Защитное действие карнозина на нейроны, эритроциты и кардиомиоциты в условиях окислительного стресса тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.01.04, кандидат биологических наук Арзуманян, Елена Сергеевна

• Арзуманян, Елена Сергеевна
• кандидат биологических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Арзуманян, Елена Сергеевна

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Свободные радикалы

1.2. Окислительный стресс в нейронах

1.3. Роль NMDA-рецепторов в окислительном стрессе нейронов

1.4. Окислительный стресс в эритроцитах

1.5. Антиоксидантная система 30 1.5.1. Природный антиоксидант карнозин

1.6. Кардиоплегия

1.7. Влияние интенсивности ишемического повреждения на реперфузию

1.8. Методы защиты миокарда при кардиоплегии

1.9. Роль буферной емкости, рН и гипотермии при фармакохолодовой кардиоплегии

1.10. Применение природных антиоксидантов в условиях фармакохолодовой кардиоплегии

ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Выделение переживающей культуры нейронов мозжечка

2.2. Проточная цитометрия

2.3. Определение уровня АФК в клетках

2.4. Определение количества мертвых (некротических) клеток

2.5. Анализ клеточной гибели по пути апоптоза

2.6. Моделирование окислительного стресса в суспензии нейронов in vitro

2.7. Измерение общей и фосфорилированной р42/44 МАР-киназы

2.8. Гемолиз эритроцитов

2.9. Выделение эритроцитов

2.10. Осмотический гемолиз

2.11. Кислотный гемолиз

2.12. Спонтанный гемолиз

2.13. Анализ роста свободных радикалов в эритроцитах

2.14. Модель ишемии и реперфузии изолированного сердца в условиях фармакохолодовой кардиоплегии

2.15. Схема установки для перфузии препарата изолированного сердца крысы по методу Лангендорфа

2.16. Препарат изолированного сердца

2.17. Регистрируемые параметры при перфузии изолированного сердца крысы

2.18. Эксперименты с перфузией изолированного сердца крысы

2.19. Особенности перфузии изолированного сердца крысы

2.20. Статистическая обработка результатов

3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

3.1. Оценка протекторного действия карнозина и Ы-ацетилкарнозина на нейроны головного мозга крыс в условиях окислительного стресса

3.1.1. Действие карнозина на уровень свободных радикалов

3.1.2. Влияние карнозина на активацию МАР-киназы и апоптоз в суспензии изолированных нейронов

3.2. Защита карнозином эритроцитов от окислительного стресса, вызываемого гомоцистеиновой кислотой

3.2.1. Влияние ГЦК и карнозина на спонтанный выход гемоглобина из эритроцитов

3.2.2. Влияние гомоцистеиновой кислоты и карнозина на кислотный гемолиз эритроцитов

3.2.3. Влияние гомоцистеиновой кислоты и карнозина на осмотический гемолиз эритроцитов

3.2.4. Измерение уровня свободных радикалов в эритроцитах в различных условиях

3.3. Защитное действие карнозина и Ы-ацетилкарнозина на изолированное сердце в условиях ишемии и реперфузии

3.3.1. Предпосылки использования карнозина и родственных ему соединений в качестве компонентов кар диоплегического раствора

3.3.2. Защитное действие карнозина и Ы-ацетилкарнозина в условиях фармакохолодовой кардиоплегии

3.3.3 Анализ восстановления сердечных сокращений после кардиоплегии с экспериментальным раствором «АСН»

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Защитное действие карнозина на нейроны, эритроциты и кардиомиоциты в условиях окислительного стресса»

Окислительный стресс в тканях может вызывать развитие многих патологических процессов, таких как ишемическое и реперфузионное повреждение тканей, воспалительные процессы, нейродегенеративные заболевания [НаШ\уе11, 1999]. Неконтролируемое накопление свободных радикалов приводит к развитию окислительного стресса, разрушению макромолекул и в результате к дисрегуляции клеточного метаболизма. Свободные радикалы выполняют в организме двойственную роль, в низких концентрациях они вызывают активацию МАР-киназы и экспрессию генов раннего ответа, что приводит к увеличению выживаемости клетки, ее адаптации, однако при длительном воздействии свободные радикалы вызывают развитие программируемой клеточной смерти.

В связи с этим систематическое исследование природных соединений, способных оказывать протекторное действие на различные типы клеток в условиях окислительного стресса, является актуальной задачей.

В настоящей работе мы провели исследование защитного действия природного гистидинсодержащего дипептида карнозина, который, как было показано ранее, обладает выраженными буферными и антиоксидантными свойствами. Направлением нашего исследования было оценить возможность использования карнозина в качестве модулятора клеточного метаболизма. Для этого мы проанализировали действие карнозина и некоторых его производных на клетки возбудимых тканей мозга и сердца. Для оценки действия карнозина мы выбрали две структурно-функциональные системы: для оценки действия карнозина на головной мозг мы использовали гранулярные клетки мозжечка, для оценки действия карнозина на сердечнососудистую систему - кровь и изолированное сердце крысы.

