Вікові особливості обміну ліпідів, які беруть участь в процесах сигнальної трансдукції
Встановлення особливостей вмісту і обміну гліцеро- і сфінголіпідів, що беруть участь в процесах сигнальної трансдукції, у печінці, мозку щурів в умовах фізіологічного старіння. Роль тироксина і аліментарних чинників у регуляції їх вмісту в клітинах-цілях.
| Рубрика | Биология и естествознание |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 29.08.2015 |
| Размер файла | 56,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
імені В.Н. Каразіна
АВТОРЕФЕРАТ
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата біологічних наук
Вікові особливості обміну ліпідів, які беруть участь в процесах сигнальної трансдукції
03.00.13 - фізіологія людини і тварин
Лоай Халед Мохаммад Хассунех
Харків - 2008
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана в Харківській медичній академії післядипломної освіти Міністерства охорони здоров'я України
Науковий керівник:
доктор біологічних наук, професор Бабенко Наталія Олексіївна, Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна МОН України, НДІ біології, завідувач відділу фізіології онтогенезу
Офіційні опоненти:
доктор медичних наук, професор Давидов Вадим В'ячеславович, Харківська медична академія післядипломної освіти Міністерства охорони здоров'я України, професор кафедри клінічної біохімії і судово-медичної токсикології
доктор біологічних наук, професор Бондаренко Тетяна Петрівна, Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України, м. Харків, завідувач відділу кріобіохімії і фармакології нейрогуморальних систем
Захист відбудеться 18.06.2008 року о 13-30 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.051.17 Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна Міністерства освіти і науки України за адресою: 61077, м. Харків, пл. Свободи, 4, ауд.3-15.
З дисертацією можна ознайомитися в Центральній науковій бібліотеці Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна Міністерства освіти і науки України за адресою: 61077, м. Харків, площа Свободи, 4.
Автореферат розісланий 16.05.2008 року
Учений секретар спеціалізованої вченої ради Дзюба В.М.
Загальна характеристика роботи
Актуальність теми. Ліпіди є важливими компонентами біологічних мембран і беруть участь в регуляції фізіологічних функцій клітин: проліферації, диференціації, апоптоза, секреції й транспорту речовин. Численні метаболіти гліцеро - і сфінголіпідів мають велику біологічну активність і залучені в процеси сигнальної трансдукції й формування адекватної стимулу й типу клітини, фізіологічної відповіді (Abdel-Latif A. A., 1986; Nishizuka В., 1992; van Blitterswijk W.J., 2003; Eyster K.M., 2007). Встановлено, що взаємодія агоністів з рецепторами клітинної поверхні супроводжується послідовною активацією фосфоліпаз С (ФЛС) і фосфоліпаз Д (ФЛД), накопиченням діацилгліцеролу (ДАГ) та його взаємодією з білками-ефекторами, їхньою активацією й/або транслокацією в мембрани. Оскільки білки-ефектори ДАГ, як правило, займають ключове місце в сигнальній трансдукції або метаболічних процесах, то в процесі активації даного сигнального шляху відбувається швидка індукція специфічної клітинної відповіді. В той же час, хронічне накопичення ДАГ в клітинах - характерна риса ряду патологічних процесів: ожиріння, резистентності до дії інсуліну на тканини-цілі, діабету та онкогенезу (Unger R. H., 2002, 2003; Stratford S. et al., 2004). В модельних експериментах встановлено, що тривале культивування клітин в присутності аналогів ДАГ приводить до різкого зниження їх чутливості до дії гормонів, що активують при нормальному фізіологічному стані поліфосфоінозитидний (ПФІ) цикл (Gustavsson L. et al., 1994; Pettitt T. R. et al., 1997).
Раніше проведеними дослідженнями встановлено, що тиреоїдні гормони в умовах ex vivo та in vivo беруть участь в регуляції ПФІ-специфічної ФЛС і фосфатидилхолін (ФХ) - специфічної ФЛД, продукції і вмісту ДАГ в клітинах печінки молодих щурів (Kavok N. S. et al., 2001; Krasilnikova O. A. et al., 2002; Babenko N. A. et al., 2004). В той же час, гепатоцити старих тварин резистентні до короткочасної дії тироксина (Кавок Н.С. та ін., 2001). Залишаються нез'ясованими причини порушення здатності старих клітин печінки швидко і короткочасно накопичувати ДАГ у відповідь на дію гормону.
Відомо, що разом з фосфоліпазами С і Д, активація яких під дією гормонів і ростових чинників приводить до генерації сигнального ДАГ, існують і інші шляхи, серед яких особливе місце займає сфінгомієліновий (СФМ) шлях (Hannun Y. A. et al., 2001; Pettus B.J. et al. 2002). СФМ-синтази - важливі компоненти СФМ-го циклу і активація цих ферментів приводить до регуляції рівня не тільки ДАГ, але й іншого ліпіда, маючого біологічну активність, - цераміда (Luberto З. еt al., 1998; Tafesse F. G. et al., 2005). Церамід бере участь в регуляції найважливіших фізіологічних процесів: диференціаціїи, проліферації і апоптоза клітин (Hannun Y. A. et al., 2001; Pettus B. J. et al. 2002; van Blitterswijk W. J., 2003). Підвищення базального рівня цераміда у клітинах скелетної мускулатури інгібує фосфоінозитид-3-кіназа (ФІ3К) - опосередкований сигналінг інсуліну і є важливою причиною розвитку стану інсулін-резистентності (Unger R. H., 2002, 2003; Stratford S. et al., 2004). В той же час, порушення функції щитоподібної залози і розвиток експериментального гіпертиреозу приводить до активації кислої СФМ-ази, продукції і накопичення цераміда в печінці молодих щурів (Babenko N. A., 2005). У фізіологічних концентраціях тироксин викликає швидку і короткочасну активацію СФМ-синтази і накопичення СФМ в ізольованих плазматичних мембранах клітин печінки статевозрілих тварин.
Збільшення базального рівня цераміда в нейронах гіпокампу і інших структур мозку - характерна риса нейродегенеративних захворювань, що виникають в немолодому віці та у старості (Cutler R. G. et al., 2004; Satoi H. et al., 2005). Індуковане високожировою дієтою і пальмітиновою кислотою посилення синтезу цераміда de novo в кортикальних нейронах і астроглії приводить до посилення амілоідогенеза і гіперфосфорилювання білка tau (Patil S. et al., 2007). Тривале культивування різних клітин у присутності екзогенних церамідів приводить до їх накопичення усередині клітин, пригнічення їх проліферації, індукції експресії маркерів старіння (в-галактозидази та ін.) і формування фенотипа старої клітини (Venable M. E., 1995; Mouton R. E. et al., 2000; Cutler R. G. et al., 2001; Wu D. et al., 2003).
Ураховуючи ці дані і роль сигнальних ліпідів у розвитку залежних від віку патологій людини, вивчення особливостей регуляції метаболізму біологічно активних гліцеро- і сфінголіпідів набуває важливого значення для з'ясування механізмів розвитку порушень і адаптаційних змін сигнальних трансдукції у старості.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана у відділі фізіології онтогенезу НДІ біології ХНУ в рамках науково-дослідної роботи "Шляхи подолання резистентності клітин до дії фізіологічних стимулів у тварин різного віку" (№ державної реєстрації: 0106U001577).
