Роль аліментарних факторів у регуляції обміну фосфатидилсерину в мозку, нирках та печінці щурів в процесі старіння

Размещено на http://www.allbest.ru/

Харківский національный університет імені В. Н. Каразіна

УДК 577.125:591.139

Роль аліментарних факторів у регуляції обміну фосфатидилсерину в мозку, нирках та печінці щурів в процесі старіння

03.00.13 - фізіологія людини і тварин

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук

Семенова Ярослава Олексіївна

Харків 2009

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Харківському національному університеті імені В.Н. Каразіна Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник:

доктор біологічних наук, професор

Бабенко Наталія Олексіївна,

Харківський національний університет

імені В.Н. Каразіна МОН України,

завідувач відділу фізіології онтогенезу

Науково-дослідного інституту біології

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор

Воробйова Тамара Михайлівна,

ДУ «Інститут неврології, психіатрії та наркології

АМН України», м. Харків,

завідувач лабораторії нейрофізіології та імунології

доктор медичних наук,

старший науковий співробітник

Новікова Світлана Миколаївна,

ДУ «Інститут геронтології АМН України», м. Київ,

головний науковий співробітник

лабораторії регуляції метаболізму

Захист відбудеться 13 січня 2010 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.051.17 Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна Міністерства освіти і науки України (61077, м. Харків, пл. Свободи, 4, ауд. II-70).

З дисертацією можна ознайомитися у Центральній науковій бібліотеці Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна Міністерства освіти і науки України за адресою: 61077, м. Харків, пл. Свободи, 4.

Автореферат розісланий 27 листопада 2009 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради В.М. Дзюба

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Аліментарні фактори є важливими модуляторами обміну ліпідів і функціональної активності різних тканин, органів і систем організму. Серед численних компонентів харчового раціону особливе значення мають жири. Недостатнє надходження в організм n-3 жирних кислот у процесі пренатального й постнатального розвитку призводить до зниження у фосфоліпідах нервової тканини рівня докозагексаєнової кислоти (22:6 n-3) (Schiefermeier M., 2002; Чернявський П.В., 2006) і порушення зору, когнітивних функцій і поведінкових реакцій (Wheeler T., 1975; Moriguchi T., 2000; Niu S., 2004). Вміст 22:6 n-3 знижується в різних відділах головного мозку в процесі нормального старіння організму й у процесі розвитку нейродегенеративних захворювань, що виникають у старості. Введення цим хворим 22:6 n-3 дозволяє перебороти частину симптомів (Martinez M., 2000), запобігти розвитку патології дендритів (Calon F., 2004) і знизити ушкодження нейронів при ішемії мозку (Okada M., 1996; Choi-Kwon C., 2004).

Важливим джерелом n-3 поліненасичених жирних кислот (ПНЖК) в організмі є риб'ячий жир. Відомо, що n-3 ПНЖК риб'ячого жиру мають модулюючу дію на сигналінг ейкозаноїдів через вплив на їхній синтез, метаболізм і біологічну активність (Von Schacky C., 1993; Laneuville O., 1995; Когтева Г.С., 1998; Sellmayer A., 1999; Hwang D., 2000). Установлено, що ліпідні рафти мембран є важливою мішенню дії аліментарних n-3 ПНЖК (Jump D., 2002; Stillwell W., 2005). Серед численних функцій жирних кислот особливу увагу привертає їхня здатність регулювати експресію генів (Fernandez J., 1998; Jump D., 1999; Duplus E., 2002).

n-3 ПНЖК індукують синтез молекулярних різновидів фосфатидилсерину (ФС) і інших фосфоліпідів, збагачених ейкозапентаєновою кислотою (20:5 n-3) і 22:6 n-3, що лежить в основі їхнього впливу на фізіологічні функції різних тканин і клітин. n-3 ПНЖК харчового раціону впливають на численні фізіологічні процеси: когнітивні функції, зір, імуносупресію й запалення (Гаврисюк В.К., 2001). 20:5 n-3 і 22:6 n-3 грають антитромбічну й антіаритмічну роль (Simopoulus A., 2001), впливають на перекисне окиснення ліпідів (Кукоба Т.В., 2005; Kim Y., 2007), а також регулюють обмін глюкози й ліпідів в організмі (Pifferi F., 2007). Слід зазначити, що ряд ефектів n-3 ПНЖК є строго специфічним. До специфічних ефектів варто віднести значення 22:6 n-3 для нормального розвитку й функціонування центральної нервової системи, роль n-3 ПНЖК в інгібуванні синтезу й сигналінгу ейкозаноїдів і активації NFk. У той же час, дія n-3 ПНЖК на рафти й експресію генів відбувається в результаті підвищення в клітинах рівня ПНЖК.

Серед ліпідів біологічних мембран найбільш збагаченими n-3 ПНЖК є ФС і фосфатидилетаноламін (ФЕА). ФС - важливий ліпід нервової тканини, що виконує цілий ряд специфічних функцій і це, у першу чергу, пов'язано зі значною кількістю жирної кислоти, що входить до його складу _ 22:6 n-3. ФС, завдяки особливостям своєї структури, бере участь у таких важливих процесах, як нейротрансмісія (Pepeu G., 1986; Vannucchi M. 1990) і апоптоз (Kim Y., 2000; Akbar M., 2005). Участь ФС у процесах сигнальної трансдукції багато в чому пов'язана з його роллю кофактора таких ключових сигнальних білків, як протеїнкіназа С (Nishizuka Y., 1992; Bittova L., 2001), нейтральна сфінгомієліназа (СФМаза) (Tomiuk S., 2000), протеїнкіназа сRaf1, Na⁺/K⁺ -ATФ-аза (Nagai Y., 1999) і динамін-1 (Powell K., 2000). Залишається, однак, маловивченим функціональне значення змін під дією n-3 ПНЖК вмісту індивідуальних фосфоліпідів і ФС, у тому числі. Більша частина досліджень виконана на молодих тваринах і в процесі розвитку різних патологічних станів організму. Особливості обміну ФС в окремих структурах мозку, зокрема у гіпокампі і неокортексі - структурах, які є ключовими ланками у когнітивних процесах, в умовах старіння вивчені недостатньо. Нечислені дані щодо вікових особливостей обміну ФС у не нейрональних тканинах. У зв'язку з цим метою справжньої роботи з'явилося вивчення особливостей вмісту й обміну ФС у функціонально різних органах і тканинах у процесі старіння щурів і шляхів корекції вікових і експериментальних порушень обміну ліпіду.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана у відділі фізіології онтогенезу НДІ біології Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна в рамках науково-дослідної роботи «Шляхи подолання резистентності клітин до дії фізіологічних стимулів у тварин різного віку» (№ державної реєстрації 0106U001577).

