Автореферат: Метаболические эффекты дельта-сон индуцирующего пептида в регуляции гомеостаза при старении организма

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

Наибольшее содержание мочевины отмечено нами в печени 12 мес. животных, а МК - в печени 8 мес. животных. Следует отметить, что в печени 6, 8, 12, 16, 18 и 22 мес. крыс содержание мочевины достоверно не изменяется по отношению к предшествующей возрастной группе для каждого указанного возраста, т.е. повышаясь в печени 4 мес. животных, концентрация мочевины остается на данном уровне до 20 мес. возраста, тогда как содержание мочевины в печени 20 и 24 мес. крыс на 23,1% и 18,2%, а МК в печени 12, 18 и 20 мес. животных на 27,6%, 35,3% и 32%, соответственно, ниже по отношению к предшествующей возрастной группе. Концентрация мочевины в печени 20, 22 и 24 мес. животных и МК у 4, 22 и 24 мес. крыс не отличается от 2 мес. животных. В плазме крови практически всех исследованных возрастных групп животных содержание мочевины и МК выше по сравнению с 2 мес. животными и значительно не изменяется в онтогенезе (рис. 15, 16).

Представляет интерес способность ДСИП регулировать прооксидантно-антиоксидантный баланс тканей и крови при старении организма путем изменения содержания низкомолекулярных соединений, обладающих в зависимости от концентрации, как анти-, так и прооксидантыми свойствами. Так, на фоне введения ДСИП в мозге 4, 6, 12, 16, 18, 20, 22 и 24 мес. крыс происходит увеличение концентрации мочевины на 91,5%, 40,4%, 38,6%, 46,9%, 65,3%, 48,9%, 62,1%, 58%, соответственно (рис. 11) и повышение уровня МК в мозге 4 мес. крыс на 33,3%, 6 мес. - на 19,3%, 8 мес. - на 61%, 18 мес. - на 62,9%, 20 мес. - на 34,7%, 22 мес. - на 35,5%, 24 мес. - на 41,5% по сравнению с интактными крысами того же возраста (рис. 12). В печени 4, 6, 8, 12, 16, 18, 20, 22 и 24 мес. животных также отмечено возрастание концентрации мочевины на 49,2%, 16,1%, 36,2%, 21,7%, 40,8%, 51,8%, 54%, 47,8%, 66,9%, соответственно (рис. 13), и МК в печени 4, 6, 8, 12, 18, 20, 22 и 24 мес. животных на 81,8%, 90,7%, 26,5%, 27,2%, 45,4%, 61%, 58,2%, 43,6%, соответственно, по сравнению с животными того же возраста без введения ДСИП (рис. 14). В плазме крови действие ДСИП на уровень данных низкомолекулярных антиоксидантов имеет неоднозначный и менее выраженный характер: на фоне введения ДСИП в плазме крови 4, 6, 8, 16 и 18 мес. крыс нами отмечено умеренное повышение концентрации мочевины (рис. 15) на 20,7%, 18,4%, 14,8%, 32% и 22,1%, соответственно, а также умеренное повышение содержания МК в плазме крови 4, 6, 8 и 18 мес. животных на 15,8%, 16,5%, 15,7% и 11,3%, соответственно, по сравнению с интактными животными соответствующих возрастов (рис. 16). В плазме крови 12, 20 и 22 мес. крыс изменения отсутствуют, а в плазме крови 24 мес. животных на фоне введения ДСИП происходит даже снижение уровня мочевины и МК (на 23,4% и 21,1%, соответственно) по сравнению с интактными животными того же возраста. Вероятно, протекторный эффект данных АО имеет большее значение для ткани мозга и печени, нежели для плазмы крови. Механизм действия ДСИП на азотистый метаболизм тканей и крови реализуется, вероятно, через изменение структуры, активности, оптимума действия ферментов синтеза и деградации мочевины и МК, а также регуляцию фильтрации, реабсорбции и выведения их из организма.

Таким образом, можно заключить, что ДСИП проявляет антиоксидантный эффект, который выражается в ликвидации возрастного дефицита активности СОД и каталазы в тканях и эритроцитах, ЦП в плазме крови, а также содержания мочевины и МК в тканях путем адаптивного повышения их активности/содержания. Более значительный, на наш взгляд, защитный эффект ДСИП связан с его способностью увеличивать емкость АОС, включающей ферментативные компоненты. Несмотря на то, что сама молекула ДСИП антирадикальными свойствами не обладает, антиоксидантное действие ДСИП, опосредованное через основные антиоксидантные ферменты и соединения-АО, ярко выражено.

