Автореферат диссертации по медицине на тему Перекисное окисление липидов в мозге при адаптации к стрессу
Государственный комитет СССР по народному образовании
Ордена Другбы Народов Университет другбн народов имзни Патриса Лзплутлбы
м
На правах рукописи
ГУЛЯЕВА Наталия Валерьевна
УДК 616.8-092:612.821.34.014.4.+ 612.8.015:577.115
ПЕШШЗНШ ОЮСЛЕНШ ЛИЩОВ В МОЗГЕ ПРИ АДАПТАЦИИ К СТШССУ
14.00.16 - патологпчзская физиология •
АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора биологических паузе
-/о /1-/34
Иосгаза - 1989
Работа выполнена в лаборатория вкспериментальной патологии и те рал ш высшей шрвной деятельности Института высеой нервной деятельности и нейрофизиологии АН СССР
Официальные оппоненты:
доктор медицинских наук, профессор Ф.З.Меероон
доктор биологических наук, профессор В.Б.Спиричов
доктор медицинских наук Е.А.Деыуров
Ведущая организация - Первый Московский мздицинокпй
институт шязнн И.М.Соченова
Защита диссертации соотоится." " Т9 г»
в я часов на заседании специализированного совзта Д 053.22.01 при Университете дружбы народов юани Патриоа Лумукбы (Ц7198, Цосква, ул. Циклухо-Ыаклая, д. 8, корпус теоретических кафэдр юдицинского факультета).
С диссертацией модно ознакомиться в научной библиотека Университета дружбы народов иьини Патриоа Дунуибы (117198, Цооква, ул. Шгклухо-Шклая, д. 6).
Автореферат разослай ■ " 19 г.
Ученый секретарь специализированного совета
доктор медицинских наук, профессор Г.А.Дроздова
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ ^ктурлъность проблемы. Изучение взаимодействия организма с внешней средой является одной из основных пройдем флзкологип. Клод Бернар (ВотазМ, 1878) выделил исследование механизмов приспособления (адаптации) как итоговую, фундаментальную задачу физиологии. За прошедший период проблемы адаптации занимали ведущее место в исследованиях патофизиологов, морфо- • логов, биохимиков, биофизиков, что позволило сформулировать понятие общего адаптационного синдрома (Селье, 1960, 1972) а принципы формирования разнообразных компенсаторно-приспосо- -бительных реакций (Слоним, 1964-1979; Меерсон, 1973-1989; Саркисов, 1982-1987; Медведев, 1979-1984). Эти авторы отме- : чают ключевую роль центральной нервной системы в реализации адаптивных реакций, оточенную и исследованную еще И.П.Пав-лсвцм (1938) и А.А.Ухтомским (1954). В связи с этим особенно важным представляется изучение адаптивных изменений в мозга.
^следование механизмов адаптив1шх реакций мозга на субклеточном и молекулярном уровне затруднено лабильностью нервной ткани, особенностями ее метаболизма, многоуровневой гетерогенностью мозга. В реакции мозга на стрессорныо воздействия важную роль играют нарушения состава и обмена липидных компонентов нейроналышх и глиальных мембран п изшнения со^» отояния перекисного окисления липидов (ПОЛ) - одного из ключевых естественных механизмов модификации мембранных липидов (Прилипко, 1982; Таранова, 1988). Активация ПОД в мозге рассматривается как основной повреждающий мзмбраны фактор при действии стреоса (Меерсон и соавт., 1979), однако роль изменений состояния ПОЛ в мозге при реализации адаптивных реакций до сих пор систематически не исследовалась. Необходимость и актуальность такого исследования обусловлены тем, что стационарность ПОЛ предотавляет основу поддержания определенного состава, структуры и нормального функционирования мэмбран, а измздания ПОЛ приводят к модификации этих показателей (Бурлакова, Храпова, 1985). Сочетание разнообразных липидных компонентов обусловливает строение, метаболизм и многообразные функции нервной ткани, обеспечивает возможность адаптивных измзшний мэмбран (Крепе, 1982).
В связи с определяющей ролью ПОЛ в состоянии липидного матрикса мэмбран приобретает важное значенгз исследование систем, которые изменяют скорость ПОЛ, влияя на разные стадии
этого процесса, в частности систем антирадикальной защиты. В мозге основным ферментом антирадикальной защиты является су-пероксиддисмутаза (СОД), осуществляющая дисмутацию суперок-сидише анкон-радикалов и теи самым предотвращающая образование активных форм кислорода, способных инициировать ПОЛ. Низкомолекулярная система антирадикальной защиты включает различные природные антиоксиданты (АО) - токоферолы, аскорбиновую кислоту и др. снижающие уровень ПОЯ за счет взаимодействия с радикальными соединениями. Экзогенные АО обладают адаптогенным действием при остром стрессе, что позволяет считать АО одной из стресс-димитирувдих систем (Меерсон, 1981, 1986).
Исследование действия отрессорных факторов на состояние мембран мозга (ПОД, липидный состав) и поиск показателей, отражающих развитие общего адаптационного синдрома (ОАО), необ^-ходиыы для понимания механизмов адаптивных изменений мембран нервной ткани. Эта задача актуальна и для практической шди-цины, поскольку ряд церебральных патологий развивается в результате действия на организм стрессорных факторов и может быть отнесен к так называемым свободнорадикальным патологиям &а11*е11, 0*гиег1с1ее , 1984, 1985) - заболеваниям, в пато^ хенезе которых ключевую роль играют изменения процеооов ПОД. Понимание мэханизмов адаптивных и патологических изменений мембран мозга при стрессе создает основу для разработки пато^ генетически направленных средств профилактики и терапии таких заболеваний.
Цель рабртн и г^кппшге апттпчи иг.с-леттпвяния. Основная цель ра^> боты - комплексное исследование ПОЛ, липидной компоненты мозга и антирадикальной защиты при адаптации к стреосорным воздействиям, сопоставление изменений этих показателей о изменениями вегетативных функций и поведенческих реакций для выяснения роли процессов ПОД в мозге при адаптации. Для достижения атой цели были поставлены следующие конкретные задачи: I. ■изучить изменения ПОД и состояния липидной компоненты мозга крыс в динамике в ранние сроки дейотвия острых стрессорных факторов; 2. выявить различия ПОД и липидной компоненты мозга у крыс о различными типологическими особенностями поведения в норма и при остром отреосе; 3. Изучить изменения висцеральных функций, поведения, ПОД и липидной компоненты мозга в динами-
ке хронического эмоционально-болевого стресса; 4. исследовать некоторые показатели энергетического метаболизма в отделах мозга при хроническом стрессе и сопоставить их с изменениями ПОЛ; 5. изучить изменения ПОЛ, антирадикальной защиты и ли-пидной компоненты мозга в стадии долговременной компенсации после его повреждения; 6. последовать адаптивное действие и' влияние на ПСИ, антирадикальную защиту и липидную компоненту мозга специфических перехватчиков гвдроксильных радикалов; 7. на моделях острого и хронического стресса исследовать адап-тогенное действие синтетического и природных АО по показателям вегетативных функций и поведения, а также влияние АО на ПОЛ, антирадикальную защиту и состояние липидной кошонентц мозга в норме и при стрессе.
Аяучнп^г нотшзрд. В результате комплексного многопланового исследования рассмотрены основные закономерности срочной и дол» говремешой адаптации к стрессу на уровне липидной кошонентц мембран мозга.
В работе впервые показано, что стадии активации ПОЛ при стрессе предшествует отадая ого ингибирования. Стадия икгиби-рования ПОЛ в мозге, характерная для всех типов стресса, исследованных в работе, сопровождается активацией супероксидпе-рехватываодей активности (СПА), накоплением фосфолипидов, изменением фосфолипидного состава мозга и снижением содержания в нем холестерина. Сформулирована новая концепция, объясняю^ щая причшш ингибирования ПОЛ в инициальный период стресса и последушей активации ПОЛ. Впервые показано, что изменения ПОЛ в мозге при остром стрессе и в первую очередь латераляза-цил продуктов ПСЛ в больших полушариях залисят от типологиче^ ских особенностей поведения животных. . .
Поотапно прослежены изменения ПОЛ и липидной кошонентц мозга при хроническом емоционально-болевом стреооо, охарактеризованы стадии развития ОАО. Стадии долговременной адаптации х сильному хроническому стрессу соответствует сочетание низ- ' кого уровня ПОЛ и высокой СПА о пошовгашм количеством холестерина и фосфолипидов в мембранах мозга. Данные исследования вогетатшшых и поведенческих показателей свидетельствуют о "высокой структурной цене" (Меерсон, 1986) адаптации к хрош£ чэскому стрессу (модаль "экспериментального невроза").
Еперше установлено, что через длительно« время посла пс£-врождения мозга состояние ПОЛ и липидной ко:яопонтц мозга
оходил с этими показателями при срочной адаптации.
Полученные в работе данные об адаптогенном действии специфических перехватчиков гидроксильных радикалов позволили выдвинуть гипотезу об участии *ОН-радикалов в развитии постст— рессорной свободнорадикальной церебральной патологии.
