Состояние липидного обмена у старых крыс в условиях высокогорья на фоне применения коэнзима Q10

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice

УДК :612.014.464                                  

Старение — естественный необратимый процесс, закономерно и постепенно заканчивающийся смертью любого организма. К третьему десятилетию настоящего века прогнозируется резкое увеличение в мире числа лиц преклонного возраста. Рост числа людей старше 75 лет в общей популяции начался вскоре после окончания Второй мировой войны, достиг пика к 2000 (свыше 150 млн.), прогнозируется его увеличение до 300 млн. к 2030 г [1].

Население Кыргызстана постепенно приближается к порогу старости: на начало 2020 года в возрасте 65 лет и старше находились 317 тыс., или 4,9 % кыргызстанцев. По прогнозу ООН, в Кыргызстане данная тенденция проявится примерно к 2030 году, когда доля пожилых людей в возрасте 65 лет и старше приблизится к 7% .

Известно, что в условиях высокогорья на организм влияют экстремальные факторы высокогорья — гипоксия, стресс, изменение концентрации водородных ионов, воздействие ионизирующего излучения, температурные повреждения, недостаточное выведение продуктов распада белка, активизация свободно - радикального окисления и накопления перекисных продуктов метаболизма и т.д., которые ускоряют процесс старения и уменьшают продолжительность жизни [2].

В последние годы находят отражение в работах нового поколения ученых по управлению адаптационным процессом с применением адаптогенов, адаптопротекторов, антиоксидантов. Важность такой преемственности заключается в том, что до настоящего времени большинство известных адаптогенов, антиоксидантов, актопротекторов остаются не апробированными на горных высотах [3].

Всем известно, что коэнзим Q10 является компонентом дыхательной цепи митохондрий, и в восстановленном виде коэнзим Q10 встречается во всех клеточных мембранах, плазме крови и липопротеинах [4].

Установлено, что старение сопровождается снижением синтеза убихинона [5], в случае недостатке коэнзима Q10, и когда его количества не хватает для транспорта электронов, они начинают уходить в межмембранное пространство, и способствуют образованию активных форм кислорода [6].

Достаточная концентрация в тканях коэнзима Q10 предотвращает патологические окислительные процессы внутри клеток и тормозит процесс старения. Митохондриальная теория старения исходит из того, что старение является следствием первичного снижения энергообразования вследствие соматических мутаций ДНК митохондрий, вызываемых радикалами кислорода. В этой ситуации клетка должна противодействовать оксидативному стрессу с помощью антиоксидантов, среди которых единственным эндогенным является убихинон [7].

Материалы и методы исследования

Эксперименты проводились на 30 лабораторных крысах в возрасте 15-18 месяцев массой 300-350 г в условиях низкогорья (в Межотраслевом учебно-научном центре биомедицинских исследований Киргизской государственной медицинской академии им. И. К. Ахунбаева, г. Бишкек, 720 м над уровнем моря), и на 30 сутки пребывания животных в условиях высокогорья (перевал Туя-Ашуу, 3200 м над уровнем моря).

Забор крови у экспериментальных животных осуществлялся в пробирку при декапитации в соответствии с рекомендациями Приложения 4 к Правилам проведения работ с использованием экспериментальных животных Европейской конвенции о защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях . Крысы содержались в условиях сбалансированного питания.

В условиях низкогорья и на 3 сутки пребывания животных в условиях высокогорья животные были разделены на следующие группы:

• 1    интактная группа — старые крысы в условиях в низкогорья.

• 2    группа — старые крысы, на 3 сутки пребывания животных в условиях высокогорья.

• 3    группа — старые крысы, получившие перорально коэнзим Q10 в дозе 30 мг\кг массы тела 1 раз в сутки в течение 30-дней во время приема пищи после краткосрочной адаптации.

В крови у экспериментальных животных определялись показатели общего холестерина энзиматическим колориметрическим методом, определение концентрации липопротеинов высокой плотности (ЛПВП) энзиматическим методом с иммуноингибированием без осаждения, определения концентрации липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) энзиматическим колориметрическим методом с селективной защитой (без осаждения), а определение концентрации триглицеридов энзиматическим колориметрическим методом.

Также определяли малоновый диальдегид (МДА) как маркер перекисного определения липидов (ПОЛ) и показатели антиоксидантной активности (АОА) супероксиддисмутазу (СОД) и каталазу спектрофотометрическим методом. При проведении исследований использовался коэнзим Q10 в виде капсул под торговым названием «Коэнзим Q10», производства чешской компанией “Walmark”.

Содержимое капсул «Коэнзим Q10» — жидкую массу в дозе, рассчитанной для каждой особи, смешивали с едой и кормили крыс.

