Изменение жирнокислотного состава индивидуальных фосфолипидов спинного мозга кролика при экспериментальном аллергическом энцефаломиелите

Автор: Козлова О.В., Ревина Э.С.

Журнал: Инженерные технологии и системы @vestnik-mrsu

Рубрика: Биохимия и физиология человека и животных

Статья в выпуске: 4, 2007 года.

Бесплатный доступ

Короткий адрес: https://sciup.org/14718925

IDR: 14718925

Текст статьи Изменение жирнокислотного состава индивидуальных фосфолипидов спинного мозга кролика при экспериментальном аллергическом энцефаломиелите

Экспериментальный аллергический энцефаломиелит (ЭАЭ) представляет собой приближенную модель демиелинизирующих заболеваний человека, которые занимают важное место в патологии нервной системы [3].

Ранее в работах Н. П. Тарановой и соавторов всесторонне исследовался метаболизм липидов нервной системы при ЭАЭ [1; 2; 4]. Показано резкое угнетение всех классов липидов как в спинном, так и в головном мозге, что свидетельствует о генерализованном характере нарушений обмена липидов при аллергическом энцефаломиелите. Однако малоисследованным остается вопрос об участии отдельных фосфолипидов в процессе демиели- низании, прежде всего жирных кислот, являющихся компонентами фосфолипидов, так как известно, что изменение соотношения насыщенных / ненасыщенных жирных кислот приводит к изменению микровязкости липидных мембран [9]. Кроме того, длинноцепочечные полиненасыщенные жирные кислоты — один из ключевых факторов развития нервной ткани, клеточной сигнализации и, вероятно, способности регенерировать в ответ на повреждение.

В связи с этим представляло интерес изучить состав жирных кислот индивидуальных фосфолипидов при экспериментальном аллергическом энцефаломиелите.

ВЕСТНИК Мордовского университета | 2007 | № 4

Методы исследования. Исследование проводили на взрослых кроликах-самцах массой 2,5 — 3 кг, у которых вызывали ЭАЭ путем однократной внутрикожной инокуляции в подушечки лап 1 мл (по 0,25 мл в каждую лапу) энцефалитогенной эмульсии, содержащей 20 мг лиофилизированного миелина спинного мозга кроликов, 0,2 мл физиологического раствора и 0,8 мл полного стимулятора Фрейнда [4].

Кроликов забивали с помощью воздушной эмболии на высоте развития заболевания (на 25 — 27-й день после инокуляции миелина) и исследовали спинной мозг животных, у которых наблюдалось тяжелое течение энцефаломиелита, сопровождающееся глубокими парезами и параличами конечностей и сфинктеров тазовых органов.

Липиды выделяли по методу Блай-Дайера [7]. Индивидуальные фракции фосфолипидов получали методом двумерной микротонко-слойной хроматографии в системах Брокхью-за [8]. Состав жирных кислот анализировали методом газожидкостной хроматографии на хроматографе Кристалл 5000.1 с каппилярной колонкой HP-FFAP 50 m 0,32 mm 0,5 pm (США). Обсчет хроматограмм проводили методом внутренней нормализации. Полученные экспериментальные данные статистически обрабатывали с использованием электронных таблиц Microsoft Excel 2000 и пакета программ STAT 2.

Результаты и обсуждение. Изучение состава жирных кислот проводилось в следующих основных фракциях фосфолипидов спинного мозга кролика: сфингомиелине (СФМ); фосфатидилхолине (ФХ); фосфатидил-серине (ФС); фосфатидилинозитиде (ФИ); фосфатидилэтаноламине (ФЭА),

При инициации ЭАЭ во всех фракциях ФЛ происходило процентное перераспределение в составе жирных кислот (табл.).

Так, в СФМ при тяжелой форме ЭАЭ в шейном и грудном отделах спинного мозга показано повышение константы насыщенности в 1,3 раза —- в основном за счет увеличения доли стеариновой кислоты в 1,4 раза относительно уровня контроля и значительного снижения линоленовой кислоты.