На моделях острого и хронического стресса впервые показано адаптогенное действие синтетического антиоксиданта феноза^ на калия, водорастворимого дипептидного природного антиоксиданта карнозина. Разработан и испытал на модели хронического стресса новый комплексный аитйоксидантый препарат - сочетание малых доз витамина Е и перехватчика гвдроксильных радикалов диметилсулъфоксида, обладшхшй адаптогенным действием.
Впервые показано, что антиоксиданты способны активировать СОД in vitro и in vivo ; это новое свойство антиоксвдантов обеспечивает их дополнительное непрямое антиокислительное действие.
Теоретическая 'яу.пчтсслъ и пшктичеокяя тгешюптт.. Теоретическое значение работы определяется существенным углублением представлений о роли ПОП и состояния липидной компоненты мембран мозга d механизмах адаптации к стрессу. Работа вносит вклад в понимание механизмов адаптогенного действия антиокси-дантов. Сравнение изменений ПСИ и липидной компоненты мозга в различных условиях адаптации и при действии адалтогенов позволило вычленить звенья ПОД и липидного состава мембран, характерные для адаптации, и разработать концепции о роли ингибиро^ вания ПСШ как неспецифического фактора адаптации на уровне мембран мозга.
Научно-врактическое значение работы прежде всего связано оо сформулированными в ней новыми представлениями о механизмах патогенеза постстресоорных состояний мозга и механизмах действия препаратов с адаптогенными свойствами. Эти представления могут быть использованы в клинике для выбора правильной \ тактики лечения и профилактики свободнорадикальных патологий мозга.
' Выявленные закономерности изменений ПСИ и липидной компоненты мозга при адаптационных процессах позволяет выделить показатели, которые могут быть использованы для оценки эффективности адалтогеиных препаратов шеи воздействий в эксперименте и клинике.
Исследованше в работе перспективные АО на основании полученных данных могут быть предлогены для испытания в клинике. Прлктичеокоэ тшоппетшз пяботи. Разработанный в настоящем исследовали! комплексный препарат - сочетание малых доз витш.га— на Е и димзтилсульфоксида - проходит клинические испытания по разрешении Фармакологического Комитета МЗ СССР. На основании полученных в работе результатов получены авторские свидетельства, которые используются в практике научных исследований. Результаты работы вошли в методические указания к выполнению курсовых и дипломных работ для студентов биологического факультета Ростовского государственного университета по тег.ю:"Петре к иен ое окисление л ш вдов в биологических системах"(Изд. РТУ Ростов-на-Дону, 1988), использованы в лекциях, прочитанных слушателям Всесоюзной школы-семинара по применению антиокси-дантов в медицине (Черноголовка, 1988) и П Всесоюзной школы "Физико-химическая биология и проблемы регуляции клеточного метаболизма "(Тольятти, 1988), а также по обществу "Знание".
Данные диссертационной работы могут быть использованы в учреждениях ЛИ СССР, АМН СССР, МЗ СССР и других ведомств, в которых разрабатываются проблемы адаптации к стрессу и вопрошен профилактики и лечения свободнорадикальных патологий, рснопмче положения ггипоетггттии. пшюпимые ня защиту.."
Снижение уровня ПОЛ в мозге является неспецифическим компонентом адаптации к действию'стрессорных факторов; характер изменения фосфолкпидного состава мембран мозга более специфичен для различных адгшттзшх ситуаций.
Сочетание низких уровней НОЛ, холестерина, отношения ходе— стерин:фосфолипкды в мембранах мозга и высокого уровня фосфо-лкпидов, их окисляемости и СПА характерно для срочных и долговременных адаптивно-компенсаторных реакций.
Выдвинута и обоснована собственными и литературными данными концепция механизмов изменения ПОЛ при остром стрессе (ин-гибирование—«¡ормализация—кжтивация), предусматривающая наличие двух параллельно протекапдих процессов: ингибирования ПОЛ (за счет выброса "адаптивных" гормонов: пептидных, стеро^ идных, катехоламинов) и активации ПОЛ (за счет усиления радн-калообразования), первый из которых доминирует непосредственно после начала стресоорного воздействия, а второй - в после— дущий период.
< / > /
"Экспериментальный невроз" - патологическое состояние, во£. вншсагщее в результате хронического эмоционально-болевого стресса, может быть рассмотрен как модель свободнорадикальной патологии. В ее развитии важную роль играет генерация гидро-коильных радикалов. Этап патологической адаптации к хроничес^ кому стрессу (адаптации о "высокой структурной ценой") характеризуется рассогласованием механизмов регуляции ПСШ и липи-дного состава мембран мозга, которое выражается в снижении содержания фосфолипидов и их окксляемости на фоне ингнбирова^-ния ПОЛ; последупцая активация ПОЛ сопровождается дальнейшим истощением мембранных фосфолипидов.
Адаптогенное действш антиоксидантов при отрессе опссредо^ вано несколькими механизмами и наряду о непосредственным вза-шодейотвиБм с радикальными продуктами ПОЛ включает непрямые~ пути ингибировшшя ПОЛ, в тш числе активацию СОЛ. Апппбяттия ппбпти. Результаты исследований и положения диссерг. тации доложены и обсуждены на: Всесоюзном симпозиуме "Механизмы пластичности мозга при функциональных и патологических воздействиях"(Махачкала, 1982); У1 Всесоюзной конференции по экологической физиологии (Сыктывкар, 1982); IX Всесоюзной конференции по биохимии нервной системы (Ереван, 1983); Всесоюзном симпозиуме "Нейрохимические механизмы регуляции памяти" (Пуцино, 1984); ХХУП Всесоюзном совещании по проблемам высшей нервной деятельности (Ленинград, 1984); IX Междунарс*. дном симпозиуме "Экспериментальные и клинические неврозы"(Бв-рыш, 1984); Ш Всесоюзной конференции "Стресс и адаптация" (Кишинев, 1984); Всесоюзной конференции "физиология, патофи-8ИСЛ0ГИЯ и фармакология мозгового кровообращения"(Ереван, 1984); Л Всесоюзной конференции по физиологии вегетативной вэраной системы (Дилкган, 1986); П Всесоюзной конференции "Бяоантиоксидант" (Москва, 1986); Научно-орактической конференции "Научно-технический nporjeoo в медицине и фундамэнта^ АШ проблемы биологии "(Харьков, 1987); Всесоюзном симпозиума) по биохимии липидов (Алка^Ата, 1987); У Всесоюзном совещании по мздацвнокой 8наимологни (Махачкала, 1986); X Всесоюэ*. ной конференции по биохимии нервной системы (Горький, 1987); ХП Воеоовавом оовецаннн по транспортным АТФазам (Иркутск, 1987)| ХП Съезда терапевтов УССР (Ивано-Франковск, 1987); I Болгарсмзовотскоы отшовиумэ "Свободные радикалы и биостаби-
лизаторц (София, 1987); Всесоюзном симпозиуме "Трансплантация ткани мозга млекопитащих (Пущино, 1988); Всесоюзной конферо» нции "Сравнительная физиология высшей нервной деятельности человека и животных", посвященной 80-детшо Л.Г.Воронина (Моо£ ква, 1988); X Международном симпозиуме по экспериментальным неврозам (Берлин, 1988); П Всесоюзной конфзренции по нейронйЬ • укшл (КиеЕ, 1988); У Всесоюзном съезде геронтологов и гори-' атров (Тбилиси, 1988); Международном симпозиуме "Центральная нервная система и постреанимационная патология организмл"(Мо» сква, 1989); Ш Всесоюзной конференции "Биоантиоксидант" (Нос-газа, 1989); ХХУШ Всесоюзном совещании по проблемам высшей не£ рвной деятельности (Ленинград, 1989); Международной конфэрзц£ щи "Регуляция свободнорадикальных реакций" (Варна, 1989) ,на£ учных конференциях института высшей нервной деятельности п нейрофизиологии АН СССР, других институтов АН СССР и АМН СССР, Московского государственного университета им. М.В.Ломоносова, расширенной конференции кафэдры патологической физиологии университета дружбы народов им. П.Лумумбы. Цублгарлг.ду. По материалам диссертации опубликовано 42 основ» 1ше работы, получено 2 авторских свидетельства. Структура и объем днссергпттии. Диссертацио1шая работа ооотоит пз введения, главы с изложением материалов и г.етодов; 5 глаз о изложением результатов собственных исследований п пх обсуг£-дешш, заключения, выводов и списка литературы. Работа пзло£» гзна на £00 страницах, содержит 36 таблиц и 60 рисунков. Стш5-оок литературы включает 5;30 источников, из которых -~Ч0 отечествешшх и £>50 зарубежных работ.
СОДВРЕАШЕ РАБОТЫ рбмкт и увтотр/ 1'гп.те лопянип. В работе использовано 405 бэлцх беспородных крыс-самцов и 160 крыс^самоя массой 150^00 г, а тпкгз 35 крыс линий Трайона. Животных содержали в условиях вивария в пластмассовых клетках по 5 особзй. Уг.эрзашшэ про£ изводили при помощи гильотины, послэ декспятсцпл быстро ви-доляла п охлаждали мозг п ообирали кровь, пз потороЗ затза получали сыворотку.
