Delist.ru

Оксидативный стресс и морфогенез в спинном мозге на этапах старения человека (18.02.2008)

Автор: Телешева Ираида Борисовна

0,054±0,006(

51,5(17,58

5,791(1,411* °

Примечания: 1. Содержание продуктов ПОЛ представлено в виде индексов окисления ДК – Е232/Е220, КД и СТ – Е278/Е220, ШО – Е400/Е220;

2. Буквенные нижние индексы (Г) и (И) обозначают, соответственно, гептановую и изопропанольную фазы липидного экстракта;

3. ОК – окисляемость липидов выражена в %;

4. Содержание продуктов ОМБ выражено в мМоль на г ткани

5. * – достоверные отличия с группой «1-й зрелый»; + – достоверные отличия с группой «2-й зрелый»; ? - достоверные отличия с группой «пожилой»; # - достоверные отличия с шейным утолщением

пероксидации рассматривается в качестве маркера наиболее глубоких стадий свободнорадикальной деструкции фосфолипидов, которая облегчает «вырезание» переокисленных ацилов фосфолипазой А2 из структуры мембранных глицерофосфолипидов (Климов А.Н., Никульчева Н.Г., 1995).

Полученные результаты свидетельствует о том, что накопление гептан-растворимых продуктов перекисного окисления в ростральных отделах спинного мозга к старческому возрасту отражает наибольшую уязвимость шейного утолщения и грудного отдела спинного мозга к возрастной интенсификации ПОЛ. Интересно отметить, что шейное утолщение, оказавшееся наиболее уязвимым в отношении возрастного накопления липопероксидов, характеризуется относительно низким содержанием переокисленных липидов в сопоставлении с более каудально расположенными отделами спинного мозга (табл. 1).

Анализ возрастной динамики другого маркера оксидативного стресса, продуктов окислительной модификации белков, подтвердил положение о наиболее выраженном онтогенетическом нарастании уровня оксидативного стресса в шейном утолщении (табл. 1). Именно шейное утолщение оказалось единственным отделом спинного мозга, где удалось выявить прямую корреляцию зависимости содержания продуктов окислительной модификации белков от показателя календарного возраста человека (r=0,412; Р=0,046). Невзирая на то, что в пояснично-крестцовом утолщении отмечается достоверный прирост содержания продуктов окислительной модификации белков в период с 35 до 89 лет, содержание карбонилированных белков в этом отделе спинного мозга не коррелировало со значениями календарного возраста. По-видимому это обстоятельство отражает функциональную сохранность механизмов протеосомальной деструкции ковалентно модифицированных белков в пояснично-крестцовом утолщении спинного мозга стареющего человека. Справедливость этого положения иллюстрируется тем, что содержание продуктов окислительной модификации белков в пояснично-крестцовом утолщении спинного мозга пожилых людей достоверно снижалось по сравнению с аналогичными показателями группы 2-й зрелый возраст. При этом показатели уровня окислительной модификации белков у лиц 1-го зрелого возраста и пожилых практически не различались между собой (табл. 1).

Обсуждая топологические аспекты содержания продуктов окислительной модификации белков в спинном мозге человека, важно подчеркнуть, что минимальный уровень продуктов окислительной модификации белков был характерен для наиболее рострального из изученных отделов шейного утолщения, в котором удалось продемонстрировать наиболее ярко выраженное возрастное накопление этих маркеров оксидативного стресса.

Справедливость положения о наиболее выраженной возрастной интенсификации оксидативного стресса на уровне шейного утолщения спинного мозга подтвердилась в разделе работы по моделированию оксидативного стресса in vitro (табл. 1). В процессе исследования было установлено почти 3-х кратное снижение устойчивости липидов шейного утолщения к индукции перекисного окисления липидов in vitro у лиц старческого возраста, по сравнению с показателями 1-го зрелого возраста. Менее выраженный (2-х кратный) и транзиторный прирост окисляемости липидов был выявлен также на уровне пояснично-крестцового утолщения спинного мозга у лиц пожилого возраста (табл. 1). В целом, полученные результаты исследования возрастной динамики содержания продуктов ПОЛ, окислительной модификации белков и устойчивости к оксидативному стрессу in vitro позволяют судить о позднем онтогенетическом нарастании проявлений оксидативного стресса, наиболее выраженном в относительно ростральных отделах спинного мозга.

Важнейшим условием развития оксидативного стресса является дисбаланс между прооксидантными процессами и состоянием механизмов антиоксидантной защиты в биологических системах (Gaeta A., Hider R. C., 2005; Sayre L.M. et al., 2005). Исходя из этого, была исследована возрастная динамика содержания металлов-прооксидантов (Cd, Fe, Cu), а также онтогенетические изменения активности МАО-Б, играющие общепризнанную роль в индукции нейронального оксидативного стресса (LeVine S.M., 1997; Sayre L.M. et al.. 1999, 2000; Honda K. et al., 2004).

Полученные результаты позволили прийти к выводу о том, что возрастные сдвиги активности МАО-Б спинного мозга играют значительно меньшую роль в индукции инволютивного оксидативного стресса, чем это было продемонстрировано на церебральном уровне (Шемяков С.Е., 2003). Из трех изученных отделов спинного мозга значимое возрастное увеличение активности МАО-Б было зарегистрировано лишь в грудном отделе (табл. 2). На уровне шейного и пояснично-крестцового утолщений не удалось выявить значимых изменений активности обсуждаемого фермента в динамике старения. Более того, на уровне шейного утолщения спинного мозга был выявлен принципиально новый факт – понижение активности МАО-Б по мере увеличения длительности постсмертного периода. Данная закономерность диссонирует с распространенным мнением о том, что активность МАО является относительно устойчивым параметром в ранние периоды после смерти (Saura J. et al., 1997). Вместе с тем известно, что супероптимальная интенсификация свободнорадикальных процессов in vitro может вызвать деструкцию моноаминоксидазы-Б (Dean R.T. et al., 1986), невзирая на то, что низкие концентрации H2O2 повышают активность данного фермента (Konradi C. et al., 1986). Отмеченное обстоятельство позволяет рассматривать обратную зависимость активности МАО-Б в шейном утолщении спинного мозга от длительности постсмертного периода как дополнительное свидетельство особой уязвимости наиболее рострального отдела спинного мозга к оксидативному стрессу.

Важным фактором возрастной эскалации оксидативного стресса в шейном утолщении спинного мозга следует считать накопление кадмия, содержание которого в данном отделе отчетливо нарастало по мере старения человека (табл. 3). Данный факт хорошо согласуется с возрастным подавлением Cu,Zn-зависимой СОД (табл. 2), активность которой существенно снижается в присутствии ионов Cd2+ (Huang Y. et al., 2006). Особый интерес вызывает тот факт, что шейное утолщение оказалось единственным отделом спинного мозга, Таблица 2

Возрастные изменения активности моноаминоксидазы-Б (МАО-Б), Cu,Zn-зависимой

супероксиддисмутазы (СОД), каталазы (КТ) и содержания ферментноактивного

церулоплазмина (ЦП) в спинном мозге человека

Отделы мозга Показатели Возраст

1-й зрелый 2-й зрелый пожилой старческий

утолщение

ЦП 0,081±0,022

0,035±0,004

0,549±0,133

1,147±0,162 0,137±0,021

0,027±0,003

1,192±0,107 *

1,470±0,382 0,153±0,031

0,023±0,004

1,727±0,167 * +

2,059±0,276 0,143±0,027

0,022±0,004 *

1,863±0.488 *

3,085±0,297 * + ?

Грудной

отдел МАО

ЦП 0,067±0,014

0,022±0,004

1,003±0,224

загрузка...