авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:   || 2 |

Механизмы адаптации организма к алиментарной высокожировой нагрузке

-- [ Страница 1 ] --

На правах рукописи

Караман Юлия Константиновна МЕХАНИЗМЫ АДАПТАЦИИ ОРГАНИЗМА К АЛИМЕНТАРНОЙ ВЫСОКОЖИРОВОЙ НАГРУЗКЕ 03.03.01 – физиология 03.01.04 – биохимия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук

Владивосток – 2011 2

Работа выполнена в лаборатории биомедицинских исследований во Вла дивостокском филиале Учреждения Российской академии медицинских наук Дальневосточного научного центра физиологии и патологии дыхания Сибир ского Отделения Российской академии медицинских наук – Научно исследовательском институте медицинской климатологии и восстановительно го лечения доктор биологических наук, профессор

Научный консультант:

Новгородцева Татьяна Павловна доктор биологических наук,

Официальные оппоненты:

старший научный сотрудник Ковалев Николай Николаевич доктор биологических наук, профессор Максименко Александр Васильевич доктор биологических наук Светашев Василий Иванович

Ведущая организация: Учреждение Российской академии медицинских наук Научно-исследовательский институт физиологии Сибирского отделения РАМН.

Защита состоится «23» декабря 2011 г. в 10 часов на заседании объеди ненного диссертационного совета ДМ 005.008.03 при Учреждении Российской академии наук Институт биологии моря им. А.В. Жирмунского Дальневосточ ного отделения РАН по адресу: 690059, г. Владивосток, ул. Пальчевского, 17.

Факс: (423) 2310900, электронный адрес: inmarbio@mail.primorye.ru.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Учреждения Россий ской академии наук Институт биологии моря им. А.В. Жирмунского Дальнево сточного отделения РАН.

Автореферат разослан « » октября 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, к.м.н. А.Ю. Горькавая

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Изучение адаптационных структурно функциональных перестроек в организме, установление закономерностей и осо бенностей функционирования систем, реализующих и регулирующих адапта цию, является актуальной проблемой и одним из приоритетных направлений со временной физиологии. Одной из причин, обеспечивающих формирование адап тационных реакций, является нерациональное питание, в частности, избыточное потребление животного жира, холестерина (Доценко, 2004;

Лакшин, Кожевни кова, 2008;

Susan et al., 2004;

Ko et al., 2009;

Heber, 2010). В большинстве иссле дований гиперкалорийное питание рассматривается как фактор риска ожирения, развития сердечно-сосудистых заболеваний, сахарного диабета (Погожева, 2004;

Savage et al., 2007). Вопрос о формировании адаптационных реакций организма на действие высокожировой нагрузки, соотношении специфических и неспеци фических проявлений этих реакций активно дискутируется. Например, на фоне повышенного потребления холестерина изменяется функционирование гипота ламо-гипофизарно-адренокортикальной системы (ГГАС) – от гиперфункции ГГАС на начальных этапах холестериновой нагрузки до постепенной нормали зации ее функционирования (Луценко и др., 1973). Это дает основание говорить о способности гипержирового рациона влиять на центральное нейроэндокринное звено регуляции адаптационных процессов.

Адаптация осуществляется разнообразными механизмами на различных структурно-функциональных уровнях организма. В реализации базисных меха низмов адаптации на клеточно-молекулярном уровне активное участие прини мают гепатобилиарная, иммунная, прооксидантная–антиоксидантная, липид транспортная системы (Ли, 1998;

Nguyen et al., 2003;

Бойко, 2005;

Власова и др., 2006;

Bauer, 2008;

Powell, 2009). Реакция иммунной системы в ответ на по вреждающий фактор сопровождается генерацией активных форм кислорода, экспрессией сигнальных молекул, цитокинов. Подобная иммунореактивность способствует интенсификации процессов липопероксидации, быстрой элими нации флогогенов, запуску процессов пролиферации и регенерации (Симбир цев, 2004;

Жаворонок и др., 2006). При функционировании живых систем в ус ловиях физиологического оптимума существует про- и антиоксидантное равно весие, которое является важнейшим механизмом окислительного гомеостаза (Сазонтова, Архипенко, 2007). Повреждения структур живой системы, вызван ные экзо- и эндогенными агентами, сопровождается активацией свободноради кальных реакций. Нарушение про- и антиоксидантного баланса оказывает влияние на состояние липидного каркаса клеточной мембраны. Даже незначи тельное изменение состава фосфолипидов, жирных кислот способно менять фи зико-химические свойства и функциональные характеристики цитомембраны.

Модификация мембранных липидов может обуславливать как биохимическую адаптацию клетки, так и срыв процессов приспособления (Курашвили, Василь ков, 2003;

Ипатова, 2005;

Escriba et al., 2008). Сегодня уже совершенно ясно, что иммунобиохимическая адаптация, включающая перестройки в иммунной системе, окислительно-восстановительных процессах, липидном метаболизме на уровне клеточных мембран является последней линией защиты, вслед за ко торой наступают поведенческие и физиологические реакции. Однако физиоло гические механизмы способны эффективно выполнять задачи приспособления организма только при тесном комплексировании гомеостатических систем. По добная взаиморегуляция определяет надежность их совместного функциониро вания, но она же создает риск развития функциональных расстройств общей ре гуляции при нарушении функций какой-либо из систем. Исследований, в кото рых бы учитывалось интегральное взаимодействие систем, участвующих в под держании гомеостаза и обеспечении адаптационных процессов, крайне мало (Виткина и др., 2008;



Мадаева, 2009;

Соловьева, 2010). Системные представле ния о гомеостазе и адаптации все еще не сформировались, они развиваются и уточняются, являются предметом активных дискуссий.

Согласно теории функциональных систем П.К. Анохина целостный орга низм объединяет множество слаженно взаимодействующих систем, обеспечи вающих гомеостаз и адаптацию (Анохин, 1994;

Судаков, 2000). Функциональ ные системы по Анохину обладают свойством абсолютной лабильности. Одна ко некоторые авторы придерживаются мнения, что функциональные системы предельно специфичны и в рамках этой специфичности относительно лабильны лишь на этапе своего формирования (Павлов, 2000;

2001). Существующие про тиворечия не позволяют составить единого мнения о свойствах функциональ ных систем, характере их интеграции.

С учетом многообразия физиологических реакций, развивающихся в от вет на действие алиментарного фактора, адекватная оценка такого взаимодей ствия возможна только на основе комплексного изучения состояния иммунной, прооксидантной, антиоксидантной, липидтранспортной систем и при использо вании системного подхода к исследованию механизмов их интеграции. Оценка этих взаимоотношений является наиболее сложной научной проблемой, по скольку изменение даже одного, на первый взгляд незначительного элемента, может вызвать совершенно иные последствия. При многоплановых исследова ниях в области физиологии функциональных систем до сих пор не выяснены физиологические механизмы взаимовлияний высокожировой нагрузки и пара метров резистентности организма. Спорными остаются вопросы о стадийности и стереотипности реакций организма на действие высокожирового рациона, способности к самовосстановлению систем гомеостаза.

Таким образом, возникает необходимость комплексного изучения состоя ния иммунометаболического статуса организма в условиях высокожировой на грузки, в оценке кооперации систем иммунитета, прооксиданты–антиоксиданты, параметров липидного обмена. Необходимость поиска ответов на обозначенные выше вопросы ставит перед фундаментальной наукой важные задачи по уста новлению механизмов иммунометаболической регуляции компенсаторно приспособительных реакций организма к алиментарному фактору, разработке дифференцированных подходов оптимизации адаптационных процессов.

Цель работы: установить особенности иммунометаболического статуса и морфофункционального состояния печени крыс в динамике воздействия вы сокожировым рационом;

выявить физиологические механизмы адаптации орга низма к алиментарной высокожировой нагрузке.

Задачи исследования:

1. Установить особенности функционирования систем иммунитета, про оксиданты–антиоксиданты у крыс в условиях краткосрочной и долгосрочной высокожировой нагрузки.

2. Изучить морфологическое строение ткани печени и плоидометриче ский профиль гепатоцитов крыс в условиях краткосрочной и долгосрочной вы сокожировой нагрузки.

3. Выявить особенности состава жирных кислот полярных и нейтраль ных липидов плазмы крови, эритроцитов и печени крыс в условиях кратко срочной и долгосрочной высокожировой нагрузки.

4. Изучить характер интеграции гомеостатических систем у крыс в раз личные периоды воздействия высокожировой нагрузкой;

установить физиоло гические клеточно-молекулярные механизмы адаптации организма крыс к али ментарному высокожировому рациону.

5. Установить характер функционирования систем гомеостаза и печени крыс в периоды реадаптации после отмены высокожировой нагрузки;

оценить эффективность применения липидов 1-О-алкил-диацилглицериновой (АДГ) структуры из морских гидробионтов для оптимизации процессов реадаптации.

6. Разработать концепцию адаптации и иммунометаболической регуля ции компенсаторно-приспособительных реакций организма в условиях высо кожировой нагрузки.

Научная новизна исследования. Разработана концепция адаптации ор ганизма к высокожировой нагрузке, основанная на комплексной характеристике состояния иммунной, прооксидантной–антиоксидантной, липидтранспортной, гепатобилиарной систем с учетом интегративных взаимоотношений между их элементами. Установлена динамика развития адаптационных реакций в ответ на высокожировую нагрузку с последующим их срывом и развитием дизадаптации.

Краткосрочная адаптация крыс к высокожировой нагрузке характеризу ется гиперактивацией иммунной, прооксидантной систем, повышенным синте зом сигнальных молекул гемоксигеназной и нитроксидергической систем, n-9 и n-7 моноеновых жирных кислот, увеличением жесткости липидного матрикса цитомембран, гипертрофией гепатоцитов. Период долгосрочной адаптации к высокожировой нагрузке сопровождается формированием компенсаторного от вета со стороны иммунной, антиоксидантной систем, нормализацией внутри клеточного тиол-дисульфидного баланса, повышением устойчивости клеток к мембранодеструкции за счет увеличения содержания фосфатидилинозитола, n-6 полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК), активацией процессов кле точной регенерации. Срыв адаптации обусловлен развитием системного хрони ческого воспаления, нарушением цитокинопосредованных механизмов регуля ции иммунного ответа, фосфолипидного и жирнокислотного состава липидного матрикса клеточной мембраны, истощением буферной емкости антиоксидант ной системы, угнетением нитроксидергической системы, развитием фиброза печени.

Адаптационные перестройки организма крыс в ответ на высокожировой рацион сопровождаются увеличением внутри- и межсистемной кооперации иммунной, прооксидантной–антиоксидантной, гепатобилиарной, липидтранс портной систем. Адаптация организма к высокожировой нагрузке обеспечива ется совокупностью иммунометаболических изменений элементов систем го меостаза и динамичной трансформацией взаимосвязей между ними, что свиде тельствует о функциональной лабильности происходящих процессов.

Иммунометаболические флуктуации в системах иммунитета, проокси данты–антиоксиданты и структурно-функциональные перестройки в печени, развивающиеся в условиях краткосрочной и долгосрочной высокожировой на грузки, сохраняются в течение 30 суток периода реадаптации. Оптимизация процессов реадаптации липидами из морских гидробионтов, содержащими n- ПНЖК и АДГ, способствует нормализации липидного обмена, восстановлению функций систем иммунитета, прооксиданты–антиоксиданты, структуры печени.