Влияние ДСИП на структурно-функциональное состояние мембран эритроцитов при старении организма. Важнейшим следствием интенсификации ПОЛ при старении является изменение структурных свойств, нарушение барьерных функций биомембран, в результате чего меняется как их ионная проницаемость, так и ухудшается связь с мембраносвязанными ферментами. Удобной и доступной моделью для оценки структурно-функционального состояния биомембран являются эритроциты, его маркерами служит концентрация ВЭГ и СПА (Милютина и др., 1994). Нами установлено повышение концентрации ВЭГ в плазме крови всех исследованных возрастных групп животных по сравнению с 2 мес. животными, особенно значительное для 16, 18, 20, 22 и 24 мес. крыс (рис. 17).

СПА также повышена (рис. 18) в плазме крови 16, 18, 20, 22 и 24 мес. животных на 17,2%, 37%, 31,7%, 40,7% и 35,2%, соответственно, по сравнению с 2 мес. животными, что свидетельствует о нарушении структурно-функционального состояния мембран эритроцитов при старении. Динамика концентрации железа в сыворотке крови в онтогенезе исследованных животных неоднозначна (рис. 19). Нами зарегистрировано повышение концентрации железа в сыворотке крови 20 и 22 мес. животных на 27,1% и 32,7%, тогда как в сыворотке крови 12 и 16 мес. крыс отмечено ее незначительное снижение.

Имеются все основания полагать, что отмеченная нами недостаточность СОД и каталазы в эритроцитах крови наряду с интенсификацией ПОЛ в плазме крови крыс разного возраста являются важными факторами снижения устойчивости эритроцитов гемолизу.

На фоне введения ДСИП установлено снижение уровня ВЭГ в плазме крови 4 мес. крыс на 14,3%, 6 мес. - на 33,3%, 12 мес. - на 17,3%, 16 мес. - на 44,2%, 18 мес. - на 26,2%, 20 мес. - на 26,5%, 22 мес. - на 30,8%, 24 мес. - на 26,7%, соответственно (рис. 17), а также уменьшение СПА в плазме крови 16, 18, 20, 22 и 24 мес. животных на 13,9%, 30,5%, 22,5%, 33,1% и 25,2%, соответственно (рис. 18), по отношению к животным соответствующего возраста без введения ДСИП. При этом значимых изменений концентрации железа в сыворотке крови исследованных возрастных групп животных при введении ДСИП не обнаружено (рис. 19), за исключением возрастной группы 18 мес. животных, у которых отмечено снижение данного показателя под влиянием пептида дельта-сна.

Выявленное нами снижение исследуемых показателей в плазме крови крыс разного возраста при регулярном подкожном введении ДСИП, вероятно, обусловлено уменьшением выработки свободных радикалов, ингибированием интенсификации процесса ПОЛ за счет повышения мощности ферментативной антиоксидантной системы эритроцитов, а именно продемонстрированное нами возрастание активности эритроцитарной СОД и каталазы на фоне введения ДСИП. Возможно, наряду с многочисленными эффектами, опосредованными через гормональную и нервную системы, ДСИП может оказывать и прямое воздействие на клеточные мембраны, модифицируя их физико-химическое состояние: асимметрию, микровязкость, состав и подвижность белков и липидов, повышая стабильность мембран, меняя их селективную проницаемость и препятствуя накоплению продуктов ПОЛ.

Суммируя полученные нами данные можно заключить, что систематическое введение ДСИП животным начиная с 2 мес. возраста способствует нормализации уровня ПОЛ в мозге, печени и плазме крови крыс разного возраста, повышая емкость как ферментативной АОС, так и регулируя уровень неферментативных низкомолекулярных компонентов антиоксидантной защиты организма, а также способствует сохранению структурно-функционального состояния и целостности эритроцитарной мембраны, демонстрируя выраженный мембрано-стабилизирующий эффект при старении организма.