Мета і завдання дослідження. Мета роботи - встановлення особливостей вмісту і обміну гліцеро- і сфінголіпідів, що беруть участь в процесах сигнальної трансдукції, у печінці і мозку щурів в умовах фізіологічного старіння, а також роль тироксина і аліментарних чинників у регуляції їх вмісту в клітинах-цілях. Відповідно до цілі були поставлені наступні завдання:
провести дослідження вікових особливостей вмісту і обміну ДАГ, СФМ, цераміду, глюкозілцераміду (ГЛЦ) і сфінгозіну (СФЗ) в печінці, гіпокампі та корі мозку щурів;
дослідити вплив тироксину на обмін сигнальних ліпідів у печінці та ізольованих гепатоцитах щурів 3 - і 24-місячного віку;
дослідити вплив пальмітинової кислоти і вітаміну Е на вміст і обмін гліцеро - і сфінголіпідів в печінці щурів різного віку;
вивчити особливості модулюючої дії аліментарних чинників (пальмітинової кислоти і вітаміну Е) на регуляцію тироксином обміну сигнальних ліпідів в клітинах-цілях щурів 3 - і 24-місячного віку.
обмін ліпід сигнальна трансдукція
Об'єкт дослідження - вікові особливості регуляції обміну сигнальних ліпідів тироксином і модуляція відповіді клітин-цілей на дію гормону за допомогою аліментарних чинників.
Предмет дослідження - вміст і обмін ДАГ і сфінголіпідів в печінці, гіпокампі, корі мозку та ізольованих гепатоцитах щурів різного віку.
Методи дослідження - для вивчення впливу тироксина на клітини-цілі використовували методи клітинної біології; розділення ліпідів на класи при вивченні їх вмісту і обміну проводили з використанням методу тонкошарової хроматографії; визначення вмісту ліпідів і білка в пробах проводили спектрофотометрично; при вивченні метаболізму ліпідів застосовували радіоізотопні методи включення 14С-міченіх попередників до складу ендогенних ліпідів; при статистичній обробці отриманих результатів використовували непараметричні (критерії Манна-Уїтні і Крускала-Уоліса) і параметричні методи аналізу (t-критерії Ст'юдента - для порівнянь двох груп, і дисперсійний аналіз, критерії Turkey, Fisher LSD-test - з метою множинних порівнянь).
Наукова новизна отриманих результатів. Встановлені вікові особливості регулюючої дії тироксина на обмін ДАГ і сфінголіпідів в клітинах-цілях. Тироксин, при короткочасній дії на клітини 3-місячних щурів, активує синтез СФМ, при одночасному зниженні рівня ФХ, ФЕА і цераміда. В той же час, клітини, ізольовані з печінки 24-місячних щурів, - резистентні до короткочасної дії гормону. Збільшення базального рівня церамідів в гепатоцитах 3-місячних щурів за допомогою пальмітинової кислоти різко знижує ефект гормону на обмін вивчених ліпідів. Інкубація клітин у присутності екзогенних церамідів (N-ацетил, D-еритро-сфінгозина і N-пальмітоіл, D-еритро-сфінгозина) пригнічує синтез СФМ і ФХ в гепатоцитах 3-місячних щурів і імітує ефект пальмітинової кислоти на ці процеси. Важливим модулятором обміну ДАГ і сфінголіпідів в печінці щурів різного віку, метаболічного стану і швидкої відповіді клітин на дію тироксина є вітамін Е. Встановлено, що вітамін Е приводить до корекції базального рівня ДАГ і цераміда в печінці старих тварин, і вмісту і обміну цераміда і фосфоліпідів в "зістаренних", за допомогою пальмітинової кислоти, гепатоцитах молодих щурів, і збільшує їх чутливість до дії гормону.
Практичне значення отриманих результатів. Отримані в роботі дані про зміни вмісту і обміну гліцеро - і сфінголіпідів, що мають біологічну активність, у функціонально різних тканинах тварин різного віку і харчового статусу дозволять розширити уявлення про особливості фізіологічного старіння і модулюючу дію аліментарних чинників на цей процес.
Дані про швидкі ефекти тироксина на обмін сигнальних ліпідів будуть сприяти поглибленню уявлень про механізм дії тиреоїдних гормонів на клітини-цілі.
Встановлені в роботі дані про дію аліментарних чинників на обмін і вміст ДАГ і цераміда, і відповідь клітин-цілей старих тварин і клітин "зістаренних" in vitro на дію тироксина можуть представляти основу для подальшого вивчення механізму направленої дії компонентів їжі на фізіологічні функції тварин різного віку.
Використання даних цього дослідження в дієтології і клініці буде сприяти підвищенню ефективності комплексної терапії захворювань, пов'язаних з порушенням обміну ліпідів і тиреоїдної патології, що виникають в різні вікові періоди.
Особистий внесок здобувача. Спільно з науковим керівником вибраний об'єкт і предмет дослідження, визначена мета, завдання і тема дисертаційної роботи і проведена інтерпретація отриманих результатів. Автором самостійно проведений аналіз наукової літератури, виконані експериментальні дослідження, проведена статистична обробка отриманих результатів, оформлення і підготовка матеріалів до публікації.
Апробація результатів. Основні положення дисертаційної роботи були представлені на VII Міжнародному симпозіумі "Біологічні механізми старіння" (2006, Харків); науково-практичній конференції з міжнародною участю "Експеріментальна та клінічна ендокринологія: фундаментальні та прикладні питання" (П'яті Данилевські читання) (2006, Харків); IX Українському біохімічному з'їзді (2006, Харків); V міжнародній науково-практичній конференції "Валеологія: сучасний стан, напрямки та перспективи розвитку" (2007, Харків).
Публікації. За матеріалами дисертаційної роботи опубліковано 8 друкарських робіт, з яких 5 - статті в наукових журналах (4 - у виданнях, рекомендованих ВАК України) і 3 - тези доповідей в збірках матеріалів конференцій. Публікації повністю відображають основний зміст дисертації.
Структура і об'єм дисертації. Дисертація викладена на 113 сторінках друкарського тексту і складається зі вступу, огляду літератури, опису об'єкту, матеріалів і методів дослідження, трьох розділів власних досліджень, висновку, і списку використаних джерел літератури. Робота проілюстрована 6 таблицями і 24 рисунками. Список літератури містить 209 джерел.
Основний вміст роботи
Огляд літератури складається з чотирьох підрозділів, в яких розглянуті сучасні уявлення про участь ліпідів в сигнальній трансдукції, вікові особливості їх обміну і роль тиреоїдних гормонів в терміновій і довгостроковій регуляції обміну ліпідів, що виконують важливу роль в регуляції фізіологічних функцій в тканинах - і клітинах-цілях.
Матеріали і методи дослідження. Експерименти виконані на 120 щурах-самцях лінії Вістар 3 - і 24-місячного віку, які утримувались в стандартних умовах віварію Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна. Всі дослідження на тваринах проводили з дотриманням Міжнародних принципів Європейської конвенції про захист хребетних тварин, які використовуються для експериментів і інших наукових цілей (Страсбург, 1985). Об'єктом дослідження були: печінка, ізольовані гепатоцити, гіпокамп і кора мозку щурів.
