Введение к работе
Актуальность темы В последние годы значительно возрос интерес к причинам развития окислительного стресса, отражающего нарушение баланса в системе «прооксиданты - антиоксиданты». Окислительный стресс сопровождается увеличением продуктов перекисного окисления липидов и продуктов расщепления фосфолипидов, вызывающих повреждение мембранного аппарата, что оказывает существенное влияние на физиологическое состояние центральной нервной системы (ЦНС). Изменение окислительно-восстановительного статуса организма может произойти под влиянием факторов различной природы. Так, показано усиление перекисного окисления липидов (ПОЛ) в разных тканях под воздействием ионизирующего излучения (Тишенина Р. С, Валиулина Д.С., 1989), гипербарической окспгенации, гипо- и гипертермии (Василькова Т.В., Кухта В.В.,1989), интоксикациях различной этиологии (Сорокина И.В., Крысин А.П. и др., 1997), эмоционально-болевом стрессе (Перцов С.С., Балашова Л.А. и др., 1995), инфекции (Абдрашитова Н.Ф., Фзтхутдинов P.P. и др., 1998) и других стресс-индуцирующих факторов. Наиболее подверженной окислительной деструкцией является нервная ткань, состав которой отличается высоким содержанием липидов и повышенной потребностью в кислороде.
Широко известна главенствующая роль гипоталамуса в осуществлении яейрогормональной регуляции процессов адаптации, однако, исследований, посвященных липидной пероксидации гипоталамуса, крайне недостаточно, а результаты некоторых из них противоречивы. Так, открыт феномен, получивший название «парадокса витамина Е», в ходе которого ткань мозга, истощенная по токоферолу, весьма медленно восстанавливает его что противоречит ожидаемым результатам (Болдырев А А 1995). ІСроме того в условиях нарушения экологического равновесия вызываемого постоянным загрязнением окружающей среды развивающийся окислительный стресс является одной из серьезных причин способствующих
развитию патологических процессов, в том числе на уровне регуляции функций (Бабий И.С., 1999; Аношкина Е.В., 1999; Матасова Н.Ю., 1999; Болдырева Г.И., Федоренко Н.Н. и др., 1999).
Все это определило необходимость исследования не только орга-носпецифичности перекисного окисления липидов разных отделов мозга (и, для сравнения, печени) но побудило изучить влияние факторов,' создающих экологическое неблагополучие в Астраханском регионе, на характер окислительного стресса, развивающегося в гипоталамусе, больших полушариях и печени. Поставленная цель обусловила выбор индукторов окислительного стресса: природного серосодержащего газа, влияющего на экологию Астраханского региона; ацетата свинца, определяемый техногенным уровнем общества; доксорубицина гидрохлорлда - противоопухолевого антибиотика, обладающего выраженным прооксидантным эффектом, и гипотермии, как достаточно хорошо изученного стрессирующего агента.
Цель исследования состояла в сравнительном изучении тканевых и половых особенностей перекисного окисления липидов мозга и печени, вызванного стрессирующими агентами различной природы.
Для выполнения намеченной цели были поставлены следующие за-Дачп;
-
Выявить особенности физиологического уровня пероксидации липидов в разных отделах центральной нервной системы и печени крыс разного пола.
-
Исследовать влияние природного антиоксиданта а-токоферола на уровень перекисного окисления липидов гипоталамуса, больших полушарий и печени ингактных самцов и самок белых крыс;
-
Изучить особенности модуляции уровня перекисного окисления липидов в гипоталамусе, больших полушариях и печени в условиях развития окислительного стресса, вызванного разными стресс-
индуцирующими агентами и эффекты предварительно вводимого а-
токоферола у животных разного пола.
Научная новизна. Впервые выявлены и проанализированы различия в интенсивности ПОЛ в гипоталамусе, больших полушариях и печени у интактных животных. Показано специфическое влияние природного анти-оксиданта а- токоферола на гнпоталзмическую область мозга в норме и эксперименте.
Экспериментально выявлены и обоснованы адаптационные возможности гипоталамической области, больших полушарий и печени в условиях окислительного стресса, вызванного природными токсикантами, антибиотиком доксорубицином и гипотермией.
