научная статья по теме РОЛЬ АНТИОКСИДАНТНОГО СТАТУСА ТКАНИ В ОТВЕТЕ ОРГАНИЗМА МЫШИ НА ХРОНИЧЕСКОЕ ОБЛУЧЕНИЕ В РАННЕМ ОНТОГЕНЕЗЕ Биология

Текст научной статьи на тему «РОЛЬ АНТИОКСИДАНТНОГО СТАТУСА ТКАНИ В ОТВЕТЕ ОРГАНИЗМА МЫШИ НА ХРОНИЧЕСКОЕ ОБЛУЧЕНИЕ В РАННЕМ ОНТОГЕНЕЗЕ»

УДК [57+61]::539.1.04:612.014.469:57.017.642:57.085:599.323.4/.7

РОЛЬ АНТИОКСИДАНТНОГО СТАТУСА ТКАНИ В ОТВЕТЕ ОРГАНИЗМА МЫШИ НА ХРОНИЧЕСКОЕ ОБЛУЧЕНИЕ В РАННЕМ ОНТОГЕНЕЗЕ

© 2015 г. Л. Н. Шишкина1, *, Н. Г. Загорская2, О. Г. Шевченко2

Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН, Москва 2Институт биологии Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар

Изучен ответ липидов печени и эритроцитов крови на хроническое низкоинтенсивное воздействие у-излучения мышей в раннем онтогенезе в дозе 8 сГр сразу и спустя 7 мес. после прекращения облучения. Выявлено изменение и его сохранение в течение длительного времени после прекращения облучения в структурном состоянии липидного компонента печени и особенно эритроцитов крови, характеризующихся более низким антиоксидантным (АО) статусом по сравнению с липидами печени. Это подтверждает возможность использования липидов эритроцитов крови в качестве перспективного маркера для оценки последствий слабого воздействия неблагоприятных факторов на организм.

Мыши, печень, эритроциты крови, состав липидов, хроническое у-излучение, малые дозы, онтогенез, ранние и отдаленные сроки.

БОТ: 10.7868/80869803115010154

Отсутствие четко выраженных радиобиологических эффектов при облучении организма в малых дозах вызывает необходимость поиска информативных тестов для анализа и прогнозирования биологических последствий слабых радиационных воздействий. Предполагается, что воздействие ионизирующего излучения в малых дозах индуцирует большинство эффектов преимущественно опосредованно через системы регуляции, иммунного ответа, АО статуса организма и дестабилизации генома [1—4]. Результаты исследований неблагоприятных последствий воздействия экологических факторов, в том числе и ионизирующего излучения в малых дозах свидетельствуют об определяющей роли мембран как координатора регуляции окислительных реакций при слабом действии повреждающих факторов на организм [5, 6].

Население, проживающее на территориях с повышенным радиационным фоном, и животные, обитающие на загрязненных радионуклидами территориях, подвергаются хроническому воздействию ионизирующего излучения в малых дозах уже в период внутриутробного развития. Это обусловливает актуальность изучения механизма формирования биологических последствий облучения организма на ранних этапах эмбриогенеза. Кроветворная система, участвующая

* Адресат для корреспонденции: 119334 Москва, ул. Косыгина, 4, ФГБУН ИБХФ им. Н.М. Эмануэля РАН; тел.: (495) 939-71-86; e-mail: shishkina@sky.chph.ras.ru.

в поддержании гомеостаза организма в течение всей его жизни, является одной из наиболее важных для обеспечения нормальной жизнедеятельности биообъекта, как и гепатоциты печени, поскольку печень является одним из наиболее активных мест биосинтеза, деградации и взаимопревращения фосфолипидов (ФЛ) [7], а гепатоциты обладают высокой чувствительностью к воздействию техногенного загрязнения окружающей среды [8, 9].

