Научная статья на тему 'Исследование свободнорадикальных процессов в организме крыс на фоне изменения состояния внешней среды'

Исследование свободнорадикальных процессов в организме крыс на фоне изменения состояния внешней среды Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

CC BY
235
80
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ФАЗОВЫЕ ФЛУКТУАЦИИ / ИНДУЦИРОВАННАЯ ХЕМИЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ / ПРОДУКТЫ ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ / ОКИСЛИТЕЛЬНАЯ МОДИФИКАЦИЯ БЕЛКОВ / СУПЕРОКСИДДИСМУТАЗА / КАТАЛАЗА / PHASE FLUCTUATIONS / INDUCED CHEMILUMINESCENCE / LIPID PEROXIDATION PRODUCTS / OXIDATIVE PROTEIN MODIFICATION / SUPEROXIDE DISMUTASE / CATALASE

Аннотация научной статьи по фундаментальной медицине, автор научной работы — Кулакова Ксения Владимировна, Давыденко Дина Владимировна, Щербатюк Татьяна Григорьевна, Чернов Владимир Викто, Макушева Марина Александровна

Представлены первые результаты оценки вариабельности значений F-индекса фазовых флуктуаций, характеризующих геофизические изменения во внешней среде, и динамики параметров свободнорадикального окисления в организме животных в течение 21 суток эксперимента. С помощью корреляционного анализа показано наличие согласованности изменения показателей свободнорадикального окисления в печени, крови и динамики F-индекса.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по фундаментальной медицине , автор научной работы — Кулакова Ксения Владимировна, Давыденко Дина Владимировна, Щербатюк Татьяна Григорьевна, Чернов Владимир Викто, Макушева Марина Александровна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

INVESTIGATION OF FREE-RADICAL PROCESSES IN RAT ORGANISMS ON THE BACKGROUND OF ENVIRONMENTAL CHANGES

First estimation results are presented of a 21-day experiment on variability of phase fluctuation values characterizing heliogeophysical environmental changes (F-index) and the dynamics of free-radical oxidation parameters in rat organisms. The correlation analysis revealed the coherence between the changes of free-radical oxidation parameters in the animal liver and blood, and F-index dynamics.

Текст научной работы на тему «Исследование свободнорадикальных процессов в организме крыс на фоне изменения состояния внешней среды»

Биология

Вестник Нижегородского у ниверситета им. Н.И. Лобачевского, 2010, № 4 (1),с. 100-108

544.03+591.1

ИССЛЕДОВАНИЕ СВОБОДНОРАДИКАЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ В ОРГАНИЗМЕ КРЫС НА ФОНЕ ИЗМЕНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ ВНЕШНЕЙ СРЕДЫ

© 2010 г.

К.В. Кулакова1, Д.В. Давыденко1, Т.Г. Щербатюк1, В.В. Чернов2, М.А. Макушева1

Нижегородский госуниверситет им. Н.И. Лобачевского 2Институт прикладной физики РАН

[email protected]

Поступила в редакцию 04.05.2010

Представлены первые результаты оценки вариабельности значений ^-индекса фазовых флуктуаций, характеризующих геофизические изменения во внешней среде, и динамики параметров свободнорадикального окисления в организме животных в течение 21 суток эксперимента. С помощью корреляционного анализа показано наличие согласованности изменения показателей свободнорадикального окисления в печени, крови и динамики ^-индекса.

Ключевые слова: фазовые флуктуации, индуцированная хемилюминесценция, продукты перекис-ного окисления липидов, окислительная модификация белков, супероксиддисмутаза, каталаза.

Введение

Экспериментальные исследования, связанные с оценкой биохимических параметров в норме и при патологии в динамике с использованием временных рядов различной продолжительности, представляют ценность с точки зрения возможности выявления общих закономерностей реакции организма на изменения экзо- и эндогенного характера, в частности касающихся вопросов биоритмологии и влияния факторов внешней среды на адаптационные возможности. Однако зачастую исследователи сталкиваются с проблемой интерпретации полученных результатов биомедицинских исследований, поскольку кинетические изменения анализируемых параметров не находят удовлетворительного теоретического подкрепления, что может приводить к ложным выводам о наличии погрешностей измерительных систем или оператора и объясняться существованием некоторого неизученного фактора, возможность влияния которого не учитывалась в ходе планирования экспериментов. В итоге парадоксальные результаты признаются исследователями не стоящим внимания артефактом, не выносятся на обсуждение и не публикуются.