Теоретическая значимость исследования. Полученные результаты расширяют представления о физиологических клеточно-молекулярных меха низмах адаптации организма в условиях высокожировой нагрузки. Приводятся новые доказательства роли иммунной, прооксидантной–антиоксидантной сис тем в регуляции процессов адаптации. Выполненные исследования отвечают приоритетному направлению программы фундаментальных научных исследо ваний РАМН на 2008–2012 гг. по направлению 1.5. «Разработка технологий оп тимизации механизмов адаптивного управления организма в условиях патоло гии и в экстремальных условиях».

Практическая значимость исследования. Результаты могут быть при менены в различных областях прикладной физиологии для оценки влияния стресс-факторов на организм. Установленные механизмы развития адаптацион ных процессов служат научным фундаментом для совершенствования принци пов наблюдения за состоянием систем иммунитета, прооксиданты– антиоксиданты, печени в условиях нерационального питания. Доказана возмож ность использования жирных кислот плазмы крови в качестве маркера липидно го метаболизма в печени. Полученные новые знания о закономерностях струк турно-функциональной реорганизации печени и иммунометаболической флук туации в периоды адаптации могут быть использованы для разработки морфо функциональных диагностических и прогностических критериев оценки состоя ния печени и гомеостатических систем, степени адаптированности организма.

По материалам диссертации получено 2 патента на изобретение (Патент РФ № 2309763, Патент РФ № 2394281) и 1 положительное решение на выдачу патента (Заявка № 2011100502). Получены 5 свидетельств об официальной ре гистрации баз данных (№ 2007620192, № 2007620254, № 2009620340, № 2010620589, № 2011620301).

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Обязательным атрибутом краткосрочной адаптации к высокожировой нагрузке являются гиперреактивность иммунной системы, усиление проокси дантных процессов, повышенная экспрессия ферментов и продукция сигналь ных молекул гемоксигеназной и нитроксидергической систем, активация синте за в печени n-9 и n-7 моноеновых жирных кислот, гипертрофия гепатоцитов.

2. Ведущими механизмами, обеспечивающими долгосрочную адаптацию систем гомеостаза и печени в условиях пролонгированной высокожировой на грузки, являются мобилизация фагоцитарной, метаболической активности ней трофилов и ферментативной антиоксидантной защиты;

компенсаторная актива ция синтеза моноеновых и полиненасыщенных жирных кислот в печени;

под держание липидного гомеостаза цитомембран;

усиление интеграции гомеостати ческих систем, процессов полиплоидизации гепатоцитов и регенерации печени.

3. Истощение компенсаторных процессов организма при срыве адаптации к высокожировой нагрузке детерминировано нарушением фагоцитарных, цито кинопосредованных механизмов реагирования иммунокомпетентных клеток, угнетением их резервных возможностей, дизрегуляцией про- и антиоксидант ных процессов, патологической реорганизацией липидного матрикса клеточных мембран, мембранодеструкцией, развитием фиброза печени.

4. Адаптация организма к высокожировой нагрузке поддерживается за счет увеличения внутри- и межсистемной интеграции иммунной, прооксидант ной–антиоксидантной, гепатобилиарной, липидтранспортной систем и их спо собности оперативно изменять характер кооперации на разных этапах адапта ционного процесса.

5. Изменения функций иммунной, антиоксидантной систем, характера липидного обмена и структуры печени, вызванные высокожировой нагрузкой, сохраняются в течение 30 суток периода реадаптации, что обосновывает необ ходимость биокоррекции иммунометаболического статуса.

Личный вклад автора заключается в теоретическом обосновании про блемы, выборе направления исследований и непосредственном участии в вы полнении экспериментов и методик исследований, а также статистической об работке материала. Анализ результатов, их теоретическое обоснование, разра ботка концептуальных представлений о клеточно-молекулярных закономерно стях адаптации организма осуществлены непосредственно автором.

Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на Одиннадцатой, Четырнадцатой, Пятнадцатой Российских конференциях «Гепа тология сегодня» (Москва, 2006, 2009, 2010);

7-й, 9-й, 10-й, 11-й Тихоокеанских международных научно-практических конференциях студентов и молодых уче ных с международным участием «Актуальные проблемы экспериментальной, профилактической и клинической медицины» (Владивосток, 2006, 2008, 2009, 2010);

Третьем международном Тихоокеанском Конгрессе по традиционной медицине (Владивосток, 2006);

III, VI, VII Дальневосточных региональных Конгрессах «Человек и лекарство» с международным участием (Владивосток, 2006, 2009, 2010);

V Международном конгрессе «Доказательная медицина – ос нова современного здравоохранения» (Хабаровск, 2006);

ХII Международном конгрессе по реабилитации в медицине и иммунореабилитации (Таиланд, 2007);

Конференции «Фундаментальные и прикладные аспекты в медицине» (Китай, Пекин, 2007);

Международной конференции «Физиология и патология иммунной системы», IV международной конференции по иммунотерапии (Мо сква, 2008);

Юбилейной (пятой) международной крымской конференции «Окислительный стресс и свободнорадикальные патологии» (Крым, Украина, 2009);

Четвертой и Пятой Всероссийских научно-практических конференциях «Фундаментальные аспекты компенсаторно-приспособительных процессов» (Новосибирск, 2009;

2011);

Конференции «Фундаментальные и прикладные ис следования в медицине» (Франция, Париж, 2009);

ХIV Международной науч ной конференции «Здоровье семьи – ХХI век» (Римини, Италия, 2010);

I Итало российской конференции по онкологии и эндокринной хирургии и V Междуна родной научной конференции по онкологии, ХIV Международной научной конференции «Здоровье нации – ХХI век» (Сполето, Италия, 2010);

ХVIII Меж дународной конференции и дискуссионном научном клубе «Новые информаци онные технологии в медицине, биологии, фармакологии и экологии» (Украина, Ялта–Гурзуф, 2010);

Международной конференции «Фундаментальные исследо вания», «Современные наукоемкие технологии» (Израиль, 2010);

Всероссийской научной конференции «Молекулярно-генетические основы функционирования цитокиновой сети в норме и при патологии» (Новосибирск, 2010).

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 63 научные ра боты, среди которых 25 статей (в том числе 14 в журналах, включенных в «Пе речень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых долж ны быть опубликованы основные научные результаты диссертации на соиска ние ученой степени доктора и кандидата наук», утвержденных ВАК), 1 моно графия, 2 патента, 1 положительное решение на выдачу патента, 5 свидетельств об официальной регистрации баз данных.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 267 листах машинописного текста, состоит из 10 глав, содержит введение, обзор литерату ры, описание материалов и методов исследования, результаты и их обсуждение, заключение, выводы. Список литературы содержит 363 источника (145 отече ственных и 218 зарубежных авторов). Диссертация иллюстрирована 36 табли цами и 39 рисунками.

Диссертационная работа выполнялась в рамках плановой научно исследовательской работы Владивостокского филиала Учреждения РАМН Дальневосточного научного центра физиологии и патологии дыхания СО РАМН – НИИ медицинской климатологии и восстановительного лечения (№ госрегистрации 0120.0408169).





ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Материалы и методы исследования Объектом исследований явились 350 крыс-самцов линии Вистар, выве денные в питомнике лабораторных животных РАМН «Столбовая» (г. Чехов, Московская обл.). Животных содержали в условиях вивария при естественном освещении и постоянной температуре 2022оС согласно нормам содержания лабораторных животных. Эвтаназию животных осуществляли путем декапита ции под эфирным наркозом в соответствии с требованиями Европейской кон венции по защите экспериментальных животных 86/609 ЕЕС. Проведение ис следования одобрено этическим комитетом НИИ медицинской климатологии и восстановительного лечения СО РАМН (протокол № 2 от 14 сентября 2009 г.).

Высокожировую нагрузку осуществляли кормлением крыс гипержировой дие той, состоящей из 2 % холестерина и 19 % говяжьего сала от общего состава рациона (Fan et al., 2003). Длительность алиментарной высокожировой нагрузки составила 180 суток. Период реадаптации длился 30 суток. Характер иммуноме таболических изменений под влиянием высокожировой нагрузки оценивали по 3-м периодам: 30, 90 и 180 суток. Обоснованием выбора данных периодов на блюдения явились ранние исследования М.Т. Луценко, где было показано, что в период 14-30 суток воздействия на экспериментальных животных высокохоле стериновой нагрузкой формируется стрессовая реакция организма, характери зующаяся экстренной гиперфункцией ГГАС. Нормализацию функционирования нейроэндокринной системы наблюдали на 60-120-е сутки эксперимента. В табл.

1 показана общая характеристика экспериментальных групп крыс.

Таблица Общая характеристика экспериментальных групп крыс Группы n Общее количество крыс Контрольная группа (стандартный рацион вивария) Опытная группа 1 (30 суток высокожировой нагрузки) Опытная группа 2 (90 суток высокожировой нагрузки) Опытная группа 3 (180 суток высокожировой нагрузки) Группа реадаптации 1 (30 суток стандартного рациона после 30 суток высокожировой нагрузки) Группа реадаптации 2 (30 суток стандартного рациона после 90 суток высокожировой нагрузки) Группа реадаптации 3 (30 суток стандартного рациона после 180 суток высокожировой нагрузки) Группа реадаптации 3 + липиды из гепатопанкреаса камчатского краба Материалом для исследований явились кровь и ее фракции (сыворотка, плазма, эритроциты), печень крыс. Для оптимизации реадаптационных процес сов применяли липиды из гепатопанкреаса камчатского краба Paralithodes camtschatica. Введение крысам липидов осуществляли ежедневно интрагаст рально в течение 30 суток в дозе 1 г/кг. Доза липидного препарата была эквива лентна суточным нормам n-3 ПНЖК и АДГ, разработанным для человека.

Физиолого-биометрические исследования. У крыс оценивали массу тела, рост, массу печени, почек, сердца, поджелудочной железы, висцерального жира.

Лабораторные методы исследования. Физиологические параметры пе риферической крови оценивали по количеству эритроцитов, тромбоцитов, уровню гемоглобина в крови, среднего содержания гемоглобина в одном эрит роците, цветного показателя на гематологическом анализаторе Abacus (США), времени свертывания крови по методу Балуда (1980).

Иммунологические исследования. Подсчет лейкоцитов, лимфоцитов пе риферической крови осуществляли в камере Горяева. В сыворотке, цельной крови и гомогенате печени определяли базальный и стимулированный липополисахари дом (ЛПС) Escherichia coli уровень фактора некроза опухоли (TNF-) иммуно ферментным методом (реактивы фирмы Genzyme diagnostics, США), рассчитыва ли индекс активности цитокиновой регуляции (ИАЦР) (Исаченко и др., 1999). Ис следовали фагоцитарную активность нейтрофилов (ФАН), фагоцитарный резерв (ФР), поглотительную активность (ФЧ) и ее резерв (ФЧР), динамику и завершен ность фагоцитарного процесса (суммарный процент завершающих стадий фаго цитоза – СПЗС) (Маянский, 1989). Для анализа кислородзависимых механизмов бактерицидности нейтрофилов использовался тест восстановления нитросинего тетразолия (НСТ), определялись НСТ резерв (НСТР), индекс активации нейтро филов (ИАН) и его резерв (ИАНР) по методу Park в модификации Шмелева (1988). Исследования проводились на световом микроскопе «Микромед–2». Оп ределяли уровень циркулирующих иммунных комплексов (ЦИК) малых (С3) и больших (С4) размеров, их соотношение (К) по методу Digeon в модификации Стручкова (1985), содержание белков острой фазы (гаптоглобин, кислый-1- гликопротеин) в сыворотке крови (наборы фирмы Labsystem).

