научная статья по теме ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ МОДЕЛЕЙ ГИПЕРГОМОЦИСТЕИНЕМИИ В НЕЙРОХИМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ Медицина и здравоохранение

Текст научной статьи на тему «ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ МОДЕЛЕЙ ГИПЕРГОМОЦИСТЕИНЕМИИ В НЕЙРОХИМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ»

== МЕТОДЫ

УДК 577.112.386+612.821.6

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ МОДЕЛЕЙ ГИПЕРГОМОЦИСТЕИНЕМИИ В НЕЙРОХИМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЯХ

© 2012 г. А. В. Арутюнян1*, Ю. П. Милютина1, И. В. Залозняя1, А. В. Пустыгина1,

Л. С. Козина2, А. В. Кореневский1

1 Учреждение Российской академии медицинских наукНИИакушерства и гинекологии им. Д.О. Отта РАМН 2 Санкт-Петербургский институт биорегуляции и геронтологии СЗО РАМН

Рассмотрены экспериментальные модели, в которых использовались различные подходы, с помощью которых достигалось повышение содержания гомоцистеина в крови крыс: хроническое (на протяжении 1 мес) употребление метионина с питьевой водой (1 г/кг массы) или принудительное пероральное введение раствора метионина (0.1—0.15 г в небольшом объеме воды). Об эффективности выбранной модели гипергомоцистеинемии судили на основании определения содержания гомоцистеина и интенсивности перекисного окисления липидов в сыворотке крови. Установлено, что строго дозированное потребление метионина при его принудительном пероральном введении не сопровождается побочными явлениями (признаки обезвоживания и сифункулятоз), а также приводит к менее значительному, по сравнению с приемом с питьевой водой, разбросу данных содержания гомоцистеина в крови. О преимуществе данной экспериментальной модели свидетельствуют также данные о том, что при ее использовании наблюдаются четкие изменения в динамике содержания катехоламинов в гипоталамусе крыс.

Ключевые слова: гипергомоцистенемия, гомоцистеин, метионин, метиониновая нагрузка, нейроток-сичность.

Обмен метионина в нормальных условиях обеспечивает процессы метилирования ряда важных молекул клетки — нуклеиновых кислот, белков (в том числе гистонов) и мембранных липидов, происходящего при участии его производного — 8-аденозилгомоцистеина. При недостатке витаминов или избыточном образовании гомо-цистеина (ГЦ) происходит его спонтанное окисление в более стабильные сульфосоединения (в основном, в гомоцистеиновую кислоту — ГЦК), которые в силу стерической аналогии с глутама-том проявляют сильное токсическое действие на ионотропные и метаботропные рецепторы глута-мата [1, 2].

Повышенное содержание ГЦ способствует также подавлению экспрессии глутатионперок-сидазы и супероксиддисмутазы, что может усиливать токсический эффект свободных радикалов в структурах мозга [3, 4].

ГЦ и ГЦК относятся к известным факторам риска развития сердечно-сосудистых и нейроде-генеративных заболеваний, и их высокий уровень содержания в периферической крови (гиперго-моцистеинемия) является опасным проявлением дизрегуляции метаболизма, проявляющим особо

*Адресат для корреспонденции: 199034 Санкт-Петербург, Менделеевская линия, 3; тел./факс: (812) 328 98 91; e-mail: arutjunyan@aa3703.spb.edu.

разрушительное действие на развивающийся организм [5, 6].

Для исследования механизмов гипергомоци-стеинемии (ГГЦ) используются различные экспериментальные модели. Наиболее распространенной из них является потребление животными в хроническом эксперименте метионина с питьевой водой. Тест с нагрузкой метионином используется также в клинике для оценки состояния метаболизма гомоцистеина, особенно при диагностике умеренной ГГЦ, протекающей бессимптомно [7, 8].

Принимая во внимание, что потребление ме-тионина с питьевой водой носит неконтролируемый характер, и животные в условиях хронического эксперимента потребляют неодинаковое количество метионина, сравнили этот способ с моделью ГГЦ, вызванной принудительным введением животным раствора метионина. Исследование проводилось с целью выяснения влияния гипергомоцистеинемии на регуляцию эстраль-ных циклов самок крыс.

Критерием степени ГГЦ, помимо определения содержания ГЦ, было также исследование ТБК-активных продуктов сыворотки крови, поскольку ГГЦ способствует развитию окислительного стресса и вызывает усиление процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) [9, 10].

83

6*

50

40

30

20

10

контроль

метионин

Рис. 1. Общее содержание гомоцистеина в сыворотке крови самок крыс при потреблении метионина с питьевой водой. (* — р < 0.001).

70 60 50

ч

§ 40

кмо 30 м

20 10

0

5:40-6:20 9:35-10:10 11:15-11:55 Циркадианное время

контроль

метионин

Рис. 2. Изменение уровня гомоцистеина в сыворотке крови в различные интервалы циркадианного времени у животных, получавших метионин с питьевой водой. * — p < 0.001, достоверное отличие содержания гомо-цистеина в сыворотке крови животных, которые с питьевой водой потребляли метионин, от контрольных животных.

*

0

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Эксперименты поставлены на 127 половозрелых белых крысах линии Щ81аг, которые были разделены на две группы. Животных первой группы поили в течение 30 дней питьевой водой, содержащей метионин в концентрации, общепринятой при использовании данной модели (1 г/кг массы), суточное потребление метионина при этом составляло около 0.1—0.5 г на животное. Животные второй группы на протяжении этого времени потребляли обычную воду, но им вводили метионин перорально через зонд в концентрации 0.12—0.15 г на животное.