Дослідний групі щурів вводили вітамін Е перорально в дозі 100 мкг на 100 г маси тіла протягом 7 днів. Контрольні тварини одержували кукурудзяну олію.
Печінку, гіпокамп і кору мозку використовували для отримання гомогенатів. Отримані гомогенати тканин використовували для вивчення вмісту ліпідів і включення мічених 14С попередників ([14С] пальмітинової кислоти, [14С] H3COONa) в ліпіди.
Нативність клітинних мембран гепатоцитів, виділених за допомогою методу Канаєвой І. П і ін. (1975) в модифікації Петренка О. Ю та ін. (1991), оцінювали за допомогою 0,4% розчину трипанового синього. Вихід життєздатних клітин складав 90±5%. Гепатоцити ресуспендували (до концентрації 6·106 клітин в 1 мл) в середовищі Ігла (рН 7,4), що містить 25 мМ HЕРЕS, пеніцилін (61 мг/л), стрептоміцин (100 мг/л), 10% ембріональну сироватку бика і 2 мкКи/мл [14С] пальмітинової кислоти і інкубували при 37°С протягом 90 хв. Після закінчення інкубації гепатоцити двічі відмивали надлишком буфера, що містить 118 мM NaCl, 5 мM KCl, 1 мM KH2PO4, 1 мM MgSO4, 2 мM CaCl2, 0,2% NaHCO3, 0,1% БСА, 61 мг/л пеніцилін, 100 мг/л стрептоміцин, рН 7,5 (середовище А) охолодженим до 4°С. Надалі гепатоцити розводили до концентрації 106 клітин на 1 мл в середовищі А. В окремих випадках ізольовані гепатоцити предінкубували у присутності вітаміну Е (100 мкг/мл) або кукурудзяної олії, або у присутності пальмітинової кислоти (0,75 мМ/л) протягом 90 хв і 6-24 годин при 37°С, відповідно. Ці клітини піддавали подальшій інкубації у присутності 10 нМ L-Т4 або 100 нМ NaOH протягом 0,5 - 60 хв при 37°C. Реакцію зупиняли додаванням охолодженої до 4оС суміші хлороформу з метанолом (1: 2, об/об) і проводили екстракцію ліпідів за методом Bligh E. G та Dyer W. J (1959). Ліпіди розділяли на фракції в тонкому шарі силікагеля на комерційних пластинках Sorbfil у висхідному струмі розчинників. ДАГ розділяли в системі розчинників: гексан: диетиловий ефір: СН3СООН (73: 25: 2, за об'ємом). Для розділення СФМ, ФХ, ФЕА і цераміда використовували 2 системи розчинників: 1 - диетиловий ефір, 2 - хлороформ: метанол: Н2О (40: 10: 1, за об'ємом). Для ГЛЦ і СФЗ випарований екстракт ліпідів інкубували 60 хв при 37оС в середовищі: хлороформ - метанол (1: 1, об/об), що містить NaOH (0,1 М), для гідролізу ацилгліцеринів. Ліпіди знов екстрагували і використовували для розділення на класи в системі розчинників: хлороформ: етилацетат: ізопропіловий спирт: метанол: 0,25% KCl. Плями ДАГ, фосфоліпідів і ГЛЦ проявляли в парах йоду, плями СФЗ - в 3 % розчині нингидрину на бутанолі, після чого ідентифікували, порівнюючи із стандартами. Для визначення метаболізму СФМ в гомогенаті печінки мічений [14С] пальмітиновою кислотою СФМ ресуспендували в 50 мМ ацетатному буфері (рН 5,0), 1 мМ ЕДТА і 0,9% тритон Х-100 або в буфері, що містить 50 мМ трис-НСl (рН 7,35), 1 мМ ЕДТА, 10 мМ МgCl2, 0,9% тритон Х-100. Проби інкубували при 37оС протягом 60 хв. Реакцію зупиняли додаванням охолодженої до 4оС суміші хлороформу з метанолом (1: 2, об/об). Ліпіди екстрагували, випаровували у вакуумі і ацилгліцерини піддавали гідролізу. Сфінголіпіди розділяли на фракції, як описано вище. Кількісне визначення вмісту фосфоліпідів і ДАГ в пробах проводили по методу March L. M та Weinstein J. N (1966). Для кількісного визначення вмісту церамідів в тканинах плями ліпідів переносили в пробірки і еліювали сумішшю хлороформу з метанолом (1: 1, об/об) з подальшим еліюванням метанолом (Sathishkumar S. et al., 2005). З'єднані елюати випаровували у вакуумі і піддавали гідролізу в 0,5 М НСl в метанолі при 65оС протягом 15 годин. Масу церамідів визначали по кількості вивільнених довголанцюгових основ в ході гідролізу ліпідів по методу Lauter і Trams (1962). Вміст білка в пробах визначали по методу Lowry T. J. та співавт. (1951). При аналізі отриманих результатів використовували критерії Манна-Уїтні і Крускала-Уоліса, t-критерії Ст'юдента і дисперсійний аналіз (ANOVA, критерій Turkey і Fisher LSD-test).
Результаті досліджень та іх обговорення
Вікові особливості вмісту і обміну сигнальних ліпідів в печінці і мозку білих щурів. Проведеними дослідженнями встановлено, що вміст ДАГ і ВЖК істотно вище в печінці і корі головного мозку 24-місячних щурів у порівнянні з 3-місячними тваринами. Відомо, що в клітинах існують численні шляхи генерації ДАГ, серед яких важливе місце займають процеси синтезу. В даній роботі встановлено, що в старості в порівнянні із статевозрілими щурами збільшується синтез ДАГ у присутності [14C] пальмітинової кислоти в печінці і мозку на 50 і 60%, відповідно.
Встановлено також падіння вмісту і синтезу ФХ і ФЕА в печінці і корі мозку 24-місячних щурів в порівнянні з 3-місячними тваринами. Так, рівень ФХ в печінці 3 - і 24-місячних щурів складає 97,4±7,28 і 73,6±8,40 нмоль на 1 мг білка (р<0,05), відповідно. Вміст ФХ в корі мозку 3 - і 24-місячних щурів складає 212±11,5 і 194,6±3,02 нмоль на 1 мг білка, відповідно. В той же час, рівень ФЕА в корі падає з 375±7,46 у 3-місячних тварин до 306±6,85 нмоль на 1 мг білка (р<0,05) у 24-місячних щурів.
Вміст знов синтезованого у присутності [14C] пальмітинової кислоти ФХ в печінці і мозку щурів 24-місячного віку в 1,5 - 2 рази нижче, ніж у 3-місячних щурів. Можна вважати, що підвищення синтезу ДАГ на фоні пригнічення його використання в синтезі фосфоліпідів є важливою причиного збільшення його вмісту в печінці і мозку щурів в старості.
Відомо, що збільшення рівня ВЖК в клітинах підсилює синтез цераміда і загальних сфінголіпідів в печінці (Merrill A. H. et al., 1995), жировій тканини і скелетній мускулатурі (Schmitz-Pfeiffer С., 2002). Встановлено збільшення маси цераміда в печінці, гіпокампі і корі головного мозку і кількості СФМ в корі старих 24-місячних щурів в порівнянні з 3-місячними тваринами.