Биохимические исследования. Состояние системы прооксиданты– антиоксиданты исследовали по интегральному показателю антиоксидантной ак тивности (АОА) в плазме крови (Клебанов и др., 1988), активности каталазы в крови (Карпищенко, 1999), устойчивости эритроцитов к перекисному гемолизу (УЭПГ) (Новгородцева и др., 2003), содержанию восстановленного глутатиона – ГЛ (Ellman, 1959), активности ферментов глутатионового звена (глутатионредук таза – ГР, глутатионпероксидаза – ГП) (Mills, 1959;

Ramos-Martines, Torres, 1985), количеству образовавшихся продуктов липопероксидации (малоновый диальде гид – МДА, гидроперекиси липидов – ГПЛ, диеновые конъюгаты – ДК) в крови и печени (Гончаренко, Латинова, 1985;

Галактионова и др., 1998;

Романова, Сталь ная, 1997;

Стальная, 1997), уровню стабильных метаболитов оксида азота – NО (Stainton, 1974) и монооксида углерода – СО (Chalmers, 1991), количеству прямого и общего билирубина в сыворотке крови (наборы фирмы Labsystem) с помощью кюветно-планшетного спектрофотометра PowerWave (Bio-Tek, США).

Исследование липидного обмена. В сыворотке крови определяли уровень общего холестерина (ОХС), триацилглицеринов (ТГ), холестерина липопротеи нов высокой плотности (ХС ЛПВП) на биохимическом анализаторе FP- фирмы Labsistems (Финляндия). Рассчитывали концентрацию ХС липопротеи нов низкой (ХС ЛПНП) и очень низкой плотности (ХС ЛПОНП), индекс атеро генности (ИА) (Климов, Никульчева, 1999). Выделение липидов из плазмы и эритроцитов крови осуществляли модифицированным методом Блайя и Дайера (Bligh, Dyer, 1959). Экстракцию липидов из тканей печени проводили по мето ду Кейтса (1975). Разделение нейтральных липидов в экстрактах осуществляли методом одномерной микротонкослойной хроматографии (микро-ТСХ). Для разделения полярных липидов использовали двумерную микро-ТСХ (Svetashev, Vaskovsky, 1972). Количественный анализ отдельных классов фосфолипидов (ФЛ) после ТСХ проводили по методу Васьковского с соавт. (Vaskovsky et al., 1975). Результаты выражали в относительных процентах от общего содержания ФЛ. Состав жирных кислот (ЖК) полярных и нейтральных липидов анализиро вали методом газожидкостной хроматографии их метиловых эфиров. Метило вые эфиры ЖК получали по методу Карро и Дюбак (Carreau, Duback, 1978), очищали с помощью ТСХ, анализировали на газожидкостном хроматографе Shimadzu GC-2010 (Япония). Идентификацию пиков проводили по значениям эквивалентной длины цепи (Stransky et al., 1992). Результаты выражали в отно сительных процентах от суммы ЖК.

Гистологические исследования. Морфологическую характеристику об разцов ткани печени, площадь клеток и ядер, процентное содержание двуядер ных гепатоцитов оценивали на гистологических срезах, окрашенных гематок силин-эозином и по Ван-Гизону (Пирс, 1962;

Токмакова, 2001). Плоидность ге патоцитов изучали на гистологических срезах, окрашенных гематоксилин эозином (Кудрявцева и др., 1983). Иммуногистохимическое исследование ак тивности гемоксигеназы-1 и индуцибельной NO-синтазы в печени выполняли на парафиновых срезах с применением стрептавидин-биотинового метода (на боры фирмы Millipore, Франция). Активность ферментов оценивали в процен тах суммарной площади иммуноокрашенных структур. Препараты снимали на микроскопе Axio1 mager A (Сarl Zeiss, Германия). Морфофотометрию гепато цитов осуществляли с помощью программы «VideoTest Морфология 5.2.».

Статистические методы. Банк данных формировался в операционной оболочке Windows на базе электронных таблиц Microsoft Excel 5.0. Для анализа полученных данных использовалась программа Statistiсa 6.1 (номер 1203С).

Проверка нормальности распределения количественных признаков осуществ лялась с использование критерия Колмогорова-Смирнова с поправкой Лиллие форса и критерия Шапиро-Уилка (Гланц, 1999;

Боровиков, 2003). Статистиче скую значимость различий средних величин определяли по t-критерию Стьюден та. Для избежания проблемы множественных сравнений использовали поправ ку Бонферрони. Для корреляционного анализа был применен критерий Спир мена. Для анализа межсистемных взаимодействий применялся метод корреля ционных плеяд Терентьева (1975). Определяли: G – мощность плеяды (число признаков, членов плеяды), G/k – относительная мощность (k – общее число исследуемых признаков), D – крепость плеяды (средняя арифметическая абсо лютных величин внутриплеядных коэффициентов корреляции).

Результаты исследования и их обсуждение Характеристика физиолого-биометрических и гематологических параметров крыс в условиях высокожировой нагрузки Оценка биометрических параметров выявила увеличение массы крыс всех опытных групп (р 0,001). На фоне экспериментального рациона депонирование жира осуществлялось в висцеральной жировой ткани и печени. По сравнению с контрольной группой масса названных выше органов возрастала более чем в раза во всех опытных группах крыс (р 0,001). Масса поджелудочной железы у крыс увеличивалась в 2 раза на 90 сутки эксперимента (р 0,001), в 3 раза – на 180 сутки (р 0,001). Высокожировая нагрузка в течение 180 суток приводила к возрастанию массы почек и сердца в 1,4 и 1,2 раза соответственно (р 0,05).

Увеличение массы почек и сердца является важным критерием компенсаторной гипертрофии данных органов в условиях повышения метаболической нагрузки (Медведев, 2003).

Характеристика гематологических показателей. Высокожировая нагруз ка в течение 30 и 180 суток провоцировала угнетение гемоглобинсинтетической способности клеток, способствовала гиперкоагуляции (табл. 2). Специфичность ответной реакции клеток крови на 90-е сутки высокожировой нагрузки характе ризовалась нормализацией метаболической функции эритроцита, что подтверди лось увеличением количества эритроцитов и уровня гемоглобина до значений группы контроля, повышением времени свертываемости крови. Стабилизацию гематологических показателей периферической крови при жировой нагрузке можно расценивать как следствие взаимообусловленных саморегуляторных пе рестроек физиолого-биохимических реакций в процессе приспособления.

Таблица Гематологические показатели крыс в условиях высокожировой нагрузки, M±m Сроки высокожировой нагрузки Показатель 30 суток, n = 70 90 суток, n = 80 180 суток, n = Эритроциты, 1012/л *26,7±0,4/1,07 30,6±0,8 30,5±1, Гемоглобин, г/л ***110,7±3,2/1,4 153,3±2,9 ***115,7±5,7/1, Среднее содержание гемо ***4,1±0,1/1,3 *5,0±0,1/1,07 ***3,8±0,2/1, глобина в эритроците, пг Цветной показатель, у.е. ***1,24±0,04/1,3 *1,51±0,03/1,06 ***1,15±0,06/1, Тромбоциты, 109/л **359,5±8,9/1,1 ***458,7±11,5/1,1 ***1144±107/2, Время свертывания крови, сек ***10,5±0,6/2,3 23,8±0,4 14,4±1, Примечание: статистическая значимость различий относительно контрольной группы:

* – р 0,05;

** – р 0,01;

*** – р 0,001. Значения после косой черты – изменение показате ля относительно контрольной группы в число раз.

Состояние иммунной системы у крыс в условиях высокожировой нагрузки Высокожировая нагрузка в течение 30 суток способствовала увеличению общего количества лейкоцитов и лимфоцитов в крови, содержания фагоцити рующих нейтрофилов (ФАН), суммарного процента завершающих стадий фа гоцитоза и диформазанположительных клеток (НСТ), ИАН, ЦИК больших (С3) и малых (С4) размеров, белков острой фазы – гаптоглобин, кислый -1 гликопротеин (табл. 3). С физиологической точки зрения повышение гаптогло бина в крови, обладающего способностью связывать свободный гемоглобин, освобождающийся из эритроцитов, предотвращает выведение гемоглобина из организма. Гаптоглобин и его комплексы с гемоглобином играют важную роль в регуляции воспаления, модуляции активности и пролиферации лейкоцитов, реакций свободно-радикального окисления (Гусев, 2007). Было выявлено по вышение уровня TNF- в сыворотке крови в 27 раз, в печени в 33 раза. Биоло гический смысл гиперпродукции TNF- заключается не только в инициации процессов острого воспаления, но и также в стимуляции повышенного расхо дования жировых запасов и приостановке липогенеза за счет угнетения синтеза и активности липопротеинлипазы (Ешану, 2004). Полученные данные свиде тельствуют об активации клеточного, гуморального и неспецифического звень ев иммунной системы в условиях краткосрочной высокожировой нагрузки.

Нормализация некоторых параметров неспецифической резистентности (ФР, ФЧ), гуморального звена иммунитета (С3, С4, К), общего количества лейкоцитов и лимфоцитов в крови крыс была выявлена на 90-е сутки высокожировой нагрузки, что указывает на мобилизацию системы иммунитета и формирование адекватного адаптационного ответа. По-прежнему сохранялся высокий уровень TNF- в крови и печени, белков острой фазы в сыворотке крови по сравнению с крысами кон трольной группы, но не такой выраженный как на 30 сутки высокожировой на грузки. Выявлено снижение параметров кислородной бактерицидности (НСТ), функционального потенциала фагоцитов (НСТР, ИАНР), ИАЦР.