Мета і завдання дослідження. Метою роботи було встановлення особливостей вмісту й обміну ФС і метаболічно пов'язаних з ним ліпідів у функціонально різних тканинах і органах щурів лінії Вістар у процесі старіння, а також моделюючого впливу аліментарних факторів на експериментальні й вікові зміни їхньої функціональної активності й ролі ФС у цих процесах. Відповідно до мети були поставлені наступні завдання:

_ провести вивчення особливостей вмісту й обміну ФС, ФХ і ФЕА в гіпокампі, неокортексі, печінці й нирках щурів 3-, 24-, 28- і 30-32-місячного віку;

_ дослідити короткостроковий і хронічний вплив харчового раціону, збагаченого риб'ячим жиром, на вміст і обмін ФС, ФХ, ФЕА й сфінгомієліну (СФМ) у різних органах і тканинах старих щурів і молодих тварин, підданих впливу етилового спирту;

_ вивчити вплив аліментарних факторів на умовно-рефлекторну діяльність щурів - модель когнітивних функцій;

_ установити роль ФС у модуляції обміну ендогенних ліпідів мозку і його функціональної активності в старості.

Об'єкт дослідження - вікові особливості обміну ФС і метаболічно пов'язаних з ним ліпідів, а також модуляція їхнього обміну й функціональної активності різних органів і тканин за допомогою аліментарних факторів.

Предмет дослідження - обмін ФС і його попередників у мозку, нирках й печінці щурів різного віку, що одержували риб'ячий жир, ФС або етиловий спирт.

Методи дослідження. Вивчення умовно-рефлекторної діяльності (модель когнітивних процесів) й функції нирок проводили за допомогою фізіологічних методів. Розподіл ліпідів на класи при вивченні їхнього вмісту й обміну проводили з використанням методу тонкошарової хроматографії; визначення вмісту ліпідів, білка, ферментів, оксиду азоту в пробах проводили спектрофотометрично; при вивченні метаболізму ліпідів застосовували радіоізотопні методи включення ¹⁴С-мічених попередників до складу ендогенних ліпідів; при аналізі отриманих результатів використовували статистичні методи (дисперсійний аналіз, критерії Ньюмена-Кейлса й Манна-Уїтні - при порівнянні двох груп; критерій Краскела-Уолліса - при множинних порівняннях).

Наукова новизна одержаних результатів. Встановлено особливості обміну ФС у гіпокампі, неокортексі, нирках й печінці щурів у процесі старіння організму в період між 24 і 30-32 місяцями постнатального онтогенезу. Установлено, що найбільш глибокі зміни рівня ФС в процесі старіння відбуваються в гіпокампі, у той час, як у неокортексі, печінці й нирках вміст ліпіду практично не змінюється у вивчений період онтогенезу: 3 _ 30-32 місяці. Показано, що поряд з падінням у старості синтезу ФС у процесі обміну основами відбувається зниження синтезу його попередників (ФХ і ФЕА) de novo. Виявлено особливості короткострокового й хронічного впливу харчового раціону, збагаченого риб'ячим жиром, на вміст і обмін ФС, ФХ, ФЕА й СФМ у різних органах і тканинах старих щурів і молодих тварин, підданих впливу етилового спирту. Установлено, що для корекції умовно-рефлекторної діяльності в старості визначальне значення має не стільки жирнокислотний склад ФС, скільки загальний вміст фосфоліпіду в гіпокампі й неокортексі. У той же час, корекція за допомогою n-3 ПНЖК порушення функції нирок відбувається в процесі нормалізації обміну ФЕА й сфінголіпідів.

Практичне значення одержаних результатів. Отримані в роботі дані про зміну вмісту й обміну ФС, який бере участь у процесах сигнальної трансдукції й виконує специфічні функції у мозку тварин різного віку й харчового статусу, дозволять розширити уявлення про особливості фізіологічного старіння й модулюючої дії аліментарних факторів на цей процес.

Отримані дані про зворотність вікових змін і індукованих етиловим спиртом порушень обміну ФС у гіпокампі й неокортексі й когнітивних функцій за допомогою аліментарних факторів поглиблює уявлення про механізми корекції залежних від віку патологічних станів організму.

Дані про корекцію за допомогою дієти, збагаченої n-3 ПНЖК, індукованих етиловим спиртом метаболічних змін у нирках, характерних для старості, розширюють можливості корекції вікових і патологічних змін функції нирок за допомогою фізіологічних засобів дієтології. Використання результатів даного дослідження в дієтології й клініці буде сприяти підвищенню ефективності комплексної терапії захворювань, пов'язаних з нейродегенеративними й запальними процесами, що виникають у старості.

Особистий внесок здобувача. Разом з науковим керівником обрані об'єкт і предмет дослідження, визначені мета, завдання й тема дисертаційної роботи й проведена інтерпретація отриманих результатів. Автором самостійно проведений аналіз наукової літератури, виконані експериментальні дослідження, проведені статистична обробка отриманих результатів, оформлення й підготовка матеріалів до публікації.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи були представлені на VII і VIII Міжнародних симпозіумах “Біологічні механізми старіння” (Харків, 2006, 2008), IX Українському біохімічному з'їзді (Харків, 2006), V Міжнародній науково-практичній конференції “Валеологія: сучасний стан, напрямки та перспективи розвитку” (Харків, 2007), на 3-ому і 4-ому Міжнародному міждисциплінарному конгресі “Нейронаука для медицины и психологии” (Судак, Крим, 2007, 2008), V Національному конгресі патофізіологів України «Сучасні проблеми патофізіології: від молекулярно-генетичних до інтегративних аспектів» (Запоріжжя, 2008).

Публікації. За матеріалами дисертаційної роботи опубліковано 13 праць, з яких 6 - статті в наукових журналах (5 _ у виданнях, рекомендованих ВАК України) і 7 - тези доповідей у збірниках матеріалів конференцій. Публікації повністю відображують основний зміст дисертації.

Структура й обсяг дисертації. Дисертація викладена на 123 сторінках друкованого тексту й складається із вступу, огляду літератури, опису об'єкта, матеріалів і методів дослідження, трьох розділів власних досліджень, закінчення, висновків і списку використаних джерел літератури. Робота проілюстрована 15 таблицями й 20 малюнками. Список літератури містить 245 джерел.

фосфатидилсерин обмін аліментарний старіння

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Огляд літератури складається із трьох підрозділів, у яких розглянуті сучасні уявлення про роль ФС у процесах клітинного сигналінгу й регуляції фізіологічних функцій, вікові особливості обміну ФС в різних типах клітин, а також вплив поліненасичених жирних кислот на обмін ФС і функціональну активність різних тканин і органів.

Об'єкт, матеріали й методи дослідження. При виконанні даної роботи використовували самців щурів лінії Вістар 3-, 24-, 28- і 30-32-місячного віку масою 150-250 і 350-550 г, що утримувалися 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) і національних Загальних етичних принципів експериментів на тваринах (Україна, 2001). Об'єктом дослідження служили: гіпокамп, неокортекс, нирки, печінка, сироватка крові й сеча щурів. Умертвіння тварин проводили під легким ефірним і тіопенталовим наркозом (100мг/100г маси тіла).

Для вивчення впливу риб'ячого жиру на вміст фосфоліпідів і їхній обмін у мозку, нирках і печінці щурів, дієту експериментальних тварин збагачували риб'ячим жиром протягом 3 або 36 тижнів. Дієта для контрольної групи тварин становила: білки - 12%, жири - 14% і вуглеводи - 75% (за калорійністю). Дієта дослідної групи містила 9% білків, 32% жирів й 59% вуглеводів (за калорійністю) і перевищувала калорійність дієти контрольної групи тварин на 17% за рахунок риб'ячого жиру з печінки тріски.