Уровень глюкозы в плазме крови и гликозилированного гемоглобина в эритроцитах крови крыс разного возраста и при введении ДСИП. Нами установлено возрастание уровня глюкозы в плазме крови (рис. 20) практически всех исследованных возрастных групп животных по отношению к 2 мес. Наибольшая концентрация глюкозы отмечена в плазме крови 20, 22 и 24 мес. животных. Избыток глюкозы действует как патогенетический и способствующий старению (pro-aging) фактор (Eva Kassi, 2008). Гипергликемия приводит к резкому ускорению процессов гликозилирования белков. Вместе со свободнорадикальным окислением неферментативное гликирование белков является одной из причин разрушения тканей при старении организма (Sell, 1996). Количество гликозилированного гемоглобина находится в прямой зависимости от уровня глюкозы в крови. Нами показано, что содержание гликозилированного гемоглобина возрастает в крови практически всех исследованных групп животных по сравнению с 2 мес. животными. Наибольшее повышение имеет место в крови 18, 20, 22 и 24 мес. животных и составляет 56,6%, 51,8%, 51,1% и 79%, соответственно (рис. 21), что согласуется с зарегистрированным нами повышением уровня глюкозы в плазме крови крыс разного возраста.

ДСИП, систематически вводимый животным в ходе их онтогенеза, снижает уровень глюкозы в плазме крови 12 мес. животных на 20,8%, 16 мес. - на 16,5%, 18 мес. - на 24,8%, 20 мес. - на 19,4%, 22 мес. - на 26,6%, 24 мес. - на 22,7% (рис. 20), а также уровень гликозилированного гемоглобина у 16 мес. крыс - на 30,4%, 18 мес. - на 20,5%, 20 мес. - на 21,6%, 22 мес. - на 18,7%, 24 мес. - на 30,7%, по сравнению с интактными животными тех же возрастных групп (рис. 21). Возможно, ДСИП, оказывая действие на плазматическую мембрану, повышает активность белков-переносчиков глюкозы, тем самым увеличивая чувствительность клеток к действию инсулина, который вызывает перераспределение транспортных белков из цитоплазмы в мембрану. Возможно, ДСИП регулирует секрецию гормонов, вовлеченных в регуляцию углеводного обмена. Таким образом, введение ДСИП животным разного возраста снижает концентрацию глюкозы и гликозилированного гемоглобина, обеспечивая снижение количества дефектных белковых молекул при старении организма.

Концентрация общих липидов, общего холестерина, холестерина ЛПВП в сыворотке крови и холестероловый коэффициент атерогенности у крыс разного возраста и при введении ДСИП. Возрастным нарушениям обмена липидов придается важное значение в ускорении темпа старения (Toth M.J., Tchernof A., 2000). Нами зарегистрировано возрастное повышение содержания общих липидов, общего холестерина и повышение значения холестеролового коэффициента атерогенности. Изменение содержания общих липидов имеет волнообразный характер: снижаясь в сыворотке крови 8, 12 и 16 мес. и повышаясь в сыворотке крови старых 20, 22 и 24 мес. животных на 21,3%, 14,5% и 16,7%, соответственно, по отношению к 2 мес. крысам (рис. 22). Возрастание концентрации общего холестерина зарегистрировано нами в сыворотке крови всех исследованных возрастных групп животных по сравнению с 2 мес., особенно значительное у 12, 16, 18, 20 и 24 мес. животных - на 88%, 117%, 124,5%, 97% и 79%, соответственно (рис. 23).

Выявленное нами повышение уровня общего холестерина в сыворотке крови исследованных животных, вероятно, происходит за счет фракции холестерина атерогенных липопротеинов (ЛП) низкой и очень низкой плотности. Наибольшая концентрация холестерина антиатерогенных ЛПВП обнаружена нами в сыворотке крови 4, 6, 8 и 12 мес. животных, наименьшая - в сыворотке крови 2, 20, 22 и 24 мес. крыс (рис. 24). Несмотря на то, что содержание ХС-ЛПВП в сыворотке крови практически всех исследованных возрастных групп животных выше по сравнению с 2 мес. животными, имеется тенденция к снижению концентрации данного показателя. Пониженное содержание ХС-ЛПВП в сыворотке крови свидетельствует о замедлении процесса выведения холестерина из тканей (Терешина, 2003, 2005). Результатом перераспределения холестерина во фракциях антиатерогенных и атерогенных ЛП в пользу последних является установленное нами повышение холестеролового коэффициента атерогенности у 16, 18, 20, 22 и 24 месячных крыс на 80,7%, 96%, 90,7%, 59,3% и 95,3% по отношению к 2-х мес. животным, соответственно (рис. 25), величина которого, по современным представлениям, определяет наличие и степень выраженности риска развития атеросклероза.

