научная статья по теме ИНТЕНСИВНОСТЬ СВОБОДНОРАДИКАЛЬНОГО ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ, АКТИВНОСТЬ АДЕНИЛАТЦИКЛАЗЫ И ПРОНИЦАЕМОСТЬ ПЛАЗМАТИЧЕСКОЙ МЕМБРАНЫ ДЛЯ ИОНОВ СА2+ В КЛЕТКАХ ПЕРИФЕРИЧЕСКОЙ КРОВИ ОВЕЦ, ОБЛУЧЕННЫХ В МАЛЫХ ДОЗАХ Биология

Текст научной статьи на тему «ИНТЕНСИВНОСТЬ СВОБОДНОРАДИКАЛЬНОГО ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ, АКТИВНОСТЬ АДЕНИЛАТЦИКЛАЗЫ И ПРОНИЦАЕМОСТЬ ПЛАЗМАТИЧЕСКОЙ МЕМБРАНЫ ДЛЯ ИОНОВ СА2+ В КЛЕТКАХ ПЕРИФЕРИЧЕСКОЙ КРОВИ ОВЕЦ, ОБЛУЧЕННЫХ В МАЛЫХ ДОЗАХ»

РАДИАЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ. РАДИОЭКОЛОГИЯ, 2009, том 49, № 3, с. 261-267

МАТЕРИАЛЫ МЕЖДУНАРОДНОЙ КОНФЕРЕНЦИИ "РАДИОЭКОЛОГИЯ: ИТОГИ, СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ"

(3-5 июня 2008 г., Москва)

РАДИАЦИОННАЯ ^^^^^^^^^^^^^^ БИОХИМИЯ

УДК [57+61]::539.1.04:576.32/.36:577.34:599.735.52

ИНТЕНСИВНОСТЬ СВОБОДНОРАДИКАЛЬНОГО ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ, АКТИВНОСТЬ АДЕНИЛАТЦИКЛАЗЫ И ПРОНИЦАЕМОСТЬ ПЛАЗМАТИЧЕСКОЙ МЕМБРАНЫ ДЛЯ ИОНОВ Са2+ В КЛЕТКАХ ПЕРИФЕРИЧЕСКОЙ КРОВИ ОВЕЦ,

ОБЛУЧЕННЫХ В МАЛЫХ ДОЗАХ

© 2009 г. Э. Б. Мирзоев*, В. О. Кобялко

ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной радиологии и агроэкологии РАСХН, Обнинск

Хроническое облучение овец в дозах 0.1 и 0.5 Гр приводило к снижению в плазме крови содержания малонового диальдегида, диеновых и триеновых коньюгатов, а-токоферола при одновременном повышении уровня ретинола. В лимфоцитах периферической крови активность аденилатциклазы была снижена, а в тромбоцитах отмечали фазовый характер изменений. Стимулируемая форсколи-ном (10-6 моль/л) и PGE1 (10-5 моль/л) активность фермента в клетках крови носила более выраженный характер. Оценка пассивной проницаемости плазматической мембраны нейтрофилов для ионов Са2+ выявила нелинейный характер изменений. Интенсивность внутриклеточного накопления ионов Са2+ в зависимости от дозы у-излучения носила разнонаправленный характер. В радиорезистентных эритроцитах отмечали повышение пассивной проницаемости плазматической мембраны для ионов Са.

Свободнорадикальное перекисное окисление липидов, аденилатциклаза, плазматическая мембрана, ионы Са2+.

В ряде областей Российской Федерации содержание радиоактивных веществ в компонентах природной среды превышает допустимые пределы. Организация и ведение сельскохозяйственного производства в этих регионах требует оценки характера воздействия и риска формирования патологий животных на фоне техногенного загрязнения окружающей среды. Основные закономерности ответной реакции организма сельскохозяйственных животных получены при действии сублетальных и летальных доз у-излучения. Поэтому проблема влияния ионизирующего излучения в малых дозах на продуктивных животных интересна не только в теоретическом, но и в практическом плане.

Физиологическое состояние сельскохозяйственных животных зависит от характера сигналов, поступающих из окружающей среды. Регуляторами реакций организма на эту информацию

* Адресат для корреспонденции: 249032 Обнинск, Калужской обл., Киевское ш., 109 км, ГНУ ВНИИСХРАЭ; тел.: (48439) 9-69-38; факс: (48439) 6-80-66; e-mail: mirzo-ev@riar.obninsk.org.