Моделирование острого стресса создавала п^обалпзецпэй яр-л а) в специальной плексигласовой трубэ; б) па спая с ксоцгзц га 4 копэчности п хвост или в) вяктрссозсги рсздр^Ц гзшяи в ка»арз с алоктропроводяцгл полей прз окгэ тс^а, по^
Обдаваемого на лапы, 3-4 мА и режиме стимуляции 1-2 удара/Ю с.
Хронический стресс воспроизводили в соответствии о принятой моделью "экспериментального невроза" (Айрапетянц, Вейн, 1982). Ежедневно в течение 3 недель применяли систему 2 типов воздействий: астенизирувдего - прерывистого белого шума мощностью 80-60 дБ по 7 ч/сутки и змоционально-болевого - влек-трокожного раздражения. Крыс помещали в камеру о алектропро-водящим полом и из 12 подаваемых пачек по 10 ритмических све-.товых вспышек (0,5 Гц) б пачек в стохастическом режиме подкрепляли злектрокожным раздражением (сила тока 4 мА, время изолированного действия тока 5 с). В результате 3-иедельного эмоционально-болевого стресса (ток-ювет, затем шум) у животных формировалось стойкое отрицательно-эмоциональное состояние, оцениваемое как неврозоподобное (Айрапетянц, Вейн,1982).
Регистрацию частоты сердечных сокращений (ЧСС), частоты дыхания (ЧД) и величины артериального давления (АД) проводили методом фотоэлектрической плетизмографии,используя манжетку на корне хвоста животных. Вегетативные показатели измеряли в фоне и при функциональной нагрузке двухчасовой нммобшшзаци-ее в плексигласовых трубах.
Поведение животных в открытом поле оценивали за 5 минут наблюдения по величинам латентного периода, вертикальной и горизонтальной активности, количеству груминговых реакций и дефекаций. Другим поведенческим тестом служило поведение крысы в ситуации с криком "жертвы" - тест "эмоционального резонанса, предложенный П.В.Симоновым (1976).
Гомогенизацию ткани мозга проводили в среде, содержащей 0,9#иаС1 и 0,001 М ЭДТА, pH 7,4 при помощи стеклянного гомогенизатора с тефшювым пестиком. Для исследования использовали супзрнатант, полученный центрифугированием гомогената на холоду при 5 ООО об/мин. фракции, обогащенные нейронами и глией, получали.по мэгоду, предложенному А.Б.Полетаевым 4 (1977), фракцию синаптосом - дифференциальным центрифугировав Гиеы в градиенте плотности сахарозы или фиколла^400 ( Bajos, 1975? Hwang в* »1., 1978).
Состояние ПОД оценивали опектрофотометрически по содержанию в биологической материале конызгировашщх диенов - первичных молекулярных продуктов ПОИ (Костнс и соавт., 1984); продуктов, реагирующих с тиобарбитуровой кислотой (ТЕК)
( Ohkawa et al., 1979), a такта по содержанию конечных про*» дуктов ПОЛ - флюоресцирующих оснований Шиффа (Fletcher et al., 1973). Активность СОД и СПА определяли спектрофотоштричиски по степени ингибирования восстановления нитросинего тетразо-лиевого в системах генерации оупероксидного аниона-радикала ксантин/ксантиноксидаза (Beachump, Prldovieh, 1971) шш Иазшавтосульфат/Ещн (îTiahikimi et al ., 1972).
Экстракцию липидов из биологического материала проводили хлороформ-метанольной смесью по методу Оолча (Polch et al », 1957). Липиды разделяли методом тонкослойной хроматографии на пластинах Силуфол (ЧССР) (Osborn , 1974), определений' ос5— цих липидов проводили спектрофотомзтрическп по методу И.П. Кайдина (1973), холестерина - по образованию окрашенного про*-дукта с хлорным железом в присутствии серной и уксусной кпо-лот, суммарных и индивидуальных фосфолипидов - по фосфору с «одпбдатом аммония и аскорбиновой кислотой (Петровский, 1986). Антиокислительную активность липидных экстрактов оценивали по методу А.Н.Кудрина и соавт. (1986), измеряя манометрически потребление кислорода при окислении кумола в присутствии инициатора ПОЛ азобис-изобутиронитрила.
Активность цитохромоксидазы определяли полярсграфлчески, используя закрытый электрод Клярка (Lee et al 1967). Оценку активнооти уабаин-чувотвителыюй на, К-АТОазы гроводплп по количеству неорганического фосфата, образующегося при гидролизе АТФ (Hemandee , 1982). Содержание лактата в ткани мозга и крови определяли при помоги стандартного тоот^пабора ВовИг1пя;«г vannheira Gmbh (OIT). Статистическую обработку получегашх данных проводили по методу Стьвдента, а при наличия небольших групп животных использовали напар^трачосшй1 критерий Уилкоксона-Шшна-Уитнн (Гублер, Генкин, 1973).
ОСНОНШЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ 1ССЛЕД0ВАНШ Tin? /Т ртетсшн; -ут^дяц^П мр^га при остром сттеоо^.
Пра ire еле дов wiira ПО! я показателей дипдддой компоненты мозга прус в дашшике алоктроболевого стресса показано, что эти хп-разторпотккп игмошшгоя фаэно а опнхронпо (рпо. I). Порзая фаза - пачальпоэ гопзрадкзованноэ пггсЗпрозшпгэ ПСД о мозго д и крови. В представленном ua pro. I скопэрс.знтэ первая врэ-мзтшл точка - 15 юнут, однако в других гглтюр~-эптах псзсА. зало, что ужа через 5 кинут цоЗдцдсэтоя доотссэргаэ пнгиЗпро^
100
0. 300
200
100 ■
0 120100 60
Рео.
А: 1-ТБК«вктивные продукты в мозге; 2-ТБК-сктивные продукты в сыворотке; 3-коныагированные диены в мозге; 4-коиыгированные диены в сыворотке крови; 5-оонования Шиффа в мозге.
1-да фе рш нтат ивная СПА сыворотки крови; 2-цианидре висте нтная неферментативная СПА сыворотки; 3- СПА мозга.
1-е оде ржание юле-отерина в мозге;
2-окисляомооть фосфолипидов мозга; 2-содаржаниэ фоофолкпидов в мозге
I. Цзаноння ПСИ, СПА в липвдной компоненты мозга крь'С в инициальный период алектройолевого стресса. По оси ординат - показатели в % от контроля; по 001 абсцисс - время действия стресса в ч.
ваииз ПОЛ. Синхронно о ингибированкеи ПОЛ повышаэтоя СПА моз£ га и сыворотки крови, накапливаются фосфолипвдн, главным образом легкоокисляемыэ, и снижается содержание холестерина п отношение холестерин:фосфолшнды. Резко увеличивается содер^ сание фосфатидшшнозита, фоофатидилсерина, сфингомиелина, фо-сфатидной кислоты и падает содержание фссфатидалэтаноламина', кардиолипкна и фосфатидилхолина. При продолжении стресса вез' показатели начинают [.впяться противоположным образом, достигая через I чао уровней, сравнимых о контрольными. Затем развивается вторая фаза, характеризующаяся активацией ПОЛ, инги-бированием СПА, накоплением холестерина и "выгоранием" легко-окисляемых фосфолипздов. Всо измэнэния, формирование которых в данном случае завершается через 2 часа стресса, продолжают сохраняться по крайней гаро в точонга нескольких часов после ого завершения. Расчет линейных корреляций показал, что изменения ПОЛ и связанных о ним параметров липидной компоненты мозга и СПА происходят согласованно (коэффициенты корреляции {•эвду различными паршатрами в основном лежат в области 0,6-1,0).
Стадия ингибирования ПОЛ в мозге, предсзствутоая активации ПОЛ при стресое, продемонстрирована такта на моделях иммобилизации и при комбинированном воздействии (ток+иммобшшза-ция). При этом были внявлвны слэдувдга ооковныэ закономзрно-сти. I) В весенний и осенний периоды длительность инициальной стадии ингибирования ПОЛ больсэ, чем лотом п зимой. 2) У самок ингибированиэ ПОЛ более выраязно п длительно, чом у сш.цов. 3) Часто по то щэ низ фосфолипидов начинается ещэ на фоне низкого уровня ПОЛ п холэоторина в козгз.