В печінці збільшення в старості вмісту цераміда відбувається на фоні збільшення його синтезу de novo більш, ніж в 2 рази, вміст його знов синтезованих метаболитів: ГЛЦ і СФЗ і загального рівня сфінголіпідів. В цілому, загальний вміст знов утворених токсичних ліпідів (цераміда і СФЗ) в печінці старих тварин, в порівнянні з молодими - збільшується з 449±42 до 769±67 імп/хв на 1 мг білка (р<0,05). Відношення ГЛЦ, який має про-проліферативні властивості, до цераміду знижується з 0,60±0,09 в печінці 3-місячних щурів до 0,38±0,07 (р<0,05) в печінці 24-місячних тварин. Збільшення вмісту цераміда в гіпокампі в старості відбувається не за рахунок зміни синтезу ліпіда de novo (оскільки цей процес пригнічується більш, ніж в 2 рази в мозку 24-місячних щурів в порівнянні з 3-місячними), а за рахунок посилення деградації складних сфінголіпідів: ГЛЦ, ФЕЦ, СФМ і інших.
На користь даного припущення свідчать дані про збільшення активності нейтральної мембранозв'язанної СФМази в гіпокампі і корі мозку 22-місячних щурів в порівнянні з 6-місячними тваринами (Gravelly N. A. et al., 2005).
Вікові особливості регуляції тироксином вмісту і обміну сигнальних ліпідів в клітинах-цілях. Відомо, що порушення функції щитоподібної залози і тиреоїдного статусу тварин різного віку приводить до глибоких змін вмісту і обміну ДАГ і сфінголіпідів в печінці і інших тканинах щурів (Krasilnikova O. A. et al., 2002; Gorska M. et al, 2003; Babenko N. A., 2005). В той же час, відомо, що тиреоїдні гормони можуть мати регулюючу дію на продукцію ДАГ і сфінголіпідів не тільки при їх тривалій дії на тканини-цілі, але і при короткочасній дії на плазматичні мембрани гепатоцитів (Kavok N. S. et al., 2001; Babenko N. A., 2005).
Проведеними дослідженнями встановлено, що L-Т4 викликає швидку зміну обміну ліпідів в інтактних гепатоцитах 3-місячних щурів (табл.1). Так, L-Т4 знижує в клітинах, заздалегідь інкубованих з [14С] пальмітиновою кислотою, вміст 14С-церамід і відношення: [14С] - церамід/ [14С] - СФМ, і збільшує синтез [14С] - СФМ і відношення: [14С] - ДАГ/ [14С] - церамід в перші 30 сек дії. Ураховуючи те, що церамід і ДАГ є учасниками процесу синтезу СФМ і їх зміна в стимульованих гормоном клітинах відбувається синхронно, можна припустити, що в даних умовах експерименту відбувається швидка активація СФМ-синтази.
Таблиця 1
Вплив L-Т4 на обмін сфінголіпідів і діацилгліцерина в інтактних гепатоцитах 3-місячних щурів
|
14С-ліпіди |
NaOH (контроль) |
L-Т4 (дослід) |
|
|
СФМ |
10263 ± 967 |
16648 ± 292* |
|
|
Церамід |
655 ± 96,3 |
342 ± 63,7* |
|
|
Церамід/СФМ |
0,062 ± 0,002 |
0,021 ± 0,005* |
|
|
ДАГ/церамід |
1,09 ± 0,26 |
1,86 ± 0,017* |
Примітки:
1) дані представлені в (імп / хв) на 2х107 клітин;
2) * - вірогідно щодо контролю, р <0,05.
Встановлено, що при більш тривалій дії L-Т4 на клітини 3-місячних щурів відбувається активація процесу ресинтезу компонентів СФМ-го циклу: цераміда, ФХ і ФЕА. У той же час, L-Т4 не впливає на обмін вивчених ліпідів в гепатоцитах 24-місячних тварин. Отримані дані свідчать про розвиток стану резистентності клітин старих тварин до швидкої дії L-Т4.
Модуляція обміну гліцеро - і сфінголіпідів і відповіді клітин старих щурів на дію тироксина за допомогою вітаміну Е. Хронічне підвищення в клітинах печінки і клітинах інших тканин і органів базального рівня сигнальних ліпідів: ДАГ і цераміда приводить до розвитку їх резистентності до дії гормонів (Gustavsson L. et al, 1994; Venable M. E. et al., 1994; Unger R. H., 2002; Fulop T. et al., 2004). Даними дослідженнями показано, що розвиток резистентності клітин печінки 24-місячних щурів до дії L-Т4 відбувається на фоні підвищеного, в порівнянні з 3-місячними тваринами, вмісту ДАГ і церамідів. Наступна серія експериментів присвячена вивченню ролі аліментарних чинників в зміні обміну гліцеро - і сфінголіпідів в печінці молодих і старих щурів з метою модифікації швидкої відповіді клітин-цілей на дію L-Т4. Як модулятор обміну ДАГ і сфінголіпідів в даній роботі застосовували вітамін Е, оскільки відомо, що альфа-токоферол активує ДАГ-кіназу і інгібує СФМ-азу, і, таким чином, знижує в клітинах вміст ДАГ і цераміда, відповідно (Hatanaka В. et al., 1998; Mishra K. P., 2004; Azzi A. M. et al., 2000).
Даними дослідженнями встановлено, що введення вітаміну Е 24-місячним тваринам, які в нормі характеризуються підвищеним вмістом ДАГ, приводить до різкого зниження даного ліпіда в печінці. Так, вміст ДАГ в печінці контрольних 24-місячних щурів: 33,7±3,15 нмоль/мг білка, в печінці щурів, що одержували вітамін Е: 23,5±3,02 нмоль/мг білка (р < 0,05).
В роботі встановлено, що введення вітаміну Е 24-місячним тваринам знижувало масу цераміда з 0,282±0,029 нмоль/мг білка в печінці контрольних щурів до 0,169±0,032 нмоль/мг білка в печінці дослідних щурів (p<0,05). Відношення цераміда до СФМ (нмоль/нмоль) в печінці щурів контрольної і дослідної груп складало: 0,447±0,010 і 0,169±0,118 (p<0,05), відповідно. Вітамін Е приводив до посилення синтезу ФС, але не змінював його вміст в печінці старих тварин. Введення вітаміну Е не робило впливу на обмін і вміст інших ліпідів в печінці: ФХ, ФЕА, ГЛЦ і СФЗ. Інкубація шматочків печінки з вітаміном Е супроводжувалась істотним зниженням співвідношення цераміди/СФМ. Так, в контролі дане значення складало 0,413±0,080, а в дослідних пробах - 0,223±0,057 нмоль/нмоль (p<0,05). Отримані дані можуть свідчити про те, що вітамін Е в умовах ex vivo та in vitro, змінюючи активність СФМаз, сприяє збільшенню маси СФМ і зниженню вмісту цераміда. На користь даного припущення свідчать отримані в роботі дані про те, що предінкубація шматочків печінки з вітаміном Е пригнічує метаболізм міченого [14С] пальмітиновою кислотою СФМ і продукцію з нього [14С] цераміда при кислих і нейтральних значеннях рН. Так, вміст утвореного [14С] цераміда в контрольних і дослідних пробах (рН 7,4) складав 208 ± 2,20 і 136 ± 6,20 імп/хв на 1 мг білка (р < 0,05), відповідно. При рН 4,5 ці значення складають: 178 ± 4,24 і 128 ± 3,04 імп/хв на 1 мг білка (р < 0,05), відповідно.
