоксидантного захисту (Betteridge D.J., 2000; Montuschi Р. et al., 2007), з метою з'ясування причин його появи, у субклітинних фракціях півкуль головного мозку в щурів з гіпотиреозом було проведене вивчення стану антиоксидантного захисту. Дослідження показали, що в мітохондріальній фракції мозку 12-ти місячних щурів з гіпотиреозом відбувається двохкратне підвищення активності каталази, у порівнянні з її вихідним рівнем. Одночасно в них виявляється виражена тенденція до підвищення активності СОД. При цьому величина індексу співвідношення активності каталаза/СОД, в 12-ти місячних щурів з гіпотиреозом залишається на вихідному рівні. В 1,5-місячних тварин з експериментальним гіпотиреозом активність каталази в мітохондріальній фракції мозку відповідає його величині в інтактних щурів. У постмітохондріальній фракції мозку у тварин обох досліджених вікових груп активність каталази не змінюється й відповідає її вихідній величині (Р > 0,05). Однак в 1,5-місячних щурів при цьому виявляється виражена
тенденція до її підвищення, що обумовлює в них зростання індексу
співвідношення каталаза/СОД на 122 % у порівнянні з інтактними щурами
даної вікової групи. Беручи до уваги, сучасні уявлення про тісну
функціональну взаємодію ферментів першої лінії антиоксидантного захисту
в клітині (Мурадян Ф.Х. та ін., 2003; Baud О. et al., 2004), можна
припустити, що в подібній ситуації в щурів пубертатного віку при
гіпотиреозі виникають передумови для зниження ефективності
функціонування першої лінії антиоксидантного захисту в цитозолі нервових
клітин.

Результати проведених досліджень указують на те, що в дорослих
статевозрілих щурів при експериментальному гіпотиреозі формуються
передумови для підвищення ефективності функціонування першої лінії
антиоксидантного захисту в мітохондріях і, тим самим, обмеження в них
ушкоджуючих ефектів посиленого радикалоутворення при оксидативному
стресі. У тварин пубертатного віку при гіпотиреозі виникають умови для
порушення функціонування даної ферментативної системи в цитозолі
нервових клітин. Однак, незважаючи на це, у них не відбувається
посилення проявів оксидативного стресу в мозку. Більше того, в
1,5-місячних щурів з гіпотиреозом подібного зрушення не виникає навіть
після додаткового впливу інтенсивного фізичного навантаження. Причиною
того може бути зниження ролі СОД і каталази в захисті нервових клітин
від вільнорадикального ушкодження в пубертатному віці. Цілком ймовірно,
на цьому етапі онтогенезу в захисті мозку від оксидативного стресу
зростає значення інших антиоксидантів, до числа яких, цілком ймовірно,
включають глютатіон. Отримані результати дають підстави для висновку про
те, що виникнення оксидативного стресу в мозку щурів при
експериментальному гіпотиреозі не пов’язане зі зміною стану
ферментативної системи першої лінії антиоксидантного захисту в нервових
клітинах. З огляду на це, можна припустити існування
причинно-наслідкових відносин між його появою й посиленням процесів
радикалоутворення в нервових клітинах, у зв’язку з підвищенням їхньої
чутливості до дії прооксидантів. Для перевірки цього припущення було
проведене дослідження чутливості субклітинних фракцій мозку щурів з
гіпотиреозом до дії прооксидантів.

