Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Биохимические характеристики антиоксидантной защиты организма собак Бахта Алеся Александровна

Биохимические характеристики антиоксидантной защиты организма собак
<
Биохимические характеристики антиоксидантной защиты организма собак Биохимические характеристики антиоксидантной защиты организма собак Биохимические характеристики антиоксидантной защиты организма собак Биохимические характеристики антиоксидантной защиты организма собак Биохимические характеристики антиоксидантной защиты организма собак Биохимические характеристики антиоксидантной защиты организма собак Биохимические характеристики антиоксидантной защиты организма собак Биохимические характеристики антиоксидантной защиты организма собак Биохимические характеристики антиоксидантной защиты организма собак Биохимические характеристики антиоксидантной защиты организма собак Биохимические характеристики антиоксидантной защиты организма собак Биохимические характеристики антиоксидантной защиты организма собак
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Бахта Алеся Александровна. Биохимические характеристики антиоксидантной защиты организма собак : диссертация ... кандидата биологических наук : 03.00.04 / Бахта Алеся Александровна; [Место защиты: Моск. гос. акад. ветеринар. медицины и биотехнологии им. К.И. Скрябина]. - Москва, 2008. - 108 с. : ил. РГБ ОД, 61:08-3/44

Содержание к диссертации

Введение

I. Обзор литературы 12

1.1 . Активные формы кислорода и их значение 12

1.1.2 Источники образования активных форм кислорода в организме.

1.1.3. Физиологическая роль активных форм кислорода 27

1.2. Свободнорадикальное окисление 29

1. 2.1 .Общая характеристика свободнорадикального окисления 29

1.2.2. Перекисное окисление липидов 31

1. 2.21 .Физиологическое значение перекисного окисления липидов 35

1.3.Антиоксидантная защита 37

II. Собственные исследования 41

2.1. Материалы и методы исследования 41

2.2. Возрастные изменения содержания продуктов перекисного окисления в сыворотке крови собак 44

2.3. Возрастные изменения активности антиоксидантных ферментов в сыворотке крови собак 46

2.3.1. Возрастные изменения активности супероксиддисмутазы в сыворотке крови собак 46

2.3.2. Возрастные изменения содержания активности каталазы крови собак 51

2.4. Возрастные изменения содержания микроэлементов в сыворотке крови собак 54

2.5 Возрастные изменения содержания витаминов А,Е,С в сыворотке крови собак 56

2.6. Влияние препарата "Гемовит" на активности активности супероксиддисмутазы и на концентрацию железа в сыворотке крови собак 63

2.5.2. Влияние препарата "Гемовит" на активность каталазы крови собак и концентрацию меди 63

Обсуждение полученных результатов 65

Выводы 84

Практические предложения 85

Список литературы 86

Введение к работе

Актуальность темы.

Свободнорадикальное окисление в норме является одним из необходимых факторов гомеостаза (Владимиров Б.А., Азизова О.А., Деев А.И., 1991, , Арутюнян и др., 2000, Хавинсон и др, 2003). Однако в настоящее время считается доказанным, что избыточное накопление продуктов свободнорадикального и перекисного окисления является также важным этиологическим фактором возникновения ряда хронических болезней (Журавлев А.И.,1982, Осипов А.Н. и др. 1990, Кармолиев Р.Х.,2002).

В последние годы большое внимание уделяется изучению механизмов генерации и распространения свободных радикалов и возможности регуляции противостояния организма окислительному стрессу, так как возможность минимизовать окислительное повреждение клеток, позволяет снизить восприимчивость их к ряду патологических состояний (Зайцев В.Г., 1985, Эммануэль Н.М., 1982., Меерсон Ф.З. 1989, Соколовский В.В., 1993,СкулачевВ.П, 1997., Анисимов В.Н.,2000).

Однако, вопрос о механизме генерации свободных радикалов в организме такого вида животных, как собаки, а также вопрос о антирадикальной защите у этих животных изучен относительно мало.

Имеющиеся немногочисленные данные, подтверждающие тот факт, что состояние антиоксидантной защиты зависит от породы, возраста и физиологического состояния (Hill R.C. et.al.,1999,Harper EJ. et.al,l999,Анисимов В.Н.и др. 1999). Однако данный вопрос изучен недостаточно, поэтому представляет интерес дальнейшее изучение состояния антиоксидантного статуса организма собак и выявление закономерностей, позволяющих влиять на ход патологических процессов, возникших в результате повреждающего действия окислительного стресса. Также представляет интерес изучение влияния лекарственных препаратов, обладающих антиоксидантным действием на организм при коррекции ряда состояний, сопровождающихся окислительным стрессом. Цели и задачи исследования.