Встановлено, що інкубація шматочків печінки 24-місячних щурів з L-Т4 не приводить до значних змін рівня церамідів, СФМ, ФХ і ФЕА. В той же час, попередня інкубація клітин печінки з вітаміном Е збільшує їх чутливість до короткочасної дії гормону. Так, вміст церамідів, ФХ і ФЕА зменшується, а рівень СФМ збільшується під дією гормону. Відношення між ФХ і СФМ (ФХ/СФМ) в гормон-стимульованих клітинах печінки, предінкубованих з вітаміном Е, майже в 2 рази нижче, ніж в контролі, тоді як відношення церамід/СФМ знижується в L-Т4-стимульованих клітинах.
Інкубація мічених [14C] пальмітиновою кислотою гепатоцитів у присутності L-Т4 не впливала на вміст [14C] ДАГ і [14C] ФХ, який складав 85±10 і 80±12 % від контролю, відповідно. Проте, предінкубація клітин з вітаміном Е істотно впливала на метаболізм [14C] - ліпідів в агоністстимульованих клітинах. L-Т4 приводив до різкого збільшення рівня [14C] ДАГ при одночасному зниженні вмісту [14C] ФХ в клітинах предінкубованих з вітаміном Е. Рівень [14C] ДАГ і [14C] ФХ в стимульованих гепатоцитах складав 190±18 і 58±6 % (р < 0,05) від контролю, відповідно. Дані про зниження рівня цераміда і ФХ/СФМ на фоні збільшення вмісту ДАГ при сполученій дії L-Т4 і вітаміну Е на клітини старих тварин може свідчити про активацію процесу синтезу СФМ за участю СФМ-синтази.
Вплив пальмітинової кислоти на швидку відповідь клітин печінки молодих щурів на дію тироксина. Для з'ясування механізму вікових порушень відповіді клітини на гормональну дію в даній роботі вивчали дію L-Т4 на ізольовані гепатоцити молодих щурів з експериментально модифікованим рівнем вмісту і обміну сфінголіпідів і ДАГ.
Встановлено, що внутрішньовенне краплинне введення пальмітинової кислоти тваринам або в середовище культивування клітин супроводжується підвищенням маси цераміда і ДАГ в клітинах печінки і скелетних м'язів і знижує їх чутливість до дії фізіологічних стимулів (Chaves E. P. et al., 2001, Solinas G. et al, 2006). В роботі використовували пальмітинову кислоту для моделювання стану обміну сфінго - і глицероліпідів, характерного для гепатоцитів старих тварин. Встановлено, що тривале культивування гепатоцитів 3-місячних щурів у присутності пальмітинової кислоти приводить до, залежного від часу, збільшення базального рівня і синтезу цераміда і ДАГ.
Проте, не дивлячись на одночасне підвищення під дією пальмітинової кислоти синтезу цераміда і СФМ, із збільшенням часу дії на клітини підвищується відношення знов синтезованого цераміда до знов синтезованого СФМ: 0,063 ± 0,003 (контроль), 0,050 ± 0,005 (6 годин) і 0,084 ± 0,002 (24 години, р < 0,05). При тривалій дії пальмітинової слоти на гепатоцити 3-місячних щурів (24 години) відбувається зниження вмісту знов синтезованих ФХ в клітинах в 1,4 рази.
Наступним етапом роботи було вивчення особливостей відповіді даних клітин на короткочасну дію L-Т4. Так, інкубація "старих" клітин у присутності L-Т4 супроводжується зниженням рівня [14С] - СФМ і відношення [14С] - ДАГ/ [14С] - церамід, і збільшенням - [14С] - церамід/ [14С] - СФМ. В той же час, гормон не впливає на вміст [14С] - цераміду в клітинах.
Ці дані дозволяють повністю виключити активацію СФМ-синтази в L-Т4-стимульованих гепатоцитах, предінкубованих з пальмітиновою кислотою. Порушення в даних умовах, обміну ФХ, СФМ і ДАГ (учасників СФМ-синтазної реакції) може впливати на сигналінг тироксина в клітинах.
Так, відомо, що додавання в середовище культивування клітин ФХ активує СФМ-синтазу і синтез СФМ (Radin N. S., 2003). В той же час, збільшення рівня СФМ або ДАГ гальмує СФМ-синтазну реакцію по типу зворотного зв'язку. Можна вважати, що в наших умовах експерименту падіння в гепатоцитах рівня знов синтезованого ФХ на фоні підвищення рівня ДАГ і СФМ важлива причина пригнічення СФМ-синтазної реакції в гормон-стимульованих клітинах, культивованих у присутності пальмітинової кислоти. Не виключено, проте, що збільшення вмісту знов синтезованого цераміда в гепатоцитах, предінкубованих у присутності пальміт инової кислоти, відіграє важливу роль в порушенні регуляції процесу синтезу СФМ.
Так, нашими дослідженнями встановлено, що культивування гепатоцитів, виділених з печінки 3-місячних щурів у присутності екзогенниого синтетичного цераміда, легко проникаючого в клітину - N-ацетил, D-еритро-сфінгозина (С2) або натурального N-пальмітоіл, D-еритро-сфінгозина і [14С] пальмітинової кислоти приводить до зниження вмісту знов синтезованого СФМ і ФХ (табл.2).
Нашими дослідженнями встановлено, що важливим модулятором обміну сфінго - і глицероліпідів в печінці старих щурів є вітамін Е. Встановлено, що вітамін Е знижує підвищений в старості рівень цераміда і ДАГ, і збільшує чутливість клітин до короткочасної дії L-Т4. Зважаючи на це, в даній роботі з метою корекції обміну сфінго - і гліцероліпідів в гепатоцитах, предінкубованих з пальмітиновою кислотою, використовували вітамін Е.
Таблиця 2
Вплив екзогенних церамідів на вміст [14С] СФМ і [14С] ФХ в ізольованих гепатоцитах 3-місячних щурів
|
Вплив |
14С - ліпіди |
||
|
СФМ |
ФХ |
||
|
Контроль |
1921 ± 471 |
4369 ± 357 |
|
|
С2 - N-ацетил, D-еритро-сфінгозин |
988 ± 39,0* |
3425 ± 174* |
|
|
N-пальмітоіл, D-еритро-сфінгозин |
271 ± 33,4* |
2062 ± 288* |
Примітка:
1) дані представлені в (імп / хв) на 2х107 клітин;
2) * - вірогідно щодо контролю, р < 0,05.
Встановлено, що при дії вітаміну Е на "старі" клітини відбуваються істотні зміни, індукованих пальмітиновою кислотою, порушень обміну ліпідів в гепатоцитах 3-місячних щурів. Так, вітамін Е збільшує рівень, що знизився в даних клітинах, знов синтезованих ФХ і ФЕА і знижує - СФМ і цераміда. Проте, в даних умовах вітамін Е не викликає норрисізації обміну ДАГ в клітинах печінки. В той же час, тривале культивування гепатоцитів 24-місячних щурів у присутності вітамін Е супроводжувалось зниженням маси ДАГ (Кулікова В.С., 2005). Отримані дані свідчать про те, що для нормалізації обміну ДАГ в гепатоцитах, культивованих у присутності пальмітинової кислоти, необхідна більш тривала дія вітаміну Е на клітини.