В рамках исследования противоишемического действия карнозина нами совместно с НЦССХ имени А.Н. Бакулева РАМН была предложена новая формула кардиоплегического раствора на основе карнозина и его производного N-ацетилкарнозина. Использование природных антиоксидантов, обладающих высокой буферной емкостью в пределах физиологических значений pH, является перспективным направлением для разработки новых подходов для защиты тканей от окислительного стресса.

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

Окислительный стресс и способы защиты от окислительного стресса с помощью природного антиоксиданта карнозина

Окисление и продукция свободных радикалов является неотъемлемой частью метаболизма живых организмов [Papas, 1996]. По оценке Гельмута Эстербауэра, человек за 70 лет жизни вырабатывает от 800 до 1700 кг свободных радикалов [Esterbauer, 1990]. При нормальном функционировании клетки свободные радикалы действуют как сигнальные соединения, обеспечивающие метаболический ответ клетки на внешние факторы, а также выполняют защитную роль — разрушают чужеродные вещества.

В процессе жизнедеятельности свободные радикалы индуцируют около 10000 повреждений ДНК за сутки, что может являться механизмом регуляции транскрипции генов или приводить к разрывам* двойной* спирали ДНК, реорганизации генома и трансформации здорой клетки в раковую [Tsai, Lieber, 2010].

Многие события в регуляции клеточных процессов, такие как фосфорилирование белков, в том числе регуляторных, активация факторов транскрипции и их связывание с регуляторными участками ДНК, контролируются, физиологическим редокс гомеостазом, в особенности тиол-дисульфидным балансом. Универсальными, индукторами изменений редокс-баланса в ответ на стрессовые воздействия выступают активные формы кислорода (АФК), а также продукты перекисного окисления липидов (ПОЛ). В клетках млекопитающих наг сегодняшний' день идентифицировано огромное количество так называемых «редокс-чувствительных» транскрипционных факторов, отвечающ их на изменение окислительно восстановительного баланса или изменения соотношения прооксидантови антиоксидантов. Активация таких редокс-чувствительных элементов, как факторы транскрипции Nuclear factor-kappa (NF-kB), activator protein-1 (AP-1), p53', NF-E2-related factor-2 (Nrf2), early growth response protein-1 (EGR-1) в клетках приводит к изменению-экспрессии нескольких сотен генов» и; соответственно, активности* многих ферментативных процессов; что делает эти- регуляторные молекулы ключевыми элементами1 клеточной пролиферации и дифференцировки, индукции апоптоза и развития множественной лекарственной устойчивости [Acker, Acker, 2004].

Факторы транскрипции NF-kB и АР-1 являются, ключевыми в экспрессии генов, отвечающих за развитие патологических процессов воспалительной природы, включая бронхиальную астму, атеросклероз, ревматоидный артрит.

Участие АФК в регуляции активности ферментов и факторов транскрипции-[Болдырев, 2003; Marshal et al., 2004; Den Hertog et al., 2005] может осуществляться по трем редокс-чувствительным механизмам: через каскады, митогенактивируемых протеинкиназ (mitogen-activated1 protein kinases, МАРК), фосфорилирование белков и АР-1 подобные транскрипционные факторы [Ikner, Shiozaki, 2005; Toone, 2001], Показано, что в ответ на окислительный стресс модулируется экспрессия-около 24% всего генома [Fernandes et al., 1997]. Главным регуляторным элементом изменения экспрессии генов в ответ на окислительный стресс является фактор транскрипции Yap 1, который относится к ZIPзапирающим белкам семейства АР-1. Гены, контролируемые Yapl, включают антиоксидантные ферменты, ферменты регулирующие тиолдисульфидный баланс: супероксид дисмутазы СОД1 и СОД2, глутатион пероксидазу 2, тиол-зависимые пероксидазы TS AI и АНР1, тиоредоксин 2 и глутаредоксин 1 [Paget, Buttner, 2003].

В число стрессорных белков, синтез которых регулируется свободнорадикальными продуктами, входят антиоксидантные ферменты Мп-СОД и глутатионпероксидаза, белки теплового шока, ферменты- репарации ДНК, факторы, стимулирующие ангиогенез и дифференциацию стволовых клеток, факторы роста, дифференцировки и старения фибробластов. Эти белки не только, предохраняют клетки, но и способствуют репарации уже возникших клеточных повреждений [Коркина, Деева, 2006]. Однако при длительном воздействии CP пролонгированная активация этих факторов приводит к включению генов, контролирующих апоптоз [Acker, Acker, 2004].

