МОЛЕКУЛЯРНАЯ БИОЛОГИЯ

УДК 661.732.9-611.81-599.323.4-616.379.608.64-771.74

Академик К. Г. Карагезян, А. Р. Едоян, Ш. С. Карян, Л. А. Едоян

Особенности нормализующего действия сочетанного применения
сверхмалых доз кальциевого преципитата двуспиральной РНК с
тиосульфатом натрия на метаболизм жирных кислот головного мозга
белых крыс с аллоксановым диабетом

(Представлено 11/VI 2003)

   Исследования последних лет [1-4] продемонстрировали особенности регуляторных мехaнизмов, ответственных за нормальное функционирование эндокринного аппарата поджелудочной железы с участием Ca2+ и принимающих непосредственное участие в оптимизации медиаторных и гормональных систем регуляции клеточной активности [5,6], обусловленной во многом мессенджерной функцией этих ионов и кальциевых каналов [7-9] как мембраностабилизирующих факторов первостепенной важности. Показана важная регуляторная роль сверхмалых доз [10] кальциевого преципитата дрожжевой низкомолекулярной двуспиральной РНК (Ca2+-дс-РНК). Нормализующая роль этого физиологически активного соединения продемонстрирована при различных болезненных состояниях организма, в частности при болезнях крови [11-14], а также при аллоксановом диабете (АД) [15].
   Целью настоящего сообщения явилось изучение особенностей физиологической активности сверхмалых доз Ca2+-дс-РНК при более ограниченных сроках применения (10 дней) в комбинации с определенными дозами тиосульфата натрия (ТСН). Согласно научной информации последних лет [16-18] это соединение обладает ярко выраженной антиоксидантной активностью при различных экстремальных и патологических состояниях организма.
   Как показали наши наблюдения, хотя изолированное действие Ca2+-дс-РНК на протяжении 10 дней и характеризуется ярко проявляющейся тенденцией к восстановлению исходных показателей состава жирных кислот (ЖК) в мозговой ткани аллоксандиабетических белых крыс, тем не менее полученные данные продолжают демонстрировать статистически достоверные расхождения по сравнению с контролем и полностью нивелируются лишь спустя 20 дней после его применения. Дальнейшие исследования велись в направлении изучения особенностей комбинированного одноразового введения в течение дня сверхмалых доз Ca2+-дс-РНК (10-12М) в сочетании с одновременной внутримышечной инъекцией 1 мл 10% раствора ТСН на протяжении 20 дней.
   Исследования проводили на 60 беспородных белых крысах-самцах массой 180-200 г. АД вырабатывали одноразовым внутримышечным введением аллоксана из расчета 15 мг/100 г массы тела. Животных декапитировали под легким эфирным наркозом на 10 день после введения аллоксана на фоне ярко выраженной и стойкой гипергликемии. Изолирование головного мозга, его очистку от оболочек и кровеносных сосудов, гомогенизирование, экстракцию ЖК проводили на холоду; их количественные колебания определяли на газовом хроматографе (Pay Uniкam, Англия).
   Как показали исследования (табл. 1), АД у белых крыс характеризуется развитием в мозговой ткани ярко выраженных расстройств изменением качественного состава и количественного содержания как насыщенных (НЖК) (пальмитиновой - С16:0, стеариновой - С18:0), так и ненасыщенных (ННЖК) (олеиновой - С18:1, линолевой - С18:2, линоленовой - С18:3, арахидоновой - С20:4) кислот. Это свидетельствует о глубоких структурных нарушениях фосфолипидного компонента мозговой ткани, развивающихся в результате максимально повышенной активности фосфолипазы А2, катализирующей, как известно, реакцию деацилирования ННЖК с освобождением их большого количества, что в значительной степени констатируется при АД. Основная масса ННЖК вовлекается в реакции свободнорадикального окисления с образованием высоких концентраций продуктов переокисления, обладающих ярко выраженной мембранотоксической, а в далеко зашедших случаях и мембранолитической активностью. На фоне описанных расстройств накопившиеся в мозговой ткани неэстерифицированные НЖК в свою очередь вовлекаются в реакции ацилирования с лизопроизводными различных ФЛ-глицеридов, преимущественно лизофосфатидилхолинами. В результате имеет место замена НЖК на ННЖК - С18:1, С18:2, С18:3 или С20:4 с образованием так называемых "патологических разновидностей" ФЛ-глицеридов, что в свою очередь вносит значительный разнобой в реакции клеточного метаболизма. Понижение в результате отмеченных сдвигов содержания свободных НЖК в мозговой ткани приводит к заметному уменьшению при АД коэффициента отношения суммы НЖК к сумме ННЖК. Описанные расстройства в известной степени корректируются при 10-дневном одноразовом (в течение дня) применении Са2+-дс-РНК, хотя и полученные результаты продолжают статистически достоверно отставать от контрольных (табл.1).