Таблица Показатели системы иммунитета у крыс в условиях высокожировой нагрузки, M±m Сроки высокожировой нагрузки Показатели 30 суток, n = 50 90 суток, n = 80 180 суток, n = Лейкоциты, Г/л ***8,52±0,12/1,1 6,81±0,46 *4,94±0,17/1, Лимфоциты, % ***26,70±0,40/1,2 23,00±1,54 22,60±1, ФАН, % ***66,6±1,5/1,3 ***64,0±2,5/1,3 ***29,2±2,9/1, ФР, у.е ***1,49±0,11/1,5 0,96±0,03 **0,81±0,01/1, ФЧ, у.е 5,5±0,3 4,8±0,2 ***4,2±0,2/1, ФЧР, у.е 1,40±0,04 ***0,73±0,09/2 ***0,64±0,05/ СПЗС, % **71,7±2,5/1,1 ***45,25±1,9/1,3 ***23,7±2,1/ НСТ, % ***18,8±0,8/2,2 ***5,4±0,6/1,4 ***17,4±0,8/2, НСТР, у.е. 1,16±0,04 ***0,90±0,03/1,7 ***0,88±0,04/1, ИАН, у.е. ***0,17±0,01/1,4 ***0,19±0,006/1,3 ***0,25±0,01/1, ИАНР, у.е. ***1,07±0,03/1,4 ***0,91±0,07/1,7 ***0,69±0,06/ ЦИК С3, у.е. ***0,63±0,02/1,5 0,34±0,03 ***0,72±0,02/1, ЦИК С4, у.е. ***0,72±0,03/1,7 0,36±0,04 ***0,82±0,02/1, К (С4/С3), у.е. 1,14±0,10 0,97±0,1 *1,18±0,04/1, Гаптоглобин, г/л ***2,28±0,14/2 *1,42±0,05/1,4 *1,54±0,03/1, Кислый -1-гликопротеин, г/л ***1,82±0,02/2,2 *1,23±0,04/1,5 *1,21±0,02/1, TNF- в крови, пг/мл ***849,9±53,1/27 ***567±101/20 ***193±18/6, TNF- (-) ЛПС, пг/мл ***1584±147/32 ***1137±239/22 ***253±16/ TNF- (+) ЛПС, пг/мл ***2923±176/15 ***1587±260/8 ***264±16/1, ИАЦР, у.е. ***1,9±0,1/2 ***1,5±0,2/2,8 ***1,04±0,01/ TNF- в печени, пг/мл ***8379±450/33 ***3863±472/19 ***429±31/1, Примечание: статистическая значимость различий относительно контрольной группы:

* – р 0,05;

** – р 0,01;

*** – р 0,001. Значения после косой черты – изменение показате ля относительно контрольной группы в число раз. ИАН – индекс активации нейтрофилов, ИАНР – резерв индекса активации нейтрофилов, ИАЦР – индекс активности цитокиновой ре гуляции, ЛПС – липополисахарид, НСТ – тест восстановления нитросинего тетразолия, НСТР – резерв теста восстановления нитросинего тетразолия, СПЗС – суммарный процент завер шающих стадий фагоцитоза, ФАН – фагоцитарная активность нейтрофилов, ФР – фагоцитар ный резерв, ФЧ – фагоцитарное число, ФЧР – фагоцитарного числа резерв, ЦИК – циркули рующие иммунные комплексы, TNF- – фактор некроза опухолей.

У крыс, получавших 180 суток экспериментальный рацион, сохранялся повышенный синтез TNF-, белков острой фазы на фоне сниженного количест ва лейкоцитов, активных фагоцитирующих клеток (ФАН) и уменьшения их по глотительной активности (ФЧ), падения резерва иммунной реактивности ней трофилов (ФР, ФЧР), ИАЦР относительно крыс контрольной группы. Установ ленная системная и органная гиперцитокинемия в условиях низкого иммунного ответа является показателем нарушения физиологических процессов иммуно регуляции, развития иммунодефицита. Количественный и качественный дефи цит параметров фагоцитоза сопровождался активацией окислительного метабо лизма нейтрофилов (НСТ и ИАН), что указывает на неспособность мононук леаров завершить процесс фагоцитоза. Снижение элиминации чужеродных ан тигенов проявилось в повышении ЦИК С4 и ЦИК С3, увеличении коэффициен та С4/С3. Выявленные изменения в системе иммунитета в результате длитель ного воздействия высокожирового рациона указывают на угнетение супрессор ной активности и дизрегуляцию цитокинопосредованных механизмов коопера ции иммунокомпетентных клеток (ИКК), нарушение адекватного ответа моно цитарно-макрофагальной системы.

Таким образом, состояние системы иммунитета в условиях высокожиро вой нагрузки характеризуется гиперреактивностью на начальных этапах с по следующим торможением иммунного ответа к 90-м суткам эксперимента и ис тощением адекватного реагирования ИКК на флогоген через 180 суток.

Состояние системы прооксидантыантиоксиданты у крыс в условиях высокожировой нагрузки У животных на 30-е сутки воздействия высокожировой нагрузкой было выявлено увеличение продуктов липопероксидации в крови (ГПЛ, МДА) и пе чени (ДК, МДА) относительно контрольной группы (рис. 1, 2). Снижалась ус тойчивость эритроцитов к перекисному гемолизу, активность каталазы.

% 30 суток *** 90 суток 180 суток * 150 *** *** ** ** * 50 *** ***** *** *** * *** * * *** ** - - МДА ГПЛ УЭПГ Каталаза ГЛ ГР ГП AOA Рис. 1. Динамика параметров системы прооксидантыантиоксиданты крови крыс в условиях высокожировой нагрузки (в % относительно группы контроля).

Примечание: статистическая значимость различий относительно контрольной группы:

* – р 0,05;

** – р 0,01;

*** – р 0,001. АОА – антиоксидантная активность, ГЛ – глутати он, ГП – глутатионпероксидаза, ГПЛ – гидроперекись липидов, ГР – глутатионредуктаза, МДА – малоновый диальдегид, УЭПГ – устойчивость эритроцитов к перекисному гемолизу.

У крыс опытной группы 1 наблюдалось угнетение активности ферментов глутатионового звена АОЗ (ГР, ГП), снижение уровня восстановленного ГЛ в эритроцитах крови и печени. Полученные данные свидетельствуют о формиро вании окислительного стресса на 30-е сутки высокожировой нагрузки.

Усиление процессов липопероксидации при краткосрочной высокожировой нагрузке сопровождалось увеличением образования оксида азота (NO) и моноок сида углерода (СО), активацией индуцибельной NO-синтазы и гемоксигеназы-1 в печени (табл. 4). Активация гемоксигеназных и нитроксидергических механизмов АОЗ способствует нивелированию прооксидантных процессов в условиях сниже ния активности ферментов глутатионового звена (Меньщикова, 2006). Для под тверждения роли сигнальных молекул гемоксигеназной и нитроксидергической систем в регуляции окислительного стресса был проведен корреляционный анализ изучаемых показателей системы прооксидантыантиоксиданты. Уста новлены отрицательные связи между содержанием МДА (r = -0,57), ГПЛ (r = 0,54), активностью ГП (r = -0,79) и СО. Обнаружена прямая положительная связь между количеством NО и СО. Следовательно, развитие окислительного стресса сопровождается усилением взаимосвязи между СО и NО, параметрами редокс-системы глутатиона и продуктами перекисного окисления липидов (ПОЛ), что подтверждает значимую роль сигнальных молекул в процессах ре гуляции про- и антиоксидантных реакций.

% *** 30 суток 90 суток 180 суток *** 300 * *** *** ** *** ** *** *** *** *** *** - ДК ГПЛ МДА ГЛ ГР ГП Рис. 2. Динамика параметров системы прооксидантыантиоксиданты печени крыс в условиях высокожировой нагрузки (в % относительно группы контроля).

Примечание: статистическая значимость различий относительно контрольной группы:

* – р 0,05;

** – р 0,01;

*** – р 0,001. ГЛ – глутатион, ГП – глутатионпероксидаза, ГПЛ – гидроперекись липидов, ГР – глутатионредуктаза, ДК – диеновые конъюгаты, МДА – мало новый диальдегид.

Таблица Параметры нитроксидергической и гемоксигеназной систем крыс в условиях высокожировой нагрузки, M±m Сроки высокожировой нагрузки Показатели 30 суток, n = 80 90 суток, n = 80 180 суток, n = NO, мкмоль/л *42,0±1,2/1,2 **38,5±0,3/1,2 ***23,1±0,7/1, СО, мг/л *0,70±0,04/1,1 ***1,13±0,06/3,7 ***2,5±0,1/ NO-синтаза, % *13,4±0,3/1,1 ***3,1±0,1/3, **15,9±0,1/1, Гемоксигеназа-1, % ***17,23±0,19/8, *2,31±0,32/1,08 ***5,25±0,19/2, Примечание: статистическая значимость различий относительно контрольной группы:

* – р 0,05;

** – р 0,01;

*** – р 0,001. Значения после косой черты – изменение показателя относительно контрольной группы в число раз. NO – оксид азота, СО – монооксид углерода.

Отличительной особенностью состояния системы прооксидан тыантиоксиданты у крыс через 90 суток высокожировой нагрузки стала нор мализация уровня ГПЛ в крови и печени, МДА и ДК в печени, УЭПГ, активно сти каталазы. Наблюдалось повышение общей АОА. Состояние редокc системы глутатиона характеризовалось увеличением активности ГР и ГП в клетках крови до значений контрольной группы крыс. Полученные данные сви детельствуют о формировании компенсаторного ответа антиоксидантной сис темы на 90-е сутки алиментарной нагрузки. Однако в печени крыс на фоне по вышения количества восстановленного ГЛ активность ГП и ГР оставалась по ниженной относительно контрольной группы.

Исследование динамики уровня NО на 90-е сутки эксперимента выявило тенденцию к снижению количества его метаболитов в крови. Активность инду цибельной NO-синтазы в печени оставалась повышенной. При этом установлена гиперпродукция СО и активация гемоксигеназы-1 в печени крыс. По-видимому, в условиях угнетения синтеза NO происходит взаимозамещение регуляторных функций сигнальных молекул гемоксигеназной и нитроксидергической систем.

Корреляционный анализ между показателями процессов ПОЛ и АОЗ выявил по ложительную взаимосвязь СО с активностью ГП (r = 0,53), отрицательную – с уровнем МДА (r = -0,74) в крови. NO образовывал сильную прямую связь с ГР (r = 0,79). Известно, что СО и NO активирует факторы транскрипции (AP-1 – acti vator protein 1, ARE – antioxidant responsive element), участвующие в синтезе ан тиоксидантных ферментов (Ryter, 2006). Обнаруженная корреляционная связь между ферментами глутатионового звена и уровнем СО и NO в крови доказыва ет участие этих сигнальных молекул в индукции образования ферментов АОЗ.

Данный механизм обеспечивает физиологическую регуляцию интенсивности окислительного стресса при адаптации к неблагоприятным факторам.

На 180-е сутки алиментарной нагрузки наблюдался срыв компенсаторных процессов и развитие дисбаланса в системе прооксидантыантиоксиданты. Под тверждением чего явилось накопление у крыс опытной группы 3 липоперокси дов в крови и печени (рис. 1, 2). Установлено снижение активности каталазы и показателя УЭПГ. Состояние системы глутатиона характеризовалось угнетением активности ГП и ГР, снижением уровня восстановленного ГЛ в крови и печени.

Анализ уровня метаболитов СО и NO в крови подтвердил наличие дисбаланса между про- и антиоксидантными процессами у крыс через 180 суток экспери мента. Показано снижение уровня метаболитов NO на фоне восьмикратного по вышения концентрации стабильных метаболитов СО в крови (табл. 4). Выявлен ная при этом сильная отрицательная корреляционная связь между NО и СО (r = 0,81) свидетельствует о нарушении физиологического взаимодействия между сигнальными молекулами нитроксидергической и гемоксигеназной систем. Ги перактивация гемоксигеназы-1 обуславливает повышенное образование СО, ко торый в условиях низкой АОЗ может выступать как сильный прооксидант. Спо собность СО подавлять синтез NO является решающим этапом в прогрессирова нии окислительного стресса (Shi, 2000). Следовательно, нарушение динамиче ского равновесия в продукции этих компонентов сигнальной системы в сторону повышенного образования СО обуславливает ингибирование нитроксидпроду цирующей функции клеток, прогрессирование процессов липопероксидации.