Основными механизмами, которые запускаются АФК, являются воздействие на Са2+-метаболизм клетки, взаимодействие с металлсодержащими белками и окисление SH-групп в белках влияния.

•Атомы металлов переменной валентности имеют на внутренних атомных орбиталях непрочносвязанные электроны и являются мишенями АФК, которые в большинстве своем имеют незаполненные внешние орбитали и стремяться. либо захватить, либо отдать электрон. Молекулы Ог", ОН*, NO*, и СО эффективно взаимодействуют с атомами металлов переменной валентности в составе белков, в том числе и с гемовыми группами. Активация гуанилатциклазы, ингибирование компонентов электронтранспортной цепи митохондрий, нитрозилирование гемоглобина, являются классическими примерами такого взаимодействия [КогЬопеп е1 а1., 2005]

Так, перекись водорода, регулируя метаболизм арахидоновой кислоты, влияет на процессы агрегации тромбоцитов через образование тромбоксанов, стимулирует секрецию окиси азота и простагландинов, расслабляет гладкую мускулатуру, регулирует секрецию гистамина. Известно, что фосфорилирование различных белков (включая ферменты, рецепторы, факторы транскрипции, сократительные белки) может приводить к их активации или ингибированию за счет специфического изменения конформации. Действие СР может быть также направлено на ингибирование протеинфосфатаз или активацию протеинкиназ [Дубинина, 2006]: При этом-СР являются реакционноспособными и, следовательно, токсичными для клетки молекулами. Активные формы кислорода (такие как супероксид анион радикал, гидроксид-радикал, перекись водорода), а также липидные гидроперекиси могут реагировать с различными клеточными компонентами. АФК генерируются в различных биологических системах в ходе нормального метаболизма. Генерация свободных радикалов связана с такими процессами, как аэробное дыхание митохондрий [ВоуепБ, 1977], дыхательный взрыв фагоцитирующих клеток, перекисное окисление липидов, метаболизм арахидоновой кислоты и- многие другие реакции [НаШшеН еЬа!., 1995].

Для предотвращения повреждений под действием длительного воздействия свободных радикалов в организме существует многоступенчатая система антиоксидантной защиты, включающая как специальные ферменты, так и неферментативные антиоксиданты. В нормальных условиях антиоксидантная система способна контролировать уровень СР и предотвращать негативные последствия действия кислородных радикалов.

Однако при избыточном образовании радикалов или нарушении работы, антиоксидантной системы возникает дисбаланс между продукцией и нейтрализацией клеточных оксидантов. Такое состояние дисбаланса в системе генерации и нейтрализации СР, приводящее к усилению деструктивных процессов, называют окислительным стрессом.

В последнее время появляется все больше данных об участии окислительного стресса во'многих процессах, протекающих в организме как в норме, так и при разнообразных патологиях. В частности, указывается на вовлеченность окислительного стресса в процессы адаптации, старения, а также протекание многих заболеваний и таких патологических процессов (более 100), как воспаление, атеросклероз, канцерогенез, ишемическое и реперфузионное повреждение тканей, нейродегенеративные патологии [НаШ\ге11, 1999].

Таким образом складывается новое представление о двойственной роли 1 свободных радикалов" в живых клетках. С одной стороны, свободные' радикалы принимают участие в> метаболизме аэробных организмов^ с другой стороны могут обладать высокой окислительной способностью, вызывать состояние окислительного стресса и< инициировать патологические процессы.

Заключение диссертации по теме «Биохимия», Арзуманян, Елена Сергеевна

5. ВЫВОДЫ

1. Карнозин является эффективным протектором нейронов в условиях окислительного стресса, вызываемого двумя видами индукторов -перекисью водорода и гомоцистеиновой кислотой. В этих условиях карнозин предотвращает активацию процессов, ведущих к смерти клеток по пути как апоптоза, так и некроза. ]\Г-ацетилкарнозин не оказывает защитного эффекта и не снижает уровня свободных радикалов в нейронах.

2. Гомоцистеиновая кислота вызывает увеличение продукции свободных радикалов в эритроцитах, индуцирует спонтанный гемолиз эритроцитов, а также ускоряет осмотический и кислотный гемолиз. Карнозин защищает эритроциты от действия гомоцистеиновой кислоты и повышает устойчивость эритроцитов к гемолитическому воздействию.

3. Карнозин препятствует кислотному и осмотическому гемолизу эритроцитов.

4. Использование карнозина и ]\Г-ацетилкарнозина в кардиоплегическом растворе повышает эффективность восстановления сердечных сокращений после длительной ишемии и улучшает биохимические показатели метаболизма миокарда, что позволяет увеличить длительность кардиоплегии в период операции на открытом сердце.