                                                                                                                                    Таблица 1

Особенности количественных изменений (в мг%) жирных кислот
в мозговой ткани белых крыс в контроле, при аллоксановом диабете и спустя
10 и 20 дней после применения Са2+-дс-РНК (10-12М ежедневно)

Показатель Контроль Диабет Са2+-дс-РНК Са2+-дс-РНК
10 дней 20 дней
Пальмитиновая С16:0 27.3±0.69 19.7±0.61x 23.4±0.59x 26.7±0.63
Стеариновая С18:0 39.1±0.67 31.9±0.59x 35.6±0.61x 37.8±0.66
Олеиновая С18:1 38.3±0.63 30.8±0.61x 34.9±0.60x 35.3±0.59xx
Линолевая С18:2 3.9±0.09 1.0±0.07x 2.1±0.09x 3.1±0.09xx
Линоленовая С18:3 6.4±0.23 3.9±0.21x 4.8±0.27x 5.6±0.21x
Арахидоновая С18:4 8.9±0.71 19.9±0.73x 13.6±0.69x 10.9±0.70xx
Сумма насыщенных 66.4±0.62 51.6±0.60 59.0±0.57 64.5±0.61
жирных кислот
С16:018:0 (А)
Сумма ненасыщен- 57.5±0.43 55.6±0.57 55.4±0.42 54.9±0.41
ных жирных кислот
C18:1+C18:2+
+C18:3+C20:4 (B)
Коэффициент A/B 66.4/57.5=1.15 51.6/55.6=0.93 59.0/55.4=1.06 64.5/54.9=1.17

                                Примечание: n=19; х-P < 0.001; xx-P < 0.01; без обозначений - данные статистически недостоверны.


   Примечательно, что изолированное 10-дневное применение ТСН в использованных концентрациях также не приводит к полному восстановлению исходных уровней в мозговой ткани животных с АД (табл. 2).

                                                                                                                                    Таблица 2

Особенности количественных изменений (в мг%) жирных кислот в мозговой
ткани белых крыс в контроле, при аллоксановом диабете и спустя 10 и 20
дней после применения тиосульфата натрия (1 мл 10% р-ра ежедневно)

Показатель Контроль Диабет Тиосульфат Тиосульфат
натрия натрия
10 дней 20 дней
Пальмитиновая С16:0 23.5±0.67 20.1±0.51x 21.8±0.42xx 23.1±0.61
Стеариновая С18:0 36.1±0.61 29.7±0.59x 32.0±0.60x 35.9±0.63
Олеиновая С18:1 35.9±0.69 31.6±0.63x 33.7±0.51xx 35.9±0.61
Линолевая С18:2 3.7±0.11 1.1±0.09x 2.9±0.13x 3.6±0.13xx
Линоленовая С18:3 5.3±0.21 3.7±0.16x 4.9±0.25x 5.1±0.19xx
Арахидоновая С18:4 8.1±0.81 17.9±0.83x 12.6±0.73xx 8.3±0.75
Сумма насыщенных 59.6±0.63 49.8±0.55x 53.8±0.53x 59.0±0.60
жирных кислот
С16:018:0(A)
Сумма ненасыщенных 53.0±0.48 54.3±0.41xx 54.1±0.53 52.2±0.46
жирных кислот
С18:118:2+С+18:3
20:4 (B)
Коэффициент A/B 59.6/53.0=1.12 49.8/54.3=0.92 53.8/54.1=0.99 59.0/52.2=1.13

                                Примечание: n=19; х - P < 0.001; хх - P < 0.01; без обозначений - данные статистически недостоверны.

   Применение же Са2+-дс-РНК в сочетании с указанными дозами ТСН при том же 10-дневном сроке сопровождается восстановлением исходных уровней ЖК различных категорий (табл.3).