При моделюванні хронічної алкоголізації дослідні тварини протягом 60 днів одержували 15% розчин етанолу. Контролем слугували тварини, що перебували на стандартному раціоні віварію й отримували воду.

Гомогенати гіпокампу, неокортексу, нирок й печінки, приготовлені на буфері Кребс-Хенселейт із додаванням 25 мМ HЕРЕS, інкубували в присутності [¹⁴С]Н₃COONa (370 МБк/мл) або [¹⁴C]-L-серину (111 МБк/мл). Радіоактивність проб вимірювали в сцинтиляційній рідині за допомогою лічильника БЕТА (“Медприбор”, Київ).

Ліпіди з гомогенатів гіпокампу, неокортексу, нирок й печінки екстрагували за методом Bligh, Dyer (1959). Розподіл ліпідів на фракції проводили методом тонкошарової хроматографії на силікагелевих пластинках Sorbfil (Росія) у висхідному току розчинників. СФМ, ФХ, ФС і ФЕА розділяли в системі розчинників: хлороформ: метанол: оцтова кислота: мурашина кислота: вода (70:30:12:4:2, за об'ємом). Екстракти ліпідів, призначені для аналізу сфінголіпідів, випарювали у вакуумі й інкубували 60 хвилин при 37єС у середовищі хлороформ: метанол (1:1, за об'ємом), що містить KOH (0,1 М) для гідролізу ацилгліцеринів. Ліпіди знову екстрагували й розділяли на класи в системі розчинників хлороформ: етилацетат: пропанол: метанол: 0,25% KCl (25:25:25:10:9, за об'ємом). Холестерин (ХС) і загальні фосфоліпіди розділяли в системі розчинників: гексан: діетиловый ефір: оцтова кислота (73:25:2, за об'ємом). Плями СФМ, ФХ, цераміда, ХС проявляли в парах йоду. Плями ФС і ФЕА проявляли обробкою хроматограм 3% розчином нінгідрину в насиченому водою бутанолі й ідентифікували порівнянням зі стандартами.

Кількісне визначення вмісту фосфоліпідів у пробах проводили за методом Bartlett (1959). Кількісне визначення вмісту нейтральних ліпідів у пробах проводили за методом March, Weinstein (1966). Вміст білка в пробах визначали за методом Lowry (1951). Вміст сечовини й активність лужної фосфатази в сироватці крові й сечі щурів визначали спектрофотометрично. Вміст NO у сироватці крові й сечі тварин визначали за методом Курносова (1991) за допомогою кольорової реакції з реактивом Грісса. Моделлю для вивчення когнітивних процесів щурів слугувало вироблення умовного рефлексу активного уникнення (УРАУ) болючого подразника в човниковій камері за методикою Буреша (1991).

Для аналізу отриманих даних використовували дисперсійний аналіз і критерії Ньюмена-Кейлса, Манна-Уїтні, Краскела-Уолліса.

Особливості обміну фосфатидилсерину у функціонально різних тканинах і органах щурів у процесі старіння. Встановлено, що вміст ФС різко знижувався в процесі старіння в гіпокампі. Вміст ФС мало змінювався в печінці, нирках і неокортексі в процесі старіння. У той же час, вміст знову синтезованого фосфоліпіду знижувався в печінці й нирках до 24-місячного віку й залишався на цьому рівні надалі, а в неокортексі це зниження тривало до глибокої старості тварин. Так, рівень [¹⁴С]ФС у печінці й нирках 3-місячних щурів становив 640±39 і 478±12 (імп за хв на 1 мг білка), а 24-місячних тварин 1963±224 й 2918±116 (імп за хв на 1 мг білка), відповідно (р<0,05). У неокортексі ж рівень [¹⁴С]ФС між 3- й 24-місячними щурами не розрізнювався, а зниження [¹⁴С]ФС спостерігалось у 28-місячних і 30-32-місячних щурів (2178±218 і 1477±134 (імп за хв на 1 мг білка), відповідно) у порівнянні з молодими 3-місячними (3284±78 (імп у хв на 1 мг білка)) (р<0,05).

Відомо, що метаболізм ФС тісно пов'язаний з такими фосфоліпідами, як ФХ і ФЕА. Не виключено, що зниження синтезу фосфоліпідів de novo у печінці й нирках у старості відбувається на фоні збільшення процесів синтезу ФС із ФЕА й ФХ і компенсаторного пригнічення процесу його перетворення у ФЕА, що забезпечує підтримку вмісту ФС у старості на рівні молодих тварин. На користь даного припущення свідчать дані про зниження в старості, у порівнянні з 3-місячним віком, вмісту знову синтезованих [¹⁴С]ФЕА в печінці й нирках й [¹⁴С]ФХ у печінці. Вірогідно, падіння рівня ФС у гіпокампі відбувається в результаті різкого зниження його синтезу в старості. У той же час, підвищення синтезу ФС у ході обміну основами в печінці й нирках старих тварин може забезпечувати підтримку його вмісту на рівні молодих статевозрілих тварин.

Короткострокова дія харчового раціону, збагаченого ПНЖК риб'ячого жиру, на обмін фосфатидилсерину в гіпокампі, печінці й нирках 24-місячних щурів. Установлено, що утримання тварин протягом 3 тижнів на харчовому раціоні, збагаченому риб'ячим жиром, супроводжується значним підвищенням вмісту ФС у гіпокампі, печінці й нирках 24-місячних щурів (табл. 1). При цьому, застосована дієта практично нормалізує вміст ФС у гіпокампі 24-місячних щурів, збільшуючи його до рівня 3-місячних тварин.

Обмін ФС пов'язаний з обміном основних у кількісному відношенні фосфоліпідів мембран - ФХ і ФЕА, а також СФМ. Даними дослідженнями встановлено, що короткочасне утримування 24-місячних щурів на харчовому раціоні, збагаченому риб'ячим жиром, супроводжувалось не тільки значним підвищенням у вивчених органах рівня ФС, але й ФХ. Так, вміст ФХ у гіпокампі, печінці й нирках контрольних щурів становив 70,9±16,7; 73,6±8,4 і 32,0±3,7 (нмоль на 1 мг білка), у той час як у гіпокампі, печінці й нирках дослідних тварин рівень ФХ був 152,3±16,7 (р<0,05); 113,4±9,7 (р<0,05) і 71,7±5,5 (р<0,05) (нмоль на 1 мг білка), відповідно. У той же час, вміст ФЕА збільшувався в гіпокампі (83,57±5,93 у контролі й 215,4±28,17 у досліді, (нмоль на 1 мг білка), р<0,05) і нирках (42,26±6,24 у контролі й 77,42±3,79 у досліді, (нмоль на 1 мг білка), р<0,05) досліджуваних тварин і практично не змінювався в печінці піддослідних тварин, у порівнянні з контрольними щурами.