По-видимому, вшпшлшая нами инициальная фаза ингибирования ПОЛ при остром стрессе является отрагэкпзм стадии орочной адаптации (!„'еврсон, 1986) или, пользуяоь тормкнологпзй классификации бэзуоловннх реакций по П.В.Спмонову (1962), стадия прэЕэнтивного тормогяния. В связи о этпд слэдоваяо ожидать, что у животных с различными тппологпчоскел особенностями пс£ ведения (т.о. различной стратогпэй адаптация в скстрамальной ситуации) эта стадия могэт рзаяизовцзатьсл по-разному. 1!сагэ— допаикэ беспородных крнс-скздов, раэдэгзгапхх з то с то смоцп-онадьного розонанса,показало, что у апвотпых, проявляют номэн эмоционального резонанса, оодерзашд продуктов ПОД п
мозге и сыворотке крови и холестерина в мозге было вышо, а содержание фосфолипидов нижв, чем у животных, не проявляющих этот феномон. Электроболевой стресс в течение 5 минут вызы^ вает ингибирование ПОЛ, снижение уровня холестерина, накопление фосфолипидов и повышение СПА у животных обеих групп.' У интактных животных обеих групп содержание продуктов ПОЛ выше в левом полушарии (коэффициент асимметрии ' Ка с ПОЛд/ ПОЛц для разных продуктов 1,1-1,5). При стрессе у животных, не избегавших крика "жертвы", Ка составлял 0,5-0,8, а в другой группе усиливалась "левая" асимметрия (Ка 1,2-2,6). Ла-терализация параметров липидной компоненты мозга также была неодинакова в разных группах. Различия по уровню ПОД и литерализации ПОЛ в мозге обнаружены также у интактных крыс линий Трайона, различных по устойчивости к стрессу. Неспособные к обучению в лабиринте, но устойчивые к стрессу крысы па*е-<1и11 (Дмитриева и ооавт., 1984) характеризуются низким уровнем ПОЛ в мозге и крови, содержанием холестерина в мозге и преобладанием продуктов ПОЛ в левом полушарии (как и беопородные животные). У неустойчивых к стрессу, но способных к обучению крыо таге-Ъг1^ьг уровень ПОЛ в мозге и крови в содержание холестерина в мозге бшш выоз, содержание фоо-фслкпидов нижа, а продукты ПОЛ преобладали в правом полушаг рви мозга. Таким образом, уровень и латерализация ПСИ в моэь-ге зависят от типологических особенностей поведения и стрео-ооуотойчивости животных.
В экспериментах, поставленных вместе о Л.С.Бикбулатовой, нослодовадя влияние алектроболевого отресоа, предъявленного беспородный крысам-самкам в условиях выработки условного ро-фдекоа двустороннего избегания и при неоочотанноы действии овета в тока. Независимо от сочетанности стимулов, наблюдали ингибирование ПОЯ в коре в гиппокампв крыс. Наиболее важным отличием животных, получавиих сочетания, было накопление хо-хвотершш ва фоне внгвбирования ПОЛ (в группе активного кон' тродя, получавввА неоочетшшво стимулы, оодаржаное холе с те рв-ва в моаге возрастало).
.Рассматривая вопрос о вобможныт причинах ингибирования ПОД в инициальный пераод отреоса, следует обратить внимание ва поферментативную СПА, обнаруженную в сыворотке крови и от-часто в мозге в впервые овотвмапгчаски исследованную нами.
На стадии инициального ингибирования ПОЛ при стрессе резко возрастает именно СПА безбелковых экстрактов мозга и сыворотки, хотя отмечается и активация СОД мозга. СПА обладают naxo¿ дящкеся в сыворотке комплексы аминокислот с медью (Brlgeliua et al ., 1974), катехсламины (Cohen , 1985), стероидные гормоны ( Braughier, 1985). Нами показано, что введение крысам' нейропепткдов АКТГ4_7 и дез-глкциларгининвазопрессина вызывает длительное повышение СПА и ингибированго ПОЛ в мозге (по крайней мере в течение недели) и сыворотке крови, однако содержание холестерина в мозге изменяется нгзависимо от ПОЛ, возрастая в периода, когда эти пептиды оказывают специфические эффекты на обучение (АКТГ - через несколько часов, ваз oí-' прессин - через 3-7 дней).
Анализ собственных результатов и данных литературы позво^-лил разработать концепцию, объясняющую наблвдаемые фазные изменения ПОЛ при остром стрессе. Согласно этой концепции (рис.
2), параллельно происходят процессы ингибирования и активации ПОЛ. Причиной снижения ПОЛ является повышение СПА за счет выброса "адаптивных гормонов" и активация ферьвнтов антирадикальной защиты в мозге (Микаалян и соавт., 1979; Смирнов, 1987). Одновременно начинают развиваться процессы активирования ПОЛ, в частности, за счет радикалообразоваяил в рэзультато вызываемого стрессом нарушения циркуляции и повреждающего действия катехоламинов на сосуды мозга при наруознии функционирования гомато-энцефалического барьера (ГЗБ). Первичное ингкбирование ПОЛ скэняется его активацией, которая облегчается происходя-пэй на стадии ингибирования ПОЛ модификации лшидаой кошонзн-ты мембран мозга.
ПОЛ..и лт1Ш1пл.щтм9Н1в.г:оагл пдп ximrasm атдздсЭпИ'в.,. ■ йхшашпга аии ппш ппвипмши'ааЕа* Комбинированный хронический эмоционально-болевой стрэсс (ЭБС) приводит к пои^ ховегетативным расстройствам, которно дают основание рассматривать соотояние животных как наврозоподобноо (модель "экспериментального невроза")(Айралетязщ, Вэйн, 1982). Проведено комплексное изучение поведения, вегетативных показателей п co¿ стояния ПСШ у животных, подвергшихся ЭБС в тачошэ I (CI), 2 (С2) пли 3 недель (СЗ) в сравнении о контрольными (К). В группе С I обнаруаивались язвенные порагзния олиэсстой хзлудка;
выброс в кровь
МПТЕДОВ глхкокор-ТИКОШГСВ кате ход- аминов
1 ■
активация |е^мантов мозге
постстрес-' сорная активация ПОЛ в сердца и Цвченц_
выведение
З^ОДУКТОЕ КРОВЬ
гх^,
нормализация, затем накопление продуктов ПОЛ в крови
изменение структуры в функционирования мембран мозга
поотстрвссорю» фушгционалыша наруления в мозге
Рш. 2. Цэтпиваин ввмзюнвя процэоосз ПОД при оотраа стросоо.
масса тимуса, селезенки и надпочечников была нижа контрольной. Фоновые значения АД не изменялись через I недели ЗБС и бшш достоверно (р4),01) выше в группе С2 (137,8±15,0 о рт. ст.) и ниже в группе СЗ (85,0±11,5), чем в группе К(103,0± 9,2). Реакция АЦ на функциональную нагрузку иммобилизацией практически отсутствовала в группе К, в группе С1 возрастание АД при иммобилизации было значительно, в группе С2 менее' выражено, а в группе СЗ АД снижалось. Индекс Хильдебрандта, отражающий согласованность функционирования дыхательной и сердечно-сосудистой систем, в фоне был резко повышен в группе СЗ, а при иммобилизации наиболее сильно изменялся в группе С1. При исследовании поведения в открытом полз в группе С1 наблюдали увеличение латентного периода в 6 раз, числа дефекаций в 1,6 раза при снижении числа пересеченных квадратов в 2,2' раза.В группе С2 поведенческие показатели приближались к но^> рмэ, а в группе СЗ наблюдали значительное увеличение числа пересеченных квадратов. Фазовые изменения были характерны п для параметров ПОЛ в мозге и крови. Содержание ТБК-ектквных продуктов было резко понижено в группах С1 и С2, затем быст^ ро повышалось до контрольного уровня в группе СЗ. Сходным образом изменялся уровень конъвгированных диенов в мозго. Активность СОД прогрессивно возрастала, уровни холестерина и фосфолипидов в мозге постепенно снижались при продолжении ЗБС, а относанкэ холесторнн:фосфолилиды было внса в группе СЗ по сравнению о С2. СПА сыворотки крова резко возрастала, а содержания продуктов ПОЛ, онижеиноэ в группо С1, затем возрастало и к 3-й педело ЭБС было высэ контрольного уровня.
Таким образом, комплексное ссслэдовшшэ позволило охарактеризовать 3 отадил развития ОАС при действии хронического ЭБС. Первая стадия (С1) соответствует переходу от срочной к долговрзшгаюй адаптации (¡'.аороон, 1986) п характеризуется сотаточшдя впсцэралыас.^ дефектами, преобладанием реакций страха, подпилаигам орпэнтнровочно-псодадозатольского повадз^-' пил, лсбальпоотью АД, что евпдзтольотвуат о поиске оптикаль» гшх уровнэй функционирования организма а пенящихся уолезп* яз. Группа С2 соотазтствуэт по ряду позагатзлзО сформировав^-сэйся додгсэрзмэтюа адаптации, когда доогпгезтея согласован-исэ функционировало о потей оргсшзс!ла на позем урово, хотя.
продолжамцееся истощение фосфолипидов в мембранах мозга свидетельствует о локальном изнашивании определенных структур. Группа СЗ отражает стадию перехода долговременной адаптации в истощение: начинается срыв вегетативных функций, активация ПСИ (в первую очередь в крови), несмотря на высокий уровень СП А, происходят глубокие нарушения липидной компоненты мозга. Выявленные в гомогенатах мозга изменения генерализованы: наблюдаются во фракциях, обогащенных нейронами, глией, и си-наптосомах.