В поясничном и крестцовом отделах спинного мозга кролика константа насыщенности снижалась в 1,7 и 1,2 раза соответственно, что в основном происходило за счет возрастания в данных отделах доли докозодиеновой кислоты. Во всех отделах спинного мозга (кроме шейного) происходило уменьшение пальмитиновой кислоты примерно на 10 % относительно уровня контроля.

ФЭА, выделенный из различных отделов спинного мозга кролика, характеризуется высоким содержанием олеиновой кислоты по сравнению с другими фосфолипидами. Инициация ЭАЭ приводит к более значительным изменениям в процентном соотношении жирных кислот ФЭА. В шейном и грудном отделах наблюдается увеличение процентного содержания докозадиеновой кислоты, в поясничном и крестцовом отделах — пальмитиновой. Во всех отделах (кроме грудного) при тяжелой форме ЭАЭ происходит увеличение константы насыщенности, в основном за счет возрастания пальмитиновой и стеариновой кислот при одновременном снижении олеиновой и линолевой кислот.

Во фракции ФХ при тяжелой форме ЭАЭ во всех отделах спинного мозга показано значительное увеличение константы насыщенности: в шейном и крестцовом отделах — в 1,5 раза, в грудном и поясничном — в 2,4 раза относительно уровня контроля. Падение уровня по-линенасыщенных жирных кислот: линолевой, линоленовой, докозадиеновой, особенно выраженное в поясничном и крестцовом отделах спинного мозга, возможно, является результатом увеличения активности фосфолипазы А2, поскольку именно она катализирует гидролиз фосфолипидов в основном в sn-2 положении, характерном для ненасыщенных жирных кислот [10].

Изучение жирнокислотного состава ФС показало, что при тяжелой форме ЭАЭ в шейном и грудном отделах спинного мозга происходит снижение пальмитиновой кислоты; при этом в шейном отделе значительно возрастает доля ненасыщенных ЖК: олеиновой, линолевой (в 3,5 раза), эйкозодиеновой, докозодиеновой (на 14 %), за счет чего константа насыщенности снижается с 6,9 до 1,7. Однако в грудном, поясничном и крестцовом отделах наблюдается снижение ненасыщенных ЖК и повышение уровня насыщенных кислот, вследствие чего константа насыщенности возрастает.

Во фракции ФИ при тяжелой форме ЭАЭ в шейном и грудном отделах спинного мозга се

Таблица

Состав жирных кислот фосфолипидов спинного мозга кролика в норме и при ЭАЭ (% от общего содержания) / — шейный, 2 — грудной, 3 — поясничный, 4 ■— крестцовый отделы спинного мозга кролика