Известно, что уровень ГЦ в крови подвержен суточным изменениям [11]. Поэтому был исследован уровень содержания ГЦ в сыворотке крови в различные временные интервалы в течение дня (фотоцикл — 12 ч свет : 12 ч темнота). Поскольку проводимые в лаборатории исследования посвящены влиянию ГГЦ на гипоталамическую регуляцию эстральных циклов, временные точки были выбраны, исходя из сроков формирования преовуляторного пика гонадолиберина на стадии проэструса (540—620 ч, 935—1010 ч и 1115-1155 ч циркадианного времени (ЦВ) — времени, отсчитываемого от начала дневной фазы экспериментальных суток). ГЦ определяли иммуноферментным методом с использованием тест-системы Ах^^ИеМ (Великобритания). Определение ТБК-активных продуктов осуществляли с использованием метода, описанного в работе [12].

Статистическая обработка данных проведена с использованием непараметрических U — критерия

Манна—Уитни, H — критерия Крускала—Уоллиса, а также Q — критерия Данна. Учитывая то, что характер распределения исследованных параметров (уровень гомоцистеина сыворотки, содержание ТБК-активных продуктов) неизвестен, результаты были представлены как медианы и интерквартиль-ные диапазоны (25—75% перцентили). Различия считались достоверными приp < 0.05.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Модель ГГЦ при потреблении метионина с питьевой водой. На рис. 1—3 представлены данные о влиянии потребляемого с питьевой водой метионина на уровень содержания ГЦ в сыворотке крови крыс. В этих условиях концентрация ГЦ возрастает почти в 8 раз (рис. 1). Наиболее высокие значения ГЦ, как показано на рис. 2, характерны для периода формирования и терминации преовуляторного пика гонадолиберина (935—1010 ч и 1115—1155 ч ЦВ). При этом наблюдается большой разброс данных, что наиболее наглядно проявляется при расчете медианы и перцентилей (рис. 3).

Модель ГГЦ при принудительном пероральном введении метионина. Как видно из данных, приведенных на рис. 4, в исследуемой модели ГГЦ с дозированным потреблением животными метиони-на концентрация ГЦ в сыворотке крови возрастает более чем в 2 раза, что значительно меньше по сравнению с моделью хронического потребления метионина с питьевой водой. Тем не менее, характер изменения ГЦ в этих условиях сохраняется, причем повышение его содержания в период формирования и терминации преовуляторного

60 50

57.2

40

ь л

2 30

20 10

0

7.1 ■+■ 7.0

6.0

7.3

+ 5.9

4.7

6.8

+■ 5.8

5.1

36.8

16.6 11.9

37.5

12.7 11.4

24.1

14.7

5:40-6:20 9:35-10:10 11:15-11:55 5:40-6:20 9:35-10:10 11:15-11:55

контроль метионин

циркадианное время

Рис. 3. Суточное изменение содержания гомоцистеина в сыворотке крови самок крыс при потреблении метионина с питьевой водой. На рисунке отражены медианы, а также 25 и 75%-ные перцентили.

пика гонадолиберина (935—1010 ч и 1115—1155 ч ЦВ) является, как и в модели потребления метионина с питьевой водой, достоверным (рис. 5). Следует отметить, что при этом была обнаружена суточная динамика содержания ГЦ в сыворотке крови контрольных животных, характеризующаяся достоверным его вечерним снижением. Очевидным преимуществом этой модели ГГЦ является значительно менее выраженный разброс данных, о чем свидетельствуют результаты, приведенные на рис. 6. Таким образом, при пероральном введении метионина наблюдается умеренная, по сравне-

Рис. 4. Содержание гомоцистеина в сыворотке крови самок крыс при принудительном пероральном введении метионина. (* — р < 0.001).

нию с питьевой метиониновой нагрузкой, ГГЦ, однако она проявляется более равномерно у всех исследуемых животных.

О том, что в предложенной модели введение метионина приводит к ГГЦ, указывают также данные об изменении содержания ТБК-реактивных продуктов в сыворотке крови исследуемых крыс в этих условиях (рис. 7). При сравнении контрольной и опытной групп, в каждой из которых были

Циркадианное время контроль |Щ метионин

Рис. 5. Изменение уровня гомоцистеина в сыворотке крови в различные интервалы циркадианного времени у животных, при пероральном введении метионина. * — р < 0.01, достоверное отличие содержания гомоци-стеина в сыворотке крови животных, которым перо-рально вводили метионин от контрольных животных.

12

^ 9

7.7

7.2

6.8 1 6J

4- 5.7

Т 5.3

+

5.9 5.0 4.6

10.7 9.4

7.0

I

8.5 7.8

6.5

11.2

8.3 6.8

5:40-6:20 9:35-10:10 контроль 11:15-11:55 5:40-6:20 9:35-10:10 метионин 11:15-11:55

циркадианное время

6

3

0

Рис. 6. Суточное изменение содержания гомоцистеина в сыворотке крови самок крыс в контроле и при принудительном пероральном введении метионина. На рисунке отражены медианы, а также 25 и 75%-ные перцентили. С помощью метода Крускала—Уоллиса отмечена достоверная суточная динамика данного показателя в группе контроля (p < 0.01).

13.19 12.65

11.78

12.65

11.58 10.77

13.09 12.59

11.51

13.97

12.52 11.81

14.94 14.27 13.7

14.88 14

12.55

16 15 14

ч

> 13

ч о

312

11 10

9

циркадианное время

Рис. 7. Изменение содержания ТБК-активных продуктов в сыворотке крови животных при пероральном введении метионина. На рисун

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 «Медицина и здравоохранение»