На протяжении многих лет обсуждается идея значимости влияния некоторых, обычно не учитываемых, внешних воздействий на физикохимические и биологические процессы, невос-производимость всех условий эксперимента и, как следствие, «разброс» результатов, существенно превышающий возможные методические

ошибки [1-3]. Работы, посвященные изучению воздействия космофизических процессов на биологические объекты, исторически уходящие корнями к трудам А.Л. Чижевского [4, 5], не теряют актуальности [6-9], подтверждая неоспоримую значимость для биомедицинских исследований анализа изменений во внешней среде. Эти воздействия, часто объединяемые понятием «космическая погода», способны привести к существенным перестройкам в функционировании биологических объектов. Термин «космическая погода» подразумевает совокупность событий на Солнце, в солнечном ветре, магнитосфере, ионосфере, термосфере, геосфере, которые могут влиять на стабильность работы и надёжность космических и наземных технологических систем и процессы жизнедеятельности [10, 11].

В качестве перспективного способа мониторинга и интегральной оценки космической погоды в представленной работе проводилось исследование фазовых флуктуаций (^-индекс) в системе «излучатель - грунт - приемник». Метод разработан в ИПФ РАН, Н. Новгород. Информативным показателем метода является разность фаз между излучаемым зондирующим акустическим полем давления и полем скорости в грунте вблизи точки излучения. Регистрация ^-индекса позволяет отметить изменения акустического импеданса среды. Многолетними исследованиями автору метода В.В. Чернову удалось установить, что этот параметр является косвенным показателем, характеризующим космические события, оказывающие интенсивное воздействие на

все стороны гелио-, гео- и биосферы и отражает, таким образом, всплески физических процессов как на Солнце, так и на Земле [12-15]. Мониторинг осуществляется на протяжении 11 лет, что позволило установить следующий факт: при стабильных параметрах зондирующего сигнала и при небольших изменениях внешних атмосферных условий (относительное изменение атмосферного давления не более 6%, относительное изменение температуры не более 5%), фазовые изменения могут составлять до 80 градусов. Доступные данные по случаям дорожно-транспортных происшествий, суицидов, вызовам «скорой помощи», возрастанию числа скоропостижных смертей от инфарктов и инсультов, субъективной оценке психоэмоционального состояния подтверждают, что ухудшение самочувствия иногда может развиваться на фоне стабильной температуры, давления, влажности и в спокойной геомагнитной обстановке под влиянием неизвестных факторов. Это подтверждает наличие неизвестного механизма космического воздействия на среду; кроме того, становится возможным проведение как долговременного прогноза, так и ретроспективного анализа причин, влияющих как на изменения ^-индекса, так и на катастрофические события на Земле.

В ряде работ отмечается необходимость исследования корреляционных связей между элементами космической погоды и вызванными ими вариациями функциональных параметров биологических систем [16-18]. Однако несмотря на то, что свободнорадикальное окисление является универсальным механизмом клеточных повреждений [19-22] и неспецифической реакцией организма, данных об изменении про-антиоксидантного баланса на фоне изменений во внешней среде в доступной литературе не обнаружено; при этом значимость подобных исследований определяется тем фактом, что, в зависимости от исходного состояния организма, можно ожидать как стимуляцию анализируемых функциональных процессов, так и их угнетение [23, 24].

Целью исследования была оценка интенсивности свободнорадикального окисления в организме экспериментальных животных в течение 21 суток наблюдения и сопоставление полученных результатов с изменениями во внешней среде, регистрируемыми по ^-индексу, в указанный период времени.