Отже, даними дослідженнями встановлено, що за допомогою вітаміну Е вдається нормалізувати, порушений пальмітиновою кислотою обмін цераміда і фосфоліпідів в гепатоцитах. В роботі вивчали сполучену дію гормону і вітаміна Е на обмін цераміда, СФМ і ДАГ в молодих гепатоцитах, культивованих у присутності пальмітинової кислоти.
Встановлено, що при короткочасній дії вітаміну Е на гепатоцити, культивовані у присутності пальмітинової кислоти, не відбувається повної реконструкції відповіді клітин на дію гормону. В той же час, рівень [14C] - СФМ і [14C] - ДАГ/ [14C] - церамід вище, а [14C] - цераміда і [14C] - церамід/ [14C] - СФМ - нижче в гормон-стимульованих клітинах, підданих дії вітаміну Е, ніж в L-Т4-стимульованих гепатоцитах, культуральне середовище яких містило адекватні кількості кукурудзяної олії.
Отримані дані свідчать про те, що зміни базального рівня церамідів і фосфоліпідів в старих клітинах є важливою, але не єдиною, причиною порушення їх відповіді на дію гормону.
Висновки
У дисертаційній роботі вивчені особливості термінової регуляції тироксином обміну гліцеро - і сфінголіпідів в клітинах-цілях в умовах фізіологічного старіння, виявлений механізм вікових змін гормонального сигналінга і дії аліментарних чинників на цей процес.
1. У старості в порівнянні з молодими тваринами відбувається підвищення рівня ВЖК, ДАГ і церамідів в печінці, гіпокампі і корі мозку і СФМ в корі мозку. Збільшення в печінці вмісту ДАГ і цераміда в старості відбувається за рахунок підвищення їх синтезу з ВЖК de novo і за рахунок зниження їх використання в синтезі ФХ і ГЛЦ, відповідно. В мозку 24-місячних щурів, в порівнянні з 3-місячними тваринами, відбувається зниження синтезу всіх вивчених сфінголіпідів. Збільшення в печінці 24-місячних щурів цераміда супроводжується накопиченням продукту його деградації за участю церамідаз - СФЗ.
2. L-Т4 викликає швидке і короткочасне збільшення вмісту знов синтезованого СФМ, зниження рівня цераміда і збільшення відношення ДАГ до цераміду в гепатоцитах 3-місячних тваринах. Гормон-індуковане зниження вмісту цераміда супроводжується стимуляцією його синтезу de novo. L-Т4 не робить швидкого впливу на обмін вивчених ліпідів в гепатоцитах 24-місячних щурів.
3. Введення в організм 24-місячних щурів додаткових кількостей вітаміну Е або перединкубація ізольованих гепатоцитів або шматочків печінки з вітаміном Е приводить до зниження обміну СФМ, продукції і вмісту цераміда і ДАГ, і сприяє підвищенню чутливості клітин до дії L-Т4. Сполученна дія на клітини вітаміну Е і L-Т4 приводить до швидкого підвищення рівня СФМ і ДАГ, і зниженню - ФХ, ФЕА і цераміда.
4. Культивування гепатоцитів 3-місячних щурів у присутності попередника ДАГ і сфінголіпідів - пальмітинової кислоти - приводить до збільшення їх синтезу і вмісту, зниження рівня знов синтезованих фосфоліпідів (ФХ, ФЕА) в клітинах і зміни їх відповіді на короткочасну дію L-Т4. Передінкубація гепатоцитів 3-місячних щурів з пальмітиновою кислотою приводить до пригнічення індукції під дією гормону синтезу СФМ, рівня ДАГ/церамід, нівелює дію гормону на вміст цераміда і збільшує співвідношення: церамід/СФМ. Екзогенні цераміди (N-ацетил, D-еритро-сфінгозин і N-пальмітоіл, D-еритро-сфінгозин) імітують ефект пальмітинової кислоти на синтез СФМ і ФХ в гепатоцитах 3-місячних щурів.
5. Вітамін Е, при короткочасній дії на клітини, знижує рівень знов синтезованих церамідів і СФМ, і збільшує - ФХ і ФЕА, але не нормалізує вміст ДАГ і ДАГ/церамід в передінкубованих у присутності пальмітинової кислоти гепатоцитах 3-місячних щурів.
6. Нормалізація обміну сфінголіпідів в гепатоцитах, передінкубованих з пальмітиновою кислотою, супроводжується підвищенням їх чутливості до дії L-Т4. Рівень знов синтезованого СФМ і ДАГ/церамід вище, а цераміда і церамід/СФМ - нижче в гормон-стимульованих клітинах, підданих дії вітаміну Е, ніж в L-Т4-стимульованих контрольних гепатоцитах.
Список опублікованих праць за темою дисертації
1. Лоай Халед Мохаммад Хассунех., Семенова Я.О., Красільнікова О.А., Бабенко Н.О. Вікові особливості вмісту сигнальних ліпідів у печінці та мозку щурів // Фізіол. журн. - 2006. - Том.52, № 6. - С.79-84. (Дисертант провів аналіз вмісту сфінголіпідів, жирних кислот і діацилгліцерину в печінці і мозку щурів різного віку, статистичний аналіз даних).
2. Лоай Халед Мохаммад Хассунех. Влияние -токоферола на индукцию L-тироксином обмена липидов в печени старых крыс // Вісник Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна. Серія: Біологія. - 2006. - № 729. - С.287 - 290.
3. Бабенко Н.А., Лоай Халед Мохаммад Хассунех. Роль сфинго - и глицеролипидов в изменении ответа клеток на действие тироксина в условиях ускоренного старения // Вісник Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна. Серія: Біологія. - 2007. - № 788. - С.121 - 128. (Дисертант провів вивчення впливу пальмітинової кислоти і тироксина на обмін гліцеро - і сфінголіпідів в гепатоцитах щурів, і статистичний аналіз даних).
3. Лоай Халед Мохаммад Хассунех., Бабенко Н.А. Влияние витамина E на обмен фосфолипидов и диацилглицерина в различных тканях старых крыс // Валеологія: сучасний стан, напрямки та перспективи розвитку. - 2007. - Т.1. - С.115-119. (Дисертант провів вивчення впливу вітамін Е на обмін фосфоліпідів і діацилгліцеролу в різних тканинах старих щурів статистичний аналіз даних).
5. Бабенко Н.О., Лоай Халед Мохаммад Хассунех., Семенова Я.О. Вікові особливості обміну сфінголіпідів і шляхи їх корекції у старості за допомогою аліментарних факторів // Експериментальна і клінічна медицина. - 2008. - № 1. - С.43-47. (Дисертант провів вивчення вікових особливостей обміну сфінголіпідів в різних органах і тканинах і вплив вітамін Е на ці процеси в тканинах старих щурів, і статистичний аналіз даних).
6. Бабенко Н.А., Лоай Халед Мохаммад Хассунех. Влияние -токоферола на обмен сфинголипидов в печени старых крыс // Биолог. Мех. Стар.: VII Междунар. Симп. Харьков, 24-27 мая 2006 р. - Харьков. - 2006. - С.55-56. (Дисертант провів вивчення впливу вітамін Е на обмін ліпідів в печінці старих щурів і статистичний аналіз даних).