В качестве примера долговременных компенсаторно-адаптивных изменений нами рассмотрены показатели ПОЛ в мозге крыс, которым наносили повреждение мозга в области амигдалы проколом или электрокоагуляцией, а затем части животных в поврежденный участок трансплантировали эмбриональную мозговую ткань (операции проведены И,В.Ермаковой и Н.М.Хоничевой). У крыс, взятых через 10 дней после прокола или через 2 мзсяца после коагуляции,. наблюдается снижение ПОЛ в мозге и крови, повышение СП А, накопление в мозге легкоокисляемых фосфолипидов, снижение уровня холестерина и отношения холестерин:фосфоли.-- . пиды. Нейротрансплантация достоверно усиливает эти изменения, что, учитывая данные об усилении компенсаторно-адаптивных реакций при нейротрансплантации (Полежаев, Александрова, 1986), свидетельствует об адаптивной пр1роде наблюдаемых эффектов. Цекоторце рокялптели энергетического метпбплкамп п мозге ктп пои хроническом й}т:г Данные предыдущего раздела позволяют рассматривать состояние, возникающее в результате хронического ЭБС, как свободнорадикальную церебральную патологшо. Патологические измз нения мзмбран мозга сопровождаются накоплением в нем лактата, ингибированием N8, К-АТФазы в коре ж гшшокаше, активации» цитохромоксидазы в отделах мозга. Учитывая данные о снижении локального мозгового кровотока при хроническом ЭБС (Левшина, Гуляева, 1984), последний эффект может трактоваться как компенсаторный, направленный на ускле-'ниэ утилизации кислорода при его пониженной доступности в ыозго. Полученные данные косвенно подтверждают гипотезу М.Г. Айрапетянца (1980) о важной роля церебральной гипоксии в патогенезе юссперимвнтадьного невроза.
Апаптпгвннмв свойства перетаяттпфя ТН-ртпикплгт. Вопрооы, кас&вдиася изганизыав инициации ПОЯ в мозге при стрессе,ое-
таются малоизученными, несмотря на их ватное теоретическое а практическое значение. Анализ данных литературы свидетельствует о возможной роли 'ОН-радикала в этих процессах. Поскольку прямое определение 'ОН in vivo практически невозможно, нами были использованы нетоксические перехватчики -ОН, которые вводили животным в дозах, обеспечивающих достаточную для перехвата радикалов концентрацию в тканях. На основании малой токсичности, гомогенности распределения а организме, возможности создания высоких концентраций нами был выбран специфический перехватчик 'ОН диметилсульфоксид (ДМСО), который вводили в/б в дозе I г/кг перед каждым сеансом ЭБС в течение 3 недель. ЛМСО предотвращал поведенческие и вегетативные нарушения при хроническом ЗБС, снижал уровень ПОЛ и активировал СПА в мозге и сыворотке крови, частично прздотвращал истощение фосфолипи-дов в мозге. В экспериментах in vit»было показано, что ДМСО в зависимости от дозы активирует СОД; этим свойствам обладают и другие перехватчики *0Н: этанол и маннит. По-видимок/, cno¿-собность активировать СОД вносит вклад в антиокислительное действие ДЖО, наряду с непосредственным взаимодействием о •ОН.
Дополнительное подтверждение предположения о том, что адаптогенные эффекты ДМСО обусловлены перехватом *0Н, а не иными специфическими свойствами ДМСО, было получено при использовании другого перехватчика "ОН - этанола. В условиях потребления 20%-иото этанола вшото питьевой воды, которое начиналось на фоне хронического стресса, наблюдали предотвращение поведенческих и вегетативных нарушений и гипертрофии сердца, вызываемых ЗБС. В случае предварительной 6-мэсячной алкоголизации крыс до начала ЭБС этанол оказывал однонаправленное со стрессом действие, усугубляя эффекты ЭБС, что соответствует данным литературы о патологическом действии хронической алкоголизации. Адаптогенные эффекты ДНО и этанола (при кратковременном приема) свидетельствуют о вадной роля 'ОН-радикалов в развитии свободнорадакаяьпой постстрзосорной мяиЗраяной патологии мозга.
Ддяп^првннуд свойства ЛП ПРИ птгясся. Адодтогешшэ свойства АО связывают с их способностью ограничивать активацию ПОЛ за очет непосредственного взаимодействия о его продуктами при стрессе (Меерсон, 1981). Тем нз менее оотаются недостаточно
рпработанными вопросы, касающиеся применения природных АО, а также возможных и.ьтернативных механизмов действия АО.
Синтетический АО класса пространственно затрудненных фзно-лов (водорастворимая калиевая соль фенозановой кислоты) был приманен нами при хроническом 3-недельном ЭБС по профилактической схеме (р/б 40 мг/кг перед каждым сеансом ЭБС) и терапевтически (начиная о 3 дня после окончания ЭБС 2 дня по 20 и 2 дня по 40 мг/кг). В обоих случаях введение фенозана К устра£ няло вызванные ЭБС нарушения АД, ЧСС и ЧД, патологические изменения внутренних органов, нормализовало повышенный уровень ПОД, активность цитохромоксидазы и Яа,К-АТФазы. В опытах in vivo и in vitro АО активировал СОД. Эффективное адаптогенное действие фенозана К, выявляемое вскоре после отмены препарата, отс. ствовало при исследовании животных чорез 2 месяца. Более того, АО вызывал сходные с действием ЭБС нарупвния вегетативных показателей, что связано, возможно, о описанным А.Н.Ериным и соавт. (1988) мембранодестабилизирующим действием фонольных АО.
На моделях острого стресса (алектрогболевого, иымобилизн-циошюго) нами впервые применен in vIto природный АО карноэин ( s-вланид- ь-гиотидип), антиокислительные свойства которого in vitro были описаны (Болдырев, 1986). Введение карнозина в дозе 20 мг/кг в/б предотвращало вызванные стресоом вегетатив^->ше нарушения. Введенный в дозо 0,2-20 кг/кг контрольным или стрессированныи крысам, карноэин активировал СОД а СПА, пс£ вышал содержание фосфолипидов и их окисляемооть с снижал дсь-лю холестерина в мембранах мозга (эти изменения зависели от ДОЗ14. Карноэин активировал СОД в условиях in vitro . В купольной модели карноэин проявлял анткскцелительную активность (ото свидетельствует о его возможном действии па только в водорастворимых компартмонтах клетки). Выявлена СПА кяраозс-на в присутствии ионов цодп п цинка, которая может вносить вклад в антпоксидаятныо свойстве дипептида. На ооновшшп низкой токсичности, водораотворкмоотн, возможности отервлиаации к длительного храпения, полифуикционаяьности антиокепдантного действия сделав вывод о перспективности карнозшш для прпмо-нзшш в клинике в качестве АО.
В настоящей работе был разработан и испытан новый комплексный антисксидантЕый препарат, включающий момбраностабшшзатор
антиоксидантной природа витамин Е и перехватчик *0Н ДОО. Ира пероральном применении в малых дозах (витамин Е 2-5 от/кг, ДОСО 20-60 мг/кг) при хроническом ЭБС по профилактической схеме или терапевтически (в течение 7 дней после отмены ЭБС) наблюдали коррекцию вегетативных, поведенческих показателей п патологий внутренних органов у крыс. АО ингибировал H0JI и пс£ выпал СПА в мозге и крови, снижал долю холестерина и способствовал аккумуляции легкоокисляемых фосфолипидов в мембранах мозга. Эти эффекты в одинаковой степени проявлялись в нейро^ пах, глии, синаптосомах и гомогенатах больших полупарий.
Введение малых доз витамина Е и ДМСО в комплексную терапию при ¡шфаркте миокарда, церебральных инсультах и посттравга?и£ ческих невротических расотройствах (испытания проведены в Ун— раинском институте усовершенствования врачей) позволило сократить сроки лечения, снизить опасность рецидивов и осложнений, снизить уровень ПОЛ. В основе благоприятного действия легат: увеличение биодоступности витамина Е за счет суперпро^однико^ вого аффекта ДМСО; непосредственное взаимодействие ДОО и вп£ тамина Е с активными формами кислорода; проявлена антирадя- , кальпой активности в цитозоле (ДМСО) и мембранах (витамин Е, ДОСО); активация СОД п СПА; мембраностабклизирупвдя (витамин Е) и мембранойротекторнкз (Д.5С0) эффекты; суммация различных эффектов витамина Е и ДМСО и т.д.
АО и перехватчики 'ОН, использованные в настоящей работе, активировали СОЛ ln vivo и in vltro . Совместно о B.C.Mapir-повым памп било показано, что соединения, различной тлчео-кой природа, облыдащие свойствами доноров электронов, актпвп;-руют, а акцепторы электронов шгибируют СОД. СОД-октивирушал споообпость АО и перэхватчихов радикалов по крайпзй юр от£ части опрзделяэтся пх алектронподонсрныиш свойствами. Но оспоь вопли собственных данных и рз зультатов других псслэдоватехзй сформулирована копцэпцпл адаптогонного действия АО, в оспоеэ которой лежит представлена о гппгзствонности мэхашгемов дзС-ствпя АО, пклетаггш прльвэ и опосрэдозашшэ антпокпсллтс льдина сффэктц.