Проведені дослідження показали, що в субклітинних фракціях мозку
1,5-місячних і 12-місячних тварин значно розрізняється базальний рівень
індукованого ПОЛ й вільнорадикального окислення білків (рис. 2). При
цьому швидкість індукованих вільнорадикальних процесів у щурів
пубертатного віку вище, ніж у статевозрілих. Існування подібних вікових
зрушень визначає виникнення вік-залежних особливостей у їхній модуляції
при гіпотиреозі. У дорослих тварин з експериментальним гіпотиреозом, на
тлі підтримки вихідного рівня індукованого вільнорадикального окислення
білків у мітохондріальній і постмітохондріальній фракції мозку, виникає
істотне гальмування швидкості накопичення КБ370 у мікросомальній
фракції. У той же час у мікросомальній фракції мозку в них підвищується
швидкість індукованого ПОЛ на 146 %, у порівнянні з вихідною величиною
(рис. 3). У щурів пубертатного віку в мітохондріальній і мікросомальній
фракції мозку при гіпотиреозі зменшується швидкість індукованого
вільнорадикального окислення білків і ліпідів.

picscalex970100090000037800000002001c00000000000400000003010800050000000
b0200000000050000000c02e5016907040000002e0118001c000000fb021000070000000
000bc02000000cc0102022253797374656d0001690700003d4f0000985c110004ee83396
8bb09060c020000040000002d01000004000000020101001c000000fb02ceff000000000
0009001000000cc0440001254696d6573204e657720526f6d616e0000000000000000000
000000000000000040000002d010100050000000902000000020d000000320a2d0000000
1000400000000006907e40120bb1600040000002d010000030000000000

Рис. 2. Швидкість індукованого ПОЛ (у нмоль ТБК-реактивних речовин / хв
. мг білка) і індукованого накопичення карбонільованих білків (у нмоль
КБ/ хв . мг білка) у мітохондріальній (А) і мікросомальній (Б) фракції
півкуль головного мозку інтактних щурів різного віку. Примітки: 1)
і-КБ363 та і-КБ370 – швидкість накопичення карбонільованих білків,
максимум поглинання фенілгідразонів яких становить 363 або 370 нм
відповідно; 2) * – Р< 0,05 порівняно з інтактними. Отримані дані вказують на те, що певне значення у виникненні оксидативного стресу в мозку дорослих щурів при гіпотиреозі може відігравати підвищення чутливості мікросом до дії прооксидантів. Це не характерно для тварин пубертатного віку, у яких ліпіди й білки досліджених субклітинних фракцій мозку проявляють високу стійкість до вільнорадикального окислення, навіть в умовах додаткового прооксидантного впливу при ІФН. Таким чином, виникнення оксидативного стресу в мозку щурів при гіпотиреозі може бути пов'язане з посиленням процесів радикалоутворення в мітохондріях нервових клітин. Механізм стимуляції радикалоутворення в мітохондріях мозку не зв'язаний ні з підвищенням чутливості цих внутрішньоклітинних структур до дії прооксидантів, ні з порушенням ефективності функціонування в них ферментативної системи першої лінії антиоксидантного захисту. Певну роль у її виникненні, цілком ймовірно, здобуває зниження вмісту в мітохондріях низькомолекулярних антиоксидантів або зміна в них стану процесів, сполучених із транспортом електронів по дихальному ланцюгу, внаслідок стресу, який виникає в організмі при гіпотиреозі. Підвищення інтенсивності вільнорадикальних процесів у мітохондріях сприяє їхньому посиленню й у мікросомах мозку. Наслідком цього стає стимуляція в них ПОЛ. picscalex1000100090000037800000002001c0000000000040000000301080005000000 0b0200000000050000000c0234056006040000002e0118001c000000fb02100007000000 0000bc02000000cc0102022253797374656d0005600600003d4f0000985c110004ee8339 68bb09060c020000040000002d01000004000000020101001c000000fb02ceff00000000 00009001000000cc0440001254696d6573204e657720526f6d616e000000000000000000 0000000000000000040000002d010100050000000902000000020d000000320a2d000000 01000400000000005f06330520bb1600040000002d010000030000000000 Рис. 3. Швидкість індукованого ПОЛ (у