Наталья Кушнерова Светлана Фоменко Юрий Рахманин

Экспериментальные модели нарушений структуры мембран эритроцитов

                    Наталья Кушнерова Светлана Фоменко Юрий Рахманин






Экспериментальные модели нарушений структуры мембран эритроцитов

        и их восстановление природными комплексами

















LAP LAMBERT Academic Publishing

Impressum/lmprint (nur fdr Deutschland/only for Germany)
Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek: Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet uber http://dnb.d-nb.de abrufbar.
Alle in diesem Buch genannten Marken und Produktnamen unterliegen warenzeichen-, marken- oder patentrechtlichem Schutz bzw. sind Warenzeichen oder eingetragene Warenzeichen derjeweiligen Inhaber. Die Wiedergabe von Marken, Produktnamen, Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen u.s.w. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutzgesetzgebung als frei zu betrachten waren und daher von jedermann benutzt werden durften.

Coverbild: www.ingimage.com

Verlag: LAP LAMBERT Academic Publishing GmbH & Co. KG Heinrich-Bocking-Str. 6-8, 66121 Saarbrucken, Deutschland Telefon+49 681 3720-310, Telefax+49 681 3720-3109 Email: info@lap-publishing.com

Herstellung in Deutschland:
Schaltungsdienst Lange o.H.G., Berlin
Books on Demand GmbH, Norderstedt
Reha GmbH, Saarbrucken
Amazon Distribution GmbH, Leipzig
ISBN: 978-3-659-18833-6

Только для России и стран СНГ
Библиографическая информация, изданная Немецкой Национальной Библиотекой. Немецкая Национальная Библиотека включает данную публикацию в Немецкий Книжный Каталог; с подробными библиографическими данными можно ознакомиться в Интернете по адресу http://dnb.d-nb.de.
Любые названия марок и брендов, упомянутые в этой книге, принадлежат торговой марке, бренду или запатентованы и являются брендами соответствующих правообладателей. Использование названий брендов, названий товаров, торговых марок, описаний товаров, общих имён, и т.д. даже без точного упоминания в этой работе не является основанием того, что данные названия можно считать незарегистрированными под каким-либо брендом и не защищены законом о брендах и их можно использовать всем без ограничений.

Изображение на обложке предоставлено: www.ingimage.com

Издатель: LAP LAMBERT Academic Publishing GmbH & Co. KG
Heinrich-Bocking-Str. 6-8, 66121 Saarbrucken, Germany
Телефон +49 681 3720-310, Факс +49 681 3720-3109
Email: info@lap-publishing.com

Haпечатано в России
ISBN: 978-3-659-18833-6

АВТОРСКОЕ ПРАВО ©2012 принадлежат автору и LAP LAMBERT Academic Publishing GmbH & Co. KG и лицензиарам
Все права защищены. Saarbrucken 201 2

Содержание



Введение.................................................. 5
Глава 1. Структурные   нарушения биомембран при действии
повреждающих факторов..................................... 8
1.1. Действие ксенобиотиков на биологические мембраны.... 15
Глава 2. Влияние экстракта из туники асцидии пурпурной на физиологические и биохимические характеристики эритроцитов.............................................. 21
Глава 3. Влияние этилового спирта и периода депривации (отмены этанола) на физиологические и биохимические характеристики эритроцитов.............................................. 26
Глава 4. Эффективность применения экстракта из туники асцидии пурпурной в период отмены этанола........................ 33
Глава 5. Эффективность применения композиции этанола с экстрактом из туники асцидии пурпурной.............................. 39
Глава 6. Влияние интоксикации четыреххлористым углеродом и периода депривации (отмены CCI₄) на физиологические и биохимические характеристики эритроцитов................. 46
Глава 7. Эффективность применения экстракта из туники асцидии пурпурной в период отмены четыреххлористого углерода..     53

Глава 8.
Эффективность применения экстракта из туники асцидии пурпурной и «Эссенциале»® при стрессе.................... 58
Глава 9.
Эффективность применения экстракта из туники асцидии пурпурной при гиперхолестериновом рационе................ 69
Обсуждение результатов................................... 79
Заключение.............................................. 100
Выводы.................................................. 102
Библиография............................................ 104