Таблиця 1 Вплив риб'ячого жиру на вміст ФС у гіпокампі, печінці та нирках 24-місячних щурів (M±m, n=6)

Тканина/орган	Тварини
	Контроль	Дослід
Гіпокамп	56,9±2,6	139,0±11,1*
Печінка	16,1±2,1	37,7±3,1*
Нирки	19,2±4,8	46,2±4,6*

Примітки: 1). Дані представлені в нмоль на 1 мг білка; 2). * - р<0,05 у порівнянні з контролем.

Установлено, що короткочасне утримування 24-місячних щурів на харчовому раціоні, збагаченому n-3 ПНЖК, приводило до збільшення рівня знову синтезованого [¹⁴C]ФС у гіпокампі, печінці й нирках.

Збільшення під дією риб'ячого жиру рівня ФС у вивчених тканинах, у свою чергу, може бути причиною підвищення рівня іншого ліпіду - СФМ, що є попередником цілого ряду біологічно активних метаболітів. Установлено підвищення вмісту СФМ у гіпокампі (20,51±7,80 у контролі в порівнянні з 60,17±6,67 (нмоль на 1 мг білка) в досліді, р<0,05), і нирках (7,51±0,92 у контролі в порівнянні з 20,31±1,63 нмоль на 1 мг білка в досліді, р<0,05) 24-місячних тварин.

Таким чином, виявлено, що короткочасне утримання старих 24-місячних щурів на харчовому раціоні, збагаченому n-3 ПНЖК риб'ячого жиру, приводить до збільшення вмісту ФС і його синтезу в гіпокампі, печінці й нирках. Виявлені зміни вмісту ФС у вивчених тканинах відбуваються на фоні збільшення рівня ФХ, ФЕА й СФМ. Індуковане експериментальною дієтою збільшення вмісту ФХ і ФЕА, збагачених 20:5 n-3 і 22:6 n-3, які є кращими субстратами для ФС-синтази, є важливою причиною посилення синтезу ФС і збільшення його рівня в тканинах старих щурів до рівня молодих тварин.

Вплив хронічного харчового раціону, збагаченого ПНЖК риб'ячого жиру, на обмін фосфатидилсерину в мозку, печінці й нирках 24-місячних щурів. Дослідження показали, що тривале (протягом 36 тижнів) утримування тварин на харчовому раціоні, збагаченому n-3 ПНЖК риб'ячого жиру, не привело до різниці у масі тіла і органів щурів порівнюваних груп.

Показано, що збагачення дієти 15-місячних щурів риб'ячим жиром і утримування їх на ній протягом 36 тижнів супроводжувалося збільшенням вмісту ФС і зниженням ФХ і ФЕА в гіпокампі 24-місячних щурів у порівнянні з контрольними тваринами цієї ж вікової групи. Вміст знову синтезованих ФХ і ФЕА падав, а ФС - не змінювався в гіпокампі тварин, що одержували риб'ячий жир, у порівнянні з контрольними щурами. Показано, що тривале (протягом 36 тижнів) утримування тварин на дослідному харчовому раціоні приводило до збільшення вмісту ФС у гіпокампі, але не в корі, нирках і печінці старих тварин (табл. 2).

Тривале введення в раціон тварин риб'ячого жиру супроводжувалося зниженням вмісту й синтезу ФХ і ФЕА в неокортексі, нирках й печінці щурів у порівнянні з контролем. Зниження рівня ФХ і ФЕА у вивчених органах і тканинах старих тварин при тривалому впливі на організм риб'ячого жиру може носити адаптивний характер, оскільки протягом перших тижнів експерименту вміст фосфоліпідів різко зростав й перевищував такий у 3-місячних щурів.

Таблиця 2 Вплив риб'ячого жиру (хронічний експеримент) на вміст ФС у неокортексі, печінці та нирках 24-місячних щурів (M±m, n=6)

Тканина/орган	Контроль	Дослід
Неокортекс	99,9±10,5	117,1±7,8
Нирки	17,0±1,9	13,4±2,2
Печінка	17,0±1,1	16,4±1,1

Примітка. Дані представлені в нмоль на 1 мг білка.

Таким чином, даними дослідженнями встановлено, що тривале (протягом 36 тижнів) утримання тварин на харчовому раціоні, збагаченому n-3 ПНЖК риб'ячого жиру, приводило до збільшення рівня ФС у гіпокампі, але не в корі, нирках і печінці 24-місячних тварин. Вміст ФХ і ФЕА знижувався під дією риб'ячого жиру в мозку, нирках й печінці щурів дослідної групи в порівнянні з контрольною. Отримані дані свідчать про виражену тканинну специфічність виявлених змін вмісту ФС при тривалій дії дієти й відсутності специфічності в перші три тижні її впливу на організм. З огляду на ці дані й дані літератури, що свідчать про важливу роль ФС у процесах реалізації сигнальної трансдукції в нейрональних клітинах (Suzuki S., 2001; Akbar М., 2005), можна припускати, що зміна його рівня в клітинах гіпокампа в старості й під дією аліментарних ПНЖК n-3 ряду приводить до глибоких змін функціональної активності головного мозку.

Значення вікових змін обміну фосфатидилсерину в порушеннях когнітивних функцій у процесі старіння організму. Нашими дослідженнями показано, що в процесі старіння вміст ФС у гіпокампі щурів знижується, а дієта, збагачена риб'ячим жиром, нормалізує вміст даного фосфоліпіду в гіпокампі тварин. Оскільки вважають, що гіпокамп відіграє важливу роль у когнітивних процесах (Воробйова Т.М., 1972; Виноградова О.С., 1975; Берченко О.Г., 1991), то становить значний інтерес виявлення зв'язку між обміном ФС у цій структурі мозку й формуванням умовного рефлексу активного уникнення (УРАУ) у старих щурів в умовах модулюючого впливу n-3 кислот риб'ячого жиру.

Установлено, що введення риб'ячого жиру в дієту старих тварин супроводжувалося зниженням кількості пред'явлень умовного і подальшого безумовного подразників до появи першого УРАУ (риб'ячий жир - 21,6±3,1; контроль - 36,0±4,6, p<0,05), підвищенням на 2-й і 3-й день експерименту кількості УРАУ і зниженням тривалості латентного періоду уникнення на 3-й день тестування, у порівнянні з контролем.

Виявлено тенденцію до зниження кількості пред'явлень подразників до появи першої УРАУ в дослідній групі в порівнянні з контрольною (риб'ячий жир - 21,6±3,1; контроль - 38,4±3,5).

Важливою фізіологічною функцією ФС (ліпіду, найбільш збагаченого ПНЖК у нервовій тканині (Akbar M., 2005)) є участь у процесах синаптичної передачі в мозку (Casamenti F., 1991; Suzuki S., 2001), у той же час показано, що вміст цього ліпіду в гіпокампі щурів знижується в старості (Хассунех Л., 2006). З огляду на ці факти можна думати, що підвищення рівня ФС у гіпокампі старих тварин під дією риб'ячого жиру може бути важливою причиною поліпшення умовно-рефлекторної діяльності тварин.

Для вирішення цього питання вивчали вплив екзогенного ФС на обмін фосфоліпіду в гіпокампі й корі мозку і когнітивні функції 24-місячних щурів, що утримувалися на стандартному раціоні віварію. Установлено, що внутрішньошлункове введення 24-місячним щурам ФС протягом 14 днів супроводжувалося значним підвищенням рівня ліпіду в гіпокампі, але не в корі мозку експериментальних тварин у порівнянні з контрольними щурами (17,79±2,41 і 13,37±1,34 (нмоль Pi на 1 мг білка), відповідно).