являются первичные мессенджеры: гормоны, ци-токины, нейротрансмиттеры. В рамках традиционных представлений важнейшими внутриклеточными регуляторами являются циклические нуклеотиды (цАМФ и цГМФ), ионы Са2+, фосфо-инозитиды [1-3]. В качестве вторичных посредников принимают участие активные формы кислорода (02, Н2О2, ОНО [4, 5], которые влияют на интенсивность процесса свободнорадикального перекисного окисления липидов (ПОЛ) и содержание биоантиоксидантов в организме.

Поэтому оценка интенсивности свободнорадикального перекисного окисления липидов, активности аденилатциклазы и проницаемости плазматической мембраны для ионов Са2+ в клетках периферической крови овец, облученных в малых дозах, представляет определенный интерес.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА

Эксперименты были проведены на 11 овцах породы "Прекос" (живая масса 30-37 кг; возраст

% от контроля 110г

105 100# 95. 90 85 80 75 70 65 60

-•-0.1 Гр -■-0.5 Гр

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 Время после облучения, сут

Рис. 1. Концентрация МДА в плазме крови овец, подвергнутых хроническому облучению в малых дозах.

1-1.5 года). Животных подвергали хроническому воздействию у-излучения в дозах 0.1 (в течение 10 ч непрерывно) и 0.5 Гр (в течение 5 дней по 10 ч в сут). Мощность дозы у-излучения составляла 0.01 Гр/ч. Овец облучали на установке ГУЖ-24 с источником излучения 137С$.

Кровь отбирали из яремной вены овец в пробирки с цитратом натрия (конечная концентрация 0.38%). Плазму крови получали общепринятым способом. Лимфоциты, тромбоциты, нейтрофи-лы, эритроциты выделяли из периферической крови путем центрифугирования в градиенте плотности фиколл-пака. В плазме крови концентрацию продуктов свободнорадикального ПОЛ малонового диальдегида (МДА), диеновых и три-еновых коньюгатов (ДК и ТК) определяли методом спектрометрии [6, 7]. Оптическую плотность образцов измеряли при длине волны (нм): X = 532; X = 233; X = 275 соответственно. Содержание а-токоферола и ретинола определяли методом микроколоночной высокоэффективной жидкостной хроматографии [8]. Активность аденилат-циклазы в лизатах лимфоцитов и тромбоцитов определяли методом тонкослойной хроматографии, используя в качестве субстратов ферментативной реакции 14С-АТФ [9]. Среда инкубирования для анализа аденилатциклазы включала 0.5 ммоль/л АТФ, 0.1 ммоль/л ГТФ, 10 ммоль/л М§Б04, 2 ммоль/л этиленгликоль-ди/Р-аминоэти-ловый эфир /-К,К-уксусной кислоты (ЭГТА), 5 ммоль/л креатинфосфата, 40 ед./мл креатин-киназы, 37 кБк 14С-АТФ, 50 ммоль/л трис-НС1 (рН - 8.0; £ - 37°С). В присутствии гормонов активность аденилатциклазы возрастает, что характеризует гормон-стимулируемую компоненту активности фермента. В качестве стимулятора аденилатциклазы использовали простагландин

E1 (PGE1) и форсколин в концентрации 10 5 и 10 6 моль/л соответственно.

Проницаемость плазматической мембраны клеток для ионов Са2+ оценивали по интенсивности внутриклеточного накопления изотопа 45Са2+ и пассивной проницаемости плазматической мембраны [10]. Для этого клетки помещали в среду инкубирования (140 ммоль/л NaCl, 5 ммоль/л KCl, 1 ммоль/л MgCl2, 1 ммоль/л NaH2PO4, 5 ммоль/л HEPES, 74-148 кБк 45CaCl2, pH - 7.4). Пассивную проницаемость плазматической мембраны клеток для ионов Са2+ регистрировали в среде с ортована-датом натрия - ингибитором Ca2+-Mg2+-ATФазы (4 ммоль/л Na3VO4), а интенсивность внутриклеточного накопления 45Са измеряли при его отсутствии, добавляя 1 ммоль/л CaCl2 в обоих случаях. Через 30 мин инкубирования (t - 37°С) процесс внутриклеточного накопления ионов Са2+ останавливали холодным 5 ммоль/л фосфатным буфером с 0.1 ммоль/л ЭДТА. Затем образцы центрифугировали при 1000 g 5 мин. Осадок промывали 3 раза в 5 ммоль/л фосфатном буфере с 0.1 ммоль/л ЭДТА и для разрушения клеток добавляли 0.4 мл 0.25%-ного тритона Х-100 и 0.5 мл 10%-ной трихлоруксусной кислоты.