Целью наших исследований явилось изучение интенсивности процессов перекисного окисления липидов и состояние параметров антиоксидантной системы у собак крупных служебных пород в зависимости от возраста, а также изменение этих показателей при применение микроэлементного препарата «Гемовит».

Для решения поставленной цели были определены следующие задачи:

- изучить возрастные изменения содержания продуктов перекисного окисления в сыворотке крови здоровых собак крупных служебных пород (первичных продуктов, диеновых конъюгатов и вторичных - малонового диальдегида, диенкетонов);

изучить возрастные изменения активности антиоксидантных ферментов в сыворотке крови здоровых собак крупных служебных пород (активность супероксиддисмутазы, каталазы);

- изучить возрастные изменения содержания витаминов А, Е, С в сыворотке крови здоровых собак крупных служебных пород;

- изучить возрастные изменения содержания микроэлементов в сыворотке крови здоровых собак крупных служебных пород (содержания железа, меди);

- изучить влияние микроэлементного препарата «Гемовит» на интенсивность процессов перекисного окисления липидов путем определения продуктов перекисного окисления (малонового диальдегида, диенкетонов, диеновых конъюгатов);

- изучить влияние микроэлементного препарата «Гемовит» на активность антиоксидантных ферментов сыворотки крови собак (активность супероксиддисмутазы, каталазы); - изучить влияние микроэлементного препарата «Гемовит» на концентрацию меди и железа.

Научная новизна.

В результате проведенных исследований впервые определены:

- показатели процессов перекисного окисления липидов здоровых собак крупных служебных пород, изменение данных показателей в зависимости от возраста;

показатели антиоксидантной защиты (активность СОД и каталазы) здоровых собак крупных служебных пород, изменение данных показателей в зависимости от возраста;

- впервые выявлено влияние применения препарата «Гемовит» на интенсивность процессов перекисного окисления липидов и антиоксидантный статус организма собак;

- разработаны рекомендации по профилактике возрастногоокислительного стресса у собак старше 7 лет с применением микроэлементного препарата «Гемовит».

Теоретическая и практическая значимость работы.

Выполненное исследование содержит решение актуальной проблемы -выяснение особенностей биохимических характеристик антиокисдантной защиты организма собак.

На основании проведенных исследований впервые получены данные по следующим основным показателям, характеризующим состояние: - антиоксидантной защиты собак крупных служебных пород (активность супероксиддисмутазы, активность каталазы, содержание витаминов А, Е, С);

- процессов перекисного окисления у собак крупных служебных пород(малонового диальдегида, диеновых конъюгатов, диенкетонов).

Определение возрастного периода, характеризующегося снижением антиоксидантного статуса организма собак, позволит грамотно проводить коррекцию окислительного стресса и, тем самым, будет способствовать снижению риска развития и прогрессирования ряда патологических состояний, а также предотвратить процессы интенсивного старения.

Выявленное антиоксидантное действие препарата «Гемовит» позволяет рекомендовать данный препарат для коррекции и терапии состояний, сопровождающихся окислительным стрессом, в частности, применение данного препарата у стареющих собак.

По материалам собственных исследований издано методическое руководство «Характеристика антиоксидантной системы мелких домашних животных» (соавтор Карпенко Л.Ю.).

Результаты исследований реализованы в практике обучения студентов по дисциплинам биологическая химия и физиология сельскохозяйственных животных в ФГУ ВПО «Санкт-Петербургская государственная академия ветеринарной медицины», а также в лечебно-профилактической и диагностической работе ветеринарных клиник г. Санкт-Петербурга.

Материалы по изучению влияния микроэлементного препарата «Гемовит» использованы при подготовке документации для заявки на патент приоритет№ 2007103767 от 01.02.2007.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Характеристика процессов перекисного и свободнорадикального окисления липидов и антиоксидантной защиты организма собак крупных служебных пород в зависимости от возраста.

2. Влияние микроэлементного препарата «Гемовит» на состояние антиоксидантной защиты организма собак.

Апробация результатов исследования. Основные положения диссертационной работы доложены и обсуждены на: - международной научно-производственной конференции «Актуальные проблемы эпизоотологии на современном этапе» (СанктПетербург,2004) - XVI Международной межвузовской научно- практической конференции «Новые фармакологические средства в ветеринарии» (Санкт-Петербург,2004)

- II Международной межвузовской научно- практической конференции аспирантов и соискателей «Предпосылки и эксперимент в науке» (Санкт-Петербург,2004)

- конференции «Актуальные проблемы ветеринарной медицины Белые ночи-2005» (Санкт-Петербург,2005), I конференции Северо-Западной ветеринарной ассоциации (Санкт-Петербург, 2005)