Для з'ясування можливого механізму накопичення ФС у гіпокампі 24-місячних експериментальних щурів, вивчали індукцію екзогенним ФС змін у рівні метаболічно пов'язаних з ним фосфоліпідів і процеси їхнього синтезу de novo. Годування тварин ФС не приводило до зміни вмісту ФХ і ФЕА в гіпокампі і неокортексі. Екзогенний ФС не впливав також на вміст знову синтезованих [¹⁴С]ФС і [¹⁴С]ФЕА у вивчених структурах мозку. Ці дані дозволяють виключити індукцію екзогенним ФС синтезу ендогенного фосфоліпіду в гіпокампі старих щурів.

У той же час даними дослідженнями встановлено, що екзогенний ФС майже дворазово збільшує вміст СФМ у гіпокампі і неокортексі (9,15±1,41 - контроль і 19,47±1,43 - дослід (нмоль на 1 мг білка), p<0,05), а також підсилює синтез ФС в гіпокампі, не змінюючи його в неокортексі (134,1±23,9 - контроль і 101,0±11,5 - дослід (імп у хв на 1 мг білка). Існує тісний метаболічний зв'язок між ФС і сфінголіпідами. Можливо, збільшення вмісту ендогенного ФС у гіпокампі під дією екзогенного ФС є причиною посилення синтезу СФМ і збільшення його кількості в клітинах.

З метою вивчення впливу екзогенного ФС на когнітивні функції старих тварин УРАУ болючого подразника виробляли в човниковій камері, де умовним подразником слугувало світло, а безумовним - електробольове подразнення кінцівок щурів. Установлено, що тривале введення в організм старих 24-місячних щурів екзогенного ФС приводило до поліпшення їхніх когнітивних функцій.

Таким чином, виявлено, що підвищення вмісту важливого учасника процесів синаптичної передачі в мозку - ФС у гіпокампі старих щурів під впливом дієти, збагаченої n-3 ПНЖК, або екзогенного ФС супроводжується значним поліпшенням умовно-рефлекторної діяльності тварин.

Вплив етанолу й сполученої дії етанолу й риб'ячого жиру на обмін ФС у гіпокампі й когнітивні функції молодих щурів. Етиловий спирт значно впливає на обмін ліпідів мембран клітин головного мозку й може викликати запальні процеси й окисний стрес у мозку - процеси, які часто спостережують при старінні організму (Markesbery W., 1999; Капля О.А., 2005). Вважають, що гіпокамп - це структура, що характеризується особливою чутливістю до токсичного впливу етанолу (Гармаш Т.І., Берченко О.Г., 1993; Mattews D., 2000) і процесу старіння (Small S., 2004). Рядом досліджень показана значна роль гіпокампу в процесах навчання й пам'яті та значний вплив алкоголізації на реалізацію когнітивних функцій лабораторними тваринами (Воробйова Т.М., 1993).

Показано, що в гіпокампі щурів, що одержували етанол, знижується вміст СФМ, ФХ і ФС, синтез [¹⁴С]СФМ і [¹⁴С]ФС поряд зі збільшенням вмісту ФЕА в порівнянні з контрольними щурами й тваринами, що одержували риб'ячий жир. Відзначене в даному дослідженні зниження вмісту ФС у досліджуваній тканині алкоголізованих щурів, як видно, відбувається як у результаті пригнічення його синтезу de novo, так і за рахунок посилення його деградації. Введення риб'ячого жиру на фоні етанолу запобігає індукованому алкоголем порушенню вмісту й синтезу досліджуваних фосфоліпідів у гіпокампі щурів. Імовірно, виявлена нами нормалізація ліпідного обміну риб'ячим жиром опосередкована впливом кислот n-3 ряду на активність етанол-індукованих окисних процесів у гіпокампі тварин.

Виявлене зниження вмісту СФМ у гіпокампі алкоголізованих щурів може бути викликано пригніченням під дією етанолу синтезу цього сфінголіпіду de novo, а також посиленням його деградації. Показано, що етанол збільшує активність кислої й нейтральної сфінгомієліназ, сприяє деградації СФМ і нагромадженню цераміда (Pascual M, 2003; Schatter B., 2005). Зниження вмісту СФМ, з одночасним нагромадженням цераміда в нервовій тканині - характерна риса алкогольної інтоксикації лабораторних тварин (Saito М., 2005) і процесу старіння (Venable M., 1995).

Даними дослідженнями встановлено, що хронічне введення в організм етанолу приводить до збільшення співвідношення церамід/СФМ у гіпокампі експериментальних тварин у порівнянні з контрольними щурами (1,28±0,12 і 0,71±0,08, відповідно, р<0,05). У алкоголізованих тварин, що одержували риб'ячий жир, співвідношення церамід/СФМ не відрізнялося від контролю (0,74±0,06 і 0,71±0,08, відповідно).

Введення тваринам етанолу супроводжується зниженням вмісту СФМ при незмінному вмісті ХС, а також зниженням співвідношення між цими ліпідами в гіпокампі щурів у порівнянні з контрольними тваринами й щурами, що одержували риб'ячий жир. Основна причина зниження співвідношення СФМ/ХС, очевидно, полягає в падінні вмісту СФМ у мозку алкоголізованих щурів. Введення риб'ячого жиру в дієту алкоголізованих тварин перешкоджає падінню співвідношення СФМ/ХС. Цілком ймовірно, ці ефекти зв'язані зі здатністю докозагексаєнової і ейкозапентаєнової кислот вбудовуватися в ліпіди мембранних рафтів, впливаючи, таким чином, на структурно-функціональні властивості мембран і процеси клітинного сигналінгу. Установлено зниження когнітивних функцій тварин, що хронічно споживали алкоголь, у порівнянні з контролем і щурами, що одержували риб'ячий жир (табл. 3).

Таким чином, даним дослідженням установлено, що етанол в обраній дозі порушує метаболізм фосфоліпідів у гіпокампі 3-місячних щурів, викликаючи схожі на вікові зміни ліпідного обміну: зниження рівня ФС на фоні підвищення рівня цераміда й зниження вмісту СФМ. Алкоголь індукує метаболічні перебудови ліпідів, важливих для забезпечення структури й функції нервової тканини, знижуючи вміст ФХ, ФС і СФМ, що може бути причиною порушення умовно-рефлекторної діяльності молодих тварин. Дієта, збагачена риб'ячим жиром, перешкоджає виникненню етанол-індукованих порушень ліпідного метаболізму в гіпокампі молодих тварин і зниженню когнітивних функцій щурів. Цілком ймовірно, що коригуючий вплив досліджуваної дієти пов'язаний зі здатністю жирних кислот n-3 ряду вбудовуватися у фосфоліпіди й змінювати властивості мембран нейронів, а також з їх антиоксидантними й протизапальними властивостями.