ВЕСТНИК Мордовского университета | 2007 | № 4

11:0

14 : 0

15 : 0

16:0

18 :0

18 : 1

18:2

18 : 3

20:2

22 :2

5 е и

14,3 ± 0,12

13,2 ± 0,17

—

26,7 ±0,48

20 ±0,35

13,8 ± 0,23

2,8 ±0,14

5,5 ±0,42

—

3,7 ±0,09

2,87

1,9 ± 0,14

5,7 ±0,26

45,6 ±0,96

18,3 ±0,65

9,2 ±0,32

4,7 ± 0,42

—

14,7 ±0,31

2,50

12,1 ± 0,7

3,9 ±0,34

—

39,6 ± 1,56

30,3 ± 1,4

5,6 ±0,5

2,4 ±0,17

0,7±0,16

—

5,7 ±0,65

6,04

1,0 ±0,08

7,1 ±0,87

—

41,7 ± 1,87

21,1 ± 1,2

15,7 ± 1,06

3,6 ±0,08

1,5 ±0.08

—

8,2 ±0,13

2,44

6,1 ±0,24

3.9 ±0,75

—

40,0 ± 1,61

29,0 ± 1,32

9,6 ± 1,02

3,7 ±0,06

0.8 ± 0,02

—

7,1 ±0,34

3,74

8,8 ± 1,23

4,3 ± 0,06

—

36,8 ± 1,03

27,1 ±0,32

9,3 ± 1,12

4.3 ±0,06

—

9,4 ± 1,03

3,34

9,9 ± 1,01

4,3 ± 0,65

1——■

33,3 ± 1,69

30,2 ±0,36

9,4 ±0,047

4,1 ±0,07

—

-— 1

8,9 ±0,12

3,46

3,4 ±0,06

8,0 ± 1,54

—--

31,5 ± 1,36

23.0 ±0,98

14,5 ± 1,84

4 ±0,071

0,8 ±0,04

—

14,7 ±0,6

1,93

X ©

—

6,6 ± 0,45

—

43,0 ± 1,95

26.4 ± 1,03

8,3 ± 1,01

2,7 ±0,06

3,8 ± 042

—

8,0 ±0,24

3,39

—-

3.9 ±0,36

—

40,6 ± 1,20

22,7 ± 0,23

14.5 ±0,34

3,3 ±0,08

3,9 ±0,01

—

11,2±0,12

2,04

—

4,1 ±0,32

—

38,5 ±0,32

27,5 ± 0,73

8,8 ± 1,02

5,8 ±0,36

3,7 ± 1,03

2,3 ±0,34

8,2± 1.06

2,47

1----------------1

3,6 ±0,65

-—

40,3 ± 1,65

19,2 ± 1,42

18,8 ±0,45

4,1 ±0,34

1,4 ±0,97

2,1 ±0,65

8,9 ±0,58

1,83

—

4,7 ±0,32

—

48,0 ± 1,65

31,7 ±0,32

5,5 ±0,23

4,5 ± 0,23

1,0 ±0,52

—-

3.4 ±0,31

5,94

—

16,1 ± 0,47

—

39,8 ± 0,45

27,2 ± 1,06

12,3 ± 0,45

3 ± 0,63

1,4 ±0,74

—

4,97

—

2,6 ±0,12

—-

58,2 ±1,07

24,6 ± 1,25

7,7 ±0,28

2,6 ±0,21

—

——

3,4 ±0,45

6,29

—

6,1 ±0,96

—

42,8 ±0,87

21,7 ±0,65

18,5 ± 1,03

2,8 ±0,93

—

3,4 ±0,94

2,8 ±0,86

2,58

О ©

5 о