В рамках поставленной цели решались следующие задачи:

оценить изменение состояния внешней среды на основании регистрации фазовых флуктуаций в течение 21 суток исследования;

исследовать потенциальную способность организма экспериментальных животных к пере-кисному окислению и общую антиоксидантную активность плазмы крови и гомогенатов ткани печени в течение 21 суток наблюдения;

определить изменение содержания продуктов перекисного окисления липидов - диеновых конъюгатов и малонового диальдегида - в плазме крови и гомогенатах ткани печени в течение 21 суток наблюдения;

определить уровень окислительной модификации белков плазмы крови экспериментальных животных;

изучить активность антиоксидантых ферментов супероксиддисмутазы и каталазы в гомогенатах ткани печени и эритроцитах крови;

выявить наличие согласованных изменений исследуемых параметров организма животных с динамикой геофизического ^-индекса состояния внешней среды.

Экспериментальная часть

Исследование выполнено на 42 белых нелинейных крысах, самцах, массой 200+20 г, в возрасте 3-х месяцев. Животных содержали в стандартных условиях вивария; все манипуляции проводились в соответствии с приказом Минвуза СССР № 742 от 13.11.84. «Об утверждении правил проведения работ с использованием экспериментальных животных» и № 48 от 23.01.85. «О контроле за проведением работ с использованием экспериментальных животных». Животные были разделены на 7 групп по 6 особей. Декапитацию животных под эфирным наркозом и взятие материалов для исследования производили в течение 3-х недель с интервалом 3 дня. Для исследования в пробирки с гепарином забиралась кровь; образцы печени перед последующей гомогенизацией фиксировались в жидком азоте.

В течение всего периода исследования проводилось мониторирование фазовых флуктуаций по методу, описанному В.В. Черновым [25]. В работе представлены средние значения регистрируемого ^-индекса за 6 часов, соответствующих времени проведения эксперимента - с 8.00 до 14.00 по московскому времени. Результаты представлены в герцах (регистрируется частота, при которой фаза равна 0).

Для оценки процессов пероксидации использовались методы, признанные многими авторами ключевыми и наиболее информативными.

Методом индуцированной перекисью водорода и сульфатом железа хемилюминесценции [26] в гомогенатах печени и плазме крови оце-

нивали интегральные показатели свободнорадикальной активности: Imax - максимальную интенсивность хемилюминесценции исследуемых проб, измеряемую в мВ и характеризующую потенциальную способность исследуемой ткани к свободнорадикальному окислению, и показатель 1/S (отн. ед.), обратно пропорциональный светосумме хемилюминесценции за 30 секунд измерения и, соответственно, содержанию радикалов в исследуемой системе. Измерения проводили на биохемилюминометре БХЛ 06-М [27].

В гомогенатах печени и плазме крови определяли содержание продуктов перекисного окисления липидов - диеновых конъюгатов (ДК) и малонового диальдегида (МДА) по методам [28] и [29] соответственно. Концентрацию ДК и МДА выражали в единицах оптической плотности относительно количества общих липидов. Общие липиды определяли с помощью стандартного набора реактивов «Lachema» (Чехия).

В плазме крови животных определяли степень окислительной модификации белков (ОМБ) по уровню карбонильных производных, основанному на реакции взаимодействия окисленных альдегидных и кетонных аминокислотных остатков белков с 2,4-динитрофенилгидразином с образованием альдегид- и кетон-динитро-фенилгидразонов (аДНФГ, кДНФГ) [30]. Уровень окислительной модификации белков выражали в единицах оптической плотности, отнесенных к 1 г белка. Общий белок определяли с помощью стандартного набора реагентов фирмы «Vital diagnostic» (Санкт-Петербург) спектрофотометрически (HELIOS ESCORT-300C, Thermo Spectronic, USA).

Активность супероксиддисмутазы (СОД) по реакции с нитросиним тетразолием и каталазы -по скорости разрушения пероксида водорода в нейтральной среде - в гомогенатах печени и эритроцитах крови определяли по методам [31] и [32] соответственно. Результаты представлены в единицах активности, отнесенной к 1 мг гемоглобина в минуту (ед. акт./мг Hb мин).

Статистическую обработку полученных результатов проводили с использованием программ Microsoft Excel и Statistica 7.0. (Windows Vista). Вид распределения полученных данных не соответствовал нормальному, в связи с чем оценку результатов проводили с применением методов непараметрической статистики. Для установления различий по степени выраженности анализируемых признаков одновременно между семью выборками был использован ранговый анализ вариаций по Краскелу-Уоллису (критерий Hkw свидетельствует о статистически значи-

мых различиях между выборками при p < 0.01). Степень согласованности изменений исследуемых параметров определяли по ранговому коэффициенту корреляции Спирмена rs (выделялись положительные и отрицательные корреляции, свидетельствующие о наличии прямой или обратной связей соответственно; согласованность изменений считалась значимой при p < 0.05).