Цель данной работы — исследование роли АО статуса в ответе липидов печени и эритроцитов крови у мышей, подвергнутых хроническому радиационному воздействию в малых дозах на ранних этапах онтогенеза, в ранние и отдаленные сроки после прекращения облучения.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА

Объектом исследования были самцы нелинейных белых мышей. Родительские пары животных содержали в специальном помещении с повышенным фоном у-излучения. Следовательно, потомство этих пар испытывало воздействие у-излучения с момента зачатия и до достижения ими 2-месячного возраста после рождения (общая продолжительность облучения, включая пре-натальный период, составляла 80 сут). Источником у-излучения были две ампулы со стальной оболочкой, содержащие 226Яа, активностью соответственно 0.474 х 106 и 0.451 х 106 кБк, разнесен-

ные друг от друга на расстояние 2.5 м. Мощность дозы измеряли дозиметрическим радиометром гигиеническим 3 ("ДРГ-3", Россия). Суммарную поглощенную дозу определяли, используя индивидуальные дозиметры типа DTU-1 с детектором "ДТТ-4" при помощи дозиметрической термолюминесцентной установки "ДВГ-02ТМ". На момент прекращения облучения суммарная доза его составляла 8 ± 2 сГр. Поскольку состав липи-дов тканей лабораторных грызунов имеет выраженную сезонную вариабельность [10, 11], то де-капитацию опытных партий мышей проводили одновременно с контрольными особями, родившимися в тот же срок и постоянно содержавшимися в виварии в условиях нормального радиационного фона. Одну партию опытных и контрольных мышей (самцы) декапитировали сразу после прекращения облучения. Поскольку время окончания эксперимента пришлось на осенний период, то вторую партию мышей после прекращения облучения перевели в виварий, где содержали до достижения ими 9-месячного возраста (7 мес. после прекращения облучения). Декапитацию этой партии опытных и контрольных мышей (самцы) проводили весной.

После декапитации мыши и вскрытия брюшной полости печень сразу помещали в бюксы, охлаждаемые льдом, а кровь собирали в пробирки, обработанные 5%-ным раствором цитрата натрия. Эритроциты отделяли центрифугированием. Липиды выделяли по методу Блая и Дайера в модификации Кейтса [12]. Разделение ФЛ на фракции проводили методом тонкослойной хро-матографмии (ТСХ) [13]. Соотношение сумм более легко- и более трудноокисляемых фракций (ЕЛОФЛ/ЕТОФЛ) вычисляли по формуле [6]:

(ФИ + ФС + ФЭ + КЛ + ФК)/(ЛФХ + СМ + ФХ),

где ФИ — фосфатидилинозит, ФС — фосфатидил-серин, ФЭ — фосфатидилэтаноламин, КЛ — кар-диолипин, ФК — фосфатидная кислота, ЛФХ— лизоформы ФЛ, СМ — сфингомиелин, ФХ — фос-фатидилхолин. Практически все показатели для каждого животного измеряли индивидуально. Проанализированы пробы от 43 мышей.

АО статус печени и эритроцитов крови оценивали по величинам антиокислительной активности (АОА) липидов этих тканей, полученных от интактных мышей SHK (самцы). Декапититацию одной группы мышей (32 особи) осуществляли в феврале-марте, а второй группы (24 особи) в апреле-мае. Величину АОА липидов определяли на метилолеатной окислительной модели [14], объединяя ткани от 3—4 мышей на пробу.

Статистическую обработку результатов проводили, используя пакеты программ Microsoft Office

Excel 2007 и Statistica 6.0, а также пакет компьютерных программ KINS [15].

РЕЗУЛЬТАТЫ

Прежде всего необходимо отметить, что величина АОА липидов печени контрольных мышей SHK (самцы) достоверно превышает аналогичный показатель в липидах эритроцитов крови независимо от сезона проведения эксперимента. Так, несмотря на высокую гетерогенность показателя внутри группы интактных мышей, липиды печени обладают АОА, равной в феврале-марте и апреле-мае, соответственно 650 ± 370 ч • мл/г и 3040 ± 1200 ч • мл/г, в то время как липиды эритроцитов крови этих же групп интактных мышей АОА не обладают, а проявляют прооксидантные свойства, т.е. ускоряют окисление модельного субстрата, и соотвествующие величины их АОА составили —2960 ± 160 ч • мл/г и —2660 ± 370 ч • мл/г соответственно. Как известно, прооксидантная активность липидов обусловлена не только снижением их обеспеченности антиоксидантами, но и более высокой степенью их ненасыщенности [16]. Различиям АО статуса тканей соответствуют и различия в составе ФЛ печени и эритроцитов крови нелинейных мышей (самцов) разных возрастных групп, декапитированных в осенний и весенний периоды (табл. 1 и 2). Как видно из представленных данных, в ФЛ эритроцитов крови мышей обеих возрастных групп достоверно выше доля СМ и существенно меньше относительное содержание ФЭ по сравнению с аналогичными показателями в ФЛ печени этих же групп мышей. При этом более высокое содержание ФХ обнаружено только в ФЛ эритроцитов крови у молодых мышей по сравнению с аналогичным показателем в ФЛ печени. Кроме того, с возрастом в ФЛ эритроцитов крови выявлено уменьшение доли ФЛ в составе общих липидов от 37.7 ± 2.9 до 28.8 ± 1.3% [17] и рост % ФЛ в общих липидах печени от 40.1 ± 1.7 до 61.1 ± 0.85%, у молодых и старых особей соответственно.