Суоствувт ionrcrj о тон, что одним аз «галпгтаэ дэСотвия АО являэтся ПМЭТОЦПЛ па стадпа срочпой одпптсцпи (фролькпз и соавт., 1985» Херсон, 1986). Одпсдрзтпоэ зездзшп пресса АО (фепозана К, кпрпозина, ДИСО) приводило к гозтпппям ПОЗ,
-гост к липвдной компоненты мозга, динамика которых повторяла таковую в инициальный период острого стресса (рис. I). Через 2 часа происходила небольшая кратковременная активация ПОЯ, а затем устанавливался стабильный низкий уровень ПОЛ. В отличие от фазных изменений ПОЛ и СПА в мозге, СПА сыворотки крови возрастала, а ПОЛ снижалось постепенно, независимо от измзне*-ний в мозге. Таким образом, введение.АО действительно имитирует действие острого стресса, включая природный механизм сро^ чпой адаптации, при атом по крайней мере быстрые эффекты АО на процессы ПОЛ в мозге принципиально отличны от эффектов на ПОЛ в крови.
ЗАКЛКНЕНИЕ
ИкгЕбировяние ПОЛ в мозге как Атактоп дттяптптгстг к г.тпйспу. В ответ н. внешние воздействия в организме развиваются многообразные и сложные реактивные сдвиги, в результате которых фор^ иируется целенаправленная системпая адаптивная реакция орга-. низма. Стресс-реакции придают существенное значение в формировании адаптации в качостве ее неспецифического seohb, а также в патогенезе многих заболеваний, рассматривая активацию ПОЛ как ключевой фактор повреждения мвмбран при стрессе (Me— ерсон, 1981; Прилипко, 1982). Вопросы о роли изменений ПОЛ в адаптивных реакциях остаются в значительной степени нерассмо^ треншми. В настоящей работе впервые систематически иоследсн-воны стадии ингибирования ПОЛ при стрессорных воздействиях к показано, что эти стадии соответствуют адаптивным процессам. Следующие факты свидетельствуют в пользу такого вывода. I. Наиболее ранней реакцией организма на стресс является срочная адаптация (Меероон, 1986) и ингибированио ПСЛ. 2. Введение АО, имитирующих стадию срочной адаптации, вызывает изиэнения ПОЛ, сходные с таковыми в инициальный период действия острого отреоса. 3. Стадии долговременной адаптации к ЭБС по физиологическим показателям соответствует ингибированио ПОЛ.4. Трансплантация, ускливапцая компенсаторно-адаптивные реакции, (Полежаев, Александрова, 1986), увеличивает степень ингибиро^ вания ПОЛ в отдаленные сроки после повреждения мозга. 5. АО и перехватчики *0Н снижают уровень ПОЛ и обладают адалтоген-ным действием при стрессе. 6. Активацию ПОЛ на стадии тревоги и истощения ОАС рассматривают как срыв адаптации, поэтому логично связывать снижение ЛОЛ с адаптивными процессами.
Расомотрим каждую из ситуаций, в которых наблюдали пнгпбл-рованив ПОП. Адаптивные процессы включают рэализупдисся "о мэста" реакции кратковрегленного приспособления на базе гото^ вых механизмов, а такте формирующиеся постепенно реакции до*-лговремонного приспособления. Первые реакции происходят немедленно после начала действия стрессора, по обеспечивают приспособление лишь на короткий период (Меероон, 1973). Уже в первые минуты действия стрессорного фактора происходит сшкз-гая интенсивности процессов ПОЛ, динамика которого завиоит от силы воздействия п состояния организма. Согласно нашей -концепции (рис. 2), наблюдаемая суммарная динамика ПОЛ сшш-дывается из взаимодействия процессов его пнгибирсоания п активации, которые происходят параллельно, по в начальный nef риод стресоа доминирует ингибированке, а в последующий период - активация. Такая схема позволяет объяснить ряд феномэ-нов, например, более эффективное ингибирование ПОЛ при введении АО в условиях стресоа; чем у пнтактпых животных.
Стадия долговременной адаптации такте сопровождается гш-. гибировшшем ПОЛ в мозге, причем низкий уровень ПОЛ отмечав ется ужо в переходный период лабильности физиологических показателей, предшествующий их стабилизации. По-видимому, адаптивные изменения в мзмбранах мозга предшествуют адаптации па уровнэ полого организма. "Срыв" адаптации по фпзиологпчеекки показателям и активация ПОЛ в сыворотке крови происходят на фонэ сохранения пошета иного или нормального уровня ПОЛ в мочаге. "Запаздывание" активации ПОЛ в мозге по сравнению с сывороткой при хроническом ЭБС свидетельствует об относительно б ольга й устойчивости адаптивных изменений в мозге. Ингибиро^ ванта ПОЛ характерно п для животных, последовалпых через дляЬ тольный срок после повреждения миндалины, состояние которых соответствует стадии долговременной компенсации, рассматриваемой 0.3.1!эерсопом (1986) как частный случай долговрекзпной адаптации.
Hecowjaraio, что юхшппзмы пштбяроваяпя ПОЛ прз срочной п дсяговрэмзнной адаптации различны. Понзвдгмску, для стадсл срочпоП адептацип хярежтерпо "нз^зпапгэ даетазопа рзгули^ руемых констант", а дая долговрэгзкпой адаптации ¿-"нзьапэппз систем регулирования" (терминология В.И.1йдавдева, 1982).
Введение химических ядяптогенов, в том числе АС, призвало
повысить мощность механизмов адаптации. АО оказывают выражен*-ный стресс-проте;-торный эффект, повышают СПА и ингибируют ПОЛ, предотвращая активацию ПОЛ при срыве срочной и долговромзнной адаптации. Несмотря на относительную теоретическую и практическую разработанность применения АО для предотвращения последствий 01-ресса, в настоящей работе содержится ряд принципиально новых данных. Это данные об адаптогенном действии и способности ингибировать ПОЛ in vivo перехватчиков *ОН-ради-калов, на основании которых выдвинута гипотеза о роли *0Н в инициации ПОЛ при стрессе, факты, свидетельствующие о новом механизме действия АО и перехватчиков путем активации СОД. Модуляция СОД веществами с электроннодонорными и алектронно^ акцепторными свойствами открывает новое направление в исследовании .»гуляции активности этого фермэнта in vivo .
Все экспериментальные ситуации, рассмотренные вышо, сопровождаются ингибированием ПОЛ, связанным хотя бы отчасти с возрастанием СПА. Если янгибирование ПОЛ является общим компонентом адаптивных реакций, то липидная компонента шага изш-пяотся в разных условиях по-разному. Содержание фосфолппи-дов в мозго и их окисляемость, возрастающие при срочной еда^ птацки и введении АО в соответствии с концепцией регуляции липидной компоненты мембран (Бурлакова, 1976), онижаютоя при адаптации к хроническому ЭБС, что свидетельствует о высокой "структурной цояа"л напряженности такой адаптации и функцис*-нальном изнашивании участвующих в адаптации систем (Мэерсоп, 1986). фосфолилиды мозга крайне чувствительны к действию строосорных факторов: при острой строоое их котощзнио в мозго начинается иногда до развития активации ПОЛ.
Содержание холестерина d мозге обычно находится в тосной прямой связи о интенсивностью ПОД и может быть оценоно как неспецифический фактор в процессах адаптации, факты времошю^ го накопления холестерина на фона низкого ПОЛ при выработке условного рефлекса и введении нойропептидов свидетельствуют о тоа, что такое сочетание етих показателей связано с выполнением мозгой пнтегративиой функции.
Измзнзню! фосфолкпиднсго спектра мозга прл адаптации (кро-ио адаптации к хроническому ЭБС) приводят к повышению окисля-омости, как сто обычно происходит при пнгибиросании ПСЦЦБур*-лскова, 1976). Р5стоще}ш) фосфолкпидов в сгашмпгс их гкисля-
емостп на фоне ингибированид ПОЛ при хроническом ЗБС указывс£ ют на рассогласование механизмов регуляции ПОЛ и липцдного оостава мембран мозга, что может быть одной из причин цереб£> ральной мембранной патологии при "экспериментальном неврозе! В пользу этого свидетельствует и двойственный характер извинения фосфолипидного спектра в этом случае, включающего черты, характерные и для срочной адаптации, и для стадии по£ . следугцой активации ПОЛ. Различия изменений фосфолипидного оостава мембран мозга в различных ситуациях указывают на от^ посительную специфичность этого показателя при адаптации, что хорошо согласуется с постулированной Е.М.Крепсом (1982) ролью церебральных фосфолкппдов в качестве адаптивных и информационных молекул. Наиболее близкие фосфолипидные спектра характерны для срочной адаптации и введения АО, что подтвори адает близкую связь едаптогенпых эффектов АО и механизмов орочной адаптации. Таким образом, в отличие от неспецифических звеньев адаптации - ингибирования ПОЛ и гтовышепия ГПА -, адаптивные изменения фосфолипидного спектра ш?лбран мозга в, определенной степени специфичны, хотя и генерализованы (специфичность в откоюэнии клеточных и субклеточных фракций моз^ га практически отсутствует).