При представлении результатов использованы графики, отражающие медианные значения (Ме) и интерквартильные размахи в виде верхних границ нижних квартилей, нижних границ верхних квартилей (25 и 75 процентили), а также максимальное и минимальное значения признака в каждой из исследованных групп.

Результаты и их обсуждение

В период эксперимента значимых изменений давления и температуры не зафиксировано. Геомагнитная обстановка в течение эксперимента была слабовозмущённой и спокойной; малая магнитная буря зарегистрирована на планете на 18-й день эксперимента. Однако отмечено значительное возрастание геофизической активности: зарегистрированы 12 землетрясений с магнитудами от 6 до 7.5. Данные доступны на следующих сайтах: Space Weather Prediction Center (http://www.sec.noaa.gov), Solar Influences Data Analysis Center (http://www.sidc.oma.be/index.php3), прогнозы солнечной и геомагнитной активности Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н.В. Пушкова РАН (http://www.izmiran.ru), Earthquake Hazards Program (http://earthquake.usgs.gov/).

Мониторирование фазовых флуктуаций показало, что в период эксперимента, начиная с 3-го дня, имело место значительное снижение значений F-индекса, достигшее своего минимума на 12-е сутки регистрации, с последующим возрастанием значений до исходного уровня. Точка минимума кривой изменения F-индекса фазовых флуктуаций совпадает с днём четвёртого взятия материалов исследования (рис. 1).

Таким образом, в ходе эксперимента удалось зафиксировать событие, сопровождающееся значительными изменениями F-индекса. Предположительно, это событие могло оказать влияние на процессы свободнорадикального окисления в организме экспериментальных животных.

Оценка уровня максимальной интенсивности хемилюминесценции (/max) и общей антиокси-дантной активности (1/S) в гомогенатах тканей печени животных в течение 21 суток эксперимента показала наличие статистически значимых изменений этих параметров (Hkw(Imax) =

Продолжительность эксперимента, сутки

Рис. 1. Динамика индекса фазовых флуктуаций в период эксперимента

= 31.37, р < 0.01; = 32.44, р < 0.01), в то

время как в плазме крови отличия статистически незначимы (Як„(1шах) = 8.64, р = 0.19; Яки^) = 1.52, р = 0.96). Минимальное значение хемилюминесцентного свечения образцов печени интактных животных и, соответственно, максимальное значение общей антиоксидант -ной активности отмечено на 12-е сутки. При этом на протяжении всего предшествующего периода, начиная с 3-го дня эксперимента, наблюдается статистически значимое снижение показателя максимальной интенсивности хеми-люминесценции и повышение уровня общей антиоксидантной активности. Позднее, в период с 15 по 21 сутки, значения исследуемых параметров восстанавливаются до исходных (рис. 2). В плазме крови на 12-й день эксперимента отмечено максимальное значение хемилюми-несценции. Отсутствие более значительных изменений, вероятно, является свидетельством адекватности функционирования антиокси-дантной системы защиты в плазме крови и поддержания свободнорадикального окисления на стационарном уровне.

Итак, очевидно существование фактора, вносящего дисбаланс в работу компонентов про-/антиоксидантной систем организма лабораторных животных в процессе наблюдения. Предположительно таким фактором может являться изменение состояния внешней среды. Значительное снижение хемилюминесценции ткани печени является доказательством активации антиоксидантной системы защиты в ответ на критические изменения во внешней среде и

представляет собой своеобразную реакцию адаптации к изменяющимся условиям, регистрируемым в динамике ^-индекса фазовых флуктуаций. Вероятно, эта реакция организма является первичной и именно благодаря активации антиоксидантной системы в печени не развивается значимое повышение уровня свободнорадикального окисления в плазме крови.

Проведённый корреляционный анализ показал наличие согласованности изменений значений ^-индекса и параметров, характеризующих хемилюминограммы гомогенатов печени крыс: максимального свечения образцов (г = 0.83, р < 0.05) и общей антиоксидантной активности (г = -0.83,р < 0.05).