Введение ДСИП животным в течение всего периода жизни приводит к снижению концентрации общих липидов в сыворотке крови 20, 22 и 24 мес. крыс на 21,3%, 20,7% и 22,9%, соответственно (рис. 22), и общего холестерина в сыворотке крови 6, 8, 12, 16, 18, 20, 22 и 24 месячных животных на 22,9%, 31,1%, 32,7%, 32,9%, 33,6%, 35,3%, 32,3% и 24,3%, соответственно (рис. 23), по отношению к интактным животным той же возрастной группы, при этом концентрация холестерина ЛПВП в сыворотке крови 20, 22 и 24 мес. животных на фоне введения ДСИП повышается на 25,7%, 30,8% и 45,3%, соответственно, по сравнению с интактными животными соответствующей возрастной группы (рис. 24). Продемонстрированный в нашем исследовании гипохолестеринемический эффект ДСИП объясняется тем, что, возможно, ДСИП влияет на активность липолитических ферментов, ферментов синтеза и окисления холестерина в желчные кислоты и стероидные гормоны, выступая в роли регулятора транскрипции генов специфических областей ДНК, ответственных за образование этих ферментов, либо влияет опосредованно через гормональную систему. Установлено влияние ДСИП на секрецию гормона роста, который обладает гипохолестеринемическим эффектом, при этом его выработка снижается с возрастом (Ieyr, McCann, 1987; Leonsson et al., 1999; Gдlman et al., 2007). Регуляция ДСИП распределения холестерина между фракциями атерогенных и антиатерогенных ЛП отражается в снижении значения холестеролового коэффициента атерогенности у 6, 8, 12, 16, 18, 20, 22 и 24 мес. крыс на 21%, 22%, 46%, 39,1%, 35,4%, 66,4%, 69% и 67,2%, соответственно, по отношению к интактным животным той же возрастной группы (рис. 25), что является хорошим прогностическим признаком снижения риска развития атеросклероза и его осложнений. Анализ полученных результатов исследования показал, что содержание липидов в сыворотке крови крыс не является постоянным в разные возрастные периоды: имеет место повышенный исходный фон общих липидов в сыворотке крови молодых и старых крыс по сравнению с взрослыми половозрелыми животными, а также возрастная гиперхолестеринемия. Нами установлена выраженная липидкоррегирующая способность ДСИП, на фоне введения которого зафиксировано снижение содержания общих липидов, общего холестерина в сыворотке крови и значения холестеролового коэффициента атерогенности у крыс разного возраста и, особенно, в позднем онтогенезе, что может иметь большое практическое значение для профилактики развития возрастных сердечно-сосудистых осложнений.

Влияние ДСИП на функциональную активность некоторых органов и тканей крыс при старении организма. В процессе старения происходит ряд существенных изменений в структуре и функции печени. Печень является главным органом, в котором осуществляется метаболизм лекарственных средств, при этом детоксикационная функция печени с возрастом снижается. В связи с этим оценка функционального состояния печени при старении является очень важной. Исследование активности аминотрансфераз и ЩФ в плазме/сыворотке крови используют как маркер структурно-функционального состояния гепатоцитов. Нами показано, что в плазме крови наибольшая активность АлТ и АсТ имеет место у 2 мес. крыс, что может быть связано с их повышенным синтезом и повышенной проницаемостью гепатоцитов молодых животных. Вместе с тем, имеется тенденция к повышению активности АлТ и АсТ в плазме крови с возрастом. Исследование активности ЩФ в сыворотке крови, относящееся наряду с исследованием активности АлТ и АсТ к функциональным пробам печени, выявило схожую динамику с изменениями активности аминотрансфераз в плазме крови. Данные факты могут быть обусловлены нарушением целостности гепатоцитов и, как следствие, повышенным выходом данных ферментов в кровяное русло.