Перекисное окисление липидов и эндогенный фосфолипазный

Научно-исследовательский институт биомедицинской химии имени В.Н.Ореховича
Архив журнала
Вопросы медицинской химии
ISSN 0042-8809
1989
Внимание! Распознавание текста проведено в автоматическом режиме для
облегчения работы поисковых систем. Будьте внимательны при
копировании, возможны ошибки и неточности. Используйте сканированный
графический вариант.
Archive of journal
Voprosy meditsinskoi khimii
ISSN 0042-8809
1989
Attention! OCR has been performed automatically for search engines only.
Be careful when copying, errors are possible. Use scanned picture as standard.
http://pbmc.ibmc.msk.ru
(c) Orekhovich Institute of Biomedical Chemistry of the Russian Academy of Medical Sciences
ВОПРОСЫ
М Е Г А 1 Л М И М О К О Й
ХИМИИ
РЕДАКЦИОННАЯ
КО Л Л Е ГИ Я
5. Остсрман JI. А.
Исследование биологических макромолекул электрофокусированием
иммунофорезом и радиоизотопными методам и . — М . , 1983. — С . 38—42.
6. Afanasyevci
А. VNikolaev
A. A.,
Khayruliti J. К. / / Embrionic Antigen in Cancer. Tallin, 1980.— P. 96.
Поступила
06.12.88
I M M U N O C H E M I C A L AND P H Y S I C O - C H E M I CAL P R O P E R T I E S O F H U M A N P R O S T A T E
BETA-GLOBULIN
A. A. Nikolaev,
N. I. Atishakova,
S. A.
Altukhova
Medical School,
A. L.
Jlkov,
Astrakhan
Distribution of prostate p-globulin in tissues
was studied by m e a n s of rocket-linear Immunoelectrophoresis. The concentration of protein,
exceeding 0.1 j i g / m l , w a s detected only in prost a t e etracts, seminal p l a s m a and prostatic fluid.
Purification of h u m a n prostate p-globulin and
its m a i n physico-chemical properties are described. The c h a r g e of the protein molecule w a s
altered under influence of various factors. A minor c a r b o h y d r a t e component w a s detected in
the prostate p-globulin; the protein w a s found
to interact noncovalently with heteropolysaccharides (heparin, dextran s u l f a t e ) .
У Д К б 16.74-005.4-02:617-001]-092:612.5921 -07:616.74-008.939.15-074-092.9
Ю. /7. Лиг вин, А. И Дворецкий,
A. M. Ш айнская, H. И. Мороз
ПЕРЕКИСНОЕ ОКИСЛЕНИЕ ЛИПИДОВ
ФОСФОЛ ИПАЗНЫЙ
И ДОЗИРОВАННОЙ
ГИДРОЛИЗ
И
ЭНДОГЕННЫЙ
В УСЛОВИЯХ
ГИПОТЕРМИЧЕСКОЙ
ТРАВМЫ
НАГРУЗКИ
НИИ биологии Днепропетровского университета; Днепропетровский медицинский институт
Показана ведущая роль перекисного процессов ПОЛ и ФЛГ в здоровых и
окисления липидов (ПОЛ) и эндоген- травмированных мышцах крыс.
ного фосфолипазного гидролиза (ФЛГ)
при повреждениях клетки [6, 7, 13].
М етод ика
Процесс ПОЛ имеет патогенетическое
значение и при различных травмах коОпыты проводили на 180 крысах лнншг
нечностей с ишемией тканей и угроВистар массой 120- 140 г.
зой их жизнеспособности |8, 11].