нмоль ТБК-реактивних речовин / хв . мг білка) у мітохондріальній (МТ) і мікросомальній (МС) фракції півкуль головного мозку 1,5-місячних (А) і 12-ти місячних (Б) щурів. Примітка. * – Р< 0,05 порівняно з інтактними. У дорослих статевозрілих щурів прояв оксидативного стресу в мозку при гіпотиреозі виражені в більшій мірі, ніж у тварин пубертатного віку. Однієї із причин цього може бути зниження чутливості мітохондрій і мікросом до дії прооксидантних факторів, що, крім іншого, пов'язане зі збільшенням вмісту в них базальної концентрації продуктів вільнорадикального окислення ліпідів і білків. Поява вікових особливостей у прояві оксидативного стресу в мозку при гіпотиреозі визначає модуляцію його відповіді на зовнішні прооксидантні впливи, що має для мозку серйозні наслідки. Подібне припущення засноване на сучасних уявленнях про фізіологічну роль активних форм кисню (АФК) і активних форм азоту (АФА) і їхній участі у формуванні адаптивних реакцій (Lecour S. et al., 2005; Park H.S. et al., 2006; Calabrese V. et al., 2007; Valko M. et al., 2007). З огляду на це, було проведене вивчення процесів вільнорадикального окислення ліпідів і білків в 1,5-місячних і 12-ти місячних щурів з гіпотиреозом після додаткового впливу на них ІФН. Прооксидантні ефекти фізичного навантаження встановлені численними дослідженнями різних авторів (Leeuwenburgh C. et al., 2001; Cooper C.E. et al., 2002; Ofran H. et al., 2004; Sureda A. et al., 2005; Pittagula M. et al., 2006). Цим дослідженням повною мірою відповідають і результати наших експериментів, пов'язаних з вивченням впливу ІФН на вільнорадикальне окислення ліпідів і білків у субклітинних фракціях головного мозку щурів обох використаних вікових груп. Проведені дослідження показали, що вміст продуктів вільнорадикального окислення ліпідів і білків у мітохондріях мозку 12-ти і 1,5-місячних щурів з гіпотиреозом, підданих ІФН, наближається до такого в інтактних тварин. Виникненню подібного зрушення сприяє ціла низка факторів. Насамперед, цьому сприяє збільшення вмісту продуктів вільнорадикального окислення білків і ліпідів у мітохондріях мозку при гіпотиреозі. Крім цього, у дорослих щурів з гіпотиреозом, формуються умови для підвищення ефективності функціонування ферментів першої лінії антиоксидантного захисту, а у тварин пубертатного віку, судячи зі швидкості індукованого накопичення КБ363, обмежується чутливість білків субклітинних фракцій мозку до вільнорадикального окислення. На відміну від мітохондріальної фракції, у мікросомах мозку в щурів з гіпотиреозом після ІНФ підтримується підвищена концентрація дієнових кон’югатів, що відповідає її величині у тварин контрольної групи (гіпотиреоз). У щурів пубертатного віку появі подібного зрушення сприяє збільшення чутливості ліпідів і білків мікросом до вільнорадикального окислення, а також зрушення в активності ферментів першої лінії антиоксидантного захисту в цитозолі нервових клітин. Беручи до уваги роль мітохондрій у процесі радикалоутворення в нервових клітинах і з огляду на характер отриманих у роботі даних, можна дійти висновку про те, що в мозку щурів з гіпотиреозом при інтенсивному фізичному навантаженні відбувається обмеження проявів оксидативного стресу. В основі формування цього феномена, цілком ймовірно, лежить компенсаторне підвищення потужності систем його антиоксидантного захисту в мітохондріях мозку, за рахунок якого наступні впливи прооксидантних факторів і, у тому числі ІФН, не викликають подальшого посилення проявів оксидативного стресу. Обмеження ефекту прооксидантних факторів на мозок сприяє модуляції реакції центральної нервової системи на зовнішні впливи й, тим самим, визначає порушення її функціонування при гіпотиреозі. Виникнення подібного зрушення має місце у тварин обох досліджених вікових груп. Однак, характер прояву вікових особливостей у