Впервые показано, что ткань мозга самцов более подвержена окислительной деструкции, чем печень, под влиянием химических агентов, в то время как окислительный стресс, вызванный охлаждением, усиливает ПОЛ печени, существенно не влияя на процессы ПОЛ в мозге.
Выявлены принципиальные отличия в изменении ПОЛ гипотзламуса и больших полушарий самцов на действие антибиотика доксор^бицина гидрохлорида и показано, что у самцов крыс гипоталамус более подвержен окислительному стрессу, индуцированному доксорубицином, чем большие полушария, а у самок и в той, и в другой области мозга восстановительные процессы протекают с одинаковой скоростью и более активно, чем у самцов.
Установлено, что отсроченные изменения уровня ПОЛ самцов и самок на доксорубицин имеют противоположный характер.
Основные положения, выносимые на защиту 1. Физиологический уровень перекисного окисления липидов зависит от стероидного статуса животных и отличается не только в разных органах (печень и мозг), но и в различных областях мозга (большие полушария и гипоталамус).
-
Природный ангиоксидант а-токоферол при его длительном воздействии в супрафизиологических концентрациях приводит к усилению оксидант-ной системы гипоталамуса самцов крыс на стадии образования малонового диальдегида.
-
Действие стресс-индуцирующих факторов сопровождается изменениями физиологического уровня перекисного окисления, липидов, динамика п степень которых определяются органной и тканевой специфичностью разных отделов мозга и печени.
-
Окислительному стрессу, вызванному химическими агентами (серово-дородсодержащий газ, ацетат свинца, доксорубицин) в наибольшей степени подвержен мозг, в то время как холодовой стресс увеличивает перекис-ное окисление липидов лишь в печени.
Теоретическая и практическая значимость Теоретическая значимость работы состоит в обнаружении существенных различий динамики перекисного окисления липидов головного мозга и печени разнополых животных, а также реакции разных отделов мозга (больших полушарий и гипоталамуса) и печени в ответ на индуцирующие окислительный стресс агенты, отличающиеся по своей природе.
Показано, что под действием природных и промышленных токсикантов (сероводородсодержащий газ и ацетат свинца), а также антибиотика доксорубицина в области больших полушарий и гипоталамуса происходит значительный сдвиг физиологического баланса оксидативно-антиоксидантной системы в сторону выраженного усиления свободнора-дикальных процессов.
На данных моделях выявлены половые различия в реакциях на воздействия, провоцирующие окислительный стресс, на уровне высшего звена регуляции вегетативных процессов - гипоталамуса. Показано, что гипоталамус самцов более подвержен окислительному стрессу в отличии от гипоталамуса самок, что свидетельствует о более высоких адаптивных
возможностях гипоталамуса самок в реакциях организма на окислительный стресс.
Результаты исследований позволяют углубпть существующие представления о физиологических механизмах pегуляции адаптивных процессов при стрессе, сопровождающимся интенсификацией свободноради-кальных процессов.
Выявление модулирующего эффекта а-токоферола на гипоталами-ческую область, большие полушария и печень интактных животных разного пола и животных с условиях стресса имеет особое практическое значение, поскольку расширяет и уточняет возможности использования данного антиоксидзнта в медицине и ветеринарии. Полученные в эксперименте на интактных животных данные свидетельствуют о гормонозависи-мости и органоспецифичности разных отделов мозга и печени в действии супрафизиологических доз а-токоферола, обычно используемых в медицинской и ветеринарной практике.
Апробация Еаботы Результаты исследования опубликованы в материалах VII итоговой научной конференции молодых ученых и студентов (Ставрополь, 1999), международной конференции, посвященной 150-летию И.П. Павлова «Механизмы функционирования внсцеральных систем» (Санкт-Петербург, 1999), в журнале фундаментальных и прикладных исследований «Естественные науки» (Астрахань, 1999), доложены и обсуждены на итоговых научных конференциях Астраханского педагогического университета (1998 - 1999), Поволжской конференции «Эколого-биологические проблемы'Волжского региона и Северного Прикаспия» (Астрахань 1999). По материалам диссертации опубликовано 9 работ
Структура и объем диссертации Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методов псследования, главы собственного исследования, состоящей из 5 подглав, заключения и выводов. Список литературы включает 218 источников, в том числе 53 ино-