Обмен сфинголипидов в гиппокампе и когнитивная дисфункция у алкоголизированных крыс: коррекция с помощью алиментарных жирных кислот ряда n-3
В работе изучали влияние длительного (в течение 60 дней) потребления двух–четырехмесячными крысами 15 %-ного раствора этанола на обмен сфинголипидов в гиппокампе и когнитивные функции у таких животных. Установлено, что хроническое действие этанола приводило к снижению содержания вновь синтезированно...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Нейрофизиология |
|---|---|
| Дата: | 2010 |
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України
2010
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/68345 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Обмен сфинголипидов в гиппокампе и когнитивная дисфункция у алкоголизированных крыс: коррекция с помощью алиментарных жирных кислот ряда n-3 / Н.А. Бабенко, Я А. Семенова // Нейрофизиология. — 2010. — Т. 42, № 3. — С. 206-212. — Бібліогр.: 37 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859469115331182592 |
|---|---|
| author | Бабенко, Н.А. Семенова, Я.А. |
| author_facet | Бабенко, Н.А. Семенова, Я.А. |
| citation_txt | Обмен сфинголипидов в гиппокампе и когнитивная дисфункция у алкоголизированных крыс: коррекция с помощью алиментарных жирных кислот ряда n-3 / Н.А. Бабенко, Я А. Семенова // Нейрофизиология. — 2010. — Т. 42, № 3. — С. 206-212. — Бібліогр.: 37 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Нейрофизиология |
| description | В работе изучали влияние длительного (в течение 60 дней) потребления двух–четырехмесячными крысами 15 %-ного раствора этанола на обмен сфинголипидов в гиппокампе и когнитивные функции у таких животных. Установлено, что хроническое действие этанола приводило к снижению содержания вновь синтезированного сфингомиелина и увеличению уровня церамида и отношения церамид/сфингомиелин в гиппокампе; это сопровождалось значительным ухудшением условнорефлекторной деятельности крыс (тестирование рефлекса активного избегания в челночной камере). Введение в рацион животных, которые потребляли этанол, рыбьего жира, содержащего в себе значительное количество жирных кислот ряда n-3, в существенной степени препятствовало развитию нарушений обмена сфинголипидов и когнитивной функции.
У роботі вивчали вплив тривалого (протягом 60 днів) споживання дво–чотиримісячними щурятами 15 %-вого розчину етанолу на обмін сфінголіпідів у гіпокампі та когнітивні функції у таких тварин. Встановлено, що хронічна дія етанолу призводила до зниження вмісту новосинтезованого сфінгомієліну та збільшення рівня цераміду і співвідношення церамід/сфінгомієлін у гіпокампі; це супроводжувалося значним погіршенням умовнорефлекторної діяльності щурів (тестування рефлексу активного уникання в човниковій камері). Уведення в раціон тварин, що споживали етанол, риб’ячого жиру, який вміщує значну кількість жирних кислот ряду n-3, в істотній мірі перешкоджало розвитку порушень обміну сфінголіпідів і когнітивних функцій.
|
| first_indexed | 2025-11-24T08:08:52Z |
| format | Article |
| fulltext |
НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ / NEUROPHYSIOLOGY.—2010.—T. 42, № 3206
УДК 577.115.3:612.66:591.139
Н. А. БАБЕНКО1, Я. А. СЕМЕНОВА1
ОБМЕН СФИНГОЛИПИДОВ В ГИППОКАМПЕ И КОГНИТИВНАЯ
ДИСФУНКЦИЯ У АЛКОГОЛИЗИРОВАННЫХ КРЫС: КОРРЕКЦИЯ
С ПОМОЩЬЮ АЛИМЕНТАРНЫХ ЖИРНЫХ КИСЛОТ РЯДА n-3
Поступила 28.11.09
В работе изучали влияние длительного (в течение 60 дней) потребления двух–
четырехмесячными крысами 15 %-ного раствора этанола на обмен сфинголипидов в
гиппокампе и когнитивные функции у таких животных. Установлено, что хроническое
действие этанола приводило к снижению содержания вновь синтезированного сфинго-
миелина и увеличению уровня церамида и отношения церамид/сфингомиелин в гиппо-
кампе; это сопровождалось значительным ухудшением условнорефлекторной деятель-
ности крыс (тестирование рефлекса активного избегания в челночной камере). Введе-
ние в рацион животных, которые потребляли этанол, рыбьего жира, содержащего в себе
значительное количество жирных кислот ряда n-3, в существенной степени препятство-
вало развитию нарушений обмена сфинголипидов и когнитивной функции.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: этанол, алкоголизация, жирные кислоты ряда n-3, гиппо-
камп, сфингомиелин, церамид, когнитивные функции.
1 НИИ биологии Харьковского национального университета
им. В. Н. Каразина, Харьков (Украина).
Эл. почта: babenko@univer.kharkov.ua (Н. А. Бабенко);
yaroslava2611@yandex.ru (Я. А. Семенова).
ВВЕДЕНИЕ
Сфинголипиды представляют собой важнейший
класс биоактивных молекул. Они играют существен-
ную структурную роль, а также участвуют в регу-
ляции текучести клеточных мембран и формирова-
нии субдоменной структуры их липидного би слоя
[1]. Биологически активные сфинголипиды – цер-
амид, глюкозилцерамид (ГЛЦ), сфингозин (СФЗ),
СФЗ-1-фосфат – являются эффекторными молеку-
лами, участвуя в индукции и регуляции апоптоза,
пролиферации клеток и их миграции, а также влияя
на процессы воспаления. Содержание церамидов
в различных клетках резко увеличивается в усло-
виях оксидативного стресса, развивающегося под
действием различных токсических веществ, в част-
ности этанола. Это предшествует развитию воспа-
лительных реакций и гибели клеток в ряде тканей.