Проведенное исследование показало тесную взаимосвязь между продол жительностью алиментарной нагрузки и состоянием системы прооксидан тыантиоксиданты: краткосрочная высокожировая нагрузка (30 суток) прово цирует развитие окислительного стресса;

длительное поддержание эффектор ного состояния при долгосрочной высокожировой нагрузке (90 суток) характе ризуется появлением компенсаторно-приспособительного ответа со стороны всех исследуемых звеньев антиоксидантной системы с привлечением гемокси геназных путей интоксикации активных форм кислорода (АФК);

на 180-е сутки алиментарной нагрузки происходит срыв компенсаторных процессов в системе прооксидантыантиоксиданты, истощение ее адаптационных резервов. Доказа но, что в развитии и регуляции окислительного стресса важное место занимают NО и СО, баланс между которыми определяет либо их физиологическую анти оксидантную активность, либо патологические прооксидантные свойства.

Морфофункциональное состояние печени крыс в условиях высокожировой нагрузки По данным морфологического исследования установлено, что на ранних сроках высокожировой нагрузки (30 суток) развивается стеатоз печени, характеризующийся жировой гепатомегалией, гипертрофией гепатоцитов за счет накопления в них избыточного количества жира. На 90-е сутки эксперимента на гистологических срезах ткани печени обнаруживался некроз с сопутствующей лимфомакрофагальной инфильтрацией. Через 180 суток эксперимента в ткани печени увеличивалась площадь участков некроза, выявлялась деструкция сосудов и желчных протоков, гепатоциты не образовывали трабекул. На препаратах обнаруживалась картина портального и незначительной степени септального фиброза печени. Наблюдалось прорастание новых мелких триад в паренхиме печеночных долек.

Плоидометрический анализ паренхиматозной ткани печени крыс при дол госрочной (90 суток) высокожировой нагрузке показал увеличение уровня тет раплоидных (76,1 ± 1,1 %;

р 0,001) и октаплоидных (11,6 ± 0,8 %;

р 0,001) ядер в гепатоцитах на 15 % и в 2 раза соответственно относительно группы контроля. Выявлялся класс гепатоцитов 16с-плоидности (3,0 ± 0,4 %;

р 0,001).

Количество двуядерных гепатоцитов снижалось до 9,1 ± 0,9 %, что в 2,7 раза (р0,001) меньше относительно контрольной группы. Повышение количества полиплоидных гепатоцитов свидетельствует о включении механизмов регене рации печени. На 180-е сутки высокожировой нагрузки на фоне развития фиб роза печени наблюдалось уменьшение пула тетраплоидных на 6 % (р 0,05) и октаплоидных на 80 % (р 0,01) гепатоцитов по сравнению с группой контроля.

Результаты морфо-фотометрического исследования печени крыс показа ли, что перестройка биохимических и иммунных реакций в условиях высоко жировой нагрузки совпадает со структурной реорганизацией и запуском ре генерационных процессов в печени.

Состояние липидного обмена у крыс в условиях высокожировой нагрузки Липиды сыворотки крови. Воздействие на крыс высокожировой нагрузкой в течение 30 суток способствовало повышению уровней ОХС, ТГ, ХС ЛПНП, ХС ЛПОНП (рис. 3). Через 90 суток эксперимента выявлено снижение концентрации ТГ и ХС ЛПОНП, увеличение уровня ХС ЛПНП в крови и ИА. На 180-е сутки вы сокожирового рациона в сыворотке крови крыс повышалось содержание ОХС, ХС ЛПНП, уровень ХС ЛПОНП оставался пониженным. Причиной снижения кон центрации ХС ЛПОНП в сыворотке крови, наблюдаемого на 90-е и 180-е сутки эксперимента, может являться ингибирование синтеза апопротеинов и сборки ЛПОНП в печени (Oostervee, 2009;

Glatz, 2010). Механизмом, способствующим накоплению ХС ЛПНП в крови, может быть нарушение рецепторного эндоцитоза ЛПНП (Титов, 2002;

Glatz, 2010). Поскольку основная роль ЛПНП состоит в пере носе к клеткам ПНЖК, то эндогенная блокада их поглощения приведет к клеточ ному дефициту ПНЖК.

Фосфолипиды эритроцитов. Исследование состава ФЛ мембран эрит роцитов через 30 суток эксперимента выявило накопление фосфатидилсерина (ФС), фосфатидилэтаноламина (ФЭ) и снижение доли фосфатидилинозитола (ФИ), фосфатидилхолина (ФХ) (рис. 3). Перераспределение основных классов ФЛ в мембране в сторону увеличения доли ФС можно рассматривать как ком пенсаторную реакцию клетки, направленную на увеличение жесткости липид ного бислоя и снижение ее проницаемости. Ценой этой компенсации является нарушение экспрессии и функционирования рецепторов клетки, блокада ре цепторопосредованного трансфера ЖК в составе ЛПНП.

% *** 30 суток *** 90 суток 600 180 суток *** *** *** * ** *** *** *** *** *** *** *** 100 *** *** *** *** * *** *** *** *** ** ** *** - ОХС ТГ ХС ХС ХС ИА ФС ФИ СM ФХ ФЭ ЛПНП ЛПОНП ЛПВП Рис. 3. Динамика содержания липидов сыворотки и фосфолипидов эритроцитов крови крыс в условиях высокожировой нагрузки (в % относительно группы контроля ).

Примечание: статистическая значимость различий относительно контрольной группы:

* – р 0,05;

** – р 0,01;

*** – р 0,001. ИА – индекс атерогенности, ОХС – общий холестерин, СМ – сфингомиелин, ТГ – триацилглицерины, ФИ – фосфатидилинозитол, ФС – фосфатидилсе рин, ФХ – фосфатидилхолин, ФЭ – фосфатидилэтаноламин, ХС ЛПВП – холестерин липопро теинов высокой плотности, ХС ЛПНП – холестерин липопротеинов низкой плотности, ХС ЛПОНП – холестерин липопротеинов очень низкой плотности.

Флуктуация состава ФЛ эритроцитов крыс, находящихся 90 суток на высокожировой нагрузке, имела ту же направленность, что и у крыс опытной группы 1. Исключение выявлено для ФИ, уровень которого повышался. По следнее возможно только при достаточной активности ферментативных сис тем антиоксидантной защиты, которые предотвращают окисление высоконе насыщенных жирных кислот, этерифицированных в ФИ (Эндакова и др., 2002). На 180-е сутки эксперимента в составе фосфолипидов эритроцитов идентифицировано увеличение доли ФС и сфингомиелина (СМ), снижение уровня ФИ по сравнению с контрольной группой.

Жирные кислоты липидов плазмы и эритроцитов крови. Показано, что на 30-е сутки высокожировой нагрузки в крови крыс увеличивались уров ни 14:0, 15:0 в пуле ФЛ, ТГ и эфиров стеринов (ЭС) (табл. 5).

Таблица Жирные кислоты липидов эритроцитов и плазмы крови крыс в условиях высокожировой нагрузки, M±m Сроки высокожировой нагрузки ЖК, % Субстрат 30 суток, n = 50 90 суток, n = 60 180 суток, n = эритроциты *0,83±0,08/1,6 0,5±0,06 ***1,01±0,12/ ФЛ плазмы ***1,22±0,20/2,2 0,57±0,05 **0,37±0,04/1, 14: ТГ плазмы *1,71±0,10/1,2 1,53±0,15 *0,87±0,11/1, ЭС плазмы 1,23±0,01 0,84±0,06 ***0,42±0,05/2, эритроциты 0,58±0,07 **0,43±0,02/1,7 *0,56±0,04/1, ФЛ плазмы ***1,33±0,07/1,7 ***0,45±0,02/1,6 ***0,40±0,01/1, 15: ТГ плазмы ***1,55±0,07/1,6 0,86±0,05 **0,52±0,08/1, ЭС плазмы ***1,36±0,09/1,7 ***0,41±0,03/2 ***0,35±0,01/2, эритроциты 24,38±0,57 ***28,6±0,5/1,2 **27,6±1,4/1, ФЛ плазмы 27,68±0,56 25,64±0,83 27,02±0, 16: ТГ плазмы 26,42±0,68 24,23±1,66 **22,2±0,52/1, ЭС плазмы 15,67±1,66 ***11,47±0,43/1,5 ***11,32±0,12/1, эритроциты **14,68±0,48/1,4 ***17,3±0,57/1,7 ***13,9±1,77/1, ФЛ плазмы *21,67±0,94/1,1 ***23,23±0,14/1,2 18,97±0, 18: ТГ плазмы *3,00±0,16/1,6 ***8,72±0,91/1,8 4,92±0, ЭС плазмы 3,72±0,46 3,35±0,22 3,15±0, *** эритроциты 1,83±0,12 0,83±0,05/2,3 2,04±0, ФЛ плазмы ***3,31±0,40/2,7 0,91±0,07 1,17±0, 16:1n- ТГ плазмы *8,67±0,14/1,3 ***2,53±0,27/3 *2,72±0,39/ ЭС плазмы ***8,14±0,77/1,6 *3,28±57,14/1,6 4,75±0, эритроциты ** 2,95±0,38 3,00±0,08 2,59±0,13/1, ФЛ плазмы ***4,28±0,26/2 2,01±0,84 2,05±0, 18:1n- ТГ плазмы *5,68±0,18/1,4 **2,51±0,10/2 **2,75±0,08/ ЭС плазмы 2,6±0,2 2,07±0,10 2,5±0, эритроциты **11,45±1,22/1,5 **10,5±0,31/1,4 **11,2±1,38/1, ФЛ плазмы 7,67±0,28 6,91±2,09 *9,52±0,34/1, 18:1n- ТГ плазмы 26,5±2,36 30,66±1,87 ***36,55±1,14/1, ЭС плазмы ***11,5±0,9/2 ***36,8±2,7/1,7 ***46,5±0,8/2, эритроциты ***9,78±0,23/1,4 12,6±0,4 **11,3±0,97/1, ФЛ плазмы 18,85±1,05 18,12±1,21 18,3±0, 18:2n- ТГ плазмы ***15,3±1,1/1,2 20,23±1,40 *17,12±0,16/1, ЭС плазмы 19,17±1,35 21,08±0,96 ***13,12±0,2/1, эритроциты 0,17±0,03 ***0,95±0,09/ ФЛ плазмы ***0,27±0,02/2 ***0,25±0,09/2 0,65±0, 20:3n- ТГ плазмы ***0,30±0,01/2,4 0,73±0,12 ***1,45±0, ЭС плазмы 0,83±0,31 ***0,45±0,05/2,1 0,75±0, эритроциты 0,88±0,09 **1,23±0,06/2 0,9±0, ФЛ плазмы 1,38±0,12 2,05±0,14 3,05±0, 20:3n- ТГ плазмы ***0,27±0,20/2,8 0,51±0,06 0,72±0, ЭС плазмы *0,66±0,08/1,5 0,55±0,06 0,47±0, эритроциты ***21,2±1,9/3,1 ***16,3±0,5/2,6 15,9±0,94/2, ФЛ плазмы ***7,56±0,62/1,7 13,66±0,72 9,8±0, 20:4n- ТГ плазмы ***0,87±0,16/2,7 2,38±0,25 2,11±0, ЭС плазмы **18,84±2,73/1,5 ***10,96±0,86/2,8 ***10,55±0,90/2, эритроциты 0,73±0,29 *0,58±0,05/1,5 0,68±0,05/1, ФЛ плазмы ***1,55±0,18/3,7 0,62±0,11 0,50±0, 20:5n- ТГ плазмы ***1,17±0,11/1,6 *0,92±0,13/1,3 **0,95±0,05/1, ЭС плазмы ***1,24±0,12/1,7 0,95±0, Доля 18:0 снизилась в ТГ и повысилась в ФЛ по сравнению с контроль ной группой. Было выявлено увеличение n-7 ЖК (16:1n-7, 18:1n-7) в липидах плазмы, n-9 ЖК (18:1n-9) в эритроцитах. Достоверное уменьшение содержа ния 18:2n-6 показано в ТГ. В ТГ и ФЛ наблюдался низкий уровень 20:3n-9 на фоне повышенного содержания 20:5n-3 и 22:5n-3 (табл. 6). Уменьшение доли 20:4n-6 обнаруживалось во всех исследуемых липидных фракциях плазмы крови. Динамика состава аналогичных кислот в эритроцитах на 30-е сутки али ментарной нагрузки характеризовалась увеличением доли 14:0, 18:0, 20:4n-6 и 22:4n-6, снижением 18:2n-6, 22:6n-3.