БЛАГОДАРНОСТИ

Я выражаю искреннюю благодарность моим научным руководителям профессору Александру Александровичу Болдыреву за постоянное чуткое руководство, критические замечания и искреннее дружеское отношение, и Мовсесяну Рубену Рудольфовичу за неоценимую научную помощь, поддержку и теплое отношение.

Работа под руководством A.A. Болдырева и Мовсесяна Рубена Рудольфовича значительно способствовала моему личному и профессиональному развитию, формированию стиля и подхода к работе. Я выражаю искреннюю благодарность всем коллегам, которые помогали мне в работе над кандидатской диссертацией. Я очень признательна сотрудникам кафедры биологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова и лаборатории нейрохимии НЦН РАМН Степановой Марии Сергеевне, Стволинскому Сергею Львовичу, Федоровой Татьяне Николаевне, Булыгиной Елене Романовне, Тюлиной Ольге Владимировне, Маклецовой Марине Геннадьевне, Владыченской Елизавете Александровне за дружеские советы и помощь в освоении методик.

Благодарю сотрудников НЦССХ имени А.Н. Бакулева, в сотрудничестве с которым была выполнена значительная часть работы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе показано; что карнозин и его ацетилированное производное обладают набором различных свойств, которые не ограничиваются только антиоксидантной активностью, но направлены на нормализацию клеточного метаболизма, что увеличивает адаптационные возможности клетки. В наших экспериментах мы показали, что карнозин увеличивает устойчивость клеток при различных видах повреждений. На основании этого мы предположили, что карнозин помимо антиоксидантных свойств обладает свойствами модулятора метаболизма.

В работе продемонстрировано, что окислительный стресс, вызываемый ГЦК или перекисью водорода, индуцирует смерть нейрональной популяции. Интенсивность и длительность воздействия исследуемых индукторов окислительного стресса оказывает влияние на тип гибели клеток. Кратковременная инкубация клеток с ГЦК или перекисью водорода приводит к активации МАР-киназы и гибели клеток по пути апоптоза, в то время как высокие концентрации и/или длительная инкубация с этими веществами приводит к некрозу клеточной популяции.

Карнозин-является эффективным протектором нейронов в условиях окислительного стресса и предотвращает гибель клеток при действии каждого из используемых повреждающих факторов. Аналог карнозина, И-ацетилкарнозин не оказывает влияния на рост свободных радикалов.

В наших опытах мы показали, что карнозин приводит к ограничению клеточной смерти по пути как апоптоза, так и некроза. Возможно, что антиоксидантное действие карнозина является основным в реализации защитных эффектов, однако на данный момент существуют данные о целом ряде особенностей в его действии. Ацетилированный аналог карнозина >1-ацетилкарнозин, не обладает такими свойствами, несмотря на повышенную вероятность проникновения его в клетки. Ранее было показано, что карнозин может образовывать «вторичные» циклические структуры с участием (3-аминогруппы, что может объяснять отличие свойств карнозина от Ы-ацетилкарнозина.

Таким образом, мы обнаружили, что карнозин, в отличие от № ацетилкарнозина является эффективным средством для защиты нейронов в условиях, окислительного стресса. Известный факт периодического повышения содержание в крови карнозина позволяет предполагать возможность проявления защитных свойств* карнозина в условиях целого организма.

Целью нашего исследования было исследовать протекторное действие карнозина на различных типах клеток, поэтому далее мы решили сконцентрировать свое внимание на карнозине в качестве возможного протектора от окислительного стресса эритроцитов, создавая его при введении ГЦК.

Инкубация эритроцитов с ГЦК приводит к ускорению кислотного и осмотического гемолиза путем накопления в них свободных радикалов. Карнозин защищает эритроциты от действия ГЦК, предотвращая накопление в них свободных радикалов, останавливая спонтанный, а также замедляя кислотный и осмотический гемолиз.

Мы проанализировали разные модели окислительного стресса на различных типах клеток и показали, что в случае с нейронами карнозин защищает клетки, предотвращая смертность по пути как некроза, так и апоптоза, а также защищает эритроциты от действия ГЦК. Нами было показано, что при инкубации эритроцитов с ГЦК наблюдается рост свободнорадикальных соединений, предотвращаемый карнозином. В данных условиях эффект карнозина может объясняться его антиоксидантным действием.

Однако в экспериментах с кислотным или спонтанным гемолизом, причиной которого являются дефекты клеточной мембраны, возникающие вследствие механических повреждений эритроцитов, объяснить действие карнозина антиоксидантными свойствами не представляется возможным. Таким образом, мы еще раз подтвердили мембранопротекторные свойства карнозина, не связанные с его антиоксидантной активностью.