В тканях печени наблюдается увеличение содержания диеновых конъюгатов и малонового диальдегида в период с 3 по 9 сутки эксперимента, соответствующий постепенному уменьшению значений ^-индекса. Поскольку ДК и МДА являются маркерами стадий процесса перекисного окисления липидов (ПОЛ), то интересным является факт последовавшего снижения содержания обоих продуктов в период с 9 по 12 сутки наблюдения. Таким образом, минимальное значение ^-индекса соответствует снижению количества продуктов ПОЛ в тканях печени по сравнению с предыдущим периодом наблюдения, что, вероятно, также связано с активацией антиоксидантной системы. В последующие дни исследования (в период с 15 по 21 сутки), когда значения фазовых флуктуаций возвращаются к исходному уровню, снова отмечено возрастание количества продуктов ПОЛ в

И

2.0 1.9 1.8 1.7

" 1.6

й

^ 1.5 1.4 1.3 1.2

3 6 9 12 15 18 21

Продолжительность эксперимента, сутки

Продолжительность эксперимента, сутки

Рис. 2. Изменение свободнорадикальной активности в печени экспериментальных животных в течение трех недель эксперимента: а - максимальной интенсивности хемилюминесценции, б - общей антиоксидантной активности

печени (рис. 3). Различия между группами статистически значимы: Я™(дк) = 31.01, Я™(мда) = = 30.72;р < 0.00001.

Таким образом, нами была установлена согласованность изменения содержания продуктов ПОЛ в печени с изменением значений ^-индекса, что подтверждает гипотезу о возможном влиянии изменений во внешней среде на свободнорадикальные процессы в организме. Представляется интересным тот факт, что корреляционный анализ показал наличие обратной связи между изменением значений ^-индекса и содержанием ДК (г = -0.37, р <

< 0.05) и прямой - между изменением значений ^-индекса и содержанием МДА (г = 0.37, р <

< 0.05) в печени экспериментальных животных.

Исследование содержания ДК и МДА в плазме крови показало разнонаправленный характер их изменения, причём максимальное содержание ДК и минимальное МДА соответствует 12-м суткам эксперимента (рис. 4). Различия между группами статистически значимы: Яки(дк) = 31.01, р < 0.00001; Я™(мда) = 25.53, р = = 0.00035. Как и при исследовании печени, в плазме крови также установлена согласованность изменения содержания продуктов ПОЛ с изменением значений ^-индекса; корреляционный анализ показал наличие обратных связей между изменением значений ^-индекса и содержанием ДК (г = -0.66, р < 0.05) и прямых -между изменением значений ^-индекса и содержанием МДА (г = 0.57, р < 0.05), однако сила связи больше, чем при анализе данных, полученных в гомогенатах печени.

Важно отметить наличие согласованности изменений содержания продуктов ПОЛ в организме животных: установлена прямая корреляция между изменением содержания ДК в пече-

ни и плазме (г = 0.46, р < 0.05) и изменением содержания МДА в печени и плазме крови (г = 0.43,р < 0.05).

Исследование содержания продуктов окислительной модификации белков в плазме крови показало наличие статистически значимых различий в содержании альдегид-ДНФГ (спонтанное окисление, 270 нм; Яки(адНФГ) = 15.76, р = = 0.015) и кетон-ДНФГ (индуцированное окисление, 363 нм; Яки(кдНФГ) = 20.64, р = 0.002). Поскольку спонтанное перекисное окисление белков характеризует реализуемые окислительные возможности организма, а индуцированное отражает резервные физиологические возможности, можно предположить, что снижение как спонтанного, так и индуцированного окисления белков в период с 3 по 12 сутки эксперимента связано с активацией антиоксидантной системы защиты организма экспериментальных животных. Действительно, установлена согласованность изменения активности антиоксидантного фермента СОД и содержания продуктов ОМБ: аДНФГ (г = -0.5, р < 0.05) и кДНФГ (г = -0.78, р < 0.05). Кроме того, динамика содержания кетон-ДНФГ находится в корреляционной связи с изменением значений ^-индекса (г = 0.61, р <

< 0.05).