Бюллетень науки и практики / Bulletin of Science and Practice Т. 10. №7. 2024

Статистическую обработку полученных данных проводили с помощью программы SPSS 16.0. Данные представлены в виде среднего значения ± средняя статистическая ошибка (Independent Samples T-Test).

За уровень статистической значимости принимали р< 0,05.

Результаты исследований и их обсуждение

Как показано на Рисунке 1, после 3-дневной адаптации старых крыс в условиях высокогорья по сравнению со старыми контрольными крысами низкогорья, отмечалось повышения уровня холестерина с 4,10±0,19 ммоль/л до 5,03±0,22 ммоль/л (p˂0,006), триглицеридов с 1,24±0,10 ммоль/л до 2,36±0,09 ммоль/л (p˂0,001), ЛПНП с 2,94±0,23 ммоль/л до 4,21±0,11 ммоль/л (p˂0,001).

Также было отмечено снижение ЛПВП с 1,40±0,12 ммоль/л до 0,89±0,02 ммоль/л (p˂0,003).

Рисунок 1. Показатели липидного обмена в сыворотке крови контрольных (интактных) старых крыс в условиях низкогорья и после 3-дневной адаптации в условиях высокогорья, с последующим введением коэнзима Q10. * - p ˂0,05 при сравнении 1 группы с 2, и 2-й группы с 3

Эти изменения липидного обмена крови экспериментальных старых крыс совершились вследствие воздействия факторов стресса на большой высоте.

После применения коэнзима Q10 у краткосрочно адаптированных старых крыс уровень холестерина понизился с 5,03±0,22 ммоль/л до 3,93±0,04 ммоль/л (p˂0,001), триглицериды с 2,36±0,09 ммоль/л до 0,95±0,01 ммоль/л (p˂0,001), ЛПНП с 4,21±0,11 до 2,91±0,10 ммоль/л (p˂0,001). Уровень ЛПВП повысился с 0,89±0,02 до 1,02±0,02 ммоль/л (p˂0,002).

На представленном Рисуноке 2 видно что, в крови у 2 группы экспериментальных старых крыс уровень малонового диальдегида повысился с 3,98±0,21 мкмоль/л до 14,6±0,80 мкмоль/л (p˂0,001) по сравнению с показателями интакных старых крыс.

У антиоксидантных ферментов системы, супероксиддисмутазы отмечалось повышение с 1766,1±147,8 Ед/г Hb до 5475,0±202,1 Ед/г Hb (p˂0,001), также повысился активность каталазы с 25,7±2,24 ммоль H 2 O 2 /мин/г Hb до 46,9±2,82 ммоль H 2 O 2 /мин/г Hb (p˂0,001).

При поступлении препарата коэнзима Q10 в дозе 30 мг/кг массы тела 1 раз в сутки в течение 30 дней во время приема пищи у старых крыс, отмечалось снижение антиоксидантных ферментов супероксиддисмутазы с 5475,0±202,1 Ед/г Hb до 3711,1±174,8 Ед/г Hb (p˂0,001) и каталазы с 46,9±2,82 ммоль H2O2/мин/г Hb до 28,4±1,21 ммоль H2O2/мин/г Hb (p˂0,001) на фоне достоверного уменьшения малонового диальдегида в крови у животных 3 группы с 14,6±0,80 мкмоль/л до 6,99±0,17 мкмоль/л (p˂0,001).

Уменьшение этих показателей свидетельствует о том что, коэнзим Q10 подхватывает свободные радикалы и реактивные соединения кислорода внутри митохондрий.

Рисунок 2. Показатели ПОЛ и АОА в сыворотке крови у контрольных (интактных) старых крыс в условиях низкогорья и после 3-дневной адаптации в условиях высокогорья, с последующим введением коэнзима Q10. * - p ˂0,05 при сравнении 1 группы с 2,и 2 группы с 3

• ■    МДА

• ■    СОД

• ■    Каталаза

Выводы

Таким образом, исследования липидного обмена в крови у старых крыс в условиях краткосрочной адаптации в горах показало повышение уровня общего холестерина, триглицеридов и ЛПНП, а уровень ЛПВП понизилось, что свидетельствует о нарушении липидного обмена.

Также из за окислительного стресса в условиях высокогорья в крови у животных было повышена уровень малонового диальдегида, супероксиддисмутазы и каталазы.

Пероральное введение коэнзима Q10 в дозе 30 мг\кг массы тела 1 раз в сутки в течение 30 дней старым крысам приводило к снижению уровня общего холестерина, ЛПНП, триглицеридов и повышению уровня ЛПВП, благодаря тому что, коэнзим Q10 защищает плазматическую мембрану клетки от перекисного окисления липидов, предотвращая окислительные модификации липидов [8], что приводит к снижению риска развития ишемической болезни сердца, инфаркта и инсульта .