2,0 ± 0,36

3,2 ±0,53

53,5 ± 1,32

28,7 ± 1,06

8,5 ±0,41

2,3 ±0,45

1,4 ±0,74

0,3 ± 0,07

6,90

5,1 ±0,45

3,5 ± 0,45

—

31,4 ±0,54

34,6 ±0,94

13,7 ±0,32

3,5 ±0,23

—

3,0 ±0,23

4,9 ± 0,56

2,90

7,7 ±0,63

8,9 ±0,32

—

28,7 ± 0,36

27,0 ± 0,42

14,7 ±0,73

2,4 ±0,12

——

3,9 ±0,56

6,7 ±0,13

, 2,60

1,9 ±0,12

4.4 ± 0,47

—

25,9 ±0,14

30,0 ±0,67

15,1 ±0,97

2,5 ±0,47

—

8,2 ± 0,34

11,6 ±0,34

1,64

с о

8,1 ±0,34

4.4 ± 0,73

—

27,9 ±0,37

23,5 ±0,45

12,2 ±0,86

8,2 ±0,43

—

3,3 ±0,31

12,4 ±0,12

1,77

7 ± 1,42

2,7 ± 0,62

—

30,3 ± 0,46

39,9 ± 0,75

9,4 ±0,45

3,0 ± 0,38

—

1,4 ± 0,94

6,2 ±0,67

3,99

6,6 ±0,78

3,3 ±0,89

—

38,8 ±0,57

34,5 ±0,68

6,7 ± 1,07

3,3 ± 0,92

1,2 ±0,75

5,5 ±0,31

4,98

2 ± 0,68

4,1 ± 1,02

—

31,2 ±0,36

31,4 ±0,64

19,1 ± 1,03

3,2 ± 0,46

—

2,6 ±0,61

6,4 ±0,08

2,19

о о-Е-

о ^

0,7 ±0,06

7,0 ±0,86

2,3 ±0,12

36,6 ± 1,08

30,3 ± 1,52

11,7± 1,06

3,8 ±0,07

—

—-

7,6 ± 1,23

. 3,32

10,0 ±0,03

6,4 ± 0,63

2,0 ±0,30

36,4 ± 1,23

24,2 ±0,47

12,5 ±0,84

4,1 ±0,3

—

—'

4,3 ±0,07

3,77

10,6 ±012

9,5 ±0,12

1,8 ±0,45

18,6 ±0,45

28,4 ±0,06

16,2 ±0,12

6,2 ±0,12

—

8,8 ±0,51

2,20

10,6 ±0,64

15,5 ±0,43

2,9 ±0,71

39,3 ±0,72

5,0 ±0,14

17,1 ±0,45

5,3 ±0,51

—

' ^{1 1}

4,3 ±0,34

2,74

С!

9,3 ± 0,47

6,9 ± 0,47

2,7 ± 0,06

29,0 ±1,05

32,0 ±0,96

10,4 ±0,36

3,0 ±0,36

—

6,6 ±0,07

3,99

11,6 ± 1,04

4,2 ± 0,34

1,2 ±0.07

35,4 ± 1,34

2 5,9 ±0,41

10,1 ±0,78

4,1 ±0,04

—

7,6 ± 0,09

3,59

11,8 ±0,36

3,2 ±0,39

1,2 ±0,51

27,8 ±0,12

45,7 ±0,23

5,9 ±0,71

3,2 ± 0,07

—•

—

1,2 ±0,94

8,70

10,9 ± 1,07

12,3 ±0,97

0,9 ±0,31

30,6 ±0,07

26,5 ± 1,57

7,7 ±0,62

2,5 ±0,41

—

=”

8,5 ±0,83

4,30

< ГТ ©

а О' ж

8,9 ± 1,13

14,1 ±0,85

—.