То обстоятельство, что карнозин нивелирует повреждающее действие ГЦК и увеличивает стабильность эритроцитов- в условиях кислотного и осмотического гемолиза, является существенным для стабилизации и сохранения» функции эритроцитов в неблагоприятных условиях. Результаты, полученные нами в этих исследованиях, позволяют предположить, что карнозин может эффективно защищать кардиомиоциты в условиях длительной ишемии и может быть использован в качестве компонента для сред, используемых в сердечнососудистой хирургии. Для проверки данного предположения, мы исследовали действие карнозина в условиях длительной ишемии миокарда.

В этих опытах мы продемонстрировали защитное действие карнозина и N-ацетилкарнозина на изолированном сердце в условиях ишемии и реперфузии. Нами была обоснована эффективность использования природных дипептидов в составе кардиоплегического раствора и предложена новая формула кардиоплегического раствора на основе карнозина и N-ацетилкарнозина для использования при операциях на открытом сердце.

Список литературы диссертационного исследования кандидат биологических наук Арзуманян, Елена Сергеевна, 2010 год

1. Алабовский В.В., Болдырев A.A., Винокуров A.A., Галлант С., Чесноков Д.Н. Сравнение защитного действия карнозина и N -ацетилкарнозина в процессе кардиоплегии. // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 1999. - 3. - С. 290-294.

2. Алабовский В.В., Болдырев A.A., Винокуров A.A., Шаврацкий В.Х. Действие гистидинсодержащих дипептидов в условиях ишемии и • реперфузии изолированного сердца. //Биохимия. 1997. - 62(1). - С. 91-102.

3. Арзуманян Е. С., Степанова М.С., Механизмы токсического действия гомоцистеиновой кислоты на нейрональные клетки. Нейрохимия. -2010.-27 (З).-С. 251-256.

4. Арзуманян Е.С. Защитное действие карнозина на гемолиз эритроцитов, ускоренный гомоцистеиновой кислотой. // Новые лекарственные препараты. -2007.-9.-С. 12-15.

5. Арзуманян Е.С., Махро A.B., Тюлина О.В., Болдырев A.A. Карнозин защищает эритроциты от окислительного стресса, вызываемого гомоцистеиновой кислотой. Доклады Академии наук. 2008. - 418 (6). - С. 834-836.

6. Баканов А. Ю. Интраоперационная оценка адекватности температурных режимов искуственного кровообращения при операциях на клапанах сердца. // Дисс. Канд. Мед. Наук. М., 2004.

7. Батрукова М.А., Рубцов A.M., Болдырев A.A. Эффект карнозина на Са-каналы саркоплазматического ретикулума скелетных мышц. // Биохимия -1992.-57.-С. 904-910.

8. Бокерия Л.А., Мовсесян P.P., Мусина P.A. Актуальные вопросы интраоперацонной защиты миокарда (кардиоплегия). // Грудная и серд. -сосуд, хир. 1998. - 5. - С. 63-70.

9. Болдырев A.A. Дискриминация между апопозом и некрозом нейронов под влиянием окислительного стресса. // Биохимия. 2000. — 65. - С. 981-990.

10. Болдырев A.A. Карнозин и защита тканей от окислительного стресса. -М., "Диалог-МГУ" 1999. - 364 с.

11. Болдырев A.A. Карнозин. Биологическое значение и возможности применения в медицине. М. 1998. -320 с.

12. Болдырев A.A. Молекулярные механизмы токсичности гомоцистеина. // Биохимия 2009. - 74. - С. 725- 736.

13. Болдырев A.A. Нейрональные рецепторы в клетках иммунной системы // Природа 2005. - 7. - С. 3-8.

14. Болдырев A.A. Окислительный стресс и мозг. // Соросовский образовательный ж-л. 2001а. - 7(4). - С. 21-28.

15. Болдырев A.A. Парадоксы окислительного метаболизма мозга // Биохимия. 1995. - 60. - С. 1173-1177.

16. Болдырев A.A. Роль активных форм кислорода в жизнедеятельности нейрона.// Усп. физиол. наук. 2003. - 34(3). - С. 21-34.

17. Брагин Е.О., Дергунов А. Д. и др. Роль фосфолипазы А2 в аноксическом повреждении энергозависимых функций митохондрий. // Вопросы медицинской химии. 1977. - 23(5). - С.673-677.

18. Гордеева A.B., Звягильская P.A., Лабас Ю.А. Взаимосвязь между активными формами кислорода и кальцием в живых клетках. // Биохимия -2003.-68 (10).-С. 1318-1322.

19. Дубинина Е. Окислительный стресс в экстремальных условиях и при патологических состояниях. Сб. под ред. А. Петрухиной. Окислительный стресс и антиоксиданты: организм, кожа, косметика. М. - 2006. — 288 с.

20. Зозуля Ю.А., Барабой В.А., Сутковой Д.А., Свободнорадикальное окисление и антиоксидантная защита при патологии головного мозга. — М: «Знание-М». 2000. -344 с.

