Некоторые аспекты действия сверхмалых доз антиоксидантов при экспериментальной гипоксии плода
Автор: Хайбуллина Зарина Руслановна, Собиржанова Чарос Кахрамон Кизи
Журнал: Science for Education Today @sciforedu
Рубрика: Биологические, химические, медицинские науки
Статья в выпуске: 1 (17), 2014 года.
Бесплатный доступ
Статья посвящена анализу изменений фосфолипидного состава и активности ферментов антиоксидантной системы в мозговой ткани на фоне введения сверхмалых доз антиоксидантов животным, перенесшим внутриутробную гипоксию. Актуальность проводимого экспериментального исследования обусловлена тем, что гипоксия плода, вызывая задержку внутриутробного развития и церебральную ишемию у новорожденного, вносит вклад в рост инвалидности детей. Концепция нейропротекции антиоксидантами активно применяется при лечении ишемического инсульта у взрослых, однако не используется у новорожденных, вероятно, в виду отсутствия фундаментальных разработок, доказывающих ее эффективность. Тем более не исследовано действие сверхмалых доз (СМД), хотя в настоящее время уже не вызывает сомнений реальное существование способности веществ различной природы, примененных в дозах 10 -10–10- 17М, оказывать эффект на различные биообъекты на молекулярном уровне. Обнаружено, что у животных, перенесших внутриутробную гипоксию, на 1-5 сутки жизни в мозговой ткани происходит накопление малонового диальдегида (МДА), угнетается активность супероксиддисмутазы (СОД), снижается абсолютное количество легкоокисляемых и функционально важных ФЛ: фосфатидилсерина (ФС) и фосфатидилинозитола (ФИ). При введении СМД водорастворимого антиоксиданта фенозана снижение МДА до контрольного уровня наблюдается к 10 суткам, при введении жирорастворимого альфа-токоферола – на 12 сутки, без введения – на 21 сутки. Активность СОД при введении СМД фенозана восстанавливается значительно быстрее, становясь сравнимой с контролем с 5 суток жизни, активность каталазы – с 8 суток жизни, тогда как при введении альфа-токоферола активность СОД и каталазы становилась сравнимой с контролем лишь на 21 сутки жизни. На 7–14 сутки постгипоксического периода в мозговой ткани отмечено уменьшение структурных ФЛ – фосфатидилхолина (ФХ), фосфатидилинозитола (ФЭА). Изменения содержания сфингомиелина (СФМ) проявились в ранние сроки его увеличением, что указывает на повышение ригидности мембран и их насыщенности, а в поздние сроки – уменьшением, что указывает на нарушения миелинизации. После 10 суток жизни отмечалось максимально выраженное снижение содержания кардиолипина (КЛ), что создает предпосылки для нарушения развития митохондрий и энергообмена в мозговой ткани. Полученные результаты доказывают, что водорастворимый антиоксидант фенозан в сверхмалых дозах обладает высокой эффективностью в мозговой ткани, т.к. приводит к ранней нормализации фосфолипидного состава и активности ферментов антиоксидантной системы в мозге, создавая благоприятные условия для развития мозговых функций и нейропластичности в постгипоксическом периоде.
Гипоксия плода, антиоксиданты, сверхмалые дозы, фосфолипиды мозга, каталаза, супероксиддисмутаза
Короткий адрес: https://sciup.org/147137528
IDR: 147137528 | УДК: 616.153.915+616.831+005.07
Ultra low concentrations of antioxidants at experimental hypoxia of fetus – some aspects of action mechanism
The article is devoted to the analyzes the changes in phospholipids composition and activity of antioxidant enzymes in brain tissue in animals undergoing intrauterine hypoxia and treatment by ultra-low doses of antioxidants in postnatal period. Urgency of problem. Fetal hypoxia causes fetal growth retardation and cerebral ischemia in newborn. The concept of neuroprotection by antioxidants is actively used in the treatment of ischemic stroke in adults, but it is not used in infants, probably due to lack of fundamental research to prove its effectiveness. Especially there are not studied the action of ultra-low doses (ULD), despite of there was established the ability of many substances to have an effects in ultra low doses of 10 -10–10 -17M on various biological objects at the molecular level. Results. It was studied the changes of phospholipids (PL) composition and antioxidant system activity in brain tissues during the postnatal period in normal conditions and after intrauterine hypoxia. Accumulation of malondialdehyde (MDA), low activity of superoxide dismutase (SOD), decreasing the absolute amount of easily oxidized and functionally important PL (phosphatidylserine (PS) and phosphatidylinositol (PI )) in brain tissues were founded after intrauterine hypoxia at 1–5 days of life. After treatment with the water-soluble antioxidant phenazan in ULD caused decreasing of MDA concentration, that is observed at 10 day. After treatment with the fat-soluble antioxidant alpha-tocopherol decreasing of MDA level was observed at 12 day, without treatment – at 21 day. SOD and catalase activities after treatment with phenazan at ULD recovered significantly faster, then after alpha-tocopherol treatment and becomes comparable to the control, starting from 5 and 8 days of life, whereas after alpha-tocopherol introduction the SOD and catalase activity is comparable to the control only on 21 day of life. Decreasing of structural FL – phosphatidylcholine (PC), phosphatidylinositol (PEA) at 7–14 day of postnatal period after intrauterine hypoxia in brain tissues. Changes in the content of sphingomyelin (SPM) at postnatal period indicates its increasing in the first week after birth, and decreasing in the later, that’s causing an increase in rigidness of membranes and their saturation, which changes to myelination disorders in the later stages of postnatal period. Cardiolipin (CL) amount was decreased at 10 day of post hypoxic period, that creates of energy metabolism disorders in mitochondria of the brain tissues. The results demonstrate that the water-soluble antioxidant phenazan in ultralow doses is highly effective in brain tissue, as leads to early normalization of phospholipids composition and activity of antioxidant enzymes in the brain, creating favorable conditions for the development of brain function and neuroplasticity in the post hypoxic period.