26,3 ± 1,54

16,7 ± 1,04

24,7± 1,62

7,5 ± 1,06

—

1,9 ±0,03

—

1,93

3,4 ±0,07

3,2 ±0,15

■ II— 1

28,0 ±0,36

30,4 ±0,36

22,5 ±0,47

2,9 ±0,14

—

2,7 ± 0,45

6,9 ± 1,04

1,85

8,3 ± 0,6

6,9 ± 0,47

33,2±0,14

2,8 ±0,75

36,9 ±0,36

3,6 ±0,36

—

3,5 ±0,13

4,8 ±0,09

1,04

3,2 ±0,12

2,8 ±0,36

—

27,7 ± 0,02

23,6 ± 0,64

27,7 ± 1,04

2,4 ± 0,47

—

6,5 ±0,07

6,2 ± 0,07

1,33

3,6 ±0,34

10,6 ± 0,47

40,3 ± 0,36

26,9 ± 0,34

7,8 ± 1,21

3,9 ±0,11

4,1 ± 0,42

2,8 ±0,12

4,37

4,9 ± 0,32

2,6 ±0,12

—

21,2 ±0,85

15,3 ±0,32

8,7 ±0,07

5,6 ±0,09

—

3,1 ±0,31

13,6 ±0,64

0,78

0,8 ±0,62

3,1 ±0,41

—

32,6 ±0,47

27,9 ± 0,86

29,4 ±0,16

3,3±0,14

—

1,81

0,8 ±0.71

2,1 ±0,37

—

32,4 ±0,69

32,9 ± 0,42

18,1 ±0,45

2,2 ±0,23

—

3,2 ± 0,07

3,8 ± 0,73

2,14

Биохимия и физиология человека и животных

кроликов константа насыщенности практически не изменяется. Однако в поясничном и крестцовом отделах происходит значительное количественное перераспределение ЖК. Константы насыщенности в этих отделах возрастают: в четыре раза в поясничном отделе и в два раза в крестцовом отделе мозга относительно уровня контроля. Суммарное количество жирных кислот значительно снижается, причем в большей степени в поясничном и крестцовом отделах (примерно в три раза) относительно уровня контроля. Полученные данные свидетельствуют о том, что у ФИ является лабильной не только полярная [5], но и жирнокислотная часть молекулы. Кроме того, имеются данные, что гидрофильная часть ФИ участвует в транспорте ионов [6]. Учитывая результаты настоящей работы, можно предпо лагать, что данные изменения в составе ФИ приводят к изменению состояния бислоя.

Таким образом, суммируя полученные результаты, можно отметить, что практически во всех фракциях ФЛ происходит уменьшение доли ненасыщенных жирных кислот при одновременном увеличении процентного содержания насыщенных кислот, что свидетельствует об усилении процессов перекисного окисления липидов. Это в свою очередь приводит к изменению структуры липидного бислоя. Качественные и количественные перестройки в липидной фазе, связанные с уменьшением доли ненасыщенных жирных кислот, приводят к увеличению полярности гидрофобной части бислоя, уменьшению текучести и, как следствие, к изменению транспортных свойств мембраны и активности мембраносвязанных ферментов.

Список литературы Изменение жирнокислотного состава индивидуальных фосфолипидов спинного мозга кролика при экспериментальном аллергическом энцефаломиелите

Анализ фосфолипидов и холестерина в центральной нервной системе кроликов при экспериментальном аллергическом энцефаломиелите/А. С. Белохвостое, И. П. Кацнельсон, Н. П. Таранова//Вопросы медицинской химии. 1974. Т. 20, № 2. С. 115 -121.
Гликолипиды спинного мозга кроликов при экспериментальном аллергическом энцефаломиелите/Н. П. Таранова, И. П. Кацнельсон, А. С. Белохвостое//Вопросы медицинской химии. 1975. Т. 21, № 4. С. 385 -390.
Заргарова Т. А. Экспериментальный аутоиммунный энцефаломиелит -модель рассеянного склероза/Т. А. Заргарова, О. О. Фаворова//Иммунология. 1999. № 2. С. 5 -8.
Таранова Н. П. Липиды центральной нервной системы при повреждающих действиях/Н. П. Таранова. Л.: Наука, 1988. 155 с.
Третьяк А. Г. Полифосфоинозитиды и их функции в биологических мембранах/А. Г. Третьяк, И. М. Лимаренко//Успехи современной биологии. 1978. Т. 85, вып. 1. С. 18 -32.
Abdel-Latif A. A. Metabolism of phosphoinisitides/A. A. Abdel-Latif//Handbook of Neurochemistry. New-York. 1983. Vol. 3. P. 91 -131.
Bligh E. Rapid method of total lipid extraction and purification/E. Bligh, W. Dyer//Can. J. Biochim. Physical. 1959. Vol. 37. P. 911 -917.
Broekhuyse R. M. Phospholipids in tissues of the eye. Isolation, characterization and quantitative analysis by two-dimensional thin-layer chromatography of diacyl and vinyl-ether phospholipids/R. M. Broekhuyse//Biochim. Biophys. Acta. 1968. Vol. 260. P. 449 -459.
Prades J. Effects of unsaturated fatty acids and triacylglycerols on phosphatidylethanolamine membrane structure/J. Prades, S. S. Funari, P. V. Escriba,F. Barcelo//Journal of Lipid Research. 2003. Vol. 44. P. 1720 -1727.
Murakami M. Phospholipase A2/M. Murakami, I. Kudo//J. Biochem. 2002. Vol. 131. P. 285 -292.

Еще

Статья