- научно-практической конференции молодых ученых и аспирантов ВБФ Московской государственной академии ветеринарной медицины им. К.И. Скрябина «Современные проблемы биохимии и биофизики в биологии и медицине» (Москва, 2005)

- 1 международной конференции «Современный взгляд на проблемы ветеринарной медицины мелких домашних животных»(Санкт-Петербург, 2005)

- 3 Международном симпозиуме «Физиологические основы повышения продуктивности млекопитающих, введенных в зоокультуру» (Петрозаводск, 2005)

- Ветеринарном конгрессе по мелким домашним животным «Зоосфера 2006» (Санкт-Петербург, 2006), 4-ой Российской ветеринарной конференции «Современный взгляд на проблемы ветеринарной медицины» (Санкт-Петербург,2006)

- II Международной хирургической ветеринарной конференции (Санкт-Петербург, 2006), Всероссийской научно-практической конференции «Особенности физиологических функций животных в связи с возрастом, состоянием рациона, продуктивности, экологии этологии» ( Казань, 2006)

- на первой эндокринологической конференции (Санкт-Петербург, 2007)

- XIII, XIV, XV, XVI Международных Московских конгрессах по болезням мелких домашних животных (Москва,2004, 2005, 2006,2007) - научных международных конференциях профессорско-преподавательского

состава, научных сотрудников и аспирантов СПбГАВМ (Санкт Петербург,2005 г., 2006 г., 2007 г.)

- 58,59,60, 61 научных конференциях молодых ученых и студентов СПбГАВМ (Санкт- Петербург,2004, 2005, 2006, 2007) международной научно-практической и учебно-диагностической конференции «Актуальные проблемы диагностики внутренних незаразных болезней и терапии животных» (Витебск, 2007)

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 14 печатных работ, три из которых в рецензируемых журналах, а также одно методическое руководство и одни рекомендации.

Внедрение результатов исследований. По материалам собственных исследований издано методическое руководство «Характеристика антиоксидантной системы мелких домашних животных» (соавтор Карпенко Л.Ю.), изданы рекомендации по профилактике окислительного стресса у собак (соавтор Карпенко Л.Ю.)

Результаты исследований реализованы в практике обучения студентов по дисциплинам биологическая химия и физиология сельскохозяйственных животных в ФГУ ВПО «Санкт-Петербургская государственная академия ветеринарной медицины».

Выявление антиоксидантных свойств микроэлементного препарата «Гемовит» позволило применять данный препарата для профилактики окислительного стресса у собак (на данный способ подана заявка на патент № 2007103767, приоритет 01.02.2007).

Структура и объем диссертации.

Диссертация изложена на 104 страницах машинописного текста и содержит введение, обзор литературы, главу материал и методы исследования, главы, отражающие результаты собственных исследований, обсуждение, выводы, практические рекомендации. Работа иллюстрирована 8 таблицами и 8 рисунками. Указатель литературы включает 116 отечественных и 93 иностранных работ. 

Активные формы кислорода и их значение

До появления фотосинтезирующих организмов земная атмосфера, по-видимому, почти не содержала кислорода. Он создавался и создается фотосинтезирующими организмами путем разложения воды за счет энергии солнечного света (Скулачев, 1997). При фотосинтезе водород используется для синтеза органических веществ, а кислород является побочным продуктом. С образованием кислородной атмосферы стало возможным развитие организмов, использующих энергию органических веществ путем их окисления кислородом. Такой путь получения энергии гораздо более эффективен, чем те, которые возможны в отсутствии кислорода и действуют у анаэробных организмов (Хочачко П., Семеро Дж.,1988).

Молекулярный кислород, появившийся в земной атмосфере 2,5 10 9 лет назад, является вторым в процентном отношении после азота химическим компонентом, составляющим атмосферный воздух, но основным и незаменимым для существования аэробной жизни (Хавинсон и др.,2003).

Однако преимущества, связанные с использованием кислорода, сопряжены с некоторым риском для функциональной целостности внутриклеточного метаболического аппарата. Кислород, несмотря на эволюционные процессы, остается элементом, "чужеродным" для жизни и, как не парадоксально, ее первым протагонистом (Guest J.R.,1995).

Молекулярный кислород, не слишком реакционноспособный в своем основном состоянии, может образовывать высокоактивные формы, способные даже убивать живую клетку (Владимиров Ю.А.,1991).

Активные формы кислорода (АФК) образуются при переносе электронов от окисляемых субстратов на кислород. Данные частицы постоянно образуются в организме млекопитающих в ходе нормальных метаболических процессов и в определенных количествах необходимы для нормального метаболизма (Богач П.Г, 1981). Однако, ряд физиологических и патологических состояний, способствуя избыточному образованию АКФ, приводят к усилению процессов свободнорадикального окисления (СРО) (Журавлев А.И.,1993). Все классы биомолекул весьма чувствительны к действию АФК и при усилении процессов СРО происходит активное окислительное повреждение этих молекул (Меныцикова Е.В., Зенков Н.К., 1993).