Показано, что этанол при длительном воздействии
индуцирует развитие нейродегенеративных про-
цессов в мозгу мышей и крыс [2, 3] и апоптоти-
ческие изменения нервных клеток и астроцитов
у человека [4, 5]. Гибели клеток в этих условиях
предшествуют активация этанолом сфингомиели-
наз, накопление церамида и активация ряда сиг-
нальных путей (ERK, p38), вовлеченных в реали-
зацию программы апоптоза. Длительное введение
в организм молодых крыс этанола сопровождается
существенным увеличением в коре мозга количе-
ственного соотношения проапоптозный липид (цер-
амид) – пропролиферативный сфинголипид (ГЛЦ)
и вызывает выраженное нарушение когнитивных
функций [6]. До определенной стадии индуциро-
ванные этанолом нарушения обмена сфинголипи-
дов в мозгу и условнорефлекторной деятельности
у крыс остаются обратимыми. Введение алкоголи-
зированным крысам кверцетина в заметной степе-
ни нормализует синтез сфингомиелина (СФМ) и
ГЛЦ в коре головного мозга и (параллельно) ког-
нитивные функции. Полагают, что нейропротек-
торное действие упомянутого препарата связано с
его антиоксидантными свойствами и опосредуется
увеличением уровня эндогенного ингибитора ней-
тральной сфингомиелиназы мозга – восстановлен-
ного глутатиона [7].
В ряде исследований была продемонстрировала
нейропротекторная роль полиненасыщенных жир-
НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ / NEUROPHYSIOLOGY.—2010.—T. 42, № 3 207
ОБМЕН СФИНГОЛИПИДОВ В ГИППОКАМПЕ И КОГНИТИВНАЯ ДИСФУНКЦИЯ
ных кислот (ПНЖК) ряда n-3 [8–10]. Докозагек-
саеновая кислота (ДГК) и ее метаболиты (докоза-
триены, резолвины и протектины) предотвращают
апоптоз нейронов головного мозга и сетчатки, обу-
словленный оксидативным стрессом [11, 12]. ДГК
оказывает нейропротекторное действие прежде
всего на нейронные системы гиппокампа и коры,
в заметной мере предотвращая вызванную этано-
лом нейродегенерацию [13]. Введение в пищевой
рацион людей с сердечно-сосудистыми заболева-
ниями (в частности, перенесших инфаркт миокар-
да) и экспериментальных животных ПНЖК ряда
n-3, содержащихся в рыбьем жире, или же ДГК со-
провождается снижением уровней индуктора апо-
птоза (церамида) в плазме крови и Т-лимфоцитах
[14, 15]. ДГК, усиливая превращение церамида в
глюкозилцерамид, снижает повышенный в резуль-
тате действия N-ацетилсфингозина (С2-церамида)
уровень эндогенных церамидов в нейронах фото-
рецепторов сетчатки и предотвращает гибель этих
клеток [16].
ПНЖК ряда n-3 являются агентами, необходи-
мыми для нормального развития головного мозга,
поддержания процессов нейропластичности, адек-
ватного протекания процессов обучения и памяти
[17–19]. Под действием ДГК увеличивается теку-
честь синаптических мембран, что облегчает про-
цесс нейропередачи. Эта жирная кислота влияет на
экспрессию генов и процессы сигнальной транс-
дукции в нейронах. Полагают, что ПНЖК ряда n-3
обеспечивают нейропротекторное действие при
травматическом и ишемическом повреждениях моз-
га и в условиях алкогольной интоксикации. Данные
нейропротекторные эффекты опосредуются стиму-
ляцией экспрессии антиоксидантных ферментов
(каталазы, глутатионпероксидазы и супероксид-
дисмутазы), усилением продукции нейротрофиче-
ского фактора [20], ингибированием фосфолипазы
А2 (ФЛА2) и усилением продукции провоспали-
тельных цитокинов [20, 21].
Цитокины реализуют свое действие на клетки,
активируя сфингомиелиновый цикл и увеличивая в
клетках уровень церамида. Последний, в свою оче-
редь, активирует ФЛА2. ПНЖК же ряда n-3 подав-
ляют усиленную под действием этанола продукцию
цитокинов и активацию ФЛА2 в клетках мозга. С
учетом этого в настоящей работе мы изучали воз-
действие алиментарных ПНЖК ряда n-3, содержа-
щихся в рыбьем жире, на обмен сфинголипидов в
гиппокампе алкоголизированных крыс и когнитив-
ные функции у данных животных.
МЕТОДИКА
Опыты были проведены с соблюдением междуна-
родных принципов Европейской конвенции о за-
щите позвоночных животных, которые использу-
ются для экспериментов и других научных целей
(Страсбург, 1985), и национальных общих эти-
ческих принципов экспериментов на животных
(Киев, 2001). Использовали двухмесячных крыс-
самцов линии Вистар массой 110–120 г. Контроль-
ные крысы (n = 12) вплоть до четырехмесячного
возраста содержались на стандартном рационе ви-
вария (количество белков по калорийности 12, жи-
ров – 14 и углеводов – 74 %). Крысы эксперимен-
тальной группы (n = 12) в течение этих же 60 дней
потребляли с питьевой водой этанол (15 %); шесть
животных указанной группы дополнительно полу-
чали в течение 53 дней рыбий жир. Рацион данной
группы по калорийности включал в себя 9 % бел-
ков, 32 % жиров и 59 % углеводов; общая калорий-
ность использованной диеты превышала таковую в
контрольной группе животных на 17 %. В экспе-
римент были предварительно отобраны животные,
предпочитающие раствор этанола в чистой питье-
вой воде.
Содержание липидов в ткани гиппокампа. Жи-
вотных умерщвляли после наркотизации диэтило-
вым эфиром. Мозг быстро извлекали, область гип-
покампа выделяли на холоде (охлаждение льдом).
Образцы ткани гиппокампа инкубировали в бу-
фере Кребса–Хензеляйта (pH 7.5) в присутствии
14CH3COONa (10 мкКи/мл) в течение 90 мин. Экс-
тракцию липидов из гомогената ткани гиппокампа
проводили по методу Блая и Дайера [22]. Экстрак-
ты липидов, предназначенные для анализа сфин-
голипидов, выпаривали в вакууме и инкубирова-
ли 60 мин при 37 °C в среде хлороформ – метанол
(объемное соотношение – OC – 1:1), к которой до-
бавляли KOH (0.1 М) для обеспечения гидролиза
ацилглицеролов [23]. Липиды вновь экстрагировали
и разделяли на классы (СФМ, церамид, ГЛЦ и СФЗ)
с использованием тонкослойной хроматографии на
коммерческих пластинках Sorbfil («Сорбполимер»,
РФ) в системе растворителей хлороформ – этил-
ацетат – изопропиловый спирт – метанол –
0.25 % KCl (ОС 25:25:25:10:9). Пятна СФМ, ГЛЦ
и церамида на хроматограммах проявляли в парах
йода. Пятна СФЗ проявляли путем обработки хро-
матограмм 3%-ным раствором нингидрина в насы-
щенном водой бутаноле и идентифицировали пу-
тем сравнения со стандартами. Радиоактивность
НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ / NEUROPHYSIOLOGY.—2010.—T. 42, № 3208
Н. А. БАБЕНКО, Я. А. СЕМЕНОВА
меченых липидов измеряли в сцинтилляционной
жидкости с помощью счетчика радиоактивности
БЕТА. Содержание общего белка определяли по
методу Лоури [24].
Поведенческие характеристики эксперимен-
тальных животных. Условный рефлекс активно-
го избегания (УРАИ) болевого раздражения выра-
батывали в челночной камере с двумя отделениями
и электрифицированным полом. Условным стиму-
лом было включение электрической лампы (30 Вт);
его предъявляли за 5 с до нанесения безусловно-
го электроболевого раздражения конечностей (ток
0.8–1 мА, подаваемый через электродный пол по-
очередно то в одном, то в другом отделении). Как
условнорефлекторные феномены рассматривали
вызванные включением света переходы животного
из одного отделения камеры в другое, если латент-
ный период (ЛП) такой локомоторной реакции со-
ставлял менее 5 с.
Ежедневный сеанс обучения для каждого живот-
ного включал в себя 30 предъявлений условного
сигнала с рандомизированными интервалами от 30
до 90 с. Обучение продолжалось до такого уровня
воспроизведения УРАИ, когда животное выполня-
ло девять условнорефлекторных переходов в ответ
на 10 предъявлений условного сигнала. Ежеднев-
но регистрировали количество условнорефлектор-
ных реакций избегания и безусловных реакций из-
бавления в пределах сеанса обучения, измеряли
задержки выполнения этих рефлексов (с), а также
оценивали общую продолжительность обучения до
достижения выбранного критерия воспроизведе-
ния [25].
Эффекты потребления этанола и диеты с повы-
шенным содержанием рыбьего жира в отношении
содержания сфинголипидов в ткани гиппокампа
оценивали с использованием дисперсионного ана-
лиза и критерия Ньюмена – Кейлса; при оценке
выработки УРАИ в челночной камере применяли
непараметрический критерий Краскелла – Уолли-
са. Критическое значение вероятности нулевой ги-
потезы принималось равным 5 %. Анализ данных
производился с помощью пакета программ «STA-
TISTICA 6.0».
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
В исследованиях на целых организмах развиваю-
щихся крыс и мышей [2, 3], культурах срезов гип-
покампа и коры головного мозга [13], а также на
культурах нейронов [4] и астроцитов [5] было
установлено, что этанол индуцирует интенсивный
апоптоз и нейродегенеративные изменения. Гибели
клеток, вызванной хроническим действием этано-
ла, предшествует накопление известного индукто-
ра апоптоза – церамида [4, 5].
Результаты наших экспериментов показали, что
длительное потребление этанола молодыми крыса-
ми сопровождается увеличением содержания вновь
синтезированного церамида в гиппокампе (табл. 1).
Основной источник церамида в клетках – СФМ.
Активация кислой и нейтральной сфингомиелиназ
под действием этанола является важной причиной
накопления церамида в клетках нервной системы
[5] и печени [26]. В наших опытах было обнаруже-
но, что увеличение уровня меченого [14C]церами-
да происходит на фоне снижения содержания суб-
страта сфингомиелиназ – [14C]СФМ. Соотношение
[14C]церамид/[14C]СФМ в гиппокампе алкоголизи-
рованных крыс по сравнению с таковым у контроль-
ных животных повышалось (табл. 1). Полученные
Т а б л и ц а 1. Влияние пищевого рациона, обогащенного жирными кислотами ряда n-3, на синтез сфинголипидов и
отношение церамид/сфингомиелин (СФМ) в гиппокампе алкоголизированных крыс
Т а б л и ц я 1. Вплив харчового раціону, збагаченого жирними кислотами ряду n-3, на синтез сфінголіпідів та відношення
церамід/сфінгомієлін (СФМ) у гіпокампі алкоголізованих щурів
Условия эксперимента СФМ Церамид Церамид/СФМ
Контроль 33.70 ± 2.11 21.19 ± 0.98 0.71 ± 0.08
Этанол 21.51 ± 2.54* 26.95 ± 2.74* 1.28 ± 0.12*
Этанол+рыбий жир 28.30 ± 1.53+ 20.24 ± 1.25+ 0.74 ± 0.06+
П р и м е ч а н и я. Приведены нормированные значения (%) количеств СФМ и церамидов (за 100 % принято общее содержание
сфинголипидов). Звездочками отмечены случаи достоверных (P < 0.05) различий при сравнении с группой контрольных,
крестиками – с группой алкоголизированных крыс.
НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ / NEUROPHYSIOLOGY.—2010.—T. 42, № 3 209
ОБМЕН СФИНГОЛИПИДОВ В ГИППОКАМПЕ И КОГНИТИВНАЯ ДИСФУНКЦИЯ
данные, видимо, следует интерпретировать как
свидетельство активации сфингомиелиназ и дегра-
дации СФМ в гиппокампе под влиянием длитель-
ного потребления животными этанола. Было пока-
зано, что введение этанола в культуральную среду
для нейронов крыс линии CGN, а также клеток ней-
робластомы человека и мыши (SK-N-SH, Neuro2a)
вызывает накопление церамида и инициирует це-
рамидиндуцированную гибель клеток за счет пода-
вления превращения сфинголипида в ГЛЦ [4]. Сни-
жение содержания вновь синтезированного ГЛЦ и
повышение соотношения церамид/ГЛЦ выявлялись
в коре головного мозга крыс, длительное время по-
треблявших этанол [6].
Содержание в гиппокампе алкоголизирован-
ных крыс [14C]ГЛЦ и продукта деградации церами-
да ([14C]СФЗ), однако, не отличалось достоверно
от такового у контрольных животных. Так, сред-
ние значения уровней радиоактивности, отражаю-
щие содержание ГЛЦ в гиппокампе контрольных и
опытных животных, составляли 436 ± 34 и 355 ±
± 41.5 имп/мин на 1 мг белка соответственно. Со-
держание СФЗ в гиппокампе контрольных и опыт-
ных крыс составляло 412 ± 33 и 496 ± 40 имп/мин
на 1 мг белка соответственно.
В экспериментах на животных было установле-
но, что длительное потребление этанола, приводя-
щее к гибели нейронов гиппокампа, обусловливает
снижение подвижности нервных процессов, усиле-
ние процессов торможения, подавление двигатель-
ной условнорефлекторной активности и снижение
способности к обучению [27, 28]. Результаты те-
стирования условнорефлекторной деятельности,
проведенного в настоящей работе, показали, что
межгрупповые различия спонтанной моторной ак-
тивности исследуемых четырехмесячных крыс в
период их адаптации к обстановке челночной ка-
меры не достигали уровня значимости. Среднее
количество спонтанных переходов из отсека в от-
сек в пределах пятиминутного периода наблюде-
ния составляло 8.67 ± 1.12, 9.0 ± 1.65 и 13.13 ± 2.66
в контрольной группе животных и у крыс, потре-
блявших этанол или этанол и рыбий жир соответ-
ственно.
Когнитивные функции животных, хронически
потреблявших алкоголь, явно снижались по срав-
нению с таковыми в контроле. Так, число сочета-
ний раздражений, необходимое для достижения
критерия воспроизводимости УРАИ в группе крыс,
получавших этанол, было значительно выше, чем в
контрольной группе (табл. 2). Число актов актив-
ных избеганий в челночной камере в группе крыс,
получавших этанол, в первый день эксперимента
снижалось по сравнению с соответствующим по-
казателем у контрольных крыс (см. рисунок, А).
На третий день эксперимента по выработке УРАИ
ЛП реакции избегания у алкоголизированных крыс
были значительно большими, чем в контрольной
группе (см. рисунок, Б).
Таким образом, мы установили, что потребление
этанола в выбранной дозе заметно нарушает мета-
болизм сфинголипидов в гиппокампе четырехме-
сячных крыс, вызывая изменения липидного обме-
на, сходные с возрастными. Происходит снижение
уровня СФМ в упомянутой структуре ЦНС на фоне
повышения уровня церамида [29–31]. Алкоголь ин-
дуцирует метаболические преобразования сфинго-
липидов, особо важных для обеспечения адекват-
ности структуры и функции нервной ткани. Это
может являться одной из основных причин нару-
шения условнорефлекторной деятельности у алко-
голизированных животных.
Т а б л и ц а 2. Влияние пищевого рациона, обогащенного жирными кислотами ряда n-3, на когнитивные функции
алкоголизированных крыс
Т а б л и ц я 2. Вплив харчового раціону, збагаченого жирними кислотами ряду n-3, на когнітивні функції алкоголізованих
щурів
Число предъявлений условных и безусловных
раздражителей Контроль Этанол Этанол +
+ рыбий жир
До появления первого условного рефлекса
активного избегания (УРАИ) 20.78 ± 5.55 25.0 ± 5.75 7.86 ± 3.7+
До достижения критерия воспроизводимости
УРАИ 83.56 ± 9.29 124.29 ± 15.9* 67.71 ± 15.4+
П р и м е ч а н и е. Обозначения те же, что и в табл. 1.
НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ / NEUROPHYSIOLOGY.—2010.—T. 42, № 3210
Н. А. БАБЕНКО, Я. А. СЕМЕНОВА
Учитывая то, что усиленное поступление в орга-
низм ПНЖК ряда n-3 положительно воздействует
на процессы нейротрансмиссии и продукцию цито-
кинов, усиливает экспрессию нейротрофического
фактора мозга, повышает в целом функциональную
активность нейронов и их сетей и защищает мозг
при различных стрессорных воздействиях, мы по-
святили следующую серию экспериментов изуче-
нию возможности коррекции негативного действия
этанола на обмен сфинголипидов и когнитивные
функции крыс путем добавления в рацион рыбье-
го жира, содержащего в себе значительные количе-
ства этих кислот.
При совместном потреблении эксперименталь-
ными животными этанола и рыбьего жира, явля-
ющегося источником ДГК и эйкозапентаеновой
кислоты (ЭПК), содержание изученных сфинго-
липидов в гиппокампе почти не отличалось от та-
кового у контрольных животных (табл. 1). В гип-
покампе крыс, получавших дополнительно рыбий
жир, содержание вновь синтезированного церами-
да, увеличенное под действием этанола, оказалось
более низким, чем у алкоголизированных живот-
ных. В то же время уровень СФМ в гиппокампе ал-
коголизированных крыс, у которых рацион вклю-
чал в себя рыбий жир, было более высоким, чем
у контрольных животных. Отношение [14C]цера-
мид/[14C]СФМ в гиппокампе алкоголизированных
крыс, которые содержались на диете, обогащенной
рыбьим жиром, практически соответствовало та-
ковому у контрольных крыс и было заметно более
низким, чем аналогичное отношение в гиппокам-
пе животных, потреблявших этанол, но не получав-
ших жир (табл. 1). Приведенные данные свидетель-
ствуют о том, что наличие рыбьего жира в пищевом
рационе нормализует обмен сфинголипидов в гип-
покампе алкоголизированных крыс. По-видимому,
это происходит прежде всего за счет подавления
активности сфингомиелиназ.
Параллельно с коррекционными изменениями
обмена сфинголипидов в гиппокампе упомянутых
крыс под действием потребления рыбьего жира
происходила определенная нормализация услов-
норефлекторной деятельности данных животных.
Количества последовательных сочетаний раздра-
жений до появления первой УРАИ и до достиже-
ния выбранного критерия воспроизводимости та-
кой реакции в группе крыс, получавших этанол и
рыбий жир, было значительно более низким, чем
аналогичные показатели в группе животных, полу-
чавших только этанол (табл. 2). Число активных из-
беганий в челночной камере в группе, получавшей
этанол на фоне обогащенной рыбьим жиром диеты,
в первый и второй дни эксперимента значительно
превышало соответствующие значения у алкоголи-
зированных животных (см. рисунок, А). На третий
день эксперимента по выработке УРАИ у живот-
ных, потреблявших рыбий жир, отмечались значи-
тельно меньшие ЛП реакции избегания по сравне-
нию с таковыми в алкоголизированной группе (см.
рисунок, Б).
Известно, что под влиянием этанола содержание
в мозгу, печени и сыворотке крови провоспалитель-
ных цитокинов (фактора некроза опухоли альфа –
ФНОα), интерлейкина-1 бета (ИЛ-1β)) увеличива-
0
10
20
30
0
1
2
3
4
5
Влияние пищевого рациона, обогащенного жирными кислотами
ряда n-3, на число активных избеганий (А) и латентные периоды
(с) реакции избегания (Б) у четырехмесячных крыс.
Данные представлены в виде средних значений ± ошибка
среднего (M ± s.e.m.). Белые, заштрихованные и черные
столбцы – показатели для контрольной и алкоголизированной
групп, а также группы крыс, получавшей, кроме этанола, рыбий
жир, соответственно. По оси абсцисс – дни тестирования; по
оси ординат – число активных избеганий в пределах интервала
наблюдения (А) и длительность латентного периода (Б), с.
Звездочками отмечены случаи статистически значимых различий
при сравнении крыс контрольной и алкоголизированной
групп, крестиками – случаи статистически значимых различий
при сравнении крыс алкоголизированной группы и группы,
получавшей, кроме этанола, рыбий жир (Р = 0.032).
Вплив харчового раціону, збагаченого жирними кислотами
ряду n-3, на кількість активних уникань (А) та латентні періоди
реакції уникання (Б) у чотиримісячних щурів.
1
с
2 3 дни
*
*
+
+
+
А
Б
НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ / NEUROPHYSIOLOGY.—2010.—T. 42, № 3 211
ОБМЕН СФИНГОЛИПИДОВ В ГИППОКАМПЕ И КОГНИТИВНАЯ ДИСФУНКЦИЯ
ется; это происходит не только при хроническом,
но и при однократном потреблении этанола [32].
Если в сыворотке крови и печени уровень цитоки-
нов нормализуется относительно быстро, то в мозгу
после прекращения потребления этанола он оста-
ется длительное время повышенным. На клетках
самых различных типов было показано, что ФНОα
и ИЛ-1β реализуют свое действие в значительной
степени посредством стимуляции сфингомиелино-
вого цикла и накопления церамида [33, 34]. Эта-
нол также снижает в клетках уровень глутатиона –
ингибитора нейтральной сфингомиелиназы [35]. С
учетом этого можно полагать, что в наших услови-
ях эксперимента индуцированные этанолом изме-
нения обмена сфинголипидов в гиппокампе были
опосредованы действием данного агента на продук-
цию цитокинов, окислительно-восстановительный
статус и активность сфингомиелиназы. Поскольку
нейропротекторное действие ДГК и ЭПК во мно-
гом зависит от стимуляции экспрессии антиокси-
дантных ферментов и подавления продукции про-
воспалительных цитокинов [21], установленная в
настоящей работе нормализация обмена сфинго-
липидов в гиппокампе алкоголизированных крыс
под действием ПНЖК рыбьего жира может проис-
ходить как за счет подавления активности сфинго-
миелиназ, так и в результате снижения продукции
индукторов данного фермента – цитокинов.
В заключение следует отметить, что в настоящей
работе впервые было продемонстрировано модули-
рующее действие ПНЖК ряда n-3, вводимых в со-
став пищевого рациона, на обмен сфинголипидов
в гиппокампе алкоголизированных крыс. Учитывая
то, что церамид индуцирует воспалительные явле-
ния и гибель клеток, его излишнее накопление в
гиппокампе в условиях хронического потребления
этанола представляется важным фактором, обу-
словливающим нарушения условнорефлекторной
деятельности крыс. Длительное содержание ал-
коголизированных экспериментальных животных
на диете, обогащенной рыбьим жиром, не только
нормализировало содержание важных компонен-
тов рафтов клеточных мембран – СФМ и церами-
да – в ткани гиппокампа, но и значительно улучша-
ло способности животных, потреблявших этанол, к
обучению. Учитывая важную роль нарушений ме-
таболизма церамидов в процессе нейродегенера-
ции и индукции когнитивной дисфункции [29, 36,
37], можно полагать, что ПНЖК ряда n-3, поступа-
ющие с пищевым рационом, способны в заметной
степени препятствовать нарушению функций гип-
покампа, в определенной мере нивелируя негатив-
ное действие этанола на обмен сфинголипидов.
Н. О. Бабенко1, Я. О. Семенова1
ОБМІН СФІНГОЛІПІДІВ У ГІПОКАМПІ ТА
КОГНІТИВНА ДИСФУНКЦІЯ В АЛКОГОЛІЗОВАНИХ
ЩУРІВ: КОРЕКЦІЯ ЗА ДОПОМОГОЮ АЛІМЕНТАРНИХ
ЖИРНИХ КИСЛОТ РЯДУ n-3
1 НДІ біології Харківського національного університету
ім. В. Н. Каразіна, Харків (Україна).
Р е з ю м е
У роботі вивчали вплив тривалого (протягом 60 днів) спо-
живання дво–чотиримісячними щурятами 15 %-вого розчи-
ну етанолу на обмін сфінголіпідів у гіпокампі та когнітивні
функції у таких тварин. Встановлено, що хронічна дія ета-
нолу призводила до зниження вмісту новосинтезованого
сфінгомієліну та збільшення рівня цераміду і співвідношен-
ня церамід/сфінгомієлін у гіпокампі; це супроводжувалося
значним погіршенням умовнорефлекторної діяльності щу-
рів (тестування рефлексу активного уникання в човниковій
камері). Уведення в раціон тварин, що споживали етанол,
риб’ячого жиру, який вміщує значну кількість жирних кис-
лот ряду n-3, в істотній мірі перешкоджало розвитку пору-
шень обміну сфінголіпідів і когнітивних функцій.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Y. A. Hannun and L. M. Obeid, “Principles of bioactive lipid 1.
signalling: lessons from sphingolipids,” Nat. Rev. Mol. Cell.
Biol., 9, No. 2, 139-150 (2008).
C. 2. Ikonomidou, P. Bittigau, M. J. Ishimaru, et al., “Ethanol-
induced apoptotic neurodegeneration and fetal alcohol
syndrome,” Science, 287, No. 5455, 1056-1060 (2000).
J. W. 3. Olney, T. Tenkova, K. Dikranian, et al., “Ethanol-induced
apoptotic neurodegeneration in the developing C57BL/6
mouse brain,” Brain Res. Dev. Brain Res., 133, No. 2, 115-
126 (2002).
M. Saito, M. Saito, T. B. Cooper, et al., “Ethanol-induced 4.
changes in the content of triglycerides, ceramides and
glucosylceramides in cultured neurons,” Alcohol. Clin. Exp.
Res., 29, No. 8, 1374-1383 (2005).
M. Pascual, S. L. Valles, J. Renau-Piqueras, et al., “Ceramide 5.
pathways modulate ethanol-induced cell death in astrocytes,”
J. Neurochem., 87, No. 6, 1535-1545 (2003).
Н. А. Бабенко, Е. Г. Шахова, “Коррекция кверцетином 6.
когнитивной функции и обмена сфинголипидов в коре
головного мозга крыс”, Експерим. клін. медицина, № 2, 62-
65 (2008).
C. S. 7. Patil, V. P. Singh, P. S. Satyanarayan, et al., “Protective
effect of flavonoids against aging- and lipopolysaccharide-
induced cognitive impairment in mice,” Pharmacology, 69,
No. 2, 59-67 (2003).
НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ / NEUROPHYSIOLOGY.—2010.—T. 42, № 3212
Н. А. БАБЕНКО, Я. А. СЕМЕНОВА
M. Okada, T. Amamoto, M. Tomonaga, et al., “The chronic 8.
administration of docosahexaenoic acid reduces the spatial
cognitive deficit following transient forebrain ischemia in
rats,” Neuroscience, 71, 17-25 (1996).
M. Martinez, E. Vazquez, M. T. Garcia-Silva, et al., 9.
“Therapeutic effects of docosahexaenoic acid ethyl ester in
patients with generalized peroxisomal disorders,” Am. J. Clin.
Nutr., 71, 376-385 (2000).
F. Calon, G. P Lim, F. Yang, et al., “Docosahexaenoic acid 10.
protects from dendritic pathology in an Alzheimer’s disease
mouse model,” Neuron, 43, 633-645 (2004).
A. J. 11. Sinclair, D. Begg, M. Mathai, et al., “Omega 3 fatty acids
and the brain: review of studies in depression,” Asia Pac. J.