Таблиця 3 Вплив етанолу й риб'ячого жиру на когнітивні функції щурів (М±m, n=6)

Кількість пред'явлень умовного і подальшого безумовного подразників:	Тварини
	Контроль	Етанол	Етанол+ риб'ячий жир
до появи першої УРАУ	20,78±5,55	25,0±5,75	7,86±3,7#
до досягнення критерію УРАУ	83,56±9,29	124,3±15,9*	67,71±15,4#

Примітки: 1). * - р<0,05 у порівнянні з контролем; 2). # - р<0,05 у порівнянні з алкоголізованими тваринами.

Особливості обміну фосфоліпідів і функціональна активність нирок в умовах дії етанолу й риб'ячого жиру на організм молодих тварин. Розвитку вікових порушень когнітивних функцій і зв'язаних зі старінням таких патологічних станів як хвороби Альцгеймера, Паркінсона передує стан тривалого, хронічного запалення (Liu M., 2008). Нирки - головний орган підтримки гомеостазу, що бере участь в окисному метаболізмі арахідонової кислоти й утворенні прозапальних медіаторів. Установлено, що в літніх пацієнтів, що страждають хронічними патологіями нирок, ризик виникнення нейродегенеративних захворювань набагато вище, ніж у людей похилого віку з відсутністю нефропатій (Kurella M., 2005; Liu M., 2008). Запальні процеси й різні порушення функції нирок часто супроводжуються змінами таких показників як вміст сечовини, оксиду азоту (NO) і в-галактозидази в сироватці крові, сечі й нирках щурів (Yanagisawa H., 1998; Takaki A., 2004).

Результати наших досліджень свідчать про підвищення рівня сечовини й NO у сироватці крові й в-галактозидази в гомогенаті нирок тварин, що одержували розчин етанолу, в порівнянні з контролем і нормалізації цих показників під дією дієти з риб'ячим жиром до рівня контрольних щурів. Тривале споживання етанолу з питною водою супроводжувалося збільшенням вмісту NO і активності лужної фосфатази й зниженням вмісту сечовини в сечі 3-місячних щурів у порівнянні з контрольними тваринами. У той же час утримування алкоголізованих тварин на раціоні, збагаченому ПНЖК риб'ячого жиру, приводило до нормалізації вивчених параметрів у сечі тварин. Отримані дані свідчать про те, що тривале введення в організм молодих тварин етанолу приводить до порушення функції нирок і до індукції змін, характерних для старих клітин.

Установлено, що NO стимулює в різних клітинах нирок сигнальні шляхи, що ведуть до накопичення індуктора апоптоза цераміда й загибелі клітин (Huwiler A., 1999; Takeda Y., 1999). Підвищення в нирках рівня ендогенного цераміда приводить до хронічного порушення функцій канальців і формування стану хронічного запального процесу (Weinberg J., 2006). Установлено, що церамід є важливою сигнальною молекулою, що залучена у розвиток патологічних станів при токсичних впливах на організм та у процесі ішемії/реперфузії нирок (Hao C., 2007). Нагромадження цераміда в різних клітинах характерно для процесу старіння (Giusto N., 1992; Lightle S., 2000; Cutler R., 2001; Babenko N., 2006). Додавання екзогенного цераміда в культуральне середовище молодих клітин індукує експресію маркера старіння в-галактозидази й викликає зміни, характерні для фенотипу старої клітини (Venable M., 1995; Mouton R., 2000; Cutler R., 2001). Через це наступна серія експериментів присвячена вивченню впливу етанолу й риб'ячого жиру на продукцію цераміда в нирках молодих тварин (табл. 4).

Даними дослідженнями показано, що етанол збільшував як синтез цераміда з [¹⁴С]ацетату de novo, так і його продукцію в ході активації сфінгомієліназ, оскільки вміст [¹⁴С]цераміда й [¹⁴С]церамід/[¹⁴С]СФМ у нирках алкоголізованих щурів набагато вище такого у контрольних тварин (табл. 4). Утримування тварин, що одержували етанол, на харчовому раціоні, збагаченому ПНЖК риб'ячого жиру, повністю нормалізувало вміст цераміда й відношення церамід/СФМ у нирках алкоголізованих щурів. Таким чином, застосована дієта запобігала ушкодженню нирок етанолом і індукованим їм порушенням, які характерні для старих клітин: а саме, експресії в-галактозидази й накопиченню цераміда.

У результаті проведених досліджень установлене збільшення рівня [¹⁴С]ФЕА в гомогенаті нирок щурів під дією етанолу й зниження вмісту цього ліпіду в нирках тварин, що одержували поліненасичені жирні кислоти риб'ячого жиру, до рівня контрольних щурів. Рівень ФХ у нирковій тканині щурів всіх груп не змінювався під дією досліджуваних факторів.

Таблиця 4 Вплив етанолу й риб'ячого жиру на вміст [¹⁴С]-цераміда й співвідношення [¹⁴С]-церамід/[¹⁴С]СФМ у нирках щурів (М±m, n=9)

Умови експерименту	Ліпіди
	[14С]церамід	[14С]церамід/[14С]СФМ
Контроль	398,51±34,90	1,34±0,11
Етанол	660,42±69,41*	2,06±0,24*
Етанол+риб'ячий жир	379,10±41,20#	1,23±0,15#

Примітки: 1). Дані по вмісту [¹⁴С]цераміда представлені в імп у хв на 1 мг білка; 2).* - р<0,05 у порівнянні з контролем; 3). # - р<0,05 у порівнянні с алкоголізованими щурами.

Поліненасичені жирні кислоти риб'ячого жиру n-3 ряду впливають на фосфоліпіди нирок алкоголізованих щурів, нормалізуючи етанол-індуковане збільшення активності маркера старіння - в-галактозидази, синтезу й вмісту цераміда й ФЕА. У той же час застосовувані впливи не змінюють вміст і обмін ФС у нирках, що свідчить про тканиноспецифічність порушень залежних від ФС функцій у процесі старіння.

ВИСНОВКИ

1. Установлено деякі особливості вмісту й обміну ФС і метаболічно пов'язаних з ним ліпідів у функціонально різних тканинах і органах щурів лінії Вістар у процесі старіння, а також моделюючий вплив аліментарних факторів на експериментальні й вікові зміни їхньої функціональної активності й роль ФС у цих процесах.

2. Установлено зниження вмісту й синтезу ФС у гіпокампі щурів у процесі старіння, а також зниження рівня знову синтезованого ФС у печінці, нирках і неокортексі старих щурів у порівнянні з молодими тваринами. Найбільш виражене падіння рівня ФС встановлено в гіпокампі дуже старих щурів 30-32-місячного віку в порівнянні з 3-, 24- і 28-місячним віком.

3. Короткочасне й хронічне введення в харчовий раціон тварин риб'ячого жиру приводить до збільшення в старості синтезу й вмісту ФС у гіпокампі й неокортексі, наближаючи його вміст у гіпокампі до рівня молодих тварин. При короткочасному впливі експериментальної дієти у всіх вивчених тканинах збільшується вміст ФХ і СФМ, а також ФЕА в гіпокампі й нирках у порівнянні з контрольними тваринами. Обмін цих ліпідів пригнічується при хронічній дії на організм риб'ячого жиру.