Таблица Содержание полиненасыщенных жирных кислот в липидах эритроцитов и плазмы крови крыс в условиях высокожировой нагрузки, M±m Сроки высокожировой нагрузки ЖК, % Субстрат 30 суток, n = 50 90 суток, n = 60 180 суток, n = эритроциты **1,58±0,09/3 **0,85±0,05/1,6 0,66±0, ФЛ плазмы *0,33±0,08/2 ***0,48±0,06/3,2 0,15±0, 22:4n- ТГ плазмы 0,27±0,01 ***0,61±0,02/ ЭС плазмы эритроциты *0,55±0,05/2,5 ***0,17±0,03/1,3 ***0,53±0,13/2, ФЛ плазмы ***0,55±0,01/2, 22:5n-6 ТГ плазмы 0,20±0, ЭС плазмы 0,20±0, эритроциты 1,62±0,27 1,38±0,09 1,15±0, ФЛ плазмы ***0,92±0,10/1,5 0,61±0,08 0,65±0, 22:5n- ТГ плазмы ***1,05±0,13/2 0,74±0,11 ***0,25±0,07/ ЭС плазмы 0,36±0,09 0,17±0, эритроциты *3,93±0,11/1,4 **2,22±0,08/2 ***2,85±0,53/1, ФЛ плазмы 4,45±0,50 3,27±0,24 4,27±0, 22:6n- ТГ плазмы *2,93±0,09/2 2,46±0,33 ***3,25±0,32/ ЭС плазмы 1,95±0,11 1,14±0,12 ***0,87±0,14/ Примечание: здесь и в табл. 5 статистическая значимость различий относительно контроль ной группы: * – р 0,05;

** – р 0,01;

*** – р 0,001. Значения после косой черты – изме нение показателя относительно контрольной группы в число раз. ТГ – триацилглицерины, ФЛ – фосфолипиды, ЭС – эфиры стеринов.

На 90-е сутки эксперимента в пуле жирных кислот ФЛ и ЭС плазмы кро ви снижалось содержание 15:0 и 20:3n-9. Уровень 18:0 увеличивался в ФЛ, ТГ плазмы и эритроцитах крови. Доля 18:1n-9 повысилась в эритроцитах и ЭС плазмы крови. Уменьшение содержания 20:4n-6 идентифицировалось в ЭС плазмы, тогда как в клетках крови наблюдалось увеличение уровня 20:4n-6, в том числе и ее предшественника 20:3n-6. В эритроцитах выявлено падение 20:5n-3 на фоне повышения ее в ЭС и ТГ плазмы крови. Наблюдалась стабили зация относительного содержания 22:5n-3 и 22:6n-3 в липидах плазмы крови на уровне группы контроля. В клетках крови выявлено падение уровня 22:5n-6 и 22:6n-3, повышение 22:4n-6. Следовательно, вектор изменений состава ПНЖК липидов плазмы и эритроцитов крови на 90-е сутки эксперимента имел реци прокную направленность. Выявлено увеличение 20:5n-3, 22:6n-3, 22:5n-6 в плазме крови с одновременным дефицитом этих ЖК в клеточных мембранах.

Профиль ЖК липидов плазмы крови через 180 суток высокожировой дие ты у крыс характеризовался уменьшением доли 14:0, 15:0. Пул ПНЖК был обеднен 18:2n-6 (кроме ФЛ). Уровень 18:1n-9 оставался повышенным. Дефицит 20:4n-6 обнаруживался в ЭС. Содержание 20:5n-3 и 22:4n-6 повышалось в ТГ.

Уровень 22:6n-3 оставался неизменным в ФЛ, повышался в ТГ и снижался в ЭС плазмы. Парадоксальное на первый взгляд явление, заключающееся в повыше нии 20-22 ПНЖК в липидах плазмы крови, четко вписывается в концепцию па тологии транспорта ЖК (Титов, 2006;

Farooqui, 2009). Нарушение рецепторного захвата клетками липопротеинов приводит к дефициту ПНЖК в цитомембранах и компенсаторной активации пассивного транспорта насыщенных ЖК. Дейст вительно, модификация состава ЖК эритроцитов на 180-е сутки жировой на грузки характеризовалась повышением уровней насыщенных кислот (14:0, 16:0, 18:0), снижением содержания 18:2n-6, 20:5n-3, 22:6n-3. Маркером клеточного дефицита кислот семейства n-6 и n-3 стало увеличение в мембранах эритроци тов кислоты Мида (20:3n-9).

Липиды печени. В печени крыс, получавших высокожировую диету в течение 30 суток, увеличивалось содержание ОХС, ТГ, этерифицированных жирных кислот (ЭЖК), этерифицированного холестерина (ЭХС) относительно контрольной группы (рис. 4). Динамика состава полярных липидов сопровождалась увеличением доли ФС. Высокожировая нагрузка в течение суток способствовала еще большему накоплению нейтральных липидов в печени. Выявлено увеличение ХС – в 1,7 раза, ТГ – в 1,6 раза, неэтерифицированных жирных кислот (НЭЖК) – в 1,4 раза, ЭХС – в 1,2 раза.

Идентичные нарушения в составе нейтральных липидов обнаружены и в печени крыс через 180 суток жировой нагрузки.

% контроль 30 суток 40 *** 90 суток *** 35 *** * 180 суток ** *** 30 *** *** 25 *** *** *** ** ** 20 *** ** 10 *** * ** ** ** ** ОХС ЭХС ТГ НЭЖК ЭЖК ФС ФИ СМ ФХ ФЭ ДФГ Рис. 4. Динамика состава липидов в печени крыс в условиях высокожировой нагрузки (в % от общего состава липидов).

Примечание: статистическая значимость различий относительно контрольной группы:

* – р 0,05;

** – р 0,01;

*** – р 0,001. ДФГ – дифосфатидилглицерин, НЭЖК – неэтери фицированные жирные кислоты, ОХС – общий холестерин, СМ – сфингомиелин, ТГ – триа цилглицерины, ФИ – фосфатидилинозитол, ФС – фосфатидилсерин, ФХ – фосфатидилхолин, ФЭ – фосфатидилэтаноламин, ЭЖК – этерифицированные жирные кислоты, ЭХС – этерифи цированный холестерин.

Фосфолипидный профиль печени крыс, находящихся на жировой диете в течение 90 и 180 суток, характеризовался увеличением доли ФС при одновре менном уменьшении содержания ФХ по сравнению с контрольной группой.

Особенностью состава полярных липидов печени крыс опытной группы 3 стало снижение уровня ФИ и ФЭ, накопление СМ. Подобная направленность измене ний состава ФЛ обнаружена и в эритроцитах.

В составе ЖК липидов печени крыс через 30 суток жировой нагрузки бы ло выявлено увеличение содержания 16:0 и снижение – 18:0 (рис. 5). Повыше ние содержания 16:0 в печени обусловлено особенностью экспериментального рациона, обогащенного этой ЖК. В то же время насыщенные ЖК и ХС, являясь эффекторами экспрессии транскрипционных факторов (sterol regulatory element binding protein – SREBP), индуцируют синтез пальмитата и ТГ, подавляя при этом сборку ЛПОНП. В результате чего развивается стеатоз печени (Gibbons, 2003). Обращает на себя внимание увеличение относительного содержания 18:1n-9, 18:3n-6, 18:4n-3. Выявленный факт на фоне истощения пула 18:0 сви детельствует об активации 9-десатуразы, осуществляющей метаболическое превращение в реакции 18:0 18:1n-9, а также увеличении активности элон газ, катализирующих образование длинноцепочечных жирных кислот из С16 и С18 предшественников. Установлено уменьшение уровней 20:4n-6, 20:5n-3, 22:5n-3, 22:6n-3.

40 % Контроль *** 35 30 суток * * ** *** *** ** *** *** *** * *** ЖК 16:00 18:00 18:1n-9 18:2n-6 18:3n-6 18:3n-3 18:4n-3 20:2n-6 20:3n-6 20:4n-6 20:5n-3 22:5n-3 22:6n- Рис. 5. Состав жирных кислот липидов печени крыс, получавших 30 суток вы сокожировую нагрузку (в % от общего состава ЖК).

Примечание: статистическая значимость различий относительно контрольной группы:

* – р 0,05;

** – р 0,01;

*** – р 0,001.

Через 90 суток от начала эксперимента в печени крыс в пуле жирных ки слот ЭС повышалось содержание 14:0. Уровень 16:0 снижался во всех иссле дуемых фракциях липидов (табл. 7). Доля 18:0 повышалась в ФЛ и снижалась в ЭС. Метаболические превращения ПНЖК через 90 суток эксперимента были направлены на увеличение содержания 18:1n-9 в ФЛ, ТГ, ЭС;

18:3n-3 в ТГ и ЭС;

18:2n-6 в ТГ, ЭС, ФЛ;

20:5n-3 в ЭС и 20:3n-6 в ФЛ, ТГ. Отмечено уменьше ние во всех исследуемых фракциях липидов печени доли 20:4n-6 и 20:3n-9. До ля 22:5n-3 увеличивалась в ТГ. Поддержание физиологического уровня 20-22 n 3 и n-6 ПНЖК играет важную роль в адаптации организма к временному али ментарному их ограничению. На 180-е сутки высокожировой нагрузки в соста ве ЖК печени было выявлено понижение уровней 14:0, 16:0 и 18:0 в ЭС. В ТГ уменьшалась концентрация 14:0 и 16:0. ФЛ печени крыс имели низкую концен трацию 22:4n-6, ТГ – 18:2n-6, 20:5n-3. Дефицит 20:4n-6 обнаруживался во всех исследуемых фракциях липидов. Содержание 18:1n-9 повышалось в ЭС, ФЛ и ТГ. Адаптационные изменения в структуре ФЛ, ТГ, ЭС печени в условиях вы сокожировой нагрузки, сопровождающиеся увеличением в их составе 18:1n-9, усиливают механизмы АОЗ, предотвращают мембранодеструкцию и некроз клеток (Титов, 2006). Сохранялся высокий уровень 18:2n-6 в ЭС и ФЛ, но не такой выраженный, как на 90-е сутки эксперимента. Доля 18:3n-3 оставалась высокой только в ЭС. Результаты эксперимента, полученные при исследовании состава ЖК печени крыс, сопоставимы с теми, что были выявлены при анализе ЖК липидов плазмы крови. Исключение показано только для 20:5n-3 и 20:3n-6.

