| Федеральное агенство по образованию ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ Тверской государственный университет Биологический факультет Специальность “биология” Кафедра биомедицины Дипломная работа Тема: ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ЛИПИДНОГО СОСТАВА ПЕЧЕНИ И МЫШЦ ЛЯГУШКИ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ УСЛОВИЙ ИНКУБАЦИИ ТКАНИ Выполнила студентка 5 курса Гусева Е. Н. Научный руководитель: асс.,к. б. н. М. Б. Белякова Допущено к защите "___"________2008г. Зав. кафедрой, проф. ____________ А. Я. Рыжов Тверь, 2008 |
Список сокращений, используемых в тексте:
АДФ – аденозиндифосфат,
АТФ – аденозинтрифосфат,
ДГ – диацилглицерины,
ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота,
ЖК – жирные кислоты,
КФ – креатинфосфат,
ЛП – липопротеиды,
ЛФ – лизофосфатиды,
ЛФЛ – лизофосфолипиды,
МГ – моноглицериды,
МТСХ – микротонкослойная хроматография,
NADH – восстановленный никотинамидадениндинуклеотид,
НЛ – нейтральные липиды,
НЭЖК – неэстерифицированные жирные кислоты,
ОКГ – острое кислородное голодание,
ОЛ – общие липиды,
ПВК – пировиноградная кислота,
ПГФ – полиглицерофосфатиды,
СЖК – свободные (неэстерифицированные) жирные кислоты,
ТГ – триацилглицерины,
ФК – фосфатидные кислоты,
ФЛ – фосфолипиды,
ФН – фосфат неорганический,
Х – холестерин,
ЭА – этаноламин,
ЭХ – эстерифицированный холестерин (эфиры холестерина).
Содержание
I. Введение……………………………………………………………….....4
II. Литературный обзор………………………………………………......6
2. 1. Липидный компонент мышц и печени и его метаболические функции………………………………………………………………………..6
2.2. Диффузия кислорода в тканях……………………………………….13
2.3. Влияние кислородной недостаточности на биохимические процессы в мышцах и печени……………………………………………………………19
2.3.1. Виды гипоксических состояний…………………………………..19
2.3.2. Особенности метаболизма мышц и печени при гипоксии………24
2.3.3. Липидный обмен в мышцах и печени при кислородной недостаточности………………………………………………………………30
2.4. Посмертные биохимические изменения липидов мышц и печени…35
III. Материалы и методы исследования………………………………42
3. 1. Объекты исследования…………………………………………….…42
3. 2. Получение опытного материала и инкубирование образцов…...42
3. 3. Методы анализа липидов………………………………………….42
3. 3. 1. Получение и очистка общего липидного экстракта…………..42
3 .3. 2. Анализ общих липидов и их отдельных фракций…………….44
3. 4. Статистическая обработка результатов исследований………...…..47
IV. Результаты работы и их обсуждение……………………………...48
V. Выводы ……………………………………………………………....62
Список использованной литературы………………………………….63
I. Введение
Гипоксия (кислородное голодание) – состояние, возникающее при недостаточном снабжении тканей организма кислородом или нарушении его утилизации в процессе биологического окисления. Гипоксия вызывает огромный интерес исследователей, так как считается компонентом большинства патологических состояний, часто предшествуя гибели организма, сопровождая развитие посмертных изменений органов и тканей. При гипоксии в первую очередь страдают процессы энергетического обмена, то есть происходит резкое уменьшение содержания в клетках гликогена, АТФ, КФ. Таким образом, запасы энергии в клетках, находящихся в условиях дефицита кислорода, оказываются недостаточными для поддержания нормальной жизнедеятельности клеток. Одним из первых проявлений этого состояния является нарушение мембранной проницаемости за счет нарушения липидного обмена. Центральное место при развитии гипоксии и других энергодефицитных состояний могут занимать аутолитические процессы.
Аутолиз клетки связывается с деградацией структурных компонентов мембран, в связи с чем значительный интерес вызывают посмертные изменения липидного компонента. Гипоксия приводит к значительной перестройке обмена липидов, характеризующейся, в частности, ограничением их биологического окисления, поэтому должна неоднозначно влиять на липидный состав переживающих тканей. Число работ, посвященных изучению этой темы, невелико, но они указывают на подверженность посмертных превращений липидов влиянию кислородных условий и чувствительность к различным видам моделирования аутолиза.