4. Хронічне введення в раціон тварин риб'ячого жиру приводить до поліпшення знижених з віком когнітивних функцій. Введення риб'ячого жиру тваринам супроводжувалося зниженням у 24-місячних щурів кількості пред'явлень умовного і безумовного подразників до появи першого умовного рефлексу активного уникнення, підвищенням на 2-й і 3-й день експерименту кількості активних уникнень електробольового подразника й зниженням тривалості латентного періоду уникнення на 3-й день тестування, у порівнянні з контролем.

5. Введення в організм 24-місячних щурів екзогенного ФС сприяє накопиченню ФС в гіпокампі й СФМ у гіпокампі й неокортексі, не впливає на обмін ФХ та ФЕА й поліпшує умовно-рефлекторну діяльність тварин.

6. Хронічне надходження в організм 3-місячних тварин етилового спирту приводить до розвитку структурно-функціональних змін в організмі, характерних для старості. Етиловий спирт приводить до зниження в гіпокампі молодих щурів вмісту й синтезу ФС і СФМ, співвідношень СФМ/ХС і церамід/СФМ і знижує когнітивні функції молодих щурів. Споживання етилового спирту супроводжується збільшенням у нирках рівня ФЕА, церамід/СФМ, експресії в-галактозидази, вмісту в сечі NO і лужної фосфатази, але не змінює вміст і обмін ФС у нирках.

7. Риб'ячий жир сприяє нормалізації етанол-індукованих порушень вмісту й обміну ФС і метаболічно пов'язаних з ним ліпідів у гіпокампі, поліпшує когнітивні функції щурів і запобігає змінам обміну ФЕА й сфінголіпідів у нирках, а також нормалізує функціональний стан нирок алкоголізованих щурів.

ПЕРЕЛІК ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Вікові особливості вмісту сигнальних ліпідів у печінці та мозку щурів / Л.Х.М. Хассунех, Я.О. Семенова, О.А. Красільнікова [та ін.] // Фізіологічний журнал. - 2006. - Т. 52, № 6. - С. 79_84. (Дисертант брав участь в плануванні та виконував експериментальну частину роботи, проводив аналіз даних дослідження, готував матеріали до публікації).

2. Семенова Я.А. Особенности обмена фосфолипидов в функционально различных тканях белых крыс в процессе старения / Я.А. Семенова // Вісник Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна. Серія: біологія. - 2006. _ № 748, вип. 4. - С. 153_158.

3. Бабенко Н.А. Влияние рыбьего жира на обмен фосфолипидов в гиппокампе алкоголизированных крыс линии Вистар / Н.А. Бабенко, Я.А. Семенова // Загальна патологія та патологічна фізіологія. - 2007. - Т. 2, № 4. - С. 19_25. (Дисертант самостійно виконав експериментальну частину роботи, статистичний аналіз отриманих даних та підготовку матеріалів до публікації).

4. Бабенко Н.О. Вікові особливості обміну сфінголіпідів і шляхи їх корекції у старості за допомогою аліментарних факторів / Н.О. Бабенко, Л.Х.М. Хассунех, Я.О. Семенова // Експериментальна і клінічна медицина. _ 2008. _ № 1. _ С. 43_47. (Дисертант брав участь в плануванні та виконанні експериментальної частини, самостійно проводив статистичний аналіз отриманих даних).

5. Бабенко Н.О. Модуляція n-3 жирними кислотами риб'ячого жиру обміну фосфоліпідів у нирках алкоголізованих щурів / Н.О. Бабенко, Я.О. Семенова // Експериментальна та клінічна фізіологія і біохімія. - 2008. _ № 3. - С. 38_42. (Дисертантом самостійно виконано експериментальну частину роботи, статистичний аналіз отриманих даних та підготовку матеріалів до публікації).

6. Бабенко Н.А. Влияние диеты, обогащенной полиненасыщенными жирными кислотами рыбьего жира, на обмен фосфолипидов и когнитивные функции старых крыс / Н.А. Бабенко, Я.А. Семенова // Российский физиологический журнал имени И. М. Сеченова. - 2008. - Т. 94, № 12. - С. 1400_1406. (Дисертант виконував експериментальну частину, статистичний аналіз даних, оформлював та готував матеріали до публікації).

7. Семенова Я.А. Влияние n-3 жирных кислот на обмен фосфолипидов в печени, почках и гиппокампе старых крыс / Я.А. Семенова // Біологічні механізми старіння: VII Міжнародний симпозіум, 24-27 травня 2006 р.: тези допов. - Харків, 2006. - С. 52.

8. Семенова Я.А. Влияние n-3 жирных кислот и возраста на содержание фосфолипидов в гиппокампе, печени и почках крыс / Я.А. Семенова, Л.Х.М. Хассунех // IX Український біохімічний з'їзд, 24-27 жовтня 2006 р.: тези допов. - Харків, 2006. - С. 173. (Дисертант самостійно виконав експериментальну частину роботи, статистичний аналіз отриманих даних та підготовку матеріалів до публікації).

9. Семенова Я.А. Влияние рыбьего жира на содержание и обмен фосфолипидов в печени 24-месячных крыс / Я.А. Семенова // Валеологія: сучасний стан, напрямки та перспективи розвитку: V науково-практична конференція, квітень 2007 р.: матеріали конф. / За ред. проф. М.С. Гончаренко. - м. Харків, 2007. - Т. 1. - С. 162-166.

10. Бабенко Н.А. Влияние рыбьего жира на обмен фосфатидилсерина и когнитивные функции старых крыс линии Вистар / Н.А. Бабенко, Я.А. Семенова / Нейронаука для медицины и психологии: III Международный междисциплинарный конгресс, 12-20 июня 2007 г.: тезисы докл. - Судак, 2007. - С. 49-50. (Дисертант самостійно виконав експериментальну частину роботи, статистичний аналіз отриманих даних).

11. Семенова Я.А. Модуляция n-3 жирными кислотами рыбьего жира обмена фосфолипидов в почках старых крыс линии Вистар // Я.А. Семенова // Біологічні механізми старіння: VII Міжнародний симпозіум, 21-24 травня 2008 р.: тези допов. - Харків, 2008. - С. 64-65.

12. Семенова Я.А. Влияние рыбьего жира на обмен сфинголипидов и когнитивные функции алкоголизированных крыс / Я.А. Семенова / Нейронаука для медицины и психологии: III Международный междисциплинарный конгресс, 10-20 июня 2008 г.: тезисы докл. - Судак, 2008. - С. 267-269.

13. Бабенко Н.А. Влияние рыбьего жира на обмен фосфолипидов и когнитивные функции алкоголизированных крыс линии Вистар / Н.А. Бабенко, Я.А. Семенова / Сучасні проблеми патофізіології: від молекулярно-генетичних до інтегративних аспектів: V Національний конгрес патофізіологів України, 17-19 вересня 2008 р.: тези допов. - Запоріжжя, 2008. - С. 71. (Дисертант виконав експериментальну частину роботи, статистичний аналіз отриманих даних).

АНОТАЦІЇ

Семенова Я.О. Роль аліментарних факторів у регуляції обміну фосфатидилсерину в мозку, нирках та печінці щурів в процесі старіння. - 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, 2009.

Наведено результати дослідження деяких особливостей вмісту й обміну фосфатидилсерину (ФС) і метаболічно пов'язаних з ним ліпідів у мозку, нирках і печінці щурів лінії Вістар у процесі старіння. Установлено зниження вмісту й синтезу ФС у гіпокампі щурів у процесі старіння, зниження рівня знову синтезованого ФС у печінці, нирках і неокортексі старих щурів у порівнянні з молодими. Короткочасне й хронічне введення в харчовий раціон тварин риб'ячого жиру приводить до збільшення в старості синтезу й вмісту ФС у мозку. Введення в організм 24-місячних щурів екзогенного ФС сприяє накопиченню ФС в гіпокампі й сфінгомієліну (СФМ) в гіпокампі й неокортексі. При хронічному введенні в раціон риб'ячого жиру або екзогенного ФС відзначається поліпшення умовно-рефлекторної діяльності тварин. Хронічне надходження в організм 3-місячних тварин етилового спирту приводить до зниження в гіпокампі молодих щурів вмісту й синтезу ФС і СФМ, співвідношення СФМ/холестерин і збільшення церамід/СФМ, а також знижує когнітивні функції молодих щурів. Споживання етилового спирту супроводжується збільшенням у нирках рівня фосфатидилетаноламіну (ФЕА), цераміду, експресії в-галактозидази, вмісту в сечі NO і лужної фосфатази, але не змінює вміст і обмін ФС у нирках. Риб'ячий жир сприяє нормалізації етанол-індукованих порушень вмісту й обміну ФС у гіпокампі, поліпшує когнітивні функції щурів і запобігає змінам обміну ліпідів у нирках, і нормалізує їх функціональний стан.

Ключові слова: фосфатидилсерин, поліненасичені жирні кислоти, старіння, дієта, гіпокамп, нирки.

Семенова Я.А. Роль алиментарных факторов в регуляции обмена фосфатидилсерина в мозгу, почках и печени крыс в процессе старения. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.13 - физиология человека и животных. - Харьковский национальный университет имени В.Н. Каразина, Харьков, 2009.

Представлены данные об особенностях содержания и обмена фосфатидилсерина (ФС) и метаболически связанных с ним липидов в мозгу, почках и печени крыс линии Вистар в процессе старения, а также моделирующем влиянии алиментарных факторов на экспериментальные и возрастные изменения функциональной активности изученных органов и роли ФС в этих процессах.

Установлено прогрессирующее снижение в гиппокампе крыс содержания и обмена ФС в процессе постнатального онтогенеза, а также снижение уровня вновь синтезированного ФС в печени, почках и неокортексе животных в процессе старения. Кратковременное (3 недели) и длительное (36 недель) содержание крыс на пищевом рационе, обогащенном рыбьим жиром, препятствует падению в старости уровня ФС в гиппокампе и сопровождается тканеспецифичными изменениями обмена метаболически связанных с ним фосфолипидов: фосфатидилхолина (ФХ) и фосфатидилэтаноламина (ФЭА).

Скармливание ФС старым животным приводило к увеличению содержания ФС, но не влияло на его синтез в гиппокампе, а также на содержание и обмен в неокортексе 24-месячных крыс. Кроме этого экзогенный ФС приводил к увеличению содержания метаболически связанного с ним липида сфингомиелина (СФМ) в изученных структурах мозга. Длительное содержание животных на пищевом рационе, обогащенном n-3 полиненасыщенными кислотами (ПНЖК) рыбьего жира, или скармливание им экзогенного ФС приводит к увеличению уровня ФС в гиппокампе 24-месячных крыс до уровня молодых животных и улучшает их условно-рефлекторную деятельность.

Показано резкое снижение уровня ФС в гиппокампе крыс и нарушение когнитивных функций при хроническом воздействии на организм молодых 3-месячных животных этилового спирта. Алкоголизация крыс вызывает также ряд других метаболических изменений в мозгу, характерных для старости, а именно: снижает соотношение в гиппокампе СФМ/холестерин и увеличивает церамид/СФМ.

Индукция этанолом процессов, характерных для старости, происходит не только в мозгу, но и в почках крыс. Применяемое хроническое воздействие этиловым спиртом, индуцирует в почках экспрессию маркера старения в-галактидазы, активную при рН 6,0, увеличивает уровень церамида и ФЭА, экскрецию с мочой оксида азота и щелочной фосфатазы и не оказывает влияния на содержание в тканях почек эндогенного ФС. Диета, обогащенная рыбьим жиром, нормализует индуцированные этанолом метаболические и функциональные нарушения в почках, не изменяя метаболизм ФС. В то же время алиментарные ПНЖК n-3 ряда, увеличивая содержание ФС в гиппокампе алкоголизированных молодых крыс, полностью восстанавливают их условно-рефлекторную деятельность.

Тканевая специфичность воздействия алиментарных факторов на обмен ФС позволяет использовать их для моделирования состояния обмена ФС в мозгу, характерного для молодых или старых животных. Возрастные и изученные в данной работе экспериментальные изменения обмена ФС и когнитивных функций животных обратимы и могут быть скорректированы с помощью обогащения пищи животных n-3 ПНЖК.

Ключевые слова: фосфатидилсерин, полиненасыщенные жирные кислоты, старение, диета, гиппокамп, почки.

Semenova Ya. O. The role of alimentary factors in phosphatidylserine metabolism regulation in brain, kidney and liver of aging rats. - Manuscript.

Dissertation for the candidate of biological sciences degree in speciality 03.00.13 - physiology of human and animals. - Kharkiv V. N. Karazin National University, Kharkiv, 2009.

Age-related peculiarities of the content and metabolism of phosphatidylserine (PS) and metabolically related lipids involved in the process of aging in the brain, kidney and liver of male Wistar rats have been investigated along with the modeling effect of alimentary factors on experimental and age-related changes in functional activity of the organs and the PS role in the processes. It has been found that in the course of aging the PS level and metabolism decrease progressively in rat hippocampus and so does the level of the just synthesized PS in rats liver, kidneys and neocortex. Short-term and prolonged fish oil-enriched diets prevented the decreasing of the PS level in hippocampus of old animals. The exogenous PS diet increased the PS level in hippocampus of old animals and led to an increase of the sphingomyeline level in hippocampus and neocortex. Long-term diet enriched in n-3 polyunsaturated fatty acids of fish oil or feeding the old animals with exogenous PS raised the PS level in 24-month-old rats hippocampus to the level of young animals and enhanced their learning activity. Prolonged exposure of 3-month-old rats to ethanol dramatically lowered the PS and sphingomyeline level in hippocampus, violated their cognitive functions and reduced the sphingomieline/cholesterol and increased the ceramide/sphingomyeline ratios. Long-term action of ethanol induced in kidney an expression of в-galactosidase, increased the ceramide and phosphatidylethanolamine levels as well as excretion of nitrogen oxide and alkaline phosphatase with urine and had no effect on the endogenous PS level in kidney tissue. Fish oil-enriched diet normalized ethanol-induced metabolic and functional disruptions in kidneys, did not affecting the PS metabolism, whereas the diet increased the PS level in hippocampus of young rats exposed to ethanol completely restored their cognitive function.

...