Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.

Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.

International neurological journal 4(26) 2009

Back to issue

Нарушения сфингомиелинового цикла в ткани головного мозга при экспериментальном ишемическом инсульте

Authors: Сагатов Д.Р., Ташкентская медицинская академия, Узбекистан

Categories: Neurology

print version


Summary

В статье приводятся результаты изучения параметров сфингомиелинового цикла в тканях головного мозга в динамике экспериментального ишемического инсульта. Обнаружено снижение суммарного количества фосфолипидов, что связано с уменьшением фракции фосфатидилхолина. Данные изменения сопровождались сохранением стационарного количества сфингомиелина и значительным снижением уровня цереброзидов. В 1-е сутки ишемического инсульта обнаружена активация нейтральной и кислой сфингомиелиназ с последующим ингибированием их активности.

Актуальность проблемы

Заболеваемость церебральным ишемическим инсультом (ИИ) растет, что определяет его социальную и медицинскую значимость. В результате ИИ наблюдаются высокая смертность и инвалидизация, ограниченные возможности восстановления нарушенных функций, трудоспособности.

Экспериментальными исследованиями показано, что клетки РС-12, предрасположенные к апоптозу в зависимости от гипоксии, подвержены апоптозу в связи с увеличением уровня церамидов. По мнению T. Yoshimoto [9], гипоксия, наблюдаемая при ишемическом инсульте, приводит к увеличению внутриклеточного содержания церамидов, что связано с активацией нейтральной Mg2+-зависимой сфингомиелиназы (СФМаза). В патогенезе ИИ важная роль принадлежит недостатку оксигенации тканей головного мозга [3, 5]. В связи с этим определенное клиническое значение приобретают исследования молекулярных механизмов развития недостаточности функционирования головного мозга и схемы патогенетически обоснованной терапии.

Вместе с этим установлена взаимосвязь фосфатидилхолина (ФХ) с обменом сфингомиелина (СФМ) и развитием апоптоза [8, 11]. В культуре клеток РK-22, выращенных без холина, ускорялся апоптоз. В клетках обнаружено снижение содержания ФХ и концентрации СФМ. Одновременно обнаружено увеличение уровня церамидов [8]. В сериях исследований с недостатком холина в питательной среде культивируемых клеток был введен ингибитор фермента caspase, в результате чего обнаружено восстановление уровня ФХ, СФМ, церамидов и диацилглицерола до нормального.

Целью настоящего исследования явилось изучение взаимосвязи обмена ФХ и сфингомиелинового цикла при экспериментальном ИИ в тканях головного мозга.

Материалы и методы исследования

Работа проведена на крысах-самцах весом 200–220 г, находящихся на стандартном рационе вивария. Модель нарушения мозгового кровообращения воспроизводилась путем временного клипирования правого ствола безымянной артерии. Затем клипсу устраняли и ушивали рану. Оперативное вмешательство проводили с применением эфирного наркоза [6]. Группу контроля составили животные, которые не подвергались никаким вмешательствам. Для исключения влияния суточных ритмов декапитацию животных проводили в одно и то же время суток (утром в 9–10 часов). Экстракцию липидов из ткани мозга проводили по методу Блайя — Дайера в модификации Кейтца [4]. Разделение фосфолипидов (ФЛ) проводили методом тонкослойной хроматографии на стеклянных пластинках размером 20 × 20 см с закрепленным слоем силикагеля (толщиной 250 мкм, средний размер частиц 2–25 мкм, диаметр пор 60 А0, Silufol, Чехия). Хромотографию ФЛ проводили в системе растворителей хлороформ : метанол : ледяная уксусная кислота : вода (25 : 15 : 4 : 2). Липидные пятна идентифицировали в йодной камере с нанесением «свидетелей» соответствующих фракций ФЛ. Исследования проведены на 1, 7 и 14-е сутки после операции. Ткань мозга крыс на участке ишемии была гомогенизирована в растворе KCl 0,125 М в термостатируемой комнате при температуре +2 °С. Для морфологического подтверждения ИИ кусочки мозга были фиксированы в 12% растворе формалина для исследования гистологическим светооптическим методом.

Результаты и обсуждение

При экспериментальном ИИ в тканях головного мозга в динамике наблюдалось снижение ФХ-фракции ФЛ на всем протяжении исследования, что связано с уменьшением суммарного количества ФЛ, наблюдаемым в 1-е сутки. В последующие сроки (7–14-е сутки) суммарное количество ФЛ возвращалось к исходному уровню. В 1-е сутки отмечалось и снижение суммарного количества СФМ. Синхронно отмечалось повышение активности нейтральной (на 34 %) и кислой (на 21,6 %) сфингомиелиназ относительно исходного уровня. В последующие сроки исследования отмечалось значительное снижение активности н-СФМазы и к-СФМазы, причем более выражено — ингибирование кислой фракции фермента. Вместе с этим отмечалось снижение суммарного количества цереброзидов при пересчете как на 1 г ткани, так на 1 мг галактозы ткани (табл. 1).

В патогенезе многих заболеваний ведущими механизмами являются высокая концентрация церамидов, нарушение регуляции и ингибирование их синтеза [11]. Путь короткой передачи информации жизненно важен в передаче сигналов внутри клетки, в которой церамиды и СФМ-цикл играют центральную роль. Поддержка и регуляция постоянного уровня церамидов имеет важное значение в предотвращении многих нейродегенеративных заболеваний, в том числе болезни Паркинсона и Альцгеймера [10]. Церамид, будучи продуктом реакции гидролиза СФМазы, является предвестником апоптоза для многих типов клеток, включая нейроциты. Множество внеклеточных агентов и активаторов фактора некроза опухоли приводит к активации СФМазы, которая воздействует на мембраны и образует церамид [11].