21. Керцман В.П. Острая сердечная недостаточность после операции в условиях искусственного кровообращения. // Дисс. Д-ра мед. наук. — М., 1989.

22. Коркина Л., Деева И. Двуликий Янус свободных радикалов. Сб. под ред. А. Петрухиной. Окислительный стресс и антиоксиданты: организм, кожа, косметика. М. - 2006. - 288 с.

23. Лилли Л. Патофизиология заболеваний сердечно-сосудистой системы. // под ред. Д.М. Аронова (пер. с англ.). М. : Бином. — 2007. С. 164-183.

24. Лилли Р. Патогистологическая техника и практическая гистохимия. // Под ред. В.В. Португалова. М.: Мир. 1969. - С. 421-456.

25. Лопина О.Д., Болдырев A.A. Влияние дипептидов карнозина и анзерина на аккумуляцию Са2+ фрагментами саркоплазматического ретикулума. // Доклады АН СССР. 1975. - 220. - С. 1218 - 1221.

26. Лукьянова Л.Д. Биоэнергетическая гипоксия: понятие, механизмы и способы корекции. //Бюлл. эксп. биол. мед. 1997. - 124 (9). - С. 244-253.

27. Мазур Н.А. Патологическая физиология кровообращения. // В кн. • Патологическая физиология. Под ред. А.Д. Адо. М, «Триада - X». - 2000. -С. 398-407.

28. Малашенков А.И. Кардиоплегия (история, теория, разновидности). // В кн. «Лекции по сердечно-сосудистой хирургии». Под ред. Л.А. Бокерия в 2 т. T.l. -М., Издательство НЦ ССХ им. А.Н. Бакулева РАМН, 2001. - С. 185202.

29. Меныцикова Е.Б., Ланкин В.З., Зенков Н.К., Бондарь И.А., Круговых Н.Ф., Труфанкин В.А.Окислительный стресс. Прооксиданты и антиоксиданты. М. - "Слово". - 2006. - С. 556.

30. Мовсесян P.P. Защита миокарда при операциях на открытом сердце (кардиоплегия). // В кн. Лекции по сердечно-сосудистой хирургии. Под ред. Л.А. Бокерия. В 2-х т. Т. 1. М., Издательство НЦ ССХ им. А.Н. Бакулева РАМН, - 2001. - С. 203 - 17.

31. Прокопьева В.Д. Лаптев Б.И., Афанасьев С.А. Защитное действие карнозина при гипоксии и реоксигенации изолированного сердца крысы. // Биохимия 1992. - 57 (9). - С.1389-1392.

32. Северин С.Е. Открытие карнозина и анзерина. Некоторые их свойства //Биохимия 1992.- 57.-С. 1285-1295.

33. Суслина З.А., Зорилова И.В., Иллариошкин С.Н., Кистенев Б.А. Наследственно обусловленная гипергомоцистеинемия в патогенезе ишемического инсульта у лиц молодого возраста. // Международный неврологический журнал 2006. - 6.

34. Федорова Т.Н., Стволинский С.Л., Доброта Д., Болдырев A.A. Терапевтическое действие карнозина при экспериментальной ишемии мозга. // Вопр. биол. мед. фарм. химии. 2002. -1. - С. 41-44.

35. Abe Н. Role of histidine-related compounds as intracellular proton buffering constituents in vertebrate muscle. // Biochemistry (Mose). 2000. - 65. - P. 75765.

36. Acker Т., Acker H. Cellular oxygen sensing need in CNS function: physiological and pathological implications. // J. Exp. Biol. 2004. - 207. - P. 3171-3188.

37. Anwyl R., The effect of foreign cations, pH and pharmacological agents on the ionic permeability of an excitatory glutamate synapse // J. Physiol. 1977. -273.-P. 389-404.

38. Aruoma O.I., Laughton M.J., Halliwell B. Carnosine, homocarnosine and> anserine: could they act as antioxidants in vivo? // Biochem. J. 1989. - 264. - P. 863-9.

39. Aruoma, O., and Haliwell B. (Eds.) Molecular Biology of Free Radicals in Human Diseases. OICA Int., St. Lucia-London. - 1999.

40. Bleich S., Degner D., Sperling W., Bönsch D., Thürauf N., Kornhuber J. Homocysteine as a neurotoxin in chronic alcoholism. // Prog. Neuropsychopharmacol Biol. Psychiatry. 2004. 3. - 453-64.

41. Boldyrev A., Abe H., Stvolinsky S., Tyulina O. Effects of carnosine and related compounds on generation of free oxygen species: a comparative study. // Comp. Biochem. Physiol. В Biochem. Mol. Biol. 1995. - 112. - P. 481-485.

42. Boldyrev A.A. Retrospectives and perspectives on the biological activity of histidine containing dipeptides // Int. J. Biochem. 1990. - 22. - P. 129 - 132

43. Boldyrev A.A., Carpenter D.O, Johnson P. Emerging evidence for a similar role of glutamate receptors in the nervous and immune systems. // J. Neurochem. — 2005.-4.-P. 913-918.

44. Boldyrev A., Koldobsky A., Kurella E., Maltseva V., Stvolinsky S. Natural histidine-containing dipeptide carnosine as a potent hydrophilic antioxidant with membrane stabilizing function. // Molec. Chem. Neuropathol. 1993, 19, 185-192.

45. Boldyrev A.A., Johnson P. Homocysteine and its derivatives as possible* modulators of neuronal'and non-neuronal cell glutamate receptors in Alzheimer's disease. // J. Alzheimer's Dis. 2007. - 11(2). - P. 219-228.

46. Boldyrev A.A., Petukhov V.B. Localization of camosine effect on the fatigued muscle preparation. // Gen. Pharmacol. 1978. - 9. - P. 17r20.

47. Boveris A., Oshino N., Chance B., The cellular production of hydrogen peroxide//Biochem. J. 1972. - 128. - P. 617-30.

48. Boveris A., Mitochondrial production of superoxide radical and hydrogen peroxide. // Adv. Exp. Med. Biol. 1977. - 78. - P. 67-82.

49. Bretschneider H. J: Myocardial protection. // J. Thorac. Cardiovasc. Surg. -1980.-28.-P. 295-302.

50. Briehl M.M., Cotgreave I.A., Powis G. Downregulation of the antioxidant defence during glucocorticoid-mediated apoptosis. // Cell Death Differ. 1995. -2.-41-6.

51. Bruce-Keller A.J., Umberger G., McFall R., Mattson M.P. Food restriction reduces brain damage and improves behavioral outcome following exitotoxic and metabolic insults. // Ann. Neurol. 1999. - 45(1). - P. 8-15.

52. Careaga G., Salsazar D., Tellez S. et al. Clinical impact of histidine -ketoglutarat tryptophan (HTK) cardioplegic solution on the perioperative period in open heart surgery patients. // Arch. Med. Res. - 2001. - 32. - P. 296-299.

53. ChanP.H., ChuL., Chen S.F., CarlsonE.J., and EpsteinG.J.,Reduced: neurotoxicity intransgenic mice overexpressing human copper-zinc-superoxide dismutase. // Stroke. 1990: - 21(11). - P: 80-82.

54. Chance B., Sies H., Boveris A., Hydroperoxide metabolism in mammalian organs. // Physiol. Rev. 1979. - 59. - P. 527-605.

55. Coyle J:T., Puttfarcken P. Oxidative stress, glutamate, andv neurodegenerative disorders. // Science. 1993. 262. - P; 689-95.

56. Cussocrea S., Riley D. P:, Caputy A. P., Salvemini D. Antioxidant Therapy: A new pharmacological approach in shock, inflammation, and . ischemia/reperfusion injury. // Pharmacol; Rev. 2001. - 53. - P: 135-159.

57. CzapskiG. Reaction of OH; // Methods Enzymol. 1984. - 105.-P. 20915. "•' ' • •• ^

58. Darley-UsmarV., Wiseman H., Halliwell B. Nitric oxide and oxygen radicals: a question of balance. // FEBS Lett. ™ 1995; 369. - P.131-5.

59. Debono M., Turner W.W., LaGrandeur L., Burkhardt F.J., Nissen J.S.,

60. Do K.Q., Benz B, Binns K.E., Eaton S.A., Salt T.E. Release of homocysteic acid-from rat thalamus following stimulation of somatosensory afferents in vivo: feasibility of glial participation in synaptic transmission. // Neuroscience. 2004. -124.-387-93.

61. Dobrota D., Fedorova T., Stvolinsky S., Babusikova E., Likavcanova K., Drgova A., Strapkova A., Boldyrev A. Carnosine protects the brain of rats and Mongolian gerbils against ischemic injury: after-stroke-effect. // Neurochem Res. -2005. 10. —P.1283-8.

62. Dumaswala U.J., Zhuo L., Jacobsen D.W., Jain S.K., Sukalski K.A. Protein and lipid oxidation of banked human erythrocytes: role of glutathione. // Free Radic Biol. Med. 1999. - P. 1041-1049.

63. Dyavanapalli J., Rimmer K., Harper A.A. Reactive Oxygen Species alters the electrophysiological properties and raises Ca2+. in intracardiac ganglion neurons. // Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 2010. - [Epub ahead of print]

64. Esterbauer H., Cytotoxicity and genotoxicity of lipid oxidation products. // Am. J. Clin. Nutr. - 1993. - 57. - P. 779-786.

65. Femandes L., Rodrigues-Pousada C., Struhl K., Yap, a novel family of eight bZIP proteins in Saccharomyces cerevisiae with distinct biological functions. // Mol. Cell Biol. 1997. - 17. -P. 6982-93.