По мнению Е.Б. Бурлаковой [33], антиокси-дантный ответ в других органах, в частности в селезёнке и почках, носит такой же характер, как и в печени, отличаясь только временем проявления изменений, в связи с чем особо важно было оценить активность антиоксидантных ферментов - супероксиддисмутазы, обеспечивающей обрыв цепей кислородзависимых свободнорадикальных реакций за счет превращения супероксид анион-радикала в пероксид водорода, и, таким образом, лимитирующей про-

а

Продолжительность эксперимента, сутки

3 6 9 12 15 18 21

Продолжительность эксперимента, сутки

Рис. 3. Изменение содержания продуктов перекисного окисления липидов в печени экспериментальных животных в течение трех недель эксперимента: а - диеновых конъюгатов, б - малонового диальдегида

б

цесс ПОЛ, и каталазы, катализирующей двухэлектронное восстановление пероксида водорода до воды и этим исключающей образование из пероксида активных радикальных инициаторов. Однако статистически значимых отличий в содержании антиоксидантных ферментов СОД и каталазы в гомогенатах печени обнаружено не был°. Нкге(СОД) — 4.58, р — 0.59, Н]™(каталаза) — 4.14, р — 0.66, несмотря на то, что на 12-й день эксперимента наблюдается максимальное значение медианы для фермента каталазы. В то же время оценка значений СОД и каталазы в эритроцитах интактных животных в течение 3-х недель эксперимента показала наличие статистически значимых отличий активности антиоксидантных ферментов. Н]№(СОд) — 26.83, р — 0.0002; Нк„(каталаза) — 18.1, р — 0.006. Повышение активности СОД и каталазы соответствует периоду с 3 по 12-й сутки эксперимента, после чего активность ферментов вновь возвращается к исходному уровню (рис. 5). Это соотносится с повышением в этот же период активности процессов пероксидации и подтверждается наличием прямой корреляционой связи между изменением активности СОД и содержанием ДК в плазме крови (г — 0.61, р < 0.05).

Кроме того, изменение активности антиок-сидантных ферментов в эритроцитах крови демонстрирует согласованные изменения с динамикой ^-индекса и подтверждается наличием статистически значимых обратных корреляционных связей. между изменением состояния внешней среды и активностью СОД (г — -0.8, р < 0.05) и каталазы (г — -0.48, р < 0.05).

Возможно, изменение состояния внешней среды, регистрируемого по вариабельности значений ^-индекса, влияет на процессы сво-

боднорадикального окисления в тканях печени, что представляет собой первичный процесс, однако реакция организма определяется мобилизацией ресурсов неферментативной антиоксидантной системы защиты, поскольку статистически значимых изменений значений СОД и каталазы в печени обнаружено не было. Логично отметить наличие прямой корреляционной взаимосвязи между изменением содержания ферментов СОД (г — 0.64, р < 0.05) и каталазы (г — 0.4, р < 0.05) в крови животных и динамикой общей антиоксидантной активности гомогенатов ткани печени.

Выводы

В ходе эксперимента зафиксировано событие, сопровождавшееся значительным изменением состояния внешней среды, регистрируемого по вариабельности значений ^-индекса.

В печени здоровых животных в ходе эксперимента установлены изменения максимальной интенсивности хемилюминесценции и показателя общей антиоксидантной активности, содержания продуктов перекисного окисления липидов диеновых конъюгатов и малонового диальдегида, а на 12-е сутки отмечено повышение активности фермента каталазы.

В плазме крови и эритроцитах интактных животных в ходе эксперимента нелинейно меняется содержание диеновых конъюгатов и малонового диальдегида, активность антиокси-дантных ферментов супероксиддисмутазы и каталазы, а также содержание продуктов окислительной модификации белков. На 12-е сутки в плазме крови отмечено повышение интенсивности хемилюминесценции.

Продолжительность эксперимента, сутки

Продолжительность эксперимента, сутки

Рис. 4. Изменение содержания продуктов перекисного окисления липидов в плазме крови экспериментальных животных в течение трех недель эксперимента: а - диеновых конъюгатов, б - малонового диальдегида

Продолжительность эксперимента, сутки

Продолжительность эксперимента, сутки

Рис. 5. Изменение активности антиоксидантных ферментов в эритроцитах крови экспериментальных животных в течение трех недель эксперимента: а - супероксиддисмутазы, б - каталазы

Впервые с помощью корреляционного анализа показано, что изменение исследованных параметров свободнорадикального окисления происходит согласованно с динамикой геофизического ^-индекса фазовых флуктуаций, характеризующего изменения во внешней среде.

Полученные результаты подтверждают необходимость учёта влияния изменения состояния внешней среды при анализе данных биомедицинских исследований. Дальнейшие исследования дадут возможность усовершенствовать разработку дизайна экспериментов с учётом минимизации влияния состояния внешней среды на исследуемые параметры, разработать подходы по профилактике заболеваний у «групп риска» населения, а также оптимизировать терапевтические мероприятия с учётом индивидуальных реакций организма.

Список литературы

1. Шноль С.Э., Коломбет В.А., Иванова Н.П., Брицина Т.Я. Макроскопические флуктуации -общее свойство водных растворов различных белков и других веществ. Статистический спектральный анализ макроскопических флуктуаций // Биофизика. 1980. Т. XXV. Вып. 3. С. 409-422.

2. Перевертун Т.В., Удальцова Н.В., Коломбет

В.А., Иванова Н.П. и др. Макроскопические флуктуации в водных растворах белков и других веществ как возможное следствие космогеофизических процессов // Биофизика. 1981. Т. XXVI. Вып. 4. С. 604-614.

3. Удальцова Н.В., Коломбет В.А., Шноль С.Э. Возможная космофизическая обусловленность макроскопических флуктуаций в процессах разной природы. Пущино: НЦБИ, 1987. 96 с.

4. Чижевский А.Л. Земное эхо солнечных бурь. М.: Мысль, 1976. 367 с.

5. Чижевский А.Л. Космический пульс жизни. М.: Мысль, 1995. 768 с.

6. Владимирский Б.М. «Солнечная активность -биосфера» - первая в истории науки масштабная междисциплинарная проблема // Биофизика. 1995. Т. 40. Вып. 5. С. 950-958.

7. Владимирский Б.М., Темурьянц Н.А. Влияние солнечной активности на биосферу-ноосферу. М.: МНЭПУ, 2000. 374 с.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

8. Степанова С.И. Суточные ритмы здоровых людей / Атлас временных вариаций природных, антропогенных и социальных процессов. Циклическая динамика в природе и обществе. М.: Научный мир, 1998. Т. 2. С. 316-320.

9. Загускин С.Л., Загускина Л.Д. Устойчивость и чувствительность биологических процессов к внешним космофизическим факторам // Биофизика. 1995. Т. 40. Вып. 5. С. 1117-1120.

10. National Space Weather Program. Strategic Plan. Office of Federal Coordinator For Meteorological Services and Supporting Research FCM-P30-1995. Washington DC. August 1995.

11. Владимирский Б.М., Темурьянц Н.А., Мар-тынюк В.С. Космическая погода и наша жизнь. Фрязино: Век 2, 2004. 224 с.

12. Chernov V.V., Guschin V.V. About some peculiarities of auto-oscillations on a ground surface // Abstrarts of the conference «Nonlinear Waves. Synchronization and Patterns», Nizhny Novgorod, Russia, 1995. P. 19-22.

13. Chernov V.V. Observation of Phase Instability Near the Ground Surface // Abstrarts of the 29-th General Assembly of the International Association of Seismology and Physics of the Earth’s Interior, Thessaloniki, Greece, 1997. P. 222.

14. Чернов В.В. Длиннопериодные временные флуктуации акустических импедансных свойств грунта // Труды 4-й науч. конф. по радиофизике. Н. Новогород, 2000. С. 279-280.

15. Chernov V.V. Monitoring of phase instability near the ground surface // Abstracts of International conference dedicated to the 100-th anniversary of A.A. Andronov, Frontiers of nonlinear physics «Progress in nonlinear science», Nizhny Novgorod, Russia, July 2-6, 2001. V. II. P. 221-223.

16. Амиранашвили А., Геонджян Л., Гурцкая Н., Кереселидзе З. и др. // Матер. междун. конф. «Погода и биосистемы», СПб., 11-14 октября 2006. С. 10.