Ишемия, наблюдаемая при экспериментальном ИИ, сопровождается недостаточной поставкой кислорода, глюкозы и других метаболитов [2, 3]. Длительная ишемия приводит к смерти клеток [1]. По мнению ряда авторов [5], гипоксия или вынужденная (по причине ишемии) смерть клетки включает апоптоз. В работах J. Yang, L.K. Klaidman и H. Friberg [8, 11] показана связь накопления церамидов и активации Mg2+-зависимой СФМазы при стационарной активности кислой СФМазы. Отмеченные изменения совпадают с полученными нами в ранние сроки ИИ данными. Вероятным механизмом нейродегенеративных процессов, наблюдаемых при ИИ в тканях головного мозга, является недостаточность антиоксидантной системы [2, 3]. Активные формы кислорода образуются при митохондриальном окислении нормальных клеток [5, 7]. Супероксиддисмутаза преобразует супероксид в перекись водорода, далее расщепляемую каталазой. Реактивные формы кислорода активируют протеинкиназу В, а также повреждают ДНК и способствуют накоплению церамидов путем активации н-СФМазы [7, 8]. Накопление церамидов является фактором, приводящим к апоптозу и дегенеративным процессам в нейроцитах [5, 8].

Выводы

В тканях головного мозга при экспериментальном ИИ обнаружено снижение суммарного количества фосфолипидов, что связано с уменьшением фракции ФХ; отмечено достоверное повышение активности сфингомиелиназ тканей головного мозга на 1-е сутки эксперимента, с последующим значительным ее снижением в динамике экспериментального ИИ.

Во все сроки экспериментального ИИ в тканях головного мозга обнаружено значительное уменьшение цереброзидов при стационарном содержании СФМ.


Bibliography

1. Александров М.В., Носов А.В., Иванов М.Б. и др. Эффективность церебролизина в экспериментальной терапии геморрагического инсульта // IV Междунар. симпозиум «Церебролизин: фармакологические эффекты и место в клинической практике». — М., 2002. — С. 36-45.

2. Гуляева Н.В. Роль окислительного стресса в механизмах патогенеза нейродегенеративных заболеваний // V Всесоюзная конф. «Биоантиоксидант». — М., 1998. — С. 13.

3. Гусев Е.И., Скворцова В.И., Коваленко А.В. и др. Механизмы повреждения ткани мозга на фоне острой фокальной ишемии мозга // Журн. невропатологии и психиатрии им. Корсакова. — 1999. — Т. 99, № 2. — С. 65-70.

4. Кейтц М. Техника липидологии. Выделение, анализ и идентификация липидов. — М.: Мир, 1975. — 322 с.

5. Рейхерт А.И., Дурова М.В. Роль структурной и функциональной дезорганизации клеточных мембран в патогенезе мозговых инсультов // V Междунар. конф. «Биоантиоксидант». — М., 1998. — С. 244.

6. Янишевский С.Н., Одинак М.М., Вознюк И.А. Клиническая и морфологическая оценка эффективности препаратов с метаболической активностью при острой церебральной ишемии // Мат-лы науч.-практ. конф., посвященной 140-летию кафедры душевных и нервных болезней Военно-медицинской академии. — СПб., 2000. — С. 351.

7. Yang G., Chan P.H., Chen J., Carlson E. et al. Human copper-zinc superoxide dismutase transgenic mice are highly resistant to reperfusion injury after focal cerebral ischemia // Stroke. — 1999. — 25. — Р. 165-170.

8. Yang J., Klaidman L.K., Chang M.L., Kem S., Sugawara T., Chan P., Adams J.D. Nicotinamide therapy protects against both necrosis and apoptosis in a stroke model // Pharmacol. Biochem. Behav. — 2002. — 73. — Р. 901-910.

9. Yoshimoto T., Kristian T., Hu B., Ouyang H.-B., Siesjo B.K. NYX-059 maintains Akt activation and inhibits release of cytochrome С after focal cerebral ischemia // Brain Res. — 2002. — 947. — Р. 191-198.

10. Ruther E., Ritter R., Apecechea M. et al. Efficacy of peptidergic nootropic drag cerebrolysin in senile dementia of the Alzheimers disease // Pharmacopsychiat. — 1994. — Vol. 27. — Р. 32-40.

11. Friberg H., Wieloch T. Mitochondrial permeability transition in acute neurodegeneration // Biochimie. — 2002. — Vol. 84. — Р. 241-250.

Similar articles

Authors: Маджидова Е.Н., Сагатов Д.Р., Иноятова Ф.Х., Расулова Х.А., Ташкентская медицинская академия, Узбекистан
International neurological journal 2 (40) 2011
Date: 2011.04.19
Categories: Neurology
Authors: К.И. Бардахивская, В.Г. Николаев, Н.М. Гурина. Институт экспериментальной патологии, онкологии и радиобиологии им. Р.Е. Кавецкого НАН Украины, г. Киев
"News of medicine and pharmacy" 6(312) 2010
Date: 2010.08.05
Authors: Б.В. НОРЕЙКО, д.м.н., профессор, ДонНМУ им. М. Горького
"News of medicine and pharmacy" 11(247) 2008
Date: 2008.10.28
Categories: Phthisiatry
Sections: Specialist manual

Back to issue