Существенная роль изменений ПОЛ на разных стадиях адаптации к отрессу подтверждается сопоставлением их о динамикой других важнейших показателей ОАС (рис. 3) , схематично представленных в вида фазных реакций. Интенсивность ПОЛ и связанные о пай параметры (СПА, содержание холестерина) законов мерно изменяются вместе с другими не специфическими детерт-нантамя ОАС: "резистентностью " по Г. Селье, безусловными реакциями по П.В.Симонову, гормональным статусом организма. При этом фазам ОАС, пмзщим адаптивный характер, соответствует низкий уровень ПОЛ и холестерина в мозге на фона высокой СПА.
Таким образом, пнгибирсванив ПОЛ можно рассматривать как не специфический зацптный механизм, обеспечив ащий мобилизацию других адаптивных реакций при орочной адаптации и функционирование сформировавшихся при долговременной адаптации приспо^ собатальных систем, а уввличэнпэ СПА, обвспечлвапдее низкий уровень ПОЛ, - как важнейиий отресс-лимитиругцлй фактор.
Рио. 3. Динамика различных пока^ зателей при развитии О АС. I. Рвзистентнооть к стрессу по Г. Селье (1979). А - стадия тревоги, Б - стадия резистентнооти, В -стадия истощения. П. Безусловные реакции на внешнее воздействие по П.В.Симонову (1962). А - превентивное торможение, затем возбуждение, Б - аа-предельное торможение. Ш. Изменение концентрации шюу±> лика в крови (Л.Е.Панин, 1983).
17. Динамика адренокортикальной активности (А.А.Вару, 1981).
7. Изменение интеноквноотп ПОЛ в мозге и крови и содержания холестерина в мозге.
У1. Изменение СПА в мозго и оы^ воротке крова.
ВЫВОДЫ
1. Адаптация к стрессорным воздействиям сопровоадаатся скисанием интенсивности перокионого окисления липидов и активацией перехвата оуперокекдных радикалов в мозго и оцворотко крови, а также снижениеи дели холестерина в моиЗ ранах мозга. Изшиония фосфолипидного спектра мембран мозга но одинаковы при различных воздействиях.
2. В инициальный период острого отресса происходит пигибирс*-валЕЗ перокионого окисления липидов и повышение оупвроксид-перехБативаизЕзй ахтшшости в мозге и оцворотко крови. Содер^. ханво фосфолипидов я их окислявмоеть увеличиваются, а содержание хедооторшш в мозго уюньшаотся. Пря продолжении
стрессорного воздействия перекисное окисление липидов активируется, в мембранах мозга накапливается холестерин и снижается доля фосфолипидов.
3. Снижение и последующее увеличение интенсивности перекисло^-го окисления липидов в мозге и крови при остром стрессе могут быть объяснены в рамках концепция, ключевыми звеньями которой являются наличие одновременно процессов ингибирования (за счет усиленной секреции кортикостеровдов, катехолачинов, пептидных гормонов, повышающих супероксидперехватыващуп активность) и активации (за счет усиленного радикалообразова- . • нпя) перекисного окисления липидов, доминирование первого процесса в инициальный период стресса, а второго - в последующий период.
4. Хронический эмоциональнсмЗолевой стресс (модель "сксперл-ментального невроза") приводит к ингибированию перекисного окисления липидов в мозге и сыворотке крови. Патологический по физиологическим показателя?/ характер долговременно!^ адаптации проявляется на уровне мембран мозга в рассогласовании регуляции перекисного окисления липидов и состава липидной компоненты мембран мозга, в том числе в снижении содержания фосфолипидов и их окисляемости на фоне низкого уровня перекисного окисления липидов и высокой супероксид-перехватнвающей активности. Хроническое стрессорное воздействие вызывает нарушение энергетического мэтаболизма мозга.
5. В отдаленные сроки после однократного повреждения мозга низкому уровню перекисного окисления-липидов и содержанию холестерина соответствует повышенный уровень фосфолипидов з мс£ зге и их высокая окисляемость. Нейротрансплантация эмбриональной мозговой ткани в поврежденный участок усиливает эти эффекты.
6. Перехватчики гвдрокоильных радикалов обладают адаптогенным действием при хроническом эмоционально-болевом стрессе. Введение крысам перехватчика гидроксильных радикалов диметклсуль-фокспда снижает уровень перекисного окисления липидов и содер^ жание холестерина, увеличивает супероксидперехватывапдую активность, содержание фосфолипидов в мозге а их окисляемость. Гвдроксильшя радикалы играют существенную роль в развитии поотстресоорного свободнорадикального повреждения мембран мозга.
7. Антиоксиданты фенозан калия (синтетический антиоксвдант класса пространст ;нно затрудненных фенолов), карноэин (водоь растворимый антиоксидант дипептвдной природы) и витамин Е в сочетании с перехватчиком гидроксильных радикалов диштилсуль^ фоксидом обладают адалтогенным действием при остром и хроническом стрессе, ингибируют перекисное окислекзе липидов, снижает содержание холестерина ,' вызывают накопление фосфолипи-дов и повышение их окисляемости в мембранах мозга. Антиоксиданты и перехватчики гидроксильных радикалов оказывают непо^ средствеиное активирующее действие на супероксиддисмутазу.
8. Однократное введение интактным животным веществ, обладаю^ щих антиоксидантншл и адаптогенным действием, вызывает изменения перекисного окисления липадов, супероксидпорехватцвавдей активное : и липкдлой компоненты мозга, сходные с таковыми в инициальный период действия острого стресса.
9. Все изменения перекисного окисления липидов, супероксидпе-■ рехвятываицей активности и липидной компоненты мозга крыс при
действии стресса и введен™ антиоксидантов аналогичны в гомо^ генатах мозга, синаптосомах и фракциях, обогащенных нейронами и глией.
10. Ингибированке перекисного окисления липидов и активация перехвата супероксидных радикалов, а также изменение содержания холестерина в мембранах мозга могут быть рассмотрены как неспецифические звенья адаптации, а фосфолипвдный спектр церебральных ыомбран - как относительно специфичный показатель.
СПШОК 0СН0НШХ РАБОТ, СПУБШОВАННЫХ ПО ТЕШ ДИССЕРТАЦИИ
1. Гуляева Н.В. Активность цитохромоксидазы и содержание ци-тохромов в мозгу крыс при хроническом омоционально-боловои отресое// Нейрохимия.-1984.-Т.З.-й 3.-С.260-268.
2. Гуляева Н.В., Левпзша И.П. Избиения энергетического мэта-боли зул в некоторых областях мозга и вегетативных реакций белых крыс при невротизации/Аурн.выси.норвн.дэят.-1984.-Т.34.-й 3.^.554-659.
3. Левшина И.П., Гуляева Н.В. Изменение скорости локального ио8гового кровотока и содержание цитохроков в мозгу крыс при хроническом омоционально-болевом стрессе/Дуря.высп.норвн.до-ят.-1984.-Т.34.-Й 5.-С. 967-371.
4. 1^ляова В.В., Левошш И.П., Левина О.Л., Плеханова Л.Г.
Корригирупцее действие антиоксиданта при хроническом эмоционально-болевом стрессе у крыс//Бад.эксперим.биол.п мод.-1984.-T.98.-Ä I2.-C.645-646.
5. Гуляева Н.В., Левша О.Л., Левшина И.П. Действие алкоголя при хроническом эмоционально-болевом стрессе у крыс//Бгл.окс-перим.биол.и мед.-1985.-Т. 100.-fä 0.-0.204-206.
6. Левшина И.П., Левина О.Л., Гуляева Н.В. Возможная роль гипоксии и п'ерекисного окисления липидоп в развитии нэврозопо^ добного состояния у крыс/Дурн.выси.нервн.деят.-1985.-Т.35.-Й 2.-С.330-038.
7. Айрапетянц М.Г., Левпшна И.П., Гуляева Н.В. Терапевтическое действие антиоксиданта при. хроническом о:,:оцлонально-<5словом стрессе у крыс//£урн,высш.нервн.доят.-1986.-T.36.-iS 3.-С.554-560.
8. Гуляева Н.В., Левшина И.П., Азизова O.A., Козлов A.B. О влиянии хронического потребления этанола на эмоциональный отресс у белых крыс//йурн.высш.нервп.деят.-1986.-Т.ЗЗ. # 4.-С.767-776.
9.. Гуляева Н.В., Левшина И.П. Адаптогеннов действие диштил-сульфокспда при хроничоском эмоционально^бслевом стрессе у крыс//Бш.экспер1ш.биол.и мед.-1986.-Т.Ю2.-Л II.-С.523-525.
10. Гуляева Н.В. Активация суперокоцддисмутазы мозга крыс под действием антиоксидантов//Тез.докл. П Бсео.конф."Биоантиокоп-дант".-Черноголовка, I986.-T.I.-C.I05.
11. Гуляева Н.В., Левиина И.П., Обидин А.Б. Показатели свобо<-днорадикальпого окисления липидов и антирадикальной защ.ты в мозге крио в разные фазы общего адаптационного синдрома я при введении перехватчиков радикалов//Оундамептальные доотигэпия шйрохимии - издицине .-Горький, 1987.-С.181-182.