Д л я исследования ишемии травмированных
Не исключено, что определенное ме- конечностей использовали операцию по мосто в патогенезе ишемии мышц, выз- делированию травматической ишемии [16] в
ванной механической травмой, занима- нашей модификации (в отличие от оригинальной модели пересекали мышцы и сосуды воет изменение активности эндогенных круг
бедренной кости). Оперированных крыс
фосфолипаз. Однако участие процес- помещали в специальный станок из пластмассов ПОЛ и ФЛГ и их взаимодействие сы поливик, что позволяло хорошо фиксиров развитии
температурной реакции вать животное. Травму наносили под наркозом (оксибутират натрия). Станок с крысой
травмированных
и неповрежденных помещали
в камеру с температурой—10—12 °С
тканей конечностей в условиях приме- таким образом, чтобы в камере находились
нени я кр атко временной доз и ров а нн ой только нижние конечности (здоровая и травтестовой холодовой нагрузки для диа- мированная). Одновременно о х л а ж д а л и конечности 3 животных. Температуру регистрировагностики ишемии остаются неясными.
ли подкожно па уровне обоих бедер. В травКинетические закономерности разви- мированной конечности температура снижатия ПОЛ и ФЛГ в условиях наруше- лась до 17—15°С и сохранялась в таких прения кровоснабжения мышц в первые делах в течение 30 мин. Затем о х л а ж д е н и е
животных, находившихся в парчасы после травмы и холодового воз- прекращали,
кот из и р ов а н ном
состоя н и и, д ек а п i IT И р о в а ли;
действия изучены недостаточно. Между мышцы бедра поврежденной и здоровой котем можно полагать, что анализ состо- нечности брали цля биохимических исследояния динамики этих процессов (ПОЛ ваний. Животных другой группы травмировали аналогично, о х л а ж д а л и в течение 30 мин,
и ФЛГ) и вызванных их продуктами извлекали
из холодильника, отогревали при
ст р у кту р н о - 4) у и к ц и о н а л ь н ы х
наруше- комнатной температуре 20—22 °С и через
ний в мембранах клеток может явиться 30 мин т а к ж е декапитировали для взятия маодним из способов прогноза жизнеспо- териала. Аналогично моделировали травму и
в третьей группе животных, однако их не охсобности тканей [2, 3, 14].
л а ж д а л и , а мышцы брали через 30 и 60 мин.
Мы изучали влияние локальной хоОб интенсивности П О Л в мышечной ткал одо во й и а г р уз к и н а интенсиви ость ни судили по накоплению малонового д и а л ь 16
Т а б л иц а ]
Интенсивность ПОЛ (в наномолях МДА на 1 MI белка) в мышцах крыс
в условиях дозированной холодовой нагрузки ( М ± т ; п
А скорбатзависимое ПОЛ
с травмой
8—12)
конечности
Н А Д Ф • Н * -з а в и с и мое П О Л
Группа
Контрольная
Р
Опытная:
контралатеральная
конечность
Р
травмированная
конечность
Р
без гипотермии
с гипотермией
б е з гипотермии
с гипотермией
1 ,956±0,016
<0,05
1 ,626 ± 0 , 0 1 2 *
<0,05
0,857 ± 0 , 0 0 9
<0,05
0,752 ± 0 , 0 0 7 *
<0,05
1,992±0,054
<0,05
1 ,632 ± 0 , 0 3 6 * *
<0,05
0,798 ± 0 , 0 1 3
<0,05
0,759±0,024
<0,05
2,302 ± 0 , 0 7 2
<0,05
1,697 ± 0 , 0 4 8 * *
<0,05
0,820±0,018*
<0,05
0,872 ±0,038**
<0,05
* Д о с т о в е р н ы е и з м е н е н и я по о т н о ш е н и ю к к о н т р о л ь н о й группе.
** Д о с т о в е р н ы е и з м е н е н и я по о т н о ш е н и ю к к о н т р а л а т е р а л ь и о й конечности без
гипотер-
мии.
дегида ( М Д А ) при инкубации гомогенатов в
присутствии аскорбата и Н А Д Ф - Ы .
Гомогенизацию ткани проводили в стеклянном гомогенизаторе П о т т е р а стеклянным пестиком
при 0 ° С в течение
5 мин при
1500 2000 об/мин. В качестев среды гомогенизации использовали 40 мМ трис-НС1-буфер р Н 7,4, в соотношении 1 : 9 . В зависимости от целей эксперимента в среду инкубации д о б а в л я л и по 0,3 мл аскорбата (0,8 мМ)
н Н А Д Ф Н (1 м М ) . Количество вносимого в
инкубационную
среду
белка
составляло
2,71 мг.