Расчет пассивной проницаемости плазматической мембраны клеток для ионов 45Са и интенсивности его внутриклеточного накопления проводили по формуле:

V = A/amt,

где A - величина счета активности за t время инкубирования, имп./мин; a - приведенное значение активности (значение счета суммарной активности/концентрация СaСl2 в среде), имп./(мин х ммоль); m - количество клеток в образце; t - время инкубирования, мин. Значение суммарной активности определяли в равном объеме неотмы-тых от радионуклида клеток.

Интенсивность внутриклеточного накопления изотопа 45Са2+ является результирующей потоков пассивного входа и АТФ-зависимого удаления ионов Са2+ из клеток при активно функционирующих системах Са2+-насоса и Na+/Ca2+-обмена.

Результаты обрабатывали статистически и различия значений считали достоверными при p < < 0.05 [11].

РЕЗУЛЬТАТЫ

Анализ показателей концентрации МДА в плазме крови овец, подвергнутых хроническому воздействию у-излучения в дозах 0.1 и 0.5 Гр, обнаружил фазовый характер изменений. В начальные сроки исследования отмечали тенденцию к снижению величины показателя (рис. 1). Наиболее выраженный характер изменений регистрировали при облучении в дозе 0.5 Гр. В то же время

% от контроля

Рис. 2. Содержание диеновых коньюгатов в плазме крови овец, подвергнутых хроническому облучению в малых дозах.

% от контроля

Время после облучения, сут

Рис. 3. Содержание триеновых коньюгатов в плазме крови овец, подвергнутых хроническому облучению в малых дозах.

определение концентрации ДК в плазме крови выявило уменьшение ее значений в течение всего периода наблюдений (рис. 2). На 30-90-е сут после воздействия в дозе 0.1 Гр значения этого показателя были ниже исходных на 11-17% (р < 0.05). С увеличением дозы у-излучения (0.5 Гр) достоверные изменения концентрации ДК отмечали во все сроки исследования при отсутствии отклонений у ин-тактных животных. Аналогичные изменения регистрировали при определении количества ТК (рис. 3). Минимальные значения показателя наблюдали на 10-е и 60-е сут (доза 0.1 Гр) и на 15-е, 30-е, 60-е сут (доза 0.5 Гр). Следовательно, хроническое облучение овец в дозах 0.1 и 0.5 Гр ингиби-ровало интенсивность процесса свободноради-кального ПОЛ и характеризовалось уменьшением концентрации МДА, ДК и ТК в плазме крови.

Низкий уровень продуктов свободнорадикаль-ного ПОЛ в организме, вероятно, обеспечивается системой биоантиоксидантов. Экспериментальное подтверждение этого предположения было получено при определении концентрации а-токо-ферола и ретинола в плазме крови облученных овец.

Так, в начальные сроки исследования в плазме крови овец, подвергнутых хроническому воздействию у-излучения в дозах 0.1 и 0.5 Гр, наблюдали тенденцию к снижению уровня а-токоферола (рис. 4). Напротив, концентрация ретинола в плазме крови облученных овец возрастала. Повышение значений показателя отмечали на 1-е, 5-е и 15-е сут после облучения в дозе 0.1 Гр. С увеличением дозы облучения (0.5 Гр) концентрация ретинола превосходила исходное значение на 1-е, 5-е, 10-е и 25-е сут (рис. 5). В остальные сроки иссле-

дования изменения величины показателя носили менее выраженный характер.

Таким образом, хроническое облучение овец в дозах 0.1 и 0.5 Гр приводило к снижению в плазме крови содержания МДА, ДК, ТК и а-токоферола при одновременном повышении уровня ретинола.

Следствием модификации процесса свободно-радикального ПОЛ является изменение состава и свойств липидов мембран, что отражается на их функциональных характеристиках и эффективности передачи сигнала на вторичные мессендже-

% от контроля

Рис. 4. Содержание а-токоферола в плазме крови овец, подвергнутых хроническому облучению в мал

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

Пoхожие научные работыпо теме «Биология»