17. Андронова Т.И., Деряпа Н.Р., Соломатин А.П. Гелио-метеотропные реакции здорового и больного человека. Л.: Медицина, 1982. 248 с.

18. Лукателли Ф.Дж., Пейн Е.Дж. Существует ли корреляция между космофизическими факторами и возникновением маниакально-депрессивного психоза? // Биофизика. 1995. Т. 40. Вып. 5. С. 1020-1024.

19. Бурлакова Е.Б., Храпова Н.Г. Перекисное окисление липидов и природные антиоксиданты // Успехи химии. 1985. Т. 54. № 9. С. 1540-1558.

20. Зенков Н.К., Ланкин В.З., Меньщикова Е.Б. Окислительный стресс: биохимический и патофизиологический аспекты. Москва: Изд-во МАИК «Наука/Интерпериодика», 2001. 343 с.

21. Бурлакова Е.Б., Архипова Г.В., Голощапов А.Н. Биоантиокислители в регуляции метаболизма в норме и патологии. М.: Наука, 1982. С. 74-83.

22. Козлов Ю.П. Свободные радикалы и их роль в нормальных и патологических процессах. М.: МГУ, 1973. 175 с.

23. Breus T.K., Comelissen G., Halberg F., Levitan A.E. // Ann. Geophysicae. 1995. V. 13. P. 1211-1222.

24. Бреус Т.К., Чибисов С.М., Баевский Р.М., Шесбухов К.В. Хроноструктура биоритмов сердца и факторы внешней среды. М.: Полиграф сервис, 2002. 231 с.

25. Чернов В.В. Мониторинг длиннопериодных фазовых флуктуаций в системе излучатель-грунт-приемник // Сб. тр. XIX сессии Российского акустического общества, Н. Новогород, 2007. Т. 2. С. 60-62.

26. Кузьмина Е.И., Нелюбин А.С., Щенникова М.К. Применение индуцированной хемилюминес-ценции для оценки свободнорадикальных реакций в биологических субстратах // В межвуз. сб. биохимии и биофизики микроорганизмов. Горький, 1983. С. 179-183.

27. Еромолин С.В., Родичев Б.С., Кожаков М.Ю., Кузьмина Е.И. Устройство для контроля биохеми-люминесценции БХЛ-06М // Матер. III Всес. совещ. по хемилюминесценции, Рига, 1990. С. 128.

28. Fletcher D.L., Dillared C.J., Tappel A.Y. Measurement of fluorescent lipid peroxidation products in biological system and tissues // Analyt. Biochem. 1973. V. 52. P. 497-499.

29. Folch J.A., Less M., Stanley A. Simple method for the isolation and purification of total lipids from animal tissues // Biol. Chem. 1957. V. 226. № 2. P. 497-509.

30. Дубинина Е.Е. Окислительные модификации белков сыворотки крови человека, метод ее определения // Вопросы медицинской химии. 1995. № 1. С. 24-26.

31. Nishinimi M., Roo A., Xagi K. The occurrence of superoxide anion in reactions of redused phenaxi-nemetasulfate and molecular oxygen // Biochem. Bio-phys. res. commun. 1972. V. 146. № 2. P. 849-854.

32. Aebi H. // Methoden der erymatiechen analyses. 1970. V. 2. P. 636-647.

33. Бурлакова Е.Б. Физико-химические механизмы злокачественного роста. М.: Наука, 1970.

С. 41-46.

INVESTIGATION OF FREE-RADICAL PROCESSES IN RAT ORGANISMS ON THE BACKGROUND OF ENVIRONMENTAL CHANGES

K.V. Kulakova, D.V. Davidenko, T.GShcherbatyuk, V.V. Chernov, M.A. Makusheva

First estimation results are presented of a 21-day experiment on variability of phase fluctuation values characterizing heliogeophysical environmental changes (F-index) and the dynamics of free-radical oxidation parameters in rat organisms. The correlation analysis revealed the coherence between the changes of free-radical oxidation parameters in the animal liver and blood, and F-index dynamics.

Keywords: phase fluctuations, induced chemiluminescence, lipid peroxidation products, oxidative protein modification, superoxide dismutase, catalase.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.