12. Гуляэва Н.В. Л im иды мозга крыс линий Трайона//Таз.докл. Воас.спмп. по биохимии липидов.-Алма-Ата, IS87.-C.49-50.
13. Гуляева Н.В. Активность Ма,К-АТФаэы и содержание продуктов перэкисного окисления липидов в мозге прп действия ппэс-ппх факторов//Ионный гоиаостаз н влияние факторов внзшгай среды на жизпадзятельность клетки.41., ИГУ, I987.-C.82.
14. Гуляева Н.В., иэркулова Г.П. Аитистрэссовоз даСствпа вль-фо-тохофэрола в комплекса о дплтилоульфоксадса з скспаразите г подходы к обоснованию прея нанял в 1шапют//11аучно*^гояп1-чоекпй прогресс в мадкцинз и фундвманталышэ проодамц б подо-
-28-
гии- Харьков, 1987.- C.398-i00.
15. Меркулова Г.П. Гуляева II.В. К вопросу об использовании антиоксэдантов в лечении церебральных инсультов//Научно-^гех-нический прогресс в медицине и фундаментальные проблемы биологии.- Харьков, 1987.-С.403-405.
16. Гуляева Н.В. Супероксидперехватыващая активность комплексов карнозина и анзерина с медью и цинком//Тез.дскл. I болгаро-советского симпозиума "Свободные радикалы и биостабилизато-ры".-София, 1987.-С.49.
17. Гуляева Н.В., Обидин А.Б. Простой колориметрический метод определения диметилсульфоксида//Лабораторное дело.-1987.-ib 8.-С.635-636.
18. Левсшна Н.П., Гуляева Н.В., Обидин А.Б., Курочкина Е.В. Антистрессовый оффект диметилсульфоксида у крыс/Дурн.выси. нервн.доят.-1987.-Т.37.-й 2.-С.350-355.
19. Гуляева Н.В., Хоничева Н.М., Обидин А.Б. Супероксиддисиу-,тазная активность и уровень малонового диальдегида в мозгу крыс "способной" и "неспособной" линий Трайона: связь с устойчивостью к стрессу//Нейрохимия.-1987.-Т.6.-й 2.-С.259-262.
20. Маринов B.C., Обидин А.Б., Гуляева Н.В. Изменение активности супероксиддисмутазы под действием доноров и акцепторов влектронов//Биохшия.-1987.-T.52.-4i 5.-С.846-849.
21. Гуляева Н.В. Супероксвдперохватывапцая активность карнозина в присутствии ионов меди и цинка//Биохимия.-1987.-Т. 52.-й 7.-C.I2I6-I220.
22. Никонов В.В., Гуляева Н.В., Обадин А.Б. Эффекты троксе-вазииа, димексида и витамина Е при инфаркте миокарда/Дрово-обращение.-1907.-Т.20.-Vi I.-С. 19-22.
23. Gulyacva N.V., Obidln A.B., Marinov B.3. Modulation of superoxide dlBmutaoe by electron donora und acceptora//FEBS Lottere.-V.211.-II 2,- P.211-214.
24. Гуляева Н.В. Профилактическое и терапевтическое действие антиокевданта при экспериментальном неврозе у крыо//Экспери» ментальные неврозы и их фармакологическая терапия.-М., Наука, 1988.-С.20-26.
25. Гуляева Н.В., Левшина И.П. Теоретическое и оксперимэнта-льное обоснование применения витамина Е в комплексе с димек-евдом в профилактике и терапии невроза//Эксперимснталышо неврозы и их фармакологическая терапия.-М..Наука,1988.-С.15^20.
¿2926. Гуляева Н.В., Никонов В.В., Хименко Л.П., Чуйко В.А., Poi менский Л.А. Витамин В и дкмокоид в предупреждении кардиоцере-брального синдрома у лиц пожилого и старческого возраста при инфаркте миокарда//Кровообрацоrate.-1988. —T.2I.-JS 2. М].30-31.
27. Гуляева Н.В. Состояние свободнорадикального окисления липидов и лшидный состав ткани мозга рецепиента при трансплантации кок показатели компенсаторшх процессов//Тез.докл.Всео. с имп. "Трансплантация ткани мозга млекопитащих'.-Пупшно, 1988. -С.21-22.
28. Гуляева Н.В., Левшина И.П., Обвдпн A.B. Стадия ингпбпрова-ния свободнорадикального окисления липидов предпзствует стадии ого активации при стрессе//Доклады АН CCCP.-I988.-T.300.-№ 3.-0.748-752.
29. Айрапетшщ М.Г., Гуляева Н.В. Роль свободнорадикального окисления липидов в »механизмах вдаптацил//Вэстншс АШ СССР.-1988.-й II.-С.49-65.
30. Гуляева Н.В., Левшина И.П. Характеристики свободнорадикального 0КИСЛ01ШЯ и антирадакальпой защиты мозга при адаптации
к хроническому отрессу//Бш.онсперлм.биол.п мзд.-1988.-Т.Ю6.ч , й 8.-С.153-156.
31. Гуляева Н.В., Левшина И.П., Обидин A.B., Авакян А.Х., Козлов A.B., Азпзова O.A., Владимиров Ю.А. Супероксадустраняицая пктивность и антпоксидантная скстема трансферрин-церулоплазмип в сыворотке крови при хроническом эмоционально-болевом стрессе и введении диметилоульфоксвда у крыс//Егл.оксперим.биол.и мед.г. 1988.-Т.106.-Д 8.-С.159-161.
32. Левшина И.П., Обидин A.B., Гуляева Н.В. Антистрессовые эф^-фекты витамина Е а диметилоульфоксвда при их совместном применении в малых доззх//Бпл.зкспвршл.биал.п мэд.-1988.-Т.Ю6.-
й 9.-С.274-276.
33. Гуляева Н.В., Лузина Н.Л., Левшина И.П., Крыхановский Г.Н. Стадия ингибирования перекисного окисления липидов при стрес-со/Бш.експерим.биол.и кэд.-1988.-Т.106.-^12.43.660-063.
34. Левшина И.П., Курочкшш Е.В., Обидин А.Б., Гуляева Н.В. Альфа-токоферол в комплексе о дкмзтплсульфокспдом - средства, обладапцэе выоокоэффектпзпым адсптогешшм действием при хроническом омоционально-болевоы с4россе у крыо//Йура.выоп. первн.деят.-1988.-Т.38.-£ 3.-С.533-639.
35. Гуляева Н.В., Лекшна И.П., Обидин A.B. Показатели свобо-
дгорадикального окисления липидов и антирадикальной защиты мозга - нейрохим: еские корреляты общего адаптационного син-дрома/Дурн. высш. нервн.деят.-1988.-Т.38.-й 4.¿С.731-737.
36. Ермакова И.В., Лосева Е.В., Гуляева Н.В. Поведенческие, морфологические и биохимические корреляты раннего влияния вейротрансшшнтата на поврежденный мозг взрослых крыо/Дурн. висш.нервн.деят.-1968.-Т.38.-й 5.-С.922-630.
37. Гуляева Н.В., Дупин A.M., Левшина И.П., Обидин А.Б., Болдырев A.A. Карноэин предотвращает активацию свободнорадикаль-наго окисления липидов при стрессе//Бш.експершл.биол.г мед.-1989.-Т.107.-Й 2— С. 144-147.
38. Гуляева Н.В., Бикбулатова Л .С., Общуш А.Б., Айрапегяпц М.Г., Кругликов Р.И. Длительное снижение перекисного окисления липидов в мозгу крыс при введении нейропептидов//Нейро-хиыия.- I989.-T.8.-JS I.-С.95-100.
39. Гуляева Н.В., Обвдин А.Б., Маринов Б.С. Механизм функ-• циошзрования супероксиддисмутазы: нногоцрнтровая модель// Известия АН СССР(сер.биол.).-1989.-й 4.- С.
40. Гуляева Н.В. Антиокислительное действие карнозина: вффо-кты ин виво/Дез.докл. Ш Всес.копф."Бпоантиоксидант".-й., 1989.- T.I.-C.99-60.
41. Гуляева Н.В. Свободнорадикальноо окислашга липидов в нов*-го при адаптации к вкотромалыши воздейотвшо^/Тео.докл. Q Все с. конф. "Биоантиокс идшгг". ., 1989.-Т. 2. ^. 27-28.
42. Гуляева Н.В. Ингибированио свободнорадикалъпого ссспсло-шш лшцдов в изханпзыах срочной и долговроюнноИ адаптации к отреосу//Биологичосккэ науки.-1989.-й 4.-С.5-14.
АВТОРСКИЕ СВИДЕТЕЛЬСТВА
1. Гуляева Н.В., Об един А. Б. Способ спродолэшш дпзпш)уль£ фокоцда//А.С.СССР £ 1324668— Б.И. » 27, 1987.
2. Гуляева Н.В. Споооб опродзлешя суперокопдшд слиоиЧДЮ^* кслоа//А.С.СССР ß 1352327.-Б.И. ö 42, 1987.