История изучения свободнорадикальных процессов в биологических системах началась с предположения Р.Гершмана и Д.Гилберта в 1954 году о том, что известные токсические эффекты кислорода обусловлены образованием его активных интермедиаторов. В 1954 г. Б.Н. Тарусов впервые определил новый тип патогенетических факторов - инициированное внешними поражающими воздействиями и резко активированное в тканях животных и человека неферментативное свободнорадикальное (перекисное) окисление. Одновременно он определил и основной субстрат свободнорадикального окисления — полиненасыщенные жирные кислоты тканевых липидов (Тарусов Б.Н.,1954). Он на примере лучевого поражения охарактеризовал новый тип патологии свободнорадикальную патологию, вызываемую активацией свободнорадикального окисления, избытком его активных первичных и конечных токсичных продуктов - альдегидов, кетонов, окисленных полиненасыщенных высших жирных кислот, эпоксидов. В 60-70 годы эта идея получила экспериментальное подтверждение в работах Эмануэля Н.М., Ю.Н. Лясковской,1961, Журавлева А.И., 1960,Е.Б. Бурлаковой и др., 1975.

Изучение свободнорадикального окисления свободнорадикальной патологии основано на ряде фундаментальных свойств тканей животных. До 1960 года были проведены десятки исследований, в которых обнаружено и показано, что липидные перекиси постоянно существуют в норме в тканях живых организмов in vivo. Но в норме концентрация липидных перекисей крайне низка, чем и объясняется их более позднее обнаружение в норме, чем при патологии. В 1968 году Е.Б. Бурлаковой и А.И. Журавлевым были проведены эксперименты и сформулировано положение о непрерывном протекании свободнорадикального окисления в норме, как одного из необходимых факторов гомеостаза: «Свободнорадикальное окисление непрерывно протекает в норме во всех тканях в живых организмах и свободнорадикальные процессы при их низкой интенсивности являются одним из типов нормальных метаболических процессов», и также «отношение количества природных ингибиторов к концентрации свободных радикалов при стационарном состоянии животного организма является величиной постоянной. При каком-либо неспецифическом воздействии происходит изменение соотношения, что приводит к торможению или ускорению размножения клеток» (Е.Б.Журавлева и др., 1975., Журавлев А.И., 1982). Выводы данных экспериментов были подтверждены в работах Ю.П.Козлова, В.Е. Кагана в 1972году. Значительный вклад в развитие представлений о механизмах свободнорадикального окисления внес Ю.А. Владимиров (1972), начавший исследования влияния катализаторов - ионов металлов переменной валентности - на кинетику свободнорадикального окисления в биосубстратах и нативных клеточных органеллах и предложивший кинетические критерии оценки эффективности катализаторов. В настоящее время изучение процессов свободнорадикального окисления продолжается многими учеными (Ланкин В.З., 200Юкуневич И.В., Кратнов А.Е., 2003, Сапронов Н.С., 2004,, и др.). 1.1.1. Общая характеристика активных форм кислорода.

Молекула - химически стабильная форма вещества, так как на внешней орбитали у нее находится два спаренных электрона. Все электроны непрерывно вращаются и, как все движущие электрические заряды, имеют магнитный момент - спин и магнитное поле, определяющее их активность. В молекуле противоположно направленные магнитные моменты - спины двух электронов - взаимно погашаются ( Ayene I.S.,1992).

Свободные радикалы - это частицы, отличающиеся от обычных тем, что в электронном слое одного из атомов на внешней орбитали находятся не два взаимно удерживающихся электрона, делающих эту орбиталь заполненной, а всего лишь один, оказывающий характерное влияние на изменение химической активности молекулы вещества (Владимиров Ю.А., Азизова О.А., Деев А.И. и др. 1991).

Физиологическая роль активных форм кислорода

Процессы биологического окисления являются одним из видов биохимических реакций, протекающих в живом организме и обеспечивающим его жизнедеятельность. Особенностью данных реакций является их окислительно-восстановительный характер, когда в ходе реакции сопряженно протекает окисление одного из реагирующих агентов и восстановление другого. Сущностью реакция окисления- восстановления, их основным общим звеном является перенос электронов с окисляемого субстрата на восстанавлиемый, от восстановленного вещества к окислителю (Барабой и др. 1992). Механизм действия АФК на биомолекулы.

АФК реагируют со многими биомолекулами организма. Чувствительны к такому повреждению: входящие в состав белков аминокислоты, содержащие дисульфидные связи полиненасыщенные высшие жирные кислоты, являющиеся составной частью сложных липидов биологических мембран, углеводы, ДНК (Владимиров, Арчаков, 1972).