формуванні оксидативного стресу в мозку при гіпотиреозі дозволяє припускати збільшення центральних порушень при даній патології в періоді статевого дозрівання. ВИСНОВКИ У півкулях головного мозку щурів з експериментальним гіпотиреозом виникає стан оксидативного стресу, що проявляється накопиченням у їх мітохондріальній, мікросомальній і постмітохондріальній фракції продуктів вільнорадикального окислення ліпідів і карбонільованих білків. Прояв оксидативного стресу при експериментальному гіпотиреозі в півкулях головного мозку дорослих статевозрілих ( 12-ти місячних) щурів виражений у більшій мірі, ніж у тварин у періоді статевого дозрівання (1,5-місячних). У мітохондріальній фракції мозку 12-ти місячних щурів з експериментальним гіпотиреозом виникають зрушення в активності каталази й СОД, які сприяють підвищенню в них ефективності функціонування першої лінії антиоксидантного захисту в мітохондріях. Активність цих ензимів у постмітохондріальній фракції мозку в цих тварин не змінюється. В 1,5-місячних щурів з гіпотиреозом у постмітохондріальній фракції мозку з'являються зрушення в активності досліджених ферментів у першій лінії антиоксидантного захисту, які призводять до порушення ефективності його функціонування в цитозолі нервових клітин. Активність СОД і каталази в мітохондріальній фракції мозку підтримується в них на вихідному рівні. Ліпіди й білки субклітинних фракцій головного мозку 1,5-місячних щурів з гіпотиреозом проявляють підвищену стійкість до вільнорадикального окислення. В 12-ти місячних тварин з гіпотиреозом підтримується на вихідному рівні швидкість індукованого вільнорадикального окислення ліпідів і білків у мітохондріальній фракції мозку, але зростає швидкість індукованого ПОЛ в його мікросомальній фракції. У дорослих статевозрілих щурів і тварин пубертатного віку при експериментальному гіпотиреозі обмежується прояв прооксидантної дії інтенсивного фізичного навантаження на головний мозок. Причиною виникнення цього феномена є компенсаторне підвищення потужності систем антиоксидантного захисту мітохондрій мозку при гіпотиреозі. СПИСОК праць, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМою ДИСЕРТАЦІЇ 1. Хаддад Айхам Али, Давыдов В.В. Возрастные особенности изменения процессов свободнорадикального окисления в мозгу крыс с гипотиреозом // Український біохімічний журнал. – 2007. – Т. 79, N 6. – С. 74 - 80. (Дисертантом проведена експериментальна частина досліджень, пов'язана з відтворенням експериментальних моделей на тваринах, фракціонуванням півкуль головного мозку, визначенням концентрації продуктів ПОЛ й карбонільованих білків, виміром активності антиоксидантних ферментів і швидкості індукованих вільнорадикальних процесів, проведена статистична обробка отриманих даних). 2. Хаддад Айхам Али, Давыдов В.В. Возрастные особенности проявления оксидативного стресса в митохондриях мозга крыс, подвергнутых интенсивной физической нагрузке // Експериментальна i клiнiчна медицина. – 2007. – N 3. – С. 27 – 30. (Дисертантом проведена експериментальна частина досліджень, пов'язана з відтворенням моделі інтенсивного фізичного навантаження, фракціонуванням півкуль головного мозку, визначенням концентрації продуктів ПОЛ й карбонільованих білків, виміром активності антиоксидантних ферментів і швидкості індукованих вільнорадикальних процесів, проведена статистична обробка отриманих даних). 3. Хаддад Айхам Али, Давыдов В.В. Возрастные особенности свободнорадикального окисления липидов и белков в мозге крыс с экспериментальным гипотиреозом // Проблеми ендокринної патологiї. – 2007. – N 3.- С. 62 – 68. (Дисертантом проведена експериментальна частина досліджень, пов'язана з відтворенням експериментального гіпотиреозу, фракціонуванням півкуль головного мозку, визначенням концентрації продуктів ПОЛ й карбонільованих білків, виміром активності антиоксидантних ферментів і швидкості індукованих вільнорадикальних процесів, проведена статистична обробка отриманих даних). 