7. Лоай Халед Мохаммад Хассунех. Влияние L-тироксина и -токоферола на обмен сфинголипидов и глицеролипидов в печени старых крыс // Експериментальна та клінічна ендокринологія: фундаментальні та прикладні питання. Харків, 9-10 лютого 2006 р. - Харків. - 2006. № 5 - С.98-99.
8. Семенова Я.А., Лоай Халед Мохаммад Хассунех. Влияние n-3 жирных кислот и возраста на содержание фосфолипидов в гиппокампе, печени и почках крыс // Матер. IX Українського біохімічного з'їзду. Харків, 24-27 жовтня 2006 р. - Харків. - 2006. - С.173-174. (Дисертант провів вивчення вікових особливостей вмісту фосфоліпідів в гіпокампі і печінці щурів і статистичний аналіз даних).
Анотація
Лоай Халед Мохаммад Хассунех. "Вікові особливості обміну ліпідів, що беруть участь в процесах сигнальної трансдукції”. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.13 - фізіологія людини і тварин. - Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, Харків. - 2008.
В роботі встановлено, що в старості відбувається посилення обміну сфінголіпідів в печінці, що приводить до накопичення ліпідів (цераміда і сфінгозина), які є індукторами апоптоза і запальних реакцій. Збільшення рівня цераміда відзначено і в структурах мозку: корі і гіпокампі. Збільшення в старості вмісту цераміда у функціонально різних тканинах відбувається на фоні збільшення рівня їх попередників - ВЖК і пропроліферативного ліпіда - ДАГ. Встановлено, що важливу роль в терміновій регуляції вмісту сигнальних ліпідів, залучених в різні шляхи сигнальної трансдукції, відіграє L-Т4. Дія гормону на обмін ліпідів характеризується віковою специфічністю і може бути змінена за допомогою аліментарних чинників. Важливим модулятором обміну сфінголіпідів і ДАГ, і відповіді клітин на дію L-Т4 в клітинах печінки є вітамін Е і пальмітинова кислота. Вітамін Е, знижуючи рівень церамідів в старих клітинах до рівня молодих і нормалізуючи обмін сфінголіпідів і гліцерофосфоліпідів в умовах прискореного старіння гепатоцитів, збільшує чутливість клітин до термінової дії L-Т4, що може мати велике фізіологічне значення для регуляції сигнальних шляхів, що ведуть до виживання клітини.
Ключові слова: старіння, діацилгліцерол, сфінголіпіди, тироксин, печінка, мозок, аліментарні чинники.
Аннотация
Лоай Халед Мохаммад Хассунех. Возрастные особенности обмена липидов, участвующих в процесах сигнальной трансдукции. - Рукопись.
Диссертация на соискание научной степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.13 - физиология человека и животных. - Харьковский национальный университет имени В.Н. Каразина, Харьков, 2008.
Представлены результаты исследования возрастных особенностей обмена липидов, участвующих в процессах сигнальной трансдукции и регулирующего действия тироксина, и алиментарных факторов на эти процессы.
Установлено, что в старости происходит накопление церамида в печени, гиппокампе и коре больших полушарий. Наряду с повышением базального уровня церамидов в печени и мозгу 24-месячных крыс по сравнению с 3-месячными происходит накопление предшественников сфинголипидов и ДАГ - СЖК, увеличение синтеза ДАГ de novo и повышение его содержания. Важной причиной увеличения базального уровня ДАГ и церамида в печени и ДАГ в мозгу в старости является повышение синтеза липидов de novo на фоне подавления способности клеток метаболизировать церамид и ДАГ. L-Т4 оказывает быстрое, не зависящее от генома, действие на содержание и обмен в клетках печени церамида. Гормон, вызывает быструю элиминацию церамида и усиление синтеза СФМ, что приводит к увеличению соотношения: ДАГ/церамид в стимулированных клетках. В дальнейшем происходит ре-синтез церамида, ФХ и ФЭА под действием гормона. Синхронные изменения под действием L-Т4 содержания в гепатоцитах 3-месячных крыс основных компонентов СФМ-го цикла: церамида, СФМ, ФХ, ФЭА и ДАГ позволили предположить участие СФМсинтазы. В то же время, клетки печени старых 24-месячных животных, для которых характерно высокое, по сравнению с 3-месячными крысами, базальное содержание церамидов и ДАГ, оказались не чувствительными к быстрому действию гормона. Витамин Е координировано стимулирует обмен глицеро - и сфинголипидов, как при длительном его воздействии на организм, так и при кратковременном действии на клетки печени 24-месячных крыс. Витамин Е подавляет синтез и снижает содержание ДАГ, продукцию церамида из СФМ, усиливает использование церамида в синтезе СФМ и, таким образом, снижает уровень церамида в клетках печени 24-месячных крыс. Сочетанное действие на клетки витамина Е и L-Т4 приводит к быстрому повышению уровня СФМ и ДАГ, и снижению - ФХ, ФЭА и церамида.
Культивирование гепатоцитов, выделенных из печени 3-месячных животных, в присутствии пальмитиновой кислоты приводит к, зависимому от продолжительности воздействия, повышению синтеза и содержания ДАГ и сфинголипидов, и снижению - ФХ и ФЭА, что сопровождается развитием состояния резистентности гепатоцитов молодых крыс к краткосрочному действию тироксина. Витамин Е, при кратковременном воздействии на клетки, снижает уровень вновь синтезированных церамидов и СФМ, увеличивает - ФХ и ФЭА, но не снижает содержание ДАГ. Нормализация обмена сфинголипидов в гепатоцитах пред-инкубированных с пальмитиновой кислотой сопровождается повышением чувствительности клеток к действию L-Т4: уровень вновь синтезированного СФМ и ДАГ/церамид выше, а церамида и церамид/СФМ - ниже в гормон-стимулированных клетках, подвергнутых действию витамина Е, чем в L-Т4 - стимулированных контрольных гепатоцитах.
Сделан вывод, что поддержание в клетках оптимального базального уровня церамида является важным фактором, определяющим чувствительность клеток к краткосрочному действию L-Т4.
Ключевые слова: старение, диацилглицерин, сфинголипиды, тироксин, печень, мозг, алиментарные факторы.
Summary
Loay Khaled Mohammad Hassouneh. Age peculiarities of the lipid turnover involved in the processes of signal transduction. The manuscript.
The thesis for the degree of Candidate of Science in biology on speciality 03.00.13 - human and animal physiology. V. N. Karazin Kharkov National University, Kharkov, 2008.
It has been determined that sphingolipid turnover increased in the liver at the old age of rats as compared with the young animals. The increased sphingolipid turnover in the liver is associated with the increased production and contents of the ceramide and sphingosine. The ceramide content in the brain structures (hyppocampus and cortex) of the 24-month-old rats was significantly higher than that in the brain of the 3-month-old animals. The significant increase has been determined in the diacylglycerol (DAG) and fatty acid (FFA) masses in the liver, the hippocampus, and the brain cortex of the old rats as compared to the young animals. The results demonstrate that the thyroxin plays an important role in the rapid non-genomic regulation of the sphingo - and glicerolipid turnover in the target cells. The hormone effect on the hepatocytes is found to be dependent on the animal age and could be modulated by the dietary compounds (vitamin E and FFA). It has been determined that the vitamin E reduces the ceramide and the DAG levels in the hepatocytes of the old rats and the ceramide content in the palmitate-treated cells and enhances cell sensitivity to the thyroxin action. In summary, the combination of these observations indicate that the enhanced basal levels of the ceramide and the DAG play an important role in the age-dependent decrease of the cell sensitivity to the non-genomic thyroxin action on the cells.