Свободнорадикальное окисление ДНК. Основная опасность повреждения ДНК при взаимодействии с активные формы кислорода с нуклеиновыми кислотами заключается в возникновении мутаций. Главная роль в окислительной модификации нуклеиновых кислот принадлежит гидроксильному радикалу, а также синглетному кислороду. Окислительное повреждение ДНК на некотором низком уровне присутствует в организме постоянно. Основная часть повреждений нуклеиновых кислот происходит из-за окислительной деструкции их азотистых оснований и дезоксирибозы, участвующих в образовании поперечных сшивок. Азотистые основания ДНК более чувствительны к действию активных форм кислорода, по сравнению с дезоксирибозой. Однако при двойных разрывах ДНК остатки дезоксирибозы модифицируются быстрее, чем основания, что обусловлено их расположением на внешней стороне спирали (Арутюнян и др. 2000).

Характер разрушений оснований пурина и пиримидина ядерной ДНК носит отпечаток химической атаки гидроксильного радикала (Aruoma,1998). Однако, при этом не вполне ясны источники появления гидроксильного радикала в ядре, поскольку гидроксильный радикал настолько активен, что не может диффундировать на сколь-нибудь значительные расстояния от места образования. Предполагается, что одним из возможных источников образования гидроксильного радикала в ядре может быть фоновое ионизирующее излучение. Однако, учитывая характер радиолиза воды, только очень малая часть гидроксильных радикалов, образовавшаяся за счет низкофонового излучения во всей клетке, реагирует с ДНК (Nackerdien et al.,1992). Другим потенциальным источником образования гидроксильного радикала в ядре могут служить: реакции ионов металлов с переменной валентностью с перекисью водорода , расщепление пероксинитрита, реакция взаимодействия супероксидного анион радикала с гипохлоритом, образование продуктов хлорирования (Ашота,1998). Хатоном П. (2001) представлены данные по повреждающему действию активных форм кислорода на ДНК у кошек. В данном исследовании в частности отражено, что рационы содержащие повышенные концентрации антиоксидантов способствуют меньшему повреждению ДНК активными формами кислорода

Активные формы кислорода и окислительное повреждение белков. В случае окислительного разрушения ДНК наблюдается увеличение окислительного разрушения белков. Причем окислительной модификации могут подвергаться почти все аминокислотные остатки белков, в результате чего страдают все уровни структурной организации различных белков, включая гликопротеиды, ферменты, металлопротеины. Изменение структуры окисленных белковых молекул может сопровождаться их агрегацией или фрагментацией, повышением гидрофобности и чувствительности к протеолизу (Дубинина, Шугалей, 1993).Окисление активными формами кислорода аминокислотных остатков, которые расположены в областях близких к активному центру фермента, может изменять его активность (Болдырев и др., 1998). Некоторые дегидрогеназы, содержащие железосерные центры, подвергаются практически полной инактивация при атаке гидроксильным радикалом аминокислот активного центра фермента. Накопление окисленного дисфункционального белка с реактивными карбонильными группами может привести к межмолекулярным и внутримолекулярным поперечным связям с протеиновыми аминогруппами и вызвать потерю биохимических и физиологический функций субклеточных структур (Davies,1987).

Помимо липидов, ДНК. белков углеводы также служат мишенью для свободно- радикальной атаки активные формы кислорода. Так, гликозилированные белки более чувствительны к окислительному повреждению. Свободные радикалы могут окислять моносахариды, но и реагируют с полисахаридами, индуцируяих деполимеризацию, например гиалуроновой кислоты, что играет важную роль в патогенезе ревматоидного артрита (Арутянян и др., 2006).

Перекисное окисление липидов Наиболее изучено действие свободных радикалов кислорода на полиненасыщенные жирнокислотные остатки фосфолипидов мембран и липопротеинов плазмы. (Соколовский, 1984, Осипов и др., 1990, Барабой и др. 1992, Зенков и др., 2001)

Энергия разрыва С-Н связи наиболее минимальна у углерода, находящегося в а положении по отношению к двойной связи. В связи с этим отрыв водорода происходит именно там. Отсюда, чем больше двойных связей содержится в ПНЖК, тем интенсивнее будет протекать окисление. В мембране клеток преобладает арахидоновая кислота, именно она и является основным субстратом для ПОЛ.