4. Хаддад Айхам Али, Давыдов В.В. Особенности формирования оксидативного стресса у крыс разного возраста с тиреоидной недостаточностью // Вестник Харьковского национального университета имени В.Н. Каразина. Серия Биология. – 2007. – Т. 788, N 6. – С. 164 – 169. (Дисертантом проведена експериментальна частина досліджень, пов'язана з відтворенням експериментальних моделей на тваринах, фракціонуванням півкуль головного мозку, визначенням концентрації продуктів ПОЛ й карбонільованих білків, виміром активності антиоксидантних ферментів і швидкості індукованих вільнорадикальних процесів, проведена статистична обробка отриманих даних). 5. Хаддад Айхам Али. Влияние физической нагрузки на свободнорадикальные процессы в митохондриях мозга крыс разного возраста // Материалы международной научно-практической конференции “Теоретические и прикладные проблемы социально-правовых, медико-биологических, технико-экономических сфер жизни общества” (Курск, 26-27 марта 2007г.). – Курск, 2007. – С. 436 - 437. Хаддад Айхам Али. Свободнорадикальное окисление липидов и белков в мозге крыс с экспериментальным гипотиреозом // Матеріали міжнародної наукової конференції студентів і молодих учених “Актуальні питання в сучасній медицині” (Харків, 26-28 березня 2007 р.). - Харків, 2007. – С. 146. 7. Хаддад Айхам Али, Давыдов В.В. Возрастные особенности изменения активности ферментов первой линии антиоксидантной защиты в субклеточных фракциях полушарий головного мозга крыс с гипотиреозом // Материалы 5-й национальной научно-практической конференции с международным участием “Активные формы кислорода, оксид азота, антиоксиданты и здоровье человека” (Смоленск, 18-22 сентября 2007 г.). - Смоленск: СНТИ, 2007. – С. 248 – 250. (Дисертантом проведена експериментальна частина досліджень, пов'язана з відтворенням експериментальних моделей на тваринах, фракціонуванням півкуль головного мозку, виміром активності антиоксидантних ферментів і проведена статистична обробка отриманих даних). 8. Хаддад Айхам Али, Давыдов В.В. Возрастные особенности изменения продукции тиреоидных гормонов и ТТГ при экспериментальном гипотиреозе // Матеріали науково-практичної конференції з міжнародною участю “Ендокринна патологія у віковому аспекті” (Харків, 29-30 листопада 2007 р.). – Харьков, 2007. – С. 94 – 95. (Дисертантом проведена експериментальна частина досліджень, пов'язана з відтворенням експериментальних моделей на тваринах, виміром концентрації тиреоїдних гормонів у крові і проведена статистична обробка отриманих даних). 9. Хаддад Айхам Али. Скорость индуцированного свободнорадикального окисления белков в субклеточных фракциях полушарий головного мозга крыс разного возраста с экспериментальным гипотиреозом // Матеріали науково-практичної конференції ”Внесок молодих учених у розвиток медичної науки й практики” (Харків, 13 листопада 2007 г.). – Харків, 2007. – С. 110 – 111. 10. Хаддад Айхам Али. Возрастные особенности изменения содержания карбонилированных белков в митохондриальной фракции мозга крыс с гипотиреозом // Матеріали ІІ Міжнародної конференції молодих учених “Биология: От молекулы до биосферы” (Харьков, 19 – 21 ноября 2007 г.). – Харьков, 2007. – С. 76 – 77. 11. Хаддад Айхам Алі. Вікові особливості зміни вільнорадикальних процесів у субклітинних фракціях мозку щурів з гіпотиреозом, що піддавалися інтенсивному фізичному навантаженню // Матеріали науково-практичної конференції молодих учених “Медична наука: сучасні досягнення й інновації” (Харків, 22 листопада 2007 г.). – Харків, 2007. – С. 71. АНОТАЦІЯ Хаддад Айхам Алі. “Вікові особливості вільнорадикального окислення білків і ліпідів у мозку щурів з гіпотиреозом і вплив на них інтенсивного фізичного навантаження”. - Рукопис. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.04 – біохімія. – Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, Харків, 2008. Дисертація присвячена вивченню вікових особливостей виникнення оксидативного стресу в півкулях головного мозку щурів при експериментальному гіпотиреозі. Проведені дослідження показали, що в півкулях головного мозку щурів з експериментальним гіпотиреозом, виникає стан оксидативного стресу, що проявляється накопиченням у його мітохондріальній, мікросомальній і постмітохондріальній фракції продуктів вільнорадикального окислення ліпідів і карбонільованих білків. Формування оксидативного стресу обумовлено підвищенням інтенсивності процесів радикалоутворення в мітохондріях нервових клітин. Його прояв при гіпотиреозі в більшій мірі виражений в 12-ти місячних, ніж в 1,5-місячних тварин. Формування експериментального гіпотиреозу в дорослих статевозрілих щурів і тварин пубертатного віку приводить до обмеження проявів прооксидантної дії інтенсивного фізичного навантаження на головний мозок. Причиною виникнення цього зрушення є компенсаторне підвищення ефективності функціонування систем антиоксидантного захисту мітохондрій мозку при гіпотиреозі. Ключові слова: головний мозок, гіпотиреоз, оксидативний стрес, перекісне окислення ліпідів, вільнорадикальне окислення білків, інтенсивне фізичне навантаження, пубертат. АННОТАЦИЯ Хаддад Айхам Али. “Возрастные особенности свободнорадикального окисления белков и липидов в мозге крыс с гипотиреозом и влияние на них интенсивной физической нагрузки”. – Рукопись Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.04 – биохимия. – Харьковский национальный университет имени В.Н. Каразина, Харьков, 2008. Диссертация посвящена изучению возрастных особенностей возникновения оксидативного стресса в полушариях головного мозга крыс при экспериментальном гипотиреозе. В исследованиях использовали 1,5- и 12-ти месячных крыс, которых делили на 4 группы: 1 – интактные, 2 – крысы, подвергнутые интенсивной физической нагрузке (плаванью “до отказа”), 3 – животные с экспериментальным гипотиреозом, который воспроизводился путем двухнедельного внутрибрюшинного введения мерказолила, 4 – крысы с экспериментальным гипотиреозом, подвергнутые интенсивной физической нагрузке. Эффективность воспроизведения экспериментального гипотиреоза оценивалась по уровню тиреотропного гормона, трийодтиронина и тироксина в крови. В субклеточных фракциях полушарий головного мозга исследованных крыс проводилось определение концентрации карбонилированных белков и продуктов перекисного окисления липидов, а также скорости индуцированного прооксидантами свободнорадикального окисления белков и липидов. В митохондриальной и постмитохондриальной фракции измерялась активность ферментов первой линии антиоксидантной защиты – каталазы и супероксид-дисмутазы. Проведенные исследования показали, что в полушариях головного мозга крыс с экспериментальным гипотиреозом возникает состояние оксидативного стресса, которое проявляется накоплением в их митохондриальной и микросомальной фракции продуктов свободнорадикального окисления липидов и карбонилированных белков. Формирование оксидативного стресса обусловлено усилением интенсивности процессов радикалообразования в митохондриях нервных клеток. Проявление оксидативного стресса в мозге крыс с экспериментальным гипотиреозом в большей мере выражено в 12-ти месячном, чем в 1,5-месячном возрасте. Формирование особенностей в проявлении оксидативного стресса в мозге взрослых крыс и животных, находящихся в периоде полового созревания, связано с возрастными различиями в функционировании митохондриальной и цитозольной систем антиоксидантной защиты нервных клеток. Установлено, что в митохондриальной фракции мозга у 12-ти месячных крыс с экспериментальным гипотиреозом возникают