П о методу, описанному ранее [6], измеряли с о д е р ж а н и е М Д А в наномолях па 1 мг
белка,
определенного
по
методу
[16] с
использованием
молярного
коэффициента
экстинкции, равного 1,56 • 105 М~ 1 . Эндогенный
Ф Л Г оценивали
по
количеству
свободных
ж и р н ы х кислот ( С Ж К ) , которые определяли
по методу [7] в м и к р о г р а м м а х стеариновой
кислоты на 1 мг белка.
Данные
обрабатывали
статистически на
Э В М СМ-4. Р а з л и ч и я м е ж д у сравниваемыми
р е з у л ь т а т а м и считали достоверными при уровне значимости
= 0,05.
Рс з у л ь т а т ы
и обсу ждение
Как видно из табл. 1, травма конечности вызывает достоверное повышение интенсивности аскорбатзависимого
ПОЛ через 1 ч после нанесения травмы. При этом незначительное повышение количества МДА наблюдается и в
контралатеральиой конечности. Уровень МДА в мышцах травмированной
конечности повышался в среднем на
16- 18% по отношению к контралатеральиой конечности и по сравнению с
контрольными животными. НАДФ-Нзависимое ПОЛ также несколько активируется по отношению к контралате-
ральной конечности, но эти изменения
неярко выражены.
Применение гипотермии
н а фо не
травмы конечности вызывает снижение
аскорбатзависимого ПОЛ в травмированной и контралатеральиой конечности до значений, характерных для контрольных конечностей (контролем были значения МДА в нормальных мышцах конечности на фойе умеренной гипотермии). Количество МДА при этом
снижалось на 3 6 % .
При изучении
НАДФ -II- зависимых
(фер м е н т а т и в ных) процессов
ПОЛ не наблюдали
столь существенных
изменений и в
случае сочетанного действия травмы и
гипотермии.
Таким образом, можно отметить, что
травматическая ишемия
конечности
вызывает наиболее заметные изменения в аскорбатзависимых
процессах
ПОЛ, которые нормализуются в условиях локальной дозированной гипотермии. Во всех изучаемых случаях напр а в л е нность
изменений
процессов
ферментативного и неферментативного
ПОЛ была различна.
В связи с тем что наиболее интенсивные сдвиги наблюдаются при изучении процессов
неферментативного
ПОЛ, дальнейшее исследование по накоплению МДА проводили при инкубации гомогенатов в присутствии аскорбата.
Изучение динамики аскорбатзависимого ПОЛ в мышцах конечностей через 30 мин после нанесенной травмы
(см. рисунок, а) показало, что во все
17
w
Изменение с о д е р ж а н и я М Д А в
м ы ш ц а х крыс через 30 мин (а)
3 и 60 мин (б) после нанесения
т р а в м ы в сочетании с холодовой н а г р у з к о й .
/ I — коитоль; 2 — контроль с гипохтермией; 3 — травмированная конем^ ность; 4 — травма с гипотермией.
По оси абсцисс - - время инкубации
(в м); по оси ординат
МДА (в
/
ианомолях на 1 мг белка).
1
2
исследуемые сроки содержание МДА в
мышцах травмированной
конечности
достоверно выше, чем в контрольной.
Максимальное накопление МДА наблюдали в обоих случаях через 3 ч
инкубации. При гипотермии как в травмированной, так и в контралатеральной конечности также происходит накопление МДА [13]. Характерно, что
как исходные значения, так и все последующие, взятые в динамике накопления МДА, значительно снижены по
отношению к экспериментальным данным, полученным
при исследовании
травматической ишемии без холодового воздействия.