Фосфолипиды (ФЛ), образующие бислойную липидную мембрану, вследствие их высокой ненасыщенности являются преимущественным субстратом, подвергающемуся действию кислородных радикалов. Другим субстратом для СРО служат молекулы полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) и компоненты липопротеинов (ЛП): липопротеины низкой и очень низкой плотности (ЛПНП,ЛПОНП). (Gutteridge,1995)

АФК способны отнимать водород изопределенных групп ненасыщенных жирных кислот, превращая их в свободнорадикальные группы. Такой радикал жирной кислоты легко присоединяет молекулу кислорода и превращается в пероксидный радикал жирной кислоты, который может отнимать водород от другой молекулы жирной кислоты. В этой реакции пероксидный радикал восстанавливается в гидропероксид за счет окисления другой молекулы жирной кислоты в свободный радикал. Этот второй радикал проходит все теже реакции, которые привотят к образованию третьего радикала и т. д.(Владимиров, Арчаков, 1972). Иначе говоря, возникает цепная химическая реакция. АФК нужны лишь для инициирования цепной реакции, а, начавшись, она продолжается уже независимо от инициирующих веществ. Пероксиды весьма нестабильны, и распадаются с образованием альдегидов: это происходит путем разрыва в жирной кислоте углерод-углеродной связи, соседствующей с пероксидной группой. Таким путем могут окисляться, как свободные жирные кислоты, так и остатки жирных кислот в составе других липидов. Этот процесс называют перекисным окислением липидов.

Возрастные изменения содержания продуктов перекисного окисления в сыворотке крови собак

Анализ полученных данных свидетельствует о том, что содержание продуктов перекисного окисления липидов меняется с возрастом. Так, самое низкое содержание перекисных продуктов наблюдалось в 1-2 летнем возрасте. Далее к 3 годам концентрация малонового диальдегида увеличилась на 10,85% раза, диенкетонов на 40%, диеновых конъюгатов в 25%. К пяти годам заметно дальнейшее достоверное (Р 0,05) увеличение содержания продуктов перекисного окисления соответственно по сравнению с 1-2 летнем возрастом на 20.33%, 62,5 %; 33,33% и по сравнению с животными трехлетнего возраста на 10,63%, 37,5%, 11,11% соответственно. Такая же тенденция наблюдается и в возрастные периоды с 5 до 7 лет и с 7 до 9 лет. В общем, концентрация продуктов перекисного окисления в период с 1 года да 9 лет достоверно увеличилась: малоновый диальдегид в 1,5 раза, диенкетоны в 3,3 раза, диеновые конъюгаты в 2 раза.

Супероксиддисмутаза (КФ 1.15.1.1.) - металлосодержащий протеин. Супероксиддисмутаза клеток высших животных и человека состоит их двух субъединиц, содержащих один атом меди и один атом цинка. Эта форма супероксиддисмутазы получила название Си, Zn-супероксиддисмутаза. Она представляет собой димер с молекулярной массой 32 000 дальтон, встречающийся во всех клетках эукариот (Fridovich,1983). Считается, что атом меди обеспечивает каталитическую активность фермента, а атом цинка придает ему стабильность (В. Halliwel, J.M.C. Gutteridge, 1985).

Ферменты группы супероксиддисмутазы были открыты Дж. Мак-Кордом и И. Фридовичем, которые показали, что белок эритрокупреин катализирует превращение супероксидного анион радикала в перекись водорода (Мс Cord, Fridovich,1969). Си, Zn-супероксиддисмутаза у человека и высших животных - это главным образом, внутриклеточный фермент. Только небольшие количества супероксиддисмутазы присутствуют во внеклеточных жидкостях - плазме крови, церебростинальной и синовиальной жидкостях. В клетке Си, Zn-супероксиддисмутаза локализована преимущественно в цитозоле и в межмембранном пространстве митохондрий. (Slot et al., 1986). Наличие Си, Zn-супероксиддисмутазной активности установлено и в микросомальной фракции (Авакян,1990). Кроме Си п-супероксиддисмутазы существует и супероксиддисмутаза, содержащая ион марганца (Мп). Мп-супероксиддисмутаза обнаружена как у прокариот, так и у эукариот. Показано, что у высших животных Мп-супероксиддисмутаза присутствует в цитозолевой фракции печени и в матриксе митохондрий. Кроме того, описана железосодержащая форма супероксиддисмутазы, которая имеется у прокариот и содержится в растителтных клетках.(Зенков и дрю.,2001).

Содержание Си, Zn-СОД в органах снижается в следующей последовательности: печень, легкие, корковый слой почек, эритроциты, серое вещество могза, сердце, скелетные мышцы, щитовиная железа, селезенка, лимфатические узлы, жировая ткань.(Cotgreave et. al.,1988). СОД обладает широким диапазоном активности (рН от 5,9-10,2) и основная биологическая функция этого фермента состоит в катализе реакции образования перекиси водорода из двух супероксидных анион-радикалов (Fridovich. 1.,1995): сод і 2 0 2+2ИҐ -» Н202 + 02 Скорость этой реакции более чем в 10 000 раз выше по сравнению с тем, как это происходит при спонтанной дисмутации супероксидных анион радикалов в физиологических условиях. При этом в отличии от спонтанной дисмутации супероксидных анион радикалов образуется перекись водорода и триплетный кислород.