Состав ФЛ печени и эритроцитов крови в ранние и отдаленные сроки после прекращения облучения также представлен в табл. 1 и 2. Анализ экспериментальных данных свидетельствует о том, что существенные различия в составе липи-дов печени и эритроцитов крови мышей разных возрастных групп, наряду с сезонной вариабельностью показателей, обусловливают и неодинаковый ответ их липидного компонента на воздействие у-излучения в малой дозе на ранних этапах онтогенеза. Так, если в ФЛ печени молодых мышей сразу после прекращения облучения наблю-

РОЛЬ АНТИОКСИДАНТНОГО СТАТУСА ТКАНИ

93

Таблица 1. Состав фосфолипидов (% Р) печени и эритроцитов крови мышей (самцы) в контрольных и опытных группах, декапитированных в возрасте 2 мес. сразу после прекращения хронического воздействия у-излучения в суммарной дозе 8 сГр

Фракция ФЛ Печень Эритроциты крови [17]

контроль(п =14) опыт (п = 14) контроль(п =14) опыт (п = 12)

ЛФХ СМ ФХ ФИ + ФС ФЭ КЛ + ФК 3.60 ± 0.36 5.15 ± 0.34 44.7 ± 0.8 9.85 ± 0.5 31.35 ± 0.5 5.34 ± 0.16 2.61 ± 0.26 3.99 ± 0.14** 47.65 ± 0.45** 10.61 ± 0.33 29.15 ± 0.55** 5.96 ± 0.15 4.56 ± 0.33 13.0 ± 0.54 50.4 ± 0.55 8.7 ± 0.6 21.2 ± 1.1 2.15 ± 0.14 3.24 ± 0.36 15.55 ± 0.5* 49.3 ± 0.85 7.6 ± 0.4 21.9 ± 1.2 2.48 ± 0.10

Примечание. Здесь и в табл. 2: п — число проанализированных проб.

Различия между контролем и опытом статистически значимы при: *р < 0.01; **р < 0.001.

Таблица 2. Состав фосфолипидов (% Р) печени и эритроцитов крови 9-месячных мышей (самцы) в контрольных и опытных группах, декапитированных спустя 7 мес. после прекращения хронического воздействия у-излучения в суммарной дозе 8 сГр

Фракция ФЛ Печень Эритроциты крови [17]

контроль (п = 9) опыт (п = 7) контроль (п = 9) опыт (п = 8)

ЛФХ 2.09 ± 0.07 2.59 ± 0.26 4.8 ± 0.25 3.7 ± 0.5

СМ 3.92 ± 0.11 4.14 ± 0.19 15.5 ± 0.75 12.39 ± 0.37*

ФХ 48.0 ± 0.28 46.8 ± 0.75 48.05 ± 0.75 48.4 ± 0.3

ФИ + ФС 8.18 ± 0.56 8.2 ± 0.65 10.3 ± 0.75 5.34 ± 0.43**

ФЭ 32.4 ± 0.55 31.85 ± 0.65 18.1 ± 0.95 27.55 ± 1.25**

КЛ + ФК 5.41 ± 0.09 6.45 ± 0.45 2.95 ± 0.30 2.68 ± 0.20

дается уменьшение доли СМ и ФЭ и рост относительного содержания ФХ, то в ФЛ эритроцитов крови выявле

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком