Сибирский Государственный Медицинский Университет, г. Томск
Кафедра нормальной физиологии
НИИ психического здоровья СО РАМН, г. Томск, Россия
Эта работа опубликована в сборнике статей по материалам 70-й Юбилейной итоговой научной студенческой конференции им. Н.И. Пирогова (г. Томск, 16-18 мая 2011 г.), под ред. В. В. Новицкого, Л. М. Огородовой. − Томск: Сибирский государственный медицинский университет, 2011. − 430 с.
Актуальность: исследования патогенеза шизофрении выявили необратимые изменения в работе центральной и периферической нервной системе, обнаружили нарушения в функционировании нейроэндокринной и иммунной систем, проявляющиеся, в том числе, нарушением гомеостаза организма, приводящего к активации окислительного стресса. Окислительный стресс сопровождается метаболическими изменениями, затрагивающими каскад окислительно-восстановительных реакций, которые реализуются посредством активации процессов свободнорадикального окисления и вносят дисбаланс в систему антиоксидантной защиты. В изученной литературе отсутствуют данные о зависимости степени выраженности клинических признаков шизофрении от величины окислительного стресса, не решен вопрос о первичности или вторичности активации окислительного стресса при шизофрении. В настоящее время одна из самых популярных гипотез этиологии и патогенеза шизофрении («Neurodevelopmental Hypothesis») объясняет многие биологические изменения, выявляемые при шизофрении. Содержание этой гипотезы связано с нарушением процессов апоптоза и его генетической регуляции как на ранних этапах формирования мозга, так и во взрослом организме. Нарушение процессов апоптоза при шизофрении выявлено не только на уровне нейронов, но и клеток периферической крови. Связь окислительного стресса с увеличением уровня апоптоза у больных шизофренией не изучена. Для выяснения этих и других механизмов патогенеза создана модель эндогенно индуцированного окислительного стресса на клетках нейробластомы здоровых лиц и больных шизофренией.
Цель: изучение изменений в антиоксидантной системе и оценка уровня апоптоза при экспериментальном окислительном стрессе в клетках нейробластомы и лимфоцитах человека.
Материалы и методы: на клетках нейробластомы изучалось воздействие индуцированного окислительного стресса. Индукция окислительного стресса проводилась гидропероксидом третичного бутила (ГПТБ) двух концентраций: 5 мкМ и 140 мкМ. Инкубация осуществлялась при 32° С в течение 4 часов в СО2 инкубаторе. Была изучена активность четырех ферментов: глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (Г-6-ФДГ), глутатионредуктазы (ГР), глутатионтрансферазы (ГТ) и каталазы. Единица ферментативной активности (U) соответствует количеству фермента, которое катализирует превращение 1 мкмоль субстрата в 1 мин при 25 C°. Уровень белков апоптоза Bcl-2 определяли в лизате клеток нейробластомы методом иммуноферментного анализа с использованием наборов Bcl-2 ELISA» (Bender MedSystems GmbH, Vienna, Austria).
Результаты: при концентрации ГПТБ 5 мкМ значительных отличий в изменении активности антиоксидантных ферментов в сравнении с контролем не отмечается. При действии же ГПТБ в концентрации 140 мкМ наблюдается достоверное увеличение активности антиоксидантных ферментов. Это свидетельствует об индукции окислительного стресса при концентрации ГПТБ 140 мкМ.
|
Таблица № 1.
Изменение активности антиоксидантных ферментов в клетках нейробластомы под воздействием ГПТБ
в концентрациях 5 мкМ и 140 мкМ.
|
| Ферменты |
Глюкозо-6-
фосфат-дегидрогеназа
U/мг
белка
|
Глутатион-редуктаза
U/мг белка
|
Глутатион-трансфераза
U/мг белка
|
Каталаза
мМ /мг белка·мин
|
| Контроль |
91,2 |
60,5 |
75,73 |
2,7 |
| 5 мкМ ГПТБ |
88,26 |
69,34 |
74,73 |
2,55 |
| 140 мкМ ГПТБ |
147,2 |
218,5 |
100,17 |
3,79 |
В клетках нейробластомы был изучен уровень белка Bcl-2, характеризующий состояние апоптоза в клетках. В клетках нейробластомы под действием токсической концентрации ГПТБ обнаружено двукратное снижение количества антиапоптотического белка Bcl-2. В контроле, составляющем интактные клетки и раствор Хэнкса, значение Bcl-2 составило 4,12±0,81, интактные клетки и 140мкМ ГПТБ (инкубация 4 часа) значение Bcl-2=2,25 ±0,42. В лимфоцитах человека прединкубация с ГПТБ концентрацией 140 мкМ также вызывает двукратное снижение количества Bcl-2. Это говорит в первую очередь о преобладании ведущей роли именно белка Bcl-2 в реализации пути апоптоза в условиях окислительного стресса и о сходных механизмах активации апоптоза при индуцированном окислительном стрессе в клетках нейробластомы и лимфоцитах. У больных шизофренией, несмотря на повышенный уровень окислительного стресса, активность ГР, ГТ и Г-6-ФДГ снижена в несколько раз.
Таким образом, экзогенно индуцированный окислительный стресс в клетках нейробластомы и эндогенно индуцированный окислительный стресс у больных шизофренией имеют разные механизмы реализации. Выяснение молекулярных механизмов полученных результатов требует дальнейших исследований.
|