Цель работы: исследовать влияние различных условий инкубации на изменения липидного состава печени и мышц лягушки.
Задачи:
1) изучить изменения содержания общих липидов и их фракций в мышцах и печени лягушки при часовой и суточной инкубации в бескислородной и насыщенной кислородом среде;
2) исследовать изменения липидного состава мышц при часовой и суточной экспозиции неизолированной ткани;
3) сравнить липидный состав мышц при часовой и 24-часовой экспозиции in situ и in vitro;
4) оценить влияние начального насыщения среды кислородом на изменение содержания липидов в препаратах мышц и печени при часовой и суточной инкубации.
При дыхательной гипоксии имеет место гипоксемия и возникает гиперкапния, вследствие чего к метаболическому ацидозу присоединяется газовый ацидоз; гиперкапния способствует стимуляции внешнего дыхания;
2) циркуляторная гипоксия развивается в результате расстройства кровообращения, приводящего к снижению транспорта кислорода к тканям;
3) гемическая гипоксия возникает в результате уменьшения кислородной емкости крови, которое может проявляться при снижении уровня гемоглобина или при изменении его свойств;
4) тканевая (биоэнергетическая) гипоксия развивается в том случае, если нарушается утилизация кислорода в процессе биологического окисления; ткани получают достаточное количество кислорода, однако он утилизируется менее эффективно, чем в норме [8];
5) цитотоксическая (гистотоксическая);
6) гиперметаболическая.
Необходимо отметить, что любое гипоксическое состояние – это достаточно сложный комплекс ответных реакций на гипоксический стимул, в который, как правило, включены все функциональные системы организма, в связи с чем гипоксия в большинстве случаев бывает смешанного типа. В оценке степени тяжести и скорости развития кислородной недостаточности стало обычным проводить различие между острой и хронической гипоксией. По времени протекания гипоксию принято разделять на три формы:
- молниеносную (несколько десятков секунд),
- острую (от нескольких минут до нескольких часов),
- хроническую (дни, недели, месяцы, годы) [1].
Из всех функциональных систем организма к действию острой гипоксии наиболее чувствительны центральная нервная система, а также дыхание и кровообращение [1, 10].
Известно, что в обычных условиях эффективность биологического окисления, являющегося основным источником богатых энергией фосфорных соединений, необходимых для функционирования и обновления всех биологических структур, соответствует функциональной активности органов и тканей. При нарушении этого соответствия возникает состояние энергетического дефицита, приводящее к функциональным и морфологическим изменениям, направленным вначале на формирование повышенной резистентности организма к гипоксическому воздействию, а при глубокой степени гипоксии и продолжительном периоде воздействия – к деструктивным нарушениям, вплоть до гибели организма [1,12].
Вместе с тем, в настоящее время гипоксия все чаще рассматривается как физиологическое состояние, реализующееся через адаптационные механизмы, и уверенно переходит из разряда исключительно патологических факторов в лечебно-профилактический [1].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Агаджанян Н.А., Чижов А.Я. Классификация гипоксических состояний. – М.: 1998. – 24 с.
2. Антонов В.Д., Смирнова В.Ю., Шевченко Е.В. Липидные мембраны при фазовых превращениях. - М.: Наука., 1992. - 136 с.
3. Барбашова З. И. Современные представления о перестройках клеточного химизма в процессе акклиматизации к гипоксии // Кислородная недостаточность. – Киев, 1963. - С. 380–386.
4. Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф. Биологическая химия. – М.: Медицина. - 1998.
5. Брагин Е.О., Сороковой В.И., Черников В.П. и др. Изучение катионной проницаемости мембран печени при Са-зависимом аноксическом повреждении in vitro// Вопр. Мед. химии. – 1995. – т. 23. - № 3. – с. 297-302.
6. Владимиров Ю. А., Коган Э. М. Механизмы нарушения биоэнергетических функций мембран митохондрий при тканевой гипоксии // Кардиология. – 1993. – Т.21. - №1. – С. 82-85.
7. Влияние кислородной недостаточности на обмен веществ в тканях// Под ред. Ю.М.Гефтер и М.А.Добринской. - Ленинград, 1962. - вып.2. – 99 с.
8. Вторичная тканевая гипоксия / Под ред. А. З. Колчинской. – Киев, 1983.
9. Геннис Р. Биомембраны: молекулярная структура и функции// М.- Мир. – 1997. – 624 с.
10. Гипоксия. Адаптация, патогенез, клиника. //Под общ. ред. Ю.Л. Шевченко - Спб. – 2000. – 384с.
11. Грибанов Г. А. Методы анализа липидов. Лабораторный практикум. - Калинин: КГУ, 1980.- 51 с.
12. Иванов К.П. Основы энергетики организма: Теоретические и практические аспекты. Том 2. Биологическое окисление и его обеспечение кислородом. - СПб.: Наука, 1993.- 272 с.
13. Кейтс М. Техника липидологии. Выделение, анализ и идентификация липидов: Пер. с англ. - М.: Мир, 1975.-С. 72-73.
14. Климов А.Н., Никульчева Н.Г. Обмен липидов и липопротеидов и его нарушения // СПб: Питер Ком. - 1999. – 512 c.
15. Коэффициент диффузии кислорода в мышечном волокне и факторы, на него влияющие / Баранов В.И., Беличенко В.М., Новосельцев С.В., Шошенко К.А. // Физиология мышечной деятельности: Тез. докл. Междунар. конф. - М.: 2000. - С. 25-26.
16. Левин Г. С., Каменецкая Ц. Л. Метаболизм липидов при кровопотере и шоке. – Ташкент, 1982.
17. Лосев Н.И., Хитров Н.К., Грачев С.В. Патофизиология гипоксических состояний и адаптации организма к гипоксии. - М., 1982.
18. Лукьянова Л.Д. Биоэнергетическая гипоксия: понятие, механизмы и способы коррекции //Бюлл. экспер. биол. и мед. – 1997. – Т. 124. - №9. – С. 244-254.
19. Лукьянова Л.Д., Дудченко А.М., Чернобаева Г.Н. Роль биоэнергетического обмена в формировании долгосрочных механизмов адаптации //В кн.: Гипоксия: механизмы, адаптация, коррекция. Материалы II Всерос. конф. - М., 1999. - С. 92.
20. Лушников Е.Ф., Шапиро Н.А. Аутолиз. - М.: 1974. - 200 с.
21. Методы биохимических исследований //Под ред. Прохоровой М.И. - Л.: ЛГУ, 1982. - 215 с.
22. Меерсон Ф. З., Ларионов Н. П., Макарова Е. К. Сократительная функция и эффективность использования сердцем кислорода при адаптации к гипоксии // Кардиология. – 1995. – Т. 15. - №7. – С. 70-78.
23. Постнов Ю. В. Нарушение функций митохондрий и энергетический дефицит // Кардиология. – 2000. – Т. 40. - №10. – С. 4-12.
24. Ребров Л.Б., Козельцев В.А., Шишкин С.С., Дебов С.С. Некоторые энзиматические аспекты посмертного аутолиза //Вестн. АМН СССР. - 1983. - № 10. - С. 82-89.
25. Рябов Г. А. Гипоксия критических состояний. – М.: Медицина, 1991. – С. 107-116.
26. Стикней К., Ван Лир Э. Гипоксия: Пер с англ. – М.: Медицина,1967.
27. Терентьев П.В., Растова Н.С. Практикум по биометрии. - Л.: ЛГУ. - 1977.
28. Физиология человека / Бабский Е. Б., Зубков А. А., Косицкий Г. И., Ходоров Б. И. – М.: Медицина, 1966.
29. Хазер И. М. О потенциальных приспособительно-компенсаторных функциях организма при гипоксии // Кислородная недостаточность. – Киев, 1963. – 142 с.
30. Чарный А. М. Патофизиология гипоксических состояний. - М.:
Медгиз, 1961 г.
31. Шабанова И. А. Обмен жирных кислот в сердечной мышце // Вопр. мед. химии. – 1995. – Т. 7. – вып. 5. – С. 451-459.
32. Bligh E., Dyer W.A. A rapid method of total lipid extraction and purification// Can. J. Biochem. - 1959. - 37. - № 8. - Р. 911-917.