Так, в липидах плазмы крови 20:5n-3 располагается преимущественно в ТГ и ЭС, 20:3n-6 – в ФЛ. Подобное перераспределение ЖК между полярными и нейтраль ными липидами необходимо для сохранения гомеостаза 20:5n-3 – предшествен ника оксилипинов, обладающих вазоактивными и противовоспалительными свойствами. Следует отметить, что состав ЖК липидов плазмы крови может яв ляться индикатором метаболических превращений жирных кислот в печени.

Метаболические превращения ЖК, пищевых или синтезированных de novo, зависят от баланса серии ферментных реакций: элонгации цепи, десату рации, этерификации в сложный липид (Эндакова, 2002;

Schwarz, 2003). Пока зано увеличение соотношения 18:2n-6/20:4n-6 во всех исследуемых фракциях липидов печени, что косвенно свидетельствует об активации элонгаз (табл. 8).

Известно, что при алиментарном дефиците ПНЖК включается компенса торный механизм их эндогенного синтеза (Nakamura, 2000;

Leonard, 2004;

Oos tervee, 2009). Одной из причин истощения количества n-6 ПНЖК является не достаток реакционной активности 5-десатуразы и ферментов последнего этапа биосинтеза ЖК, что видно из низких значений соотношений 20:4n-6/22:6n-3 (в ТГ и ЭС), 20:4n-6/20:3n-6, 20:4n-6/20:5n-3 во всех исследуемых фракциях липи дов. Только соотношение 22:6n-3/22:5n-3, характеризующее активность фер ментов последнего этапа биосинтеза ЖК, увеличивалось в ЭС на 90-е и 180-е сутки эксперимента.

Следовательно, высокожировой рацион способствует компенсаторному синтезу моноеновых и полиненасыщенных жирных кислот в печени. Выявлен ный факт на фоне приоритетной этерификации n-3 ПНЖК в нейтральные липи ды является важным адаптационным механизмом липидного метаболизма.

Данный механизм направлен на поддержание гомеостаза физиологически важ ных ЖК в условиях дефицита их алиментарного поступления. Однако синтези рованные в печени ЖК не достигают клеток периферических органов, что под тверждается недостатком некоторых ПНЖК в мембране эритроцитов при дос таточном их количестве в печени и плазме крови.

Таблица Состав жирных кислот липидов в печени крыс в условиях высокожировой нагрузки, M±m Фракция Сроки высокожировой нагрузки ЖК, % липидов 90 суток, n = 60 180 суток, n = ФЛ 0,26±0,03 0,20±0, ТГ 14:0 *0,63±0,03/1,3 *0,65±0,05/1, ЭС ***1,2±0,4/2 ***0,27±0,03/2, ФЛ **0,200±0,009/1,8 **0,24±0,04/1, ТГ ***0,26±0,03/2,7 ***0,35±0,03/ 15: ЭС ***0,24±0,08/3, ***0,5±0,01/1, ФЛ ***17,56±1,09/1,2 19,50±0, ТГ 16:0 ***16,63±0,43/1,6 ***19,14±0,47/1, ЭС ***14,1±4,1/3,5 ***11,2±0,61/ ФЛ ***23,73±0,81/1,2 19,8±0, ТГ 18:0 3,3±0,2 2,4±0, ЭС *4,7±1,2/1,5 ***3,68±0,43/ ФЛ ***6,0±0,2/1,2 ***8,64±0,33/ ТГ 18:1n-9 **34,56±1,09/1,2 ***46,06±1,28/ ЭС ***54,03±4,66/3,6 ***57,7±3,49/3, ФЛ 0,20±0,05 0,15±0, ТГ 18:3n-3 ***1,04±0,18/1,6 0,71±0, ЭС ***1,1±0,10/2,3 *0,85±0,19/ ФЛ ***18,2±0,2/1,4 **14,9±0,4/1, ТГ 18:2n-6 ***27,86±0,61/1,5 *16,5±0,22/1, ЭС ***15,16±1,5/2 **8,94±0,19/1, ФЛ 0,25±0,05 0,27±0, ТГ 20:3n-9 0,32±0, ЭС 0,28±0, ФЛ ***2,96±0,23/2,2 ***2,88±0,23/2, ТГ 20:3n-6 *1,03±0,2/2 0,5±0, ЭС ***0,3±0,05/2, ФЛ *17,23±1,46/1,2 *17,5±1,56/1, ТГ 20:4n-6 ***1,1±0,05/3 ***0,78±0,07/3, ЭС ***1,15±0,28/4 ***1,2±0,15/ ФЛ 0,6±0,05 0,69±0, ТГ 20:5n-3 0,7±0,05 ***0,40±0,07/2, ЭС ***0,3±0,03/1,6 0,31±0, ФЛ *0,23±0,02/1, ***0,10±0,01/ ТГ 22:4n-6 0,33±0,03 0,48±0, ЭС ФЛ 1,13±0,08 0,83±0, ТГ 22:5n-3 ***2,13±0,08/2 0,85±0, ЭС 0,63±0,18 0,61±0, ФЛ 8,50±0,45 8,6±0, 22:6n- ТГ 4,0±0,3 **2,8±0,12/1, Примечание: статистическая значимость различий относительно контрольной группы:

* – р 0,05;

** – р 0,01;

*** – р 0,001. Значения после косой черты – изменение показате ля относительно контрольной группы в число раз. ТГ – триацилглицерины, ФЛ – фосфоли пиды, ЭС – эфиры стеринов.

Таблица Показатели метаболических превращений жирных кислот в печени крыс в условиях высокожировой нагрузки, M±m Сроки высокожировой нагрузки Показатели 90 суток, n = 30 180 суток, n = Фракция фосфолипидов 18:2n-6/20:4n-6 **1,05±0,04/1,6 **0,85±0,02/1, 22:6n-3/22:5n-3 7,33±0,37 *10,1±0,74/1, 20:4n-6/22:6n-3 2,06±0,27 2,84±1, 20:4n-6/20:3n-6 ***5,93±0,95/3,2 ***6,33±1,84/2, 20:4n-6/20:5n-3 ***29,6±1,34/1,5 ***23,0±1,7/ Фракция триацилглицеринов 18:2n-6/20:4n-6 ***25,3±1,9/4 ***21,1±2,3/3, 22:6n-3/22:5n-3 ***1,86±0,17/1,6 2,82±0, 20:4n-6/22:6n-3 ***0,26±0,03/4,8 ***0,28±0,03/4, 20:4n-6/20:3n-6 ***1,06±0,14/9 ***1,61±0,07/5, 20:4n-6/20:5n-3 ***1,56±0,18/3,3 ***1,93±0,25/2, Фракция эфиров стеринов 18:2n-6/20:4n-6 ***13,18±1,21/10 ***7,45±0,37/5, 22:6n-3/22:5n-3 ***3,8±0,2/1,9 ***3,83±0,68/1, 20:4n-6/22:6n-3 ***1,4±0,4/6,2 ***2,56±0,78/3, 20:4n-6/20:3n-6 ***1,4±0,4/4,8 4,62±0, 20:4n-6/20:5n-3 ***3,84±0,01/10 ***2,82±0,18/13, Примечание: статистическая значимость различий относительно контрольной группы:

* – р 0,05;

** – р 0,01;

*** – р 0,001. Значения после косой черты – изменение показателя относительно контрольной группы в число раз.

Итак, полученные результаты исследования позволили установить осо бенности состояния гомеостатических систем и печени крыс в условиях али ментарной нагрузки. Высокожировая нагрузка в течение 30 суток способство вала экстренной гиперфункции гомеостатических систем организма, что в фи зиологическом отношении является важным атрибутом краткосрочной адапта ции. Через 90 суток эксперимента развивается резистентность гомеостатиче ских систем к высокожировой нагрузке, сопровождающаяся формированием компенсаторно-приспособительных процессов, что свидетельствует о запуске механизмов долгосрочной адаптации. Хроническое перенапряжение биосисте мы, вызываемое высокожировой нагрузкой в течение 180 суток, детерминиро вало истощение адаптационных резервов организма, что обусловило срыв ком пенсаторных процессов. Таким образом, выявленное динамичное изменение функционирования систем гомеостаза в условиях краткосрочной и долгосроч ной высокожировой нагрузки является доказательством формирования адапта ционных и дизадаптационных реакций организма.

Характер интеграции гомеостатических систем крыс при адаптации к высокожировой нагрузке Поддержание жизненных функций организма в неадекватных условиях требует дополнительного включения физиологических механизмов, их более интенсивного функционирования и комплексирования между собой (Павлов, 2003;

Калинина и др., 2007;

Виткина, 2008). Использование метода математиче ских плеяд Терентьева позволило установить внутри- и межсистемную связь каскада взаимообусловленных физиологических и патологических реакций, протекающих в организме при адаптации к алиментарному фактору.

У контрольных животных при сечении корреляционного цилиндра на уровне сильной связи (r 0,7) были установлены три системы (рис. 6). Центром первой плеяды являлся ФИ мембран эритроцитов, предиктором второй плеяды – ХС ЛПВП, третью по значимости плеяду образовывал гаптоглобин.

I плеяда G – 4;

G/k – 0,09;

D – 0,94 II плеяда G – 4;

G/k – 0,42;

D – 0, СМ r=0, r=-0, r=-0,69 ХС n-6 УЭПГ ЛПНП r=-0, ФИ ХС ЛПВП r=-0, ИА n-3 III плеяда G – 3;

G/k – 0,07;

D – 0,72 r=-0, r=0,74 r=-0, НСТ ГПЛ гапто крови глобин Рис. 6. Корреляционные плеяды иммунометаболических параметров у крыс контрольной группы.

Примечание: здесь и на рис. 79 кружки с границей, выделенной жирным, соответствуют предикторам плеяд, r – коэффициенты корреляции. ГПЛ – гидроперекись липидов, ИА – ин декс атерогенности, НСТ – тест восстановления нитросинего тетразолия, СМ – сфингомие лин, ФИ – фосфатидилинозитол, УЭПГ – устойчивость эритроцитов к перекисному гемоли зу, ХС ЛПВП – холестерин липопротеинов высокой плотности, ХС ЛПНП – холестерин ли попротеинов низкой плотности.

Следовательно, в норме ведущую роль в физиологических процессах иг рают ХС ЛПВП, обладающий высоким антиатерогенным потенциалом, ФИ, принимающий внешние стимулы, и гаптоглобин, проявляющий антиоксидант ную активность. Выявленные связи между компонентами систем гомеостаза свидетельствуют о физиологическом протекании окислительно восстановительных и иммунных реакций, необходимые для сохранения посто янства внутренней среды организма.