Список литературы Некоторые аспекты действия сверхмалых доз антиоксидантов при экспериментальной гипоксии плода
- Mwaniki M.K., Atieno M., Lawn J.E., Newton C.R. Long-term neurodevelopmental outcomes after intrauterine and neonatal insults: a systematic review. Lancet, 2012, no. 379(9814), pp. 445-452.
- Gill M.B., Bockhorst K., Narayana P., Perez-Polo J.R. Bax shuttling after neonatal hypoxia-ischemia: hyperoxia effects. J Neurosci Res, 2008, no. 86(16), pp. 3584-3604.
- Володин Н.Н., Медведев М.И., Горбунов А.В. Клинические синдромы нарушения нейрональной пролиферации -семиотика и современная диагностика//Вопросы практической педиатрии. -2009. -№ 4(3). -С. 12-19.
- Суслина З.А., Максимова М.Ю. Концепция нейропротекции: новые возможности ургентной терапии ишемического инсульта//Нервные болезни. -2004. -№ 3. -С. 4-7.
- Hannah C. Glass, David Glidden, Rita J. Jeremy, A. James Barkovich, Donna M. Ferriero, Steven P. M. Clinical Neonatal Seizures are Independently Associated with Outcome in Infants at Risk for Hypoxic-Ischemic Brain Injury. The Journal of Pediatrics, 2009, vol. 155, no. 3, pp. 318-323.
- Burlakova E.B., Konradov A.A., Mal’tseva E.L. The Effect of Ultra Low Doses of Biologically Active Substances and Low Rate Physical Factors. LIFE and MIND -In Search of the Physical Basis, Ed. S. Savva. MISAHA, Trafford Publishing, ISBN 1-4251-1090-8, 2007, pp. 79-113.
- Бурлакова Е.Б. Биоантиоксиданты. Наномир слабых воздействий -«карликов», его законы, общность и различия с миром «гигантов»//Биоантиоксидант: Тез. докл. YIII Междунар. конференции 4-6 окт. 2010, Москва, 2010, С. 69-71.
- Northington F.J., Zelaya M.E., O'Riordan D.P., Blomgren K., Flock D.L., Hagberg H., Ferriero D.M., Martin L.J. Failure to complete apoptosis following neonatal hypoxia-ischemia manifests as "continuum" phenotype of cell death and occurs with multiple manifestations of mitochondrial dysfunction in rodent forebrain. Neuroscience, 2007, vol. 149, no. 4, pp. 822-833.
- Moore L.G., Charles S.M., Julian C.G. Humans at high altitude: hypoxia and fetal growth. Respir Physiol Neurobiol, 2011, no. 178(1), pp. 181-190.
- Anastario M., Salafia C.M., Fitzmaurice G., Goldstein J.M. Impact of fetal versus perinatal hypoxia on sex differences in childhood outcomes: developmental timing matters. Soc Psychiatry Psychiatr Epidemiol, 2012, no. 47(3), pp. 455-464.
- Morton J.S., Rueda-Clausen C.F., Davidge S.T. Flow-mediated vasodilation is impaired in adult rat offspring exposed to prenatal hypoxia. J Appl Physiol, 2011, no. 110(4), pp. 1073-1082.
- Chang J.Y., Lee K.S., Hahn W.H., Chung S.H., Choi Y.S., Shim K.S., Bae C.W. Decreasing trends of neonatal and infant mortality rates in Korea: compared with Japan, USA, and OECD nations. J Korean Med Sci, 2011, no. 26(9), pp. 1115-1123.
- Chaurio R.A., Janko C., Muñoz L.E., Frey B., Herrmann M., Gaipl U.S. Phospholipids: key players in apoptosis and immune regulation. Molecules, 2009, vol. 14, no. 12, pp. 4892-4914.
- Хайбуллина З.Р., Ибрагимов У.К. Биохимическое обоснование применения сверхмалых доз биологически активных веществ (обзор)//Инфекция, иммунитет, фармакология. -2013. -№ 4. -С. 64-68.