                                                                                                                                        Таблица 3

Особенности количественных изменений (в мг%) жирных кислот в
мозговой ткани белых крыс в контроле, при аллоксановом диабете и спустя
10 и 20 дней после ежедневного одноразового комбинированного
применения Са2+-дс-РНК (10-12М) и тиосульфата натрия (1 мл 10% р-ра)

Показатель Контроль Диабет Са2+-дс-РНК+ Са2+-дс-РНК+
тиосульфат тиосульфат
натрия 10 дней натрия 20 дней
Пальмитиновая С16:0 25.7±0.55 20.3±0.51x 24.9±0.54 26.9±0.53
Стеариновая С18:0 37.3±0.59 30.1±0.55x 35.9±0.59 36.9±0.57
Олеиновая С18:1 36.6±0.61 30.1±0.59x 34.8±0.60 36.1±0.59
Линолевая С18:2 4.0±0.08 1.9±0.07x 3.5±0.09 3.8±0.09
Линоленовая С18:3 5.9±0.22 3.2±0.19x 5.3±0.20 5.7±0.27
Арахидоновая С18:4 8.7±0.63 17.4±0.61x 9.3±0.61 8.3±0.61
Сумма насыщенных 63.0±0.57 50.4±0.55 60.8±0.55 63.8±0.56
жирных кислот        
С16:018:0 (А)        
Сумма ненасыщенных 55.2±0.46 52.6±0.47 52.9±0.45 53.9±0.49
жирных кислот С18:1+
18:218:320:4 (В)
Коэффициент A/B 63.0/55.2=1.14 50.4/52.6=0.96 60.8/52.9=1.15 63.8/53.9=1.19

                        Примечание: n=19; х - P < 0.001; хх - P < 0.01; без обозначений - данные статистически недостоверны.

   Полученные результаты свидетельствуют о существовании важной синергической связи между эффектами двух испытанных нами физиологически активных соединений и служат основанием для интерпретации описанных феноменов с точки зрения участия указанных веществ в молекулярно-биологических преобразованиях систем регуляции клеточной активности. Они позволяют также рекомендовать разработанный нами метод комбинированной антиоксидантотерапии в условиях экспериментального АД для клинических испытаний.

   Институт молекулярной биологии НАН РА

Литература

   1. Kasahara K., Kikkawa U. - J. Biochem. Tokyo. 1995. V.117. P.648-653.
   2. Orellana A., Hidalgo P. C., Morales M. N. - Eur. J. Biochem. 1990. V.190. P.57-61.
   3. Majumdar S., Rossi M.W., Fujiki T. - J. Biol. Chem. 1991. V. 266. P. 9285-9294.
   4. Nesher M., Boneh A. - Biochem. Biophys. Acta. 1994. V.1221. P. 66-72.
   5. Osborne T. F. - Genes Dev. 2001. V. 15. P. 1873-1878.
   6. Osborne T. F. - J. Biol. Chem. 2000. V. 275. P. 32379-32382.
   7. Faergeman N. J., Knudsen J. - Biochem. J. 1997. V. 323. (part 1). P. 1-12.
   8. Wiernsperger N. F. - Diabete Metab. Paris. 1999. V.25. P.110-127.
   9. Kelley D. E., Goodpaster B. H. - Diabetes Care. 2001. V.24. P.933-941.
   10. Бурлакова Е. Б. - Рос. хим. журн. (Журн. Рос. хим. о-ва им. Д. И. Менделеева). 1999. Т. 43. N 5. С. 3-11.
   11. Магакян Ю. А., Каралова Е. М., Аброян Л. О., Захарян Р. А., Карапетян С. А. - Цитология. 1998. Т.40, N 4. С. 266-274.
   12. Аброян Л. О., Каралова Е. М., Карапетян С. А., Магакян Ю. А. - Биол. журн. Армении. 1998. Т.40, N 1-2. С.30-38.
   13. Aброян Л. О., Каралова Е. М., Захарян Р. А., Карапетян С. А., Магакян Ю. А. - Биол. журн. Армении. 1998. N 2. С.140-143.
   14. Аброян Л. О. Механизмы регуляции процесса восстановления эритрона при острой анемии у крыс и влияние на них Са2+-дс-РНК. Автореф. канд. дис. Ереван. 1999. 18 с.
   15. Карагезян К. Г., Едоян А. Р., Едоян Л. А., Овсепян Л. М. - ДНАН Армении. 2003. Т.103. N 3.
   16. Каралова Е. М., Акопян Л. А., Габриэлян Н. А., Канаян А. С., Магакян Ю. А. - Биол. журн. Армении. 1997. Т.50. N 1-2. С.41-45.
   17. Магакян Ю. А., Каралова Е. М., Акопян Л. А., Габриэлян Н. А., Канаян А. С. - Биол. журн. Армении. 1997. Т.50. N 1-2. С.46-52.
   18. Акопян Л. А. - Механизмы регуляции функционирования гепатоцитов и эндокринных панкреатитов крыс при остром панкреатите и влияние на них тиосульфата натрия. Автореф. канд. дис. Ереван. 1999. 20 с.