Список сокращений


     ДАТ - диацилглицерин
     ДФГ - дифосфатидилгдицерин
     ЛФХ - лизофосфатидилхолин
     ЛФЭ - лизофосфатидилэтаноламин
     МДА - малоновый диальдегид
     ПНЖК - полиненасыщенные жирные кислоты
     ПОЛ - перекисное окисление липидов
     СЖК - свободные жирные кислоты
     ТАГ - триацилглицерины
     ФИ - фосфатидилинозит
     ФК - фосфатидная кислота
     ФЛ - фосфолипиды
     ФС - фосфатидилсерин
     ФХ - фосфатидилхолин
     ФЭ - фосфатидилэтаноламин
     ХС - холестерин
     ЭЖК - эфиры жирных кислот
     ЭХС - эфиры холестерина
     14:0 - миристиновая кислота
     16:0 - пальмитиновая кислота
     18:0 - стеариновая кислота
     16:1 - пальмитолеиновая кислота
     18:1 - олеиновая кислота
     18:2 n-6 - линолевая кислота
     18:3 n-3 - линоленовая кислота
     20:4 n-6 - арахидоновая кислота
     20:5 n-3 - эйкозапентаеновая кислота (ЭПК)
     22:6 n-3 - докозагексаеновая кислота (ДГК)

Введение


      Мембранаа эритроцитов - наиболее удачная биологическая модель для изучения динамики многих нарушений, протекающих в организме при развитии патологии (Foote et al., 1990; Theret et al., 1993; Cao et al., 2002; Эндакова и др., 2002; Zhao et al., 2006). Вместе с тем, изучение эритроцита как модели для исследования нарушений структуры биомембран при действии различных внешних факторов, не получило должного развития. Интерес к изучению липидной составляющей мембран эритроцитов возник после того, как оказалось, что действие на организм повреждающих факторов сопровождается существенным сдвигом в липидном обмене печени (Berson et al., 2001; Jaeschke et al., 2002; Кушнерова и др., 2002, 2004, 2005; Спрыгин и др., 2002, 2002а, 2003; Фоменко и др., 2003; Lieber, 2005). Поскольку этот сдвиг затрагивал фосфолипидный обмен, то было очевидно, что он может обусловить и изменения структурной организации эритроцитарной мембраны, в частности, ее липидной составляющей (Beauge et al., 1991; Simonetti et al., 1995; Lindi et al., 1998; Varga et al., 2000; Soderberg et al., 2003; Broncel et al., 2005).
      Физиологические свойства эритроцитов, такие как деформируемость, осмотическая резистентность и способность к агрегации, обеспечивающие продвижение эритроцитов по кровяному руслу, а, следовательно, транспорт кислорода к органам и тканям, определяются лабильностью эритроцитарных мембран (Johnson, 1994; Зинчук, 2001; Иржак, 2001). Последняя, в свою очередь, регулируется комплексом взаимосвязанных изменений в структуре липидного бислоя, важное значение в котором имеет коэффициент холестерин/фосфолипиды (Tsuzuki et al., 2000; Ohvo-Rekila, 2002; Filippov et al., 2003), фосфолипидный состав (Lindi et al., 1998; Florin-Christensen et al., 2001) и соотношение жирных кислот в общих липидах (Zwaal, Schroit, 1997; Kuypers, 1998).
      В настоящее время детально изучена экспериментальная модель интоксикации этиловым спиртом (Lindi et al., 1998; Florin-Christensen et al., 2001; Parmahamsa et al., 2004). Вместе с тем, специфические особенности

действия этого токсиканта оказываются настолько существенными, что они преобразуют структуру мембран эритроцитов (Mesquita et al., 1999; Berson et al., 2001; Marotta et al., 2001; Jaeschke et al., 2002). Это обусловило необходимость создания препаратов, осуществляющих восстановление мембранных структур при воздействии ксенобиотиков. Одним из путей решения данной проблемы является использование экстрактов, содержащих биологически активные вещества с фармакологическими свойствами.
     Изучение и практическое применение природных соединений имеет большое значение для укрепления здоровья и увеличения продолжительности жизни людей. На протяжении многих лет и до настоящего времени новые природные соединения выделялись из наземных растений. Однако вследствие интенсивного сбора растительного сырья и истощения его запасов все большее значение приобретает поиск и изучение альтернативных источников биологического материала. В связи с этим становится перспективным использование морских гидробионтов животного происхождения, включая виды не имеющие пищевой ценности, которые также являются богатым источником биологически активных веществ (БАВ) (Blunden, 2001; Blunt et al., 2003), обладающих антиатерогенными (Артюкова, 1988; Слезка, 1997; Иванова и др., 1999), сорбционными (Лоенко, 1999; Петров и др. 1999), иммуномодулирующими (Горовой и др., 2002; Мулындин, 2002; Попов, 2002; 2003) и другми видами активности. В частности, на Дальнем Востоке Российской Федерации интенсивно изучаются препараты, получаемые из трепанга, кукумарии, кальмара, мидии и других гидробионтов, обитающих в Японском море (Каредина и др., 2001; Татаркина и др., 2001; Хильченко и др., 2001; Чечетка и др., 2001; Ковалева и др., 2002; Мищенко, Федореев, 2002; Тюпелеев, 2002). Асцидия пурпурная (Halocynthia aurantium) обитает в заливе Петра Великого Японского моря. Экстракт имеет сложный химический состав, в котором преобладают аминокислоты (7 незаменимых), пептиды, фосфолипиды, n-3 полиненасыщенные жирные кислоты, простагландины, витамины, микроэлементы и др. (Дембицкий, Васьковский, 1976; Дембицкий,