Регуляция активности супероксиддисмутазы осуществляется по принципу обратной связи. Избыточная продукция перекиси водорода приводит к угнетению активности супероксиддисмутазы. (Salo et. al.,1988). В тоже время высокая активность супероксиддисмутазы тормозит действие фосфолипазы кг и уменьшает продукцию арахидоновой кислоты-предшественника эйкозаноидов,

Супероксиддисмутаза, тормозя процесс избыточной генерации супероксидного анион радикала, осуществляет защитное действие и выступает в качестве природного мембранно- и цитопротектора. Вместе с тем существуют и специфически ингибиторы супероксиддисмутазы, к которым относят ряд токсических химических веществ. Так, супероксиддисмутазу ингибирует свинец, кадмий, оксид углерода (Подберезкина, Осинская, 1989), гидразины (Авакян, 1990), паракват, нитрит, р-хлоранилин, корбарил, изодранил (Тиунов, 1986).

Супероксиддисмутаза может инактивироваться в очагах патологии, для которых характерным является низкий уровень рН (Владимиров, 1998). Это связано с тем, что при снижении рН (до 5,9-6,0 и менее) происходит протонирование гистидина 61, входящего в активный центр фермента, в результате чего разрывается связь азота и имидозольного кольца с ионом цинка и супероксиддисмутаза инактивируется (Владимиров, 1998). Напротив, возрастающая активность супероксиддисмутазы может привести к интенсивному образованию перекиси водорода при дисмутации супероксидного анион радикала. Активность данного фермента крови у плотоядных составляет: у норок составляет 1-6 ед.ак./мг гемоглобина, у песцов 3-6 ед.ак./мг гемоглобина, у лисиц 1,5- 3,5 ед.ак./мг гемоглобина. У млекопитающих активность данного фермента зависит от продолжительности жизни. Так по данным Cutler (1983) максимальную активность данного фермента отмечена у приматов.

Возрастные изменения содержания активности каталазы крови собак

С возрастом каталазное число увеличивается (Р 0,05). Минимальное каталазное число отмечается у собак в возрасте 1-2 лет. В этом возрасте количество эритроцитов также самое низкое за весь исследуемый возрастной диапазон. Далее идет постепенное увеличение количества эритроцитов и каталазного числа. Если количество эритроцитов к 5 годам увеличилось в 1,3 раза, каталазное число в 2, 62 раза. К 7-летнему возрасту количество эритроцитов увеличилось в 1,53 раза, в то время как активность каталазы возросла в 3,6 раза. Всего активность каталазы с 1-2 летного возраста до 7 лет увеличилась на 72,41%. К 9-летнему возрасту значение данных показателей снижается по отношению к 7-летнему возрасту: активность каталазы на 18,98%, количество эритроцитов на 28, 73%.

Концентрация железа повышается до 5-летнего возраста в 1,8 раза по сравнению с 1-2-летнем возрастом. У животных более старших возрастных групп отмечается снижение данного показателя по отношению к 5- летнему возрасту на 7,5% и 29,4% соответственно у 7-летних и 9-летних животных.

Витамин Е существует в виде семи различных изомеров, причем все они обладают той же активностью, что и «подлинная» молекула а токоферола. Важность витамина Е в организме определяется его следующими биологическими функциями: витамин Е является биологическим антиоксидантом участвует в тканевом дыхании, в реакциях фосфорилирования, в обмене нуклеиновых кислот, в реакциях иммунного ответа, в синтезе аскорбиновой кислоты, в синтезе убихинона, выполняет антианемическую функцию, в связи с участием в синтезе гема (Карпенко Л.Ю., 2005)

Механизм действия витамина Е как антиоксиданта заключается в способности этой молекулы встраиваться непосредственно в биологические мембраны, тем самым ограничивать скорость процессов перекисного окисления ненасыщенных жирных кислот в липидах биологических мембран (Каган и др., 1987). d-Токоферол - один из самых сильных липофильных АО, связывающий гидроксильные радикалы. & - Токоферол функционирует как «ловушка радикалов», перехватывающая неспаренный электрон у липидных радикалов. При этом образуются малоактивные радикалы а-токоферола. Накопление данного соединения небезопасно, так как в определенных условиях они сами могут инициировать СРО. Однако, в организме предусмотрены и функционируют системы биорегенирации окисленного а-токоферола: он вступает в реакцию с витамином С, или аскорбиновой кислотой, которая присутствует в клетках в достаточно высокой концентрациях. В результате образуется радикал витамина С- полувосстановленная или семидегидроаскорбиновая кислота, при взаимодействии которой с новой молекулой феноксильного радикала d токоферола образуется дегидроаскорбиновая кислота. Для последующей регенерации аскорбиновой кислоты в организме имеются специализированные ферментные системы клетки, осуществляющие это восстановление. Это митохондриальные и цитозольны ферменты: NADH-цитохром редуктаза, NADH семигидроаскорбат оксиредуктаза и GSH- дегидроаскорбат редуктаза.