изменения в активности каталазы и СОД, которые способствуют повышению эффективности функционирования первой линии антиоксидантной защиты в митохондриях. При этом активность данных энзимов в постмитохондриальной фракции мозга у них не изменяется. У 1,5-месячных крыс с гипотиреозом в постмитохондриальной фракции мозга появляются сдвиги в активности исследованных ферментов в первой линии антиоксидантной защиты, которые предрасполагают к нарушению эффективности ее функционирования в цитозоле нервных клеток. В то же время, активность СОД и каталазы в митохондриальной фракции мозга поддерживается у них на исходном уровне. Результаты изучения скорости индуцированных свободнорадикальных процессов показали, что липиды и белки субклеточных фракций головного мозга 1,5-месячных крыс с гипотиреозом проявляют повышенную устойчивость к свободнорадикальному окислению. У 12-ти месячных животных с гипотиреозом поддерживается на исходном уровне скорость индуцированного свободнорадикального окисления липидов и белков в митохондриальной фракции мозга, но возрастает скорость индуцированного ПОЛ в микросомальной фракции. Обнаружено, что в митохондриальной и микросомальной фракции полушарий головного мозга 12-ти месячных и 1,5-месячных крыс, подвергнутых интенсивной физической нагрузке, происходит накопление продуктов свободнорадикального окисления липидов и белков. При экспериментальном гипотиреозе у животных обеих исследованных возрастных групп происходит ограничение проявлений прооксидантного действия интенсивной физической нагрузки на головной мозг. Причиной формирования этого сдвига является компенсаторное повышение эффективности функционирования систем антиоксидантной защиты митохондрий мозга при гипотиреозе. Возникновение оксидативного стресса в мозге и ограничение эффективности воздействия на него прооксидантных факторов, способствуют появлению функциональных нарушений со стороны ЦНС при гипотиреозе. Ключевые слова: головной мозг, гипотиреоз, оксидативный стресс, перекисное окисление липидов, свободнорадикальное окисление белков, интенсивная физическая нагрузка, пубертат. SUMMARY Haddad Ayham Ali. “Age peculiarities of lipid and protein free radical oxidation in the brain of rats with hypothyroidism and effect of exercises to them”. - Manuscript. Thesis for a degree of candidate of science in biology on speciality 03.00.04 - biochemistry. - Kharkiv V.N. Karazin National University, Kharkiv. -2008. Age peculiarities of oxidative stress formation in the rat's brain with experimental hypothyroidism were investigated. The results obtained show that hypothyroidism is accompanied by oxidative stress formation in the rat's brain. It is manifested by an increase in concentration of lipid peroxidation products and protein carbonyls in mitochondrial and microsomal subcellular fractions of the brain. An increase in free radical generation in mitochondria during hypothyroidism plays a pivotal role in oxidative stress formation. The value of oxidative stress manifestation is greater in the brain of 12-months-old rats with hypothyroidism than in 1, 5-5- months-old ones. Hypothyroidism in adult and pubertal rats promotes to a decrease in prooxidant effects exercise on the brain. It may be due to an increase in antioxidant defense in brain mitochondria in hypothyroidism. Key words: brain, hypothyroidism, oxidative stress, lipid peroxidation, protein free radical oxidation, exercises, pubertal. ПЕРЕЛІК СКОРОЧЕНЬ АФА – активні форми азоту АФК – активні форми кисню ДК – дієнові кон’югати ІФН – інтенсивне фізичне навантаження КБ – карбонільовані білки ПОЛ – перекисне окислення ліпідів СОД – супероксиддисмутаза ТБК- реактивні речовини – речовини, що дають позитивну реакцію з 2-тіобарбітуровою кислотою ШО – основи Шиффа

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *