Свободнорадикальное окисление и механизмы внутриклеточной защиты при адаптации к изменению уровня кислорода : Экспериментальное исследование

• Автор: Жукова, Анна Геннадьевна
• Шифр специальности: 14.00.16, 03.00.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 249 с. : ил.

Обзор литературы
Глава .1. Роль свободнорадикальных процессов в организме
1.1. Активные формы кислорода
1.2. Источники активных форм кислорода в организме
^ 1.3. Роль свободнорадикального окисления в клетке
1.4. Роль активных форм кислорода в редокс-сигнализации
Глава 2. Современные представления о стратегии защиты клеток от неблагоприятных факторов
2.1. Роль гипоксией индуцируемого фактора - HIF-1 в синтезе защитных систем в клетке
2.2. Система антиоксидантной защиты клетки
2.3. Гем-оксигеназа: функция, регуляция, биологическая роль
| Глава 3. Современные представления о механизмах адаптации к различным факторам среды
3.1. Адаптация к интервальной нормобарической гипоксии
Глава 4. Материалы и методы исследования
4.1. Биохимические методы исследования
4.1.1. Подготовительные процедуры
# 4.2. Основные биохимические методы
4.2.1. Индукция свободнорадикального окисления in vitro и определение свободпора-
^ дикальных продуктов по реакции с 2-тиобарбитуровой кислотой (ТБК)
4.2.2. Определение скорости транспорта Са2+ в саркоплазматический ретикулум (СР) миокарда
4.2.3. Метод Westem-блот анализа
4.2.4. Определение активности ферментов антиоксидантной защиты
4.2.5. Определение концентрации белка
4.3. Физиологические модели
9 4.3.1. Острая нормобарическая гипоксия

4.3.2. Острое стрессорное воздействие
4.3.3. Модель ишемического и реперфузионного повреждения миокарда
4.3.4. Кратковременная остановка системного кровообращения и последующая реани- 88 мация
4.5.5. Адаптация к гипербарической оксигенации и нормобарическая
® гипероксическая тренировка
4.3.6. Адаптация к нормобарической гипоксии (ИНГТ), а также к периодам гипоксии и умеренной гипероксии
^ Результаты исследований и их обсуждение
Глава 5. Механизмы повреждения мембранных структур при острых воздействиях. Динамика и тканеспсцифнчпосгь развития ответа
5.1. Тканеспецифические особенности включения компонентов клеточной редокс-
® сигнализации - 1ПР-1сх, НОх-1, Н8Р70 и ферментов антиоксидантной защиты в дина- 9]
мике после острой гипоксии
5.1.1. Влияние острой гипоксии на динамику уровня фактора транскрипции - Н1Р-1а в разных органах крыс
^ 5.1.2. Влияние острой гипоксии на уровень экспрессии НОх-1 и Н8Р70 в разных органах крыс
5.1.3. Влияние острой гипоксии на активность ферментов антиоксидантной защиты в разных органах крыс
5.1.4. Роль компонентов клеточной защиты в формировании резистентности мембранных структур разных органов в динамике после острой гипоксии
5.1.5. Влияние острой гипоксии на резистентность Са-транспортирующей системы саркоплазматического ретикулума (СР) миокарда к действию эндогенных повреждаю-
^ щих факторов
5.2. Клеточные механизмы устойчивости сердца к стрсссорным воздействиям у крыс Вистар и Август
5.2.1. Уровень защитных систем в миокарде у крыс Вистар и Август при стрессе
5.2.2. Устойчивость к свободнорадикальному окислению, действию протеаз и высокого уровня Са2+ мембранных структур миокарда крыс Вистар и Август при стрессорных воздействиях
5.2.3. Влияние иммобилизационного стресса на резистентность клеточных структур

миокарда крыс Вистар и Август в изолированных сердцах
5.3. Антиоксидантная защита и чувствительность миокарда к свободнорадикальному окислению у крыс Вистар и Август при ишемии и ренсрфузин
5.4. Уровень защитных белков и резистентность мембранных структур Разных органов при реанимации после временной остановки системного кровообраще-
® ІНІЯ у крыс С генетически детерминированным разным ТИПОМ поведения
Глава 6. Изменение соотношения про- и антиоксидантних факторов в клетке с номощыо экзогенных добавок: тканеспсцифичность и эффективность
6.1. Перфторан и проксанол как модуляторы антиоксидантного статуса организма
6.2. Влияние кратковременного и длительного применения СОД на соотношение прои антиоксидантних факторов в коже
Глава 7. Адаптационная защита организма от поврс/кдагощих воздействий
7.1. Периодическая гипероксическая гипербарическая и нормобарическая тренировка: тканеспецифичность действия
ф 7.2. Адаптация к периодам пониженного и относительно повышенного уровня кислорода от нормоксического
7.2.1. Тканеспецифичность влияния кратковременной интервальной нормобарической гипоксической тренировки на уровень про- и антиоксидантних систем в сердце, мозге
и печени
7.2.2. Сравнение эффективности достижения адаптационного защитного эффекта на ф мембранные структуры различных органов крыс при нормобарической гипоксической
тренировке в разных режимах
ф Заключение
Выоды
Список литературы
ливердина, СО и свободного железа [Tenhunen R. et al. 1968, 1969]. Показано, что НОх обладает разными функциями, в том числе регуляторными, но первостепенной является поддержание нормального уровня гема в клетке [Maines M.D., 2000]. Благодаря этому в тканях всегда присутствует определенный уровень конститутивной формы - НОх-2, а при дополнительных нагрузках, связанных с повышенной продукцией АФК синтезируется индуцибельная форма этого белка.
Биологическая роль молекулы гема в клетке. Гем входит в состав различных белков, играющих важную роль в биологических процессах. В настоящее время к ним относят: 1. Гемоглобин, который обладает способностью обратимо связывать кислород и транспортировать его в системе кровообращения. 2. Миог-лобин, находящийся в мышечных клетках и необходимый для обмена кислорода в них. 3. Цитохромы - соединения, функционирующие как переносчики электронов в окислительно-восстановительных реакциях. 4. Ферменты антиоксидантной защиты, такие как каталаза, пероксидазы, супероксиддисмутаза. 5. Белки, участвующие в образовании N0 из L-аргинина - NO-синтазы эндотелиальная (eNO-синтаза), индуцибельная (iNO-синтаза) и нейрональная (nNO-синтаза). 6. Растворимая гуанилатциклаза, катализирующая биосинтез циклического 3', 5'-
гуанозинмонофосфата (cGMP) из гуанозинтрифосфата (GTP).
Таким образом, гем в составе различных белков участвует в биологических окислительных процессах, выполняет другие жизненные функции клетки и способствует поддержанию гомеостаза всего организма. Однако «свободный» гем является прооксидантом, и его накопление вызывает изменение соотношения между про- и антиоксидантами в клетках как за счет непосредственного участия гема в окислительно-восстановительных реакциях, так и за счет высвобождения Ге2+ из «свободного» гема и повышения его содержания [Ryter S.W, Tyrrell R.M., 2000]. Поэтому для поддержания клеточного гомеостаза концентрация гема в клетке должна жестко регулироваться.
Гем-оксигеназная реакция. Защитную роль от окислительного повреждения клеток «свободным» гемом играет активация НОх. Важно, что НОх-система индуцируется субстратом, то есть самим гемом, представленным в виде прото-порфирина - PPIX-Fe(III), при расщеплении которого образуются биливердин 1Ха, вода и монооксид углерода (СО). НОх-реакции необходимо сопряженное функ-