Key words: aging, diacylglycerol, sphingolipids, thyroxin, liver, brain, dietary compounds.
Список умовних скорочень
ГЛЦ - глюкозилцерамід
ДАГ - діацилгліцерин
ПФІ - поліфосфоінозитиди
ВЖК - вільні жирні кислоти
СФЗ - сфінгозин
СФМ - сфінгомієлін
СФМ-аза - сфінгомієліназа
ФЛД - фосфоліпаза Д
ФІ3К - фосфатидилінозит-3-кіназа
ФЛС - фосфоліпаза С
ФХ - фосфатидилхолін
ФЕА - фосфатидилетаноламін
L-T4 - L-тироксин
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Накопичення продуктів вільнорадикального окислення ліпідів і білків. Ефективність функціонування ферментів першої лінії антиоксидантного захисту. Вільнорадикальні процеси в мозку при експериментальному гіпотиреозі в щурів при фізичному навантаженні.
автореферат [84,7 K], добавлен 20.02.2009Дослідження рослин як продуцентів атмосферного кисню. Біологічний кругообіг кисню, вуглекислого газу, азоту та інших елементів, які беруть участь у процесах життєдіяльності живих організмів. Характеристика суті, значення та стадій процесу фотосинтезу.
курсовая работа [472,7 K], добавлен 31.01.2015Вплив попереднього періодичного помірного загального охолодження щурів-самців у віці 3 та 6 місяців на формування та наслідки емоційно-больового стресу при визначенні функціонального стану церебральних механізмів регуляції загальної активності.
автореферат [58,6 K], добавлен 12.02.2014Управління обміном вуглеводів. Математичний аналіз системи регуляції рівня кальцію в плазмі. Основна модель регуляції обміну заліза у клітинах. Управління обміном білків, жирів і неорганічних речовин. Баланс тепла в організмі. Регуляція температури тіла.
реферат [25,9 K], добавлен 09.10.2010Вільні амінокислоти у регуляторних і адаптаційних процесах організму. Надходження важких металів і кадмію та пошкодження макромолекул та надмолекулярних компонентів клітини. Вплив кадмію сульфату на азотний і вуглеводний обмін в організмі щурів.
автореферат [46,9 K], добавлен 09.03.2009Класичний приклад контактної регуляції. Біологічно активні хімічні речовини, за допомогою яких здійснюється передача електричного імпульсу від нервової клітини через синаптичний простір між нейронами. Характеристика молекулярних рецепторів і трансмітерів.
реферат [3,1 M], добавлен 06.09.2015Характеристика вітамінів: будова, властивості, поширення. Фізіологічна роль вітамінів у життєдіяльності рослин. Хімічні формули вітамінів. Роль аскорбінової кислоти і її участь в окисно-відновних процесах. Стероли.
реферат [90,6 K], добавлен 02.07.2007Загальна характеристика водного обміну рослинного організму: надходження води в клітину; дифузія, осмос, тургор. Роль водного балансу у фізіологічних процесах. Транспірація, її значення, фактори що впливають на цей процес. Пересування води по рослині.
курсовая работа [245,3 K], добавлен 27.08.2011Участь марганцю в фізіологічних процесах. Наслідки нестачі марганцю в організмі. Токсична дія сполук марганцю на живі організми. Роль металотіонеїнів в детоксикації іонів марганцю в організмі прісноводних риб і молюсків, вплив низьких доз сполук марганцю.
курсовая работа [37,0 K], добавлен 21.09.2010Речовини, які використовуються організмом для енергетичних і пластичних цілей. Насичені жирні кислоти. Прості та складні вуглеводи. Основні джерела вуглеводів у харчуванні людини. Значення вітамінів та їх активну участь в обмінних процесах організму.
презентация [841,0 K], добавлен 16.10.2013Будова та функції біологічних мембран, їх роль в функціонуванні всіх клітин. Дифузія, активний і пасивний транспорт. Ендоцитоз та екзоцитоз, їх види. Мембранна теорія збудження. Роль біологічних мембран в даних процесах. Потенціал дії та його фази.
курсовая работа [3,0 M], добавлен 09.04.2013Будова і рівні регуляції репродуктивної системи ссавців. Доімплантаційний розвиток та роль стероїдних гормонів в імплантаційних процесах. Фізіологічні та молекулярні механізми імплантації. Роль білкових ростових факторів у становленні вагітності.
реферат [48,8 K], добавлен 09.02.2011Участь супероксиддисмутази в адаптаційних процесах рослинних організмів. Пероксидаза як компонент ферментативного антиоксидантного захисту. Активність каталази в рослинних об'єктах за дії стресорів. Реакція антиоксидантних ферментів на стрес-чинники.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 11.02.2014Ознайомлення з результатами фітохімічного дослідження одного з перспективних видів рослин Українських Карпат - волошки карпатської. Розгляд залежності вмісту досліджуваних біологічно активних речовин від виду сировини. Аналіз вмісту фенольних сполук.
статья [23,3 K], добавлен 11.09.2017Розгляд особливостей фізіології та властивостей зелених та синьо-зелених водоростей. Визначення їх ролі в балансі живої речовини та кисню, в очищенні оточуючого середовища і еволюції Землі. Опис участі водоростей в біохімічних процесах фотосинтезу.
курсовая работа [56,1 K], добавлен 21.09.2010Кросинговер як явище обміну ділянками гомологічних хромосом після кон’югації у профазі-1 мейозу. Аналіз проміжних структур в сумчастих грибів. Основні способи розділення структур Холлідея. Розгляд особливостей молекулярних механізмів кросинговеру.
курсовая работа [1,8 M], добавлен 12.03.2013Функціонально-структурна характеристика спинного мозку. Значення нейронних елементів спинного мозку. Розподіл аферентних та еферентних волокон на периферії. Функції спинного мозку. Механізми розвитку міотатичних рефлексів. Складові частини стовбура мозку.
презентация [559,8 K], добавлен 17.12.2014Вивчення механізмів зміни, розмноження та реплікації генетичної інформації. Особливості організації, будови та функції клітин. Забезпечення редуплікації ДНК, синтезу РНК і білка. Характеристика еукаріотів та прокаріотів. Кінцеві продукти обміну речовин.
реферат [1,0 M], добавлен 19.10.2017Будова води, частини та їх взаємозв'язок, фактори, що впливають на якість і структуру. Біологічне значення води в природі та окремому організмі як розчинника, її властивості. Вміст води в організмі людини, її роль в енергетичних та хімічних процесах.
контрольная работа [28,9 K], добавлен 25.03.2010Загальне поняття про вищу нервову діяльність. Онтогенетичний розвиток великих півкуль головного мозку. Типи вищої нервової діяльності. Фізіологічна єдність і взаємодія першої і другої сигнальних систем дітей. Чутливість і мінливість молодого організму.
реферат [37,3 K], добавлен 17.12.2012