Краткосрочная адаптация. Влияние высокожировой нагрузки на крыс в течение 30 суток способствовало формированию четырех корреляционных групп (рис. 7). Признаком-индикатором первой плеяды являлся TNF-, положи тельно коррелирующий с уровнем ТГ, МДА крови, ЦИК С4 и ИАЦР, отрица тельно с ИАН. Сильная прямая связь выявлялась между уровнем МДА в эрит роцитах и метаболитами NO, отрицательная – с СО. Следовательно, стимуля ция иммунного ответа на начальных этапах воспалительного процесса обеспе чивается цитокиновой секрецией, регулирующей метаболическую активность ИКК, интенсивность процессов липопероксидации и биосинтез сигнальных мо лекул нитроксидергической и гемоксигеназной систем. Предиктором второй по значимости плеяды выступал ТГ сыворотки, образующий положительные связи с уровнем МДА в печени, СО, TNF-, ХС ЛПНП крови. Отрицательные связи выявлены с содержанием белков острой фазы и числом лейкоцитов. Центром третьей плеяды стал показатель НСТ, обнаруживающий обратную связь с ИА, ОХС, ХС ЛПНП и прямую – с каталазой, ГР крови. В свою очередь ГР положи тельно связывалась с ИАНР, что отражает важное значение ферментов редокс системы глутатиона в нейтрализации липоперекисей, накапливающихся в фаго сомах. В четвертой группе признаков предиктором являлась каталаза, с которой устанавливались прямые связи с показателем активности ГР печени, парамет рами фагоцитарной (НСТ) и бактерицидной (ИАНР) способности гранулоци тов, обратные – с содержанием TNF- в печени.

I плеяда G – 8;

G/k – 0,4;

D – 0,77 II плеяда G – 8;

G/k – 0,33;

D – 0, r=0, r=-0,54 ИАН лейко ЦИК циты С 1-кислый TNF- r=0,91 крови r=-0, гликопро r=0,92 r=0,92 TNF теин ИАЦР крови r=-0, ТГ ТГ r=0, r=0, r=-0,57 r=0, МДА СО СО МДА крови r=-0,63 r=0, печени r=0,81 ХС NО гапто- ЛПНП глобин III плеяда G – 7;

G/k – 0,33;

D – 0, IV плеяда G – 7;

G/k – 0,28;

D – 0, ИА НСТ ОХС ГР r=-0,75 r=-0, печени r=0,77 r=0,80 r=0, НСТ каталаза r=-0,74 r=0, ИАНР каталаза r=0, ХС r=0, ЛПНП r=-0, ГР ИАНР ГР TNF r=0,70 ТГ печени r=0, Рис. 7. Корреляционные плеяды иммунометаболических параметров у крыс при краткосрочной адаптации к высокожировой нагрузке (30 суток).

Примечание: ГР – глутатионредуктаза, ИА – индекс атерогенности, ИАН – индекс активации нейтрофилов, ИАНР – резерв индекса активации нейтрофилов, ИАЦР – индекс активности цитокиновой регуляции, МДА – малоновый диальдегид, НСТ – тест восстановления нитро синего тетразолия, ОХС – общий холестерин, ТГ – триацилглицерины, ЦИК – циркулирую щие иммунные комплексы, ХС ЛПНП – холестерин липопротеинов низкой плотности, СО – монооксид углерода, NО – оксид азота, TNF- – фактор некроза опухолей.

Следовательно, обязательным атрибутом краткосрочной адаптации к вы сокожировому рациону являются увеличение количества иммунометаболиче ских компонентов, задействованных в реализации механизмов адаптации, уси ление мощности и крепости межсистемной интеграции, что свидетельствует о функционировании организма с максимальной степенью напряжения и вовле чении в реализацию адаптационных реакций всех гомеостатических систем.

Долгосрочная адаптация. Изучение межсистемной кооперации через суток высокожировой нагрузки выявило 4 плеяды (рис. 8).

I плеяда G – 11;

G/k – 0,36;

D – 0, ГР r=0, ФИ r=0,80 АОА СМ r=0, r=0,52 r=0,- NO r=0, n- II плеяда G – 7;

G/k – 0,25;

D – 0, TNF r=-0, ТГ крови r=0,- r=0, ФЭ ХС r=0,54 r=0, ЛПНП r=0,-85 r=-0, ИА АОА лимфо TNF r=0,78 r=0, циты печени r=0,64 TNF- (+) МДА r=0,60 r=-0, ХС r=-0, ЛПОНП ОХС III плеяда G – 5;

G/k – 0,23;

D – 0, IV плеяда G – 4;

G/k – 0,13;

D – 0, лейко циты r=-0,62 r=0,56 r=-0, ГПЛ ФХ r=0, СО ХС r=-0, ЛПВП r=-0, лимфо УЭПГ циты ФС Рис. 8. Корреляционные плеяды иммунометаболических параметров крыс при долгосрочной адаптации к высокожировой нагрузке (90 суток).

Примечание: АОА – антиоксидантная активность, ГПЛ – гидроперекись липидов, ГР – глу татионредуктаза, ИА – индекс атерогенности, МДА – малоновый диальдегид, ОХС – общий холестерин, СМ – сфингомиелин, ТГ – триацилглицерины, УЭПГ – устойчивость эритроци тов к перекисному гемолизу, ФИ – фосфатидилинозитол, ФС – фосфатидилсерин, ФХ – фосфатидилхолин, ФЭ – фосфатидилэтаноламин, ХС ЛПВП – холестерин липопротеинов высокой плотности, ХС ЛПНП – холестерин липопротеинов низкой плотности, ХС ЛПОНП – холестерин липопротеинов очень низкой плотности, СО – монооксид углерода, NО – оксид азота, TNF- – фактор некроза опухолей.

Предиктором первой плеяды выступал NO, образовывавший прямые связи с уровнем TNF-, активностью ГР и отрицательную – с содержанием ТГ в крови.

Становление NО центральным звеном межсистемного взаимодействия при фор мировании адаптационного ответа на высокожировую нагрузку свидетельствует о его главной регуляторной роли в работе иммунной, липидтранспортной, анти оксидантной систем. Во второй плеяде с признаком-индикатором TNF- печени обнаруживались положительные связи с сывороточным TNF-, индуцированно го ЛПС, ХС ЛПНП, ФЭ эритроцитов. Обратная зависимость была выявлена с ХС ЛПОНП. Центром третьей плеяды стали лейкоциты, образующие прямую зави симость с содержанием ХС ЛПВП, лимфоцитов, обратную – с уровнем СО. По добная зависимость характеризует лейкоциты как участника не только иммун ной системы, но и регулятора функциональной активности сигнальной системы, медиатором которой является СО. В четвертой плеяде, предиктором которой явился ФХ эритроцитов, обнаруживались отрицательные взаимосвязи между ФС эритроцитов и ГПЛ крови, УЭПГ. Физиологический смысл обратной зависимо сти между ФХ и параметрами, характеризующими способность мембраны к окислению и деструкции, состоит в том, что высокий уровень фосфатидилхоли на в наружном монослое липидного каркаса мембраны делает клетку более ус тойчивой к разрушению свободными радикалами (Ипатова, 2005;

Fadeel, 2009).

Можно заключить, что на 90-е сутки жировой нагрузки иммунометаболи ческие процессы в организме протекали с установлением новых интеграцион ных взаимоотношений между системой иммунитета, окислительно восстановительными реакциями, компонентами липидного обмена. Это свиде тельствует о перестройке организма на особый уровень функционирования с привлечением ранее неиспользуемых механизмов, мобилизирующих все воз можные компенсаторные процессы.

Срыв адаптации. При пролонгированной до 180 суток высокожировой нагрузке были выявлены три корреляционные плеяды (рис. 9). Отмечалось на растание силы связи, рост числа участников, увеличение количества взаимосвя зей между изучаемыми показателями, увеличение мощности и крепости плеяд.

Первая плеяда в своем составе имела предиктор ХС ЛПНП, положительно свя занный с ИА, ОХС, НЭЖК печени, ФХ, гаптоглобином. Обнаружены отрица тельные взаимосвязи с ХС ЛПНП и ФЭ, ФС мембран эритроцитов, с показате лем активности ГП. НЭЖК печени образовывал прямые связи с ФС эритроци тов и печени, с содержанием TNF- в крови. Включение в состав исследуемой системы значительного числа биохимических показателей печени указывает на усиление ее роли в метаболической реорганизации организма. Детоксикацион ная способность печени постепенно теряет свой потенциал, тем самым способ ствуя повышению цитотоксичности организма, повреждению мембран клеток.

Последнее нашло свое подтверждение в увеличении количества образующих плеяду параметров, характеризующих структурно-функциональные свойства клеток (ФС, ФХ, ФЭ).

Признаком-индикатором самой многочисленной второй плеяды являлся сфингомиелин клеточных мембран. СМ положительно коррелировал с показа телями неспецифической резистентности, липидного спектра сыворотки крови, с уровнем TNF- в крови и печени. ГП имел прямую связь с СМ, СО – отрица тельную с NO. Функция сфингомиелина, являющегося компонентом наружного слоя плазматической мембраны, заключается в межклеточных взаимодействиях и контактах. Метаболиты СМ – церамид и сфингозин в роли вторичных мес сенджеров обладают митогенными, проапоптотическими и провоспалительны ми свойствами, участвуют в процессах клеточной пролиферации, апоптоза кле ток (Ruvolo, 2003;

Clement et. al, 2009).

I плеяда G – 11;

G/k – 0,44;

D–0, r=0,89 ОХС ФХ r=0, ФС r=-0, r=-0, ФЭ ХС ЛПНП ФС печени r=0,64 r=0, r=0, r=-0,81 r=0,99 r=0, гапто глобин НЭЖК TNF ГП ИА крови печени r=0, II плеяда G – 12;

G/k – 0,48;

D–0, НСТ ФАН r=0, ОХС r=0, ФЧ r=0, r=0, r=-0, ХС СМ NO r=0, ЛПОНП r=0, r=0, r=-0,81 r=0, r=0, ХС r=0, СО ЛПНП ГП TNF TNF крови печени III плеяда G – 9;

G/k – 0,36;

D – 0, r=-0,64 r=0, n-3 ЦИК С TNF- r=0, печени r=-0, НСТР n-6 r=0, r=0, r=-0, ФР r=0, ГЛ ГПЛ МДА Рис. 9. Корреляционные плеяды иммунометаболических параметров у крыс при срыве адаптации (180 суток высокожировой нагрузки).

Примечание: ГЛ – глутатион, ГПЛ – гидроперекись липидов, ГП – глутатионпероксидаза, ИА – индекс атерогенности, МДА – малоновый диальдегид, НСТ – тест восстановления нитроси него тетразолия, НСТР – резерв теста восстановления нитросинего тетразолия, НЭЖК – неэте рифицированные жирные кислоты, ОХС – общий холестерин, СМ – сфингомиелин, ФАН – фагоцитарная активность нейтрофилов, ФР – фагоцитарный резерв, ФС – фосфатидилсерин, ФХ – фосфатидилхолин, ФЧ – фагоцитарное число, ФЭ – фосфатидилэтаноламин, ХС ЛПНП – холестерин липопротеинов низкой плотности, ХС ЛПОНП – холестерин липопротеинов очень низкой плотности, ЦИК – циркулирующие иммунные комплексы, СО – монооксид углерода, NО – оксид азота, TNF- – фактор некроза опухолей.

В условиях пролонгированной высокожировой нагрузки при истощении физиологических механизмов адаптации активируются новые пути управления гомеостатических систем через усиление биосинтеза СМ, поддерживающего системное воспаление, окислительный стресс и детерминирующего подавление образования оксида азота.



Pages:   || 2 |
 

Похожие работы:





 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.