1979; Савватеева и др., 1983; Сыч и др., 1983; Коротченко и др., 1988; Smith, Dehnel, 1970, 1971; Lee et al, 2001).
     В то же время, системного исследования влияния экстракта из туники асцидии пурпурной на физиологические и биохимические характеристики эритроцитов, до сих пор не проводилось.
     Экстракт из туники асцидии пурпурной (1:1) приготовляется методом реперколяции на 40%-ном этиловом спирте. Экстракт представляет собой опалесцирующую жидкость светло-коричневого цвета со специфическим запахом и солоновато-горьким вкусом. Сухой остаток экстракта составляет 7%. Экстракт из туники асцидии вводили внутрижелудочно через зонд в дозе 0,4 мл/кг массы, что соответствовало 28 мг/кг сухого остатка. Данная доза была разработана экспериментально (Добряков, 2004). LD5₀ при однократном введении крысам составляло 32 мл/кг, мышам - 49 мл/кг. При исследовании хронической токсичности введение экстракта в дозах 0,4 и 1,6 мл/кг через зонд не вызывало изменений в росте и развитии, а также в состоянии показателей периферической крови крыс.
     Перед введением животным экстракт деалкоголизировали в вакууме и доводили дистиллированной водой до нужной концентрации.
     В качестве препарата сравнения использовали фосфолипидный препарат «Эссенциале» производства компании «Rhone-Poulenc Rorer» (Германия). Доза эссенциале составляла 125 мг/кг массы тела животного в водном растворе (Саратиков и др., 2004). Основным компонентом эссенциале, с которым сравнивалось действие экстракта,        является полиненасыщенный
фосфатидилхолин соевых бобов, при этом около 50% последнего представлено 1,2-дилинолеилфосфатидилхолином.
     Биологическим материалом для исследования явились эритроциты крови животных и мембраны эритроцитов, полученные при гемолизе эритроцитарной массы в дистиллированной воде.

ГЛАВА 1.



            Структурные нарушения биомембран при действии повреждающих факторов


     Известно, что при воздействии повреждвющих факторов (гипер- и гипотермия, токсический стресс, болевой стресс, оксидативный стресс и др.) биомембраны существуют в нескольких конформационных состояниях с кооперативными переходами между ними, выступающими в роли эффективного механизма регуляции жизненных процессов (Панин, 1983; Adams et al., 1984; Westenberger et al., 1990; Барабой, 1991; Владимиров, 1991, 2000; Барабой и др., 1992; Arnais, Varga et al., 1992; Ridgway, 2000; Зенков и др., 2001; Хавинсон и др., 2003; Villeneuve, Pichette, 2004; Меньщикова и др., 2006).
     Благодаря наличию жидкостных липидных участков, мембраны представляют собой не статическую, а динамическую структуру, в которой реализуются различного рода молекулярные движения - диффузионные, попарнообменные, эстафетные. Подобные движения возможны как в плане латеральной диффузии, так и поперек мембраны (например, «флип-флоп» переход липидов). Элементами движения являются отдельные молекулы липидов, белков или их ассоциаты (блоки). В целом, при отсутствии возмущающих факторов, мембрана сохраняет динамическое равновесие в своей пространственной организации (Грибанов, 1979; Ляпков, Гаппаров, 1980; Gribanov, Golovko, 1998; Сторожок и др., 2001; Werten et al., 2002; Mesleh et al., 2003; Gladyshev, 2005).
     Наряду с этим в мембранах могут иметь место ситуации, создаваемые экзогенными и эндогенными факторами, когда происходят значительные изменения архитектуры, т.е. структурные перестройки. Это относительно устойчивое изменение взаиморасположения и силового поля межмолекулярных взаимодействий у значительного количества молекулярных компонентов (генерализованность), сопряженное с модификацией конформационного и