Clin. Nutr., 16, Suppl. 1, 391-397 (2007).
P. M. Kidd, “Omega-3 DHA and EPA for cognition, behavior, 12.
and mood: clinical findings and structural-functional synergies
with cell membrane phospholipids,” Alt. Med. Rev., 12, No. 3,
207-227 (2007).
J. 13. Brown, N. Achille, E. J. Neafsey, et al., “Binge ethanol-
induced neurodegeneration in rat organotypic brain
slice cultures: effects of PLA2 inhibitor mepacrine and
docosahexaenoic acid (DHA),” Neurochem. Res., 34, No. 2,
260-267 (2009).
C. A. 14. Jolly, Y. H. Jiang, R. S. Chapkin, et al., “Dietary
(n-3) polyunsaturated fatty acids suppress murine
lymphoproliferation, interleukin-2 secretion, and the formation
of diacylglycerol and ceramide,” J. Nutr., 12, No. 1, 37-43
(1997).
M. 15. Lankinen, U. Schwab, A. Erkkila, et al., “Fatty fish intake
decreases lipids related to inflammation and insulin signaling-a
lipidomics approach,” PLoS One, 4, No. 4, e5258 (2009).
O. L. 16. German, G. E. Miranda, C. E. Abrahan, et al., “Ceramide
is a mediator of apoptosis in retina photoreceptors,” Invest.
Ophthalmol. Vision. Sci., 47, No. 4, 1658-1668 (2006).
S. Chalon, S. Delion-Vancassel, C. Belzung, et al., “Dietary 17.
fish oil affects monoaminergic transmission and behavior in
rats,” J. Nutr., 128, 2512-2519 (1998).
T. Moriguchi, R. S. Greiner, and N. Salem Jr., “Behavioral 18.
deficits associated with dietary induction of decreased brain
docosahexaenoic acid concentration,” J. Neurochem., 75,
2563-2573 (2000).
S. M. 19. Innis, “Dietary (n-3) fatty acids and brain development,”
J. Nutr., 137, No. 4, 855-859 (2007).
A. Wu, Z. Ying, and F. Gomez-Pinilla, “20. Dietary omega-3 fatty
acids normalize BDNF levels, reduce oxidative damage, and
counteract learning disability after traumatic brain injury in
rats,” J. Neurotrauma, 21, No. 10, 1457-1467 (2004).
R. M. Adibhatla and J. F. Hatcher, “21. Altered lipid metabolism
in brain injury and disorders,” Subcell. Biochem., 49, 241-268
(2008).
E. G. Bligh and W. J. Dyer, “A rapid method of total lipid 22.
extraction and purification,” Can. J. Biochem. Physiol., 37,
No. 8, 911-917 (1959).
C. J. Lauter and E. G. Trams, “On the isolation and 23.
characterization of gangliosides,” J. Lipid. Res., 3, 135-138
(1962).
O. N. Lowry, N. J. Rosebrough, A. L. Farr, et al., “Protein 24.
measurement with the folin phenol reagent,” J. Lipid. Res.,
193, 365-375 (1951).
Я. Буреш, О. Бурешова, П. Хьюстон, 25. Методики и основные
эксперименты по изучению мозга и поведения, Высш. шк.,
Москва (1991).
J. J. 26. Liu, J. Y. Wang, E. Hertervig, et al., “Activation of neutral
sphingomyelinase participates in ethanol-induced apoptosis in
Hep G2 cells,” Alcohol Alcohol., 35, 569–573 (2000).
Э. Н. Попова, В. Б. Полянский, К. А. Никольская и др., 27.
Мозг и алкоголь, Наука, Москва (1984).
N. V. 28. Lukoyanov, F. Brandгo, A. Cadete-Leite, et al., “Synaptic
reorganization in the hippocampal formation of alcohol-fed
rats may compensate for functional deficits related to neuronal
loss,” Alcohol, 20, No. 2, 139-148 (2000).
R. G. Cutler, J. Kelly, K. Storie, et al., “Involvement of oxidative 29.
stress-induced abnormalities in ceramide and cholesterol
metabolism in brain aging and Alzheimer’s disease,” Proc.
Natl. Acad. Sci. USA, 101, No. 7, 2070-2075 (2004).
N. Babenko and E. Shachova, “Effects of Chamomilla recutita 30.
flavonoids on age-related liver sphingolipid turnover in rats,”
Exp. Gerontol., 41, 32-39 (2005).
Л. Хассунех, Я. О. Семенова, О. А. Красільнікова та ін., 31.
“Вікові особливості вмісту сигнальних ліпідів у печінці та
мозку щурів”, Фізіол. журн., 52, № 6, 79-84 (2006).
L. Qin, J. He, R. N. Hanes, et al., “32. Increased systemic and
brain cytokine production and neuroinflammation by endotoxin
following ethanol treatment,” J. Neuroinflamm., 5, 10 (2008).
Y. Zhang and R. Kolesnick, “Signaling through the 33.
sphingomyelin pathway,” Endocrinology, 136, 4157-4160
(1995).
H. Kanety, R. Feinstein, M. Z. Papa, et al., “Tumor necrosis 34.
factor alpha-induced phosphorylation of insulin receptor
substrate-1 (IRS-1). Possible mechanism for suppression of
insulin-stimulated tyrosine phosphorylation of IRS-1,” J. Biol.
Chem., 270, 23780-23784 (1995).
G. Addolorato, A. Gasbarrini, S. Marcoccia, et al., “35. Prenatal
exposure to ethanol in rats: effects on liver energy level and
antioxidant status in mothers, fetuses, and newborns,” Alcohol,
14, No. 6, 569-573 (1997).