Аналогичные эксперименты по изучению процессов ПОЛ через 60 мин
после нанесения травмы (см. рисунок,
б) показали, что применение умеренной холодовой нагрузки в данном слу-
L
3
чае оказывает такое же влияние, как
и в первом. Применение холодовой нагрузки сразу после травмы в течение
30 мин приводит к наиболее существенному снижению процессов ПОЛ.
Продукты ПОЛ, обладающие высокой реакционной способностью, могут
оказывать системное повреждающее
действие на клетки [10].
Ведущими
факторами дезорганизации клеточного
метаболизма при этом являются разобщение окислительного фосфорилирования и активация лизосомных ферментов [6]. В результате эндогенного ФЛГ
образуются лизофосфатиды,
дающие
в ы р а ж е н н ы й ц и т о л и т и ч е с к и й э ф ф с кт
[5].
Мы изучали состояние эндогенного
ФЛГ в мышцах конечностей при травматической ишемии в сочетании с холодовой нагрузкой. Как
видно из
Таблица
2
Накопление СЖК (в мкг стеариновой кислоты на 1 мг белка) в мышцах крыс с травмой конечности в условиях дозированной холодовой нагрузки ( M ± m ; п
8—12)
Время после операции
Группа
Контрольная
Р
Опытная:
к о н т р а л а т е р а л ь на я
конечность
Р
т р а в м и р о в а н н а я конечность
Р
30 мин
60 мин
10,5410=1=0,158
,05
10,808=1=0,047
^0,05
11, 876=1=0,177
^0,05
17,236=1=0,196**
^0,05
19,960 ± 0 , 2 7 2 * *
^0,05
Время после гипотермии
3 0 мин
7,188=ь0,516**
^0,05
11,556=1=0,214
sCO,05
6,784=h0,712**
^0,05
9,101=Ь0,196**
^0,05
13 ,930=1=0,219**
^0,05
14,915±0,222**
^0,05
* В к о н т р о л ь н о й группе п р е д с т а в л е н ы д а н н ы е с о д е р ж а н и я
животных, а также подвергшихся гипотермической обработке.
** О т м е ч е н ы д о с т о в е р н ы е и з м е н е н и я .
18
3 0 мин самосогревание (G0 мин после
трав мы)
СЖК у
неоперированных
табл. 2, уровень С Ж К в мышцах травмированной конечности увеличивается
па 59, 48 и 68 % соответственно через
30 и 60 мин после травмы. Применение гипотермии в течение 30 мин после травмы вызывает снижение содержания С Ж К на 19,26 % и через 30 мин
отогрева
(60 мин после нанесения
травмы) на 25,3%, однако полного
восстановления до контрольных значений не наблюдается.
Сравнительно быстрое
(уже через
30 мин) повышение содержания С Ж К
в мышцах травмированной конечности
может быть обусловлено активацией
ПОЛ, липазного
гидролиза и ФЛГ.
Накопление продуктов ПОЛ приводит
к повышению фосфолипазной активности [5].
Эндогенные фосфолипазы участвуют
в процессах репарации мембран, липиды которых подвергались усиленному переокислению [12].
Активация
ФЛГ может рассматриваться как один
из компенсаторных механизмов. Функционирование фосфолипаз может способствовать обновлению фосфолипидов
по типу межмолекулярных замещений
и ускорять элиминирование из мембраны переокисленных жирных кислот.
После отщепления от молекул фосфолипидов С Ж К остаются в бислое и
дезорганизуют его [4, 5], что в свою
очередь приводит к увеличению проницаемости
мембран,
ингибированию
мембранно-связанных ферментов, наокислительного
рушению процессов
фосфорилирования в митохондриях [1,
в].
Интенсификация ПОЛ наблюдается
еще до того, как наступает лабилизация мембран лизосом [9]. Отмеченные
нами факты быстрого снижения и в некоторых случаях нормализация уровня МДА и С Ж К при локальном охлаждении травмированной конечности, по
всей вероятности, следует рассматривать как показатель функционального
состояния мышцы. Умеренная гипотермия как фактор угнетения аэробного
обмена благоприятно влияет на показатели липидного обмена при травматической ишемии конечностей, не ухуди I а ет фу н кцион а л ьного состоя н и я м ы плечной ткани и ее жизнеспособности.