Существует еще один путь способствующий поддержанию антиоксидантного статуса клетки - это участие убихинона Q ю в реакции окисленного d-токоферола (Дудин В.И,2003).

Содержание данного витамина у собак зависит от возраста и породы (Harper, 1999/) Витамин С (аскорбиновая кислота).

Витамин С (аскорбиновая кислота) синтезируется в организме многих животных и птиц. Исключение составляют приматы, человек, морские свинки и рыбы. Основные биологические функции витамина С заключаются в следующем: принимает участие в окислительно-восстановительных процессах, является активатором действия ферментов аргиназы, аминазы, внутриклеточных протеаз, участвует в образовании стероидных гормонов надпочечников, в регуляции углеводного обмена, в процессе свертывания крови, в стимуляции гемопоэза, в обмене аминокислот (тирозин, триптофан), в синтезе коллагена из проколлагена и нормализации проницаемости капилляров (Карпенко Л.Ю., 2005).

Являясь водорастворимым, аскорбат учавсвует в интра-, так и в экстрацеллюлярных процессах (Bielski, 1982).Взаимодействуя с активными формами кислорода, аскорбат образует промежуточный радикал семигидроаскорбат, который диспропорционирует с образованием молекулы аскорбиновой и дегидроаскарбиновой кислот. Кроме того, свободный радикал 7-дегидроаскорбата может взаимодействовать с восстановленным глутатионом с образованием дегидроаскорбата и радикала глутатиона. В дальнейшем дегидроаскорбат метаболизируется до оксалата, являющегося потенциально опасным соединением, способным вызывать повреждение почек. В то время необходимо отметить, что в клетках содержится фермент глутатионзависимая дегидроаскорбат редуктаза, который обеспечивает восстановление аскорбата с одновременным образованием окисленной формы глутатиона. Известны и некоторые другие менее распостраненные ферменты, обеспечивающие восстановление 7-гидроаскорбата до аскорбиновой кислоты. (Diliberto et.al.,1982, Petrig et al.,1985). Необходимо иметь в виду, что в некоторых случаях, при увеличении уровня железа в организме, аскорбат может выступать в качестве восстановителя железа и оказывать прооксидантное действие, способствуя усилению генерации гидроксильных радикалов (Осипов и др., 1990).

Витамин С наряду с витамином Е, глютатионом и р-каротином является перехватчиком свободных радикалов, предупреждает накопление перекисей и тем самым обеспечивает целостность клеточных структур. Аскорбиновая кислота может выспупать в качестве донора и акцептора водорода благодаря наличию в структуре двух енольных групп. Следует отметить очень важную способность аскорбиновой кислоты ингибировать ПОЛ в водной фазе. Она обладает чрезвычайно широким спектром антиоксидантных свойств: обзвреживает радикал хлора, гидроксидный, гидроксипероксидный радикалы, супероксидный анион-радикал, восстанавливает d-токоферольный радикал, тем самым возращая d-токоферолу антиоксидантные свойства (Владимиров, 1988). Одноэлектронное окисление аскорбиновой кислоты при взаимодействии с окислителями приводит к образованию семигидроаскорбиновой кислоты. Данный радикал не является химически активными в дальнейшем его превращение связано с образованием молекулы аскорбата и дегидроаскорбата. Аскорбиновая кислота может использоваться в качестве косубстрата для восстановления перекиси водорода ферментом аскорбатпероксидазой. Однако, при низких концентрациях аскорбиновая кислота окисляясь может участвовать в реакциях восстановления металлов переменной валентности, в частности, железа, что способствует скорости образования гидроксильного радикала , то есть оказывать прооксидантный эффект. Восстановление аскорбиновой кислоты осуществляется за счет восстановленного глютатиона в присутствии глутатиондегидрогеназы (КФ 1.8.5.1.) или НАДФН в присутствиидегидроаскорбатредуктазы (КФ 1.6.5.4.). Таким образом витамин С является важным компонентом неферментной антиоксидантной системы, тесно связанным с токоферолом и глутатионом. Витамин А и каротиноиды.

Похожие диссертации на Биохимические характеристики антиоксидантной защиты организма собак