S. Patil, J. Melrose, and C. Chan, “Involvement of astroglial 36.
ceramide in palmitic acid-induced Alzheimer-like changes in
primary neurons,” Eur. J. Neurosci., 26, No. 8, 2131-2141
(2007).
L. Puglielli, B. C. Ellis, A. J. Saunders, et al., “Ceramide 37.
stabilizes beta-site amyloid precursor protein-cleaving enzyme
1 and promotes amyloid beta-peptide biogenesis,” J. Biol.
Chem., 278, No. 22, 19777-19783 (2003).
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-68345 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0028-2561 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-11-24T08:08:52Z |
| publishDate | 2010 |
| publisher | Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Бабенко, Н.А. Семенова, Я.А. 2014-09-21T15:20:55Z 2014-09-21T15:20:55Z 2010 Обмен сфинголипидов в гиппокампе и когнитивная дисфункция у алкоголизированных крыс: коррекция с помощью алиментарных жирных кислот ряда n-3 / Н.А. Бабенко, Я А. Семенова // Нейрофизиология. — 2010. — Т. 42, № 3. — С. 206-212. — Бібліогр.: 37 назв. — рос. 0028-2561 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/68345 577.115.3:612.66:591.139 В работе изучали влияние длительного (в течение 60 дней) потребления двух–четырехмесячными крысами 15 %-ного раствора этанола на обмен сфинголипидов в гиппокампе и когнитивные функции у таких животных. Установлено, что хроническое действие этанола приводило к снижению содержания вновь синтезированного сфингомиелина и увеличению уровня церамида и отношения церамид/сфингомиелин в гиппокампе; это сопровождалось значительным ухудшением условнорефлекторной деятельности крыс (тестирование рефлекса активного избегания в челночной камере). Введение в рацион животных, которые потребляли этанол, рыбьего жира, содержащего в себе значительное количество жирных кислот ряда n-3, в существенной степени препятствовало развитию нарушений обмена сфинголипидов и когнитивной функции. У роботі вивчали вплив тривалого (протягом 60 днів) споживання дво–чотиримісячними щурятами 15 %-вого розчину етанолу на обмін сфінголіпідів у гіпокампі та когнітивні функції у таких тварин. Встановлено, що хронічна дія етанолу призводила до зниження вмісту новосинтезованого сфінгомієліну та збільшення рівня цераміду і співвідношення церамід/сфінгомієлін у гіпокампі; це супроводжувалося значним погіршенням умовнорефлекторної діяльності щурів (тестування рефлексу активного уникання в човниковій камері). Уведення в раціон тварин, що споживали етанол, риб’ячого жиру, який вміщує значну кількість жирних кислот ряду n-3, в істотній мірі перешкоджало розвитку порушень обміну сфінголіпідів і когнітивних функцій. ru Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України Нейрофизиология Обмен сфинголипидов в гиппокампе и когнитивная дисфункция у алкоголизированных крыс: коррекция с помощью алиментарных жирных кислот ряда n-3 Обмін сфінголіпідів у гіпокампі та когнітивна дисфункція в алкоголізованих щурів: корекція за допомогою аліментарних жирних кислот ряду n-3 Article published earlier |
| spellingShingle | Обмен сфинголипидов в гиппокампе и когнитивная дисфункция у алкоголизированных крыс: коррекция с помощью алиментарных жирных кислот ряда n-3 Бабенко, Н.А. Семенова, Я.А. |
| title | Обмен сфинголипидов в гиппокампе и когнитивная дисфункция у алкоголизированных крыс: коррекция с помощью алиментарных жирных кислот ряда n-3 |
| title_alt | Обмін сфінголіпідів у гіпокампі та когнітивна дисфункція в алкоголізованих щурів: корекція за допомогою аліментарних жирних кислот ряду n-3 |
| title_full | Обмен сфинголипидов в гиппокампе и когнитивная дисфункция у алкоголизированных крыс: коррекция с помощью алиментарных жирных кислот ряда n-3 |
| title_fullStr | Обмен сфинголипидов в гиппокампе и когнитивная дисфункция у алкоголизированных крыс: коррекция с помощью алиментарных жирных кислот ряда n-3 |
| title_full_unstemmed | Обмен сфинголипидов в гиппокампе и когнитивная дисфункция у алкоголизированных крыс: коррекция с помощью алиментарных жирных кислот ряда n-3 |
| title_short | Обмен сфинголипидов в гиппокампе и когнитивная дисфункция у алкоголизированных крыс: коррекция с помощью алиментарных жирных кислот ряда n-3 |
| title_sort | обмен сфинголипидов в гиппокампе и когнитивная дисфункция у алкоголизированных крыс: коррекция с помощью алиментарных жирных кислот ряда n-3 |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/68345 |
| work_keys_str_mv | AT babenkona obmensfingolipidovvgippokampeikognitivnaâdisfunkciâualkogolizirovannyhkryskorrekciâspomoŝʹûalimentarnyhžirnyhkislotrâdan3 AT semenovaâa obmensfingolipidovvgippokampeikognitivnaâdisfunkciâualkogolizirovannyhkryskorrekciâspomoŝʹûalimentarnyhžirnyhkislotrâdan3 AT babenkona obmínsfíngolípídívugípokampítakognítivnadisfunkcíâvalkogolízovanihŝurívkorekcíâzadopomogoûalímentarnihžirnihkislotrâdun3 AT semenovaâa obmínsfíngolípídívugípokampítakognítivnadisfunkcíâvalkogolízovanihŝurívkorekcíâzadopomogoûalímentarnihžirnihkislotrâdun3 |