ЛИТЕРАТУРА
1. Антонов В. Ф. Л и п и д ы и ионная
емость м е м б р а н . — М., 1982.
проница-
2. Белоус
А. М., Бондаренко
В. А.,
Бондаренко Т. П. / / Итоги науки и техники. Сер.
Б и о ф и з и к а . — М., 1978, — Т . 9 . — С. 80—
114.
3. Белоус А. М., Бондаренко
В. А. Структурные изменения биологических мембран при
о х л а ж д е н и и . — Киев. 1982.
4. Болдырев
А. А. Биологические мембраны
и транспорт и о н о в . — М., 1985.
5. Брокерхоф
X., Дженсен
Р. Липолитические ферменты: Пер. с а н г л . — М , 1978.
6. Владимиров
Ю. А., Арчаков
А. И Перекисиое окисление липидов в биологических
м е м б р а н а х . — М., 1972.
7. Воронько
В. А., Никушкин
Е. В., К римановский Г. НГерманов
С. Б. / / Б ю л . экспер. б и о л . — 1982. — № 12.— С. 28—30.
8. Герасимов
А. М., Фурцева
Л. И. Биохимическая диагностика в т р а в м а т о л о г и и и
о р т о п е д и и . — М., 1986.
9. Джафаров
А. И., Магомедов
Н.
МКасумов В. М. / / Б ю л . экспер. б и о л . — 1981.—
№ 10.— С. 422- 424.
10. Коган В. Е. М е х а н и з м ы структурно-функцион ал ьн ых
модификаций
биол огическ и х
мембран при перекисном окислении липидов: Автореф. дис.... д-ра мед. наук. — М.,.
1981.
11. Коган А. X., Л овес Л. И., Кудрин, А. И.,
Миеэгомбын.
А. / / Б ю л .
экспер.
биол.
1986. — № 5. — С. 538—539.
12. Коган
В. Е.,
Шведова
А. А.,
Новиков К. Г. / / Б и о ф и з и к а . — 1978.— Т. 23.
№ 2. — С. 279 - 2 8 4 .
13. Кожевников
Ю. / 7 . / / В о п р . мед. химии.—
1985. — № 5. — С . 2—7.
14. Юфит П. М., Алимова
Е. К.,
Астваутурян А. Г. / / Т а м же. — 1983. — № 5.
С. 2—5.
15. Lorwy О. П., Rosebrough
N. J., Far г A. L.,
Randall
R. / . / / J . biol. Chem. — 1951. —
Vol. 193, N 1. — P . 265—275.
16. Okutsu
/.//Nippon
Seikeigeka
Gakkai
Zasshi. — 1982.— Vol. 56, N 5. — P. 369—
385.
Поступила
12.11.88
LIPID PEROXIDATION AND E N D O G E N O U S
P H O S P H O L I P A S E H Y D R O L Y S I S IN TRAUMA AND D O S E - D E P E N D E N T
HYPOTHERMIC LOADING
Yu.
P. Litvin,
A. /. Dvoretsky,
A.
skaya, N. I. Moroz
M
I n s t i t u t e of Biology, S t a t e University,
School, D n e p r o p e t r o v s k
SliainMedical
R a t e s of lipid peroxidation and e n d o g e n o u s
p h o s p h o l i p a s e h y d r o l y s i s w e r e studied
under
c o n d i t i o n s of s i m u l t a n e o u s m o d e r a t e h y p o t h e r mia and t r a u m a t i c ischemia of muscles. Activation of the r e a c t i o n s studied, which w a s expressed as an increase in c o n t e n t of m a l o n i c dialdehyde and free f a t t y acids, w a s of i m p o r t a n c e
for p a t h o g e n e s i s of m u s c l e s i m p a i r m e n t s occurr i n g in t r a u m a . Local cooling affected f a v o u r a bly these p a t e r n s of lipid m e t a b o l i s m .