66. Fleury C., Mignotte B., Vayssiere J.L. Mitochondrial reactive oxygen species in cell death signaling. // Biochimie. 2002. - 84. - P. 131-41.

67. Forman H.J., Fukuto J.M., Miller T., Zhang H., Rinna A., Levy S., The chemistry of cell signaling by reactive oxygen and nitrogen species and 4-hydroxynonenal // Arch. Biochem. Biophys. 2008. - 477(2). - P. 183-95.

68. Fridovich, I. Fundamental aspects of reactive oxygen species, or what's the matter with oxygen? // Ann. N.Y. Acad. Sci. 1999. - 893. - P. 13-18.

69. Fryer M.J, Oxborough K., Martin B., Ort D.R, Baker N.R., Factors Associated with depression of Photosynthetic Quantum Efficiency in Maize at Low Growth Temperature. // Plant Physiol. 1995. - 108. - P. 761-767.

70. Gallant S., Kukley M., Stvolinsky S.L. Bulygina E. R., Boldyrev A. A. Effect of carnosine on rats under experimental brain ischemia. // Tohoku J. Exp. Med.-2000.-191.-P. 85-99.

71. Gharib A., Chabannes B., Sarda N., Pacheco H. In vivo elevation of mouse brain S-adenosyl-L-homocysteine after treatment with L-homocysteine. // J. Neurochem. 1983. -40.-P.l 110-2.

72. Gorman A., McGowan A., Cotter T.G. Role of peroxide and superoxide anion during tumour cell apoptosis. // FEBS Lett. 1997. - 404. - P. 27-33.

73. Gortz P., Hoinkes A., Fleischer W., Otto F„ Schwahn B., Wendel U., ' Siebler M. Implications for hyperhomocysteinemia: not homocysteine but its oxidized forms strongly inhibit neuronal network activity. // J. Neurol. Sci. 2004. -218. - P.109-14.

74. Grewal S.S., York R.D., Stork P.J. Extracellular-signal-regulated kinase signalling in neurons. // Curr. Opin. Neurobiol. 1999. - 5. - P. 544-53.

75. Halliwell B. Antioxidant defence mechanisms: from the beginning to the end (of the beginning). // Free Radic. Res. 1999. - 31. - P.261-72,

76. Halliwell B., Oxidation of low-density lipoproteins: questions of initiation, propagation, and the effect of antioxidants. // Am. J. Clin. Nutr. 1995. - 61. - P. 670-677.

77. Halliwell, B., Gutteridge, J.M.C. Free radicals in biology and medicine. // 3rd ed., UK: Oxford University Press 1999. -10.-1306-1314.

78. Harreveld A., Compounds in brain extracts causing spreading depression of cerebral cortical activity and contraction of crustacean muscle. // J. Neurochem. -1959.-3.-300-15.

79. Ho P.I., Collins S.C., Dhitavat S., Ortiz D., Ashline D, Rogers E., Shea T.B. Homocysteine potentiates beta-amyloid neurotoxicity: role of oxidative stress. // J. Neurochem. 2001. - 78. - P. 249-53.

80. Ikeda M., Ikeda-Sagara M., Okada T., Clement P., Urade Y., Nagai T., Sugiyama T., Yoshioka T., Honda K., Inoue S., Brain oxidation is an initialprocess in sleep induction, Neuroscience // 2005. 130. - P. 1029 - 1040.

81. Ikner A, Shiozaki K.,Yeast signaling pathways in the oxidative stress response. //Mutat. Res. -2005. 6(569). - P.13-27.

82. Ivanov I.T. Low pH-induced hemolysis of erythrocytes is related to the entry of the acid into cytosole and oxidative stress on cellular membranes. // Biochim. Biophys. Acta. 1999. - 2. - P. 349-360.

83. Jynge P., Hearse D.J., Feuvray D., Mahalu W., Cankovic-Darracott S., O'Brien K, Braimbridge M.V. The St. Thomas' hospital cardioplegic solution: a characterization in two-species. // Scand. J. Thorac. Cardiovasc. Surg. Suppl. -1981.-30.-P.1-28.

84. Jynge P, Hearse D.J., Feuvray D, Mahalu W, Cankovic-Darracott S, O'Brien K, Braimbridge M.V. Scand. J. Thorac. The St. Thomas' hospital cardioplegic solution: a characterization in two species. // Cardiovasc. Surg. Suppl. — 1981. — 30.-P. 1-28.

85. Kim W.K., Pae Y.S. Involvement of N-methyl-d-aspartate receptor and free radical in homocysteine-mediated toxicity on rat cerebellar granule cells in culture. //Neurosci. Lett. 1996.-216. - PI 17-20.

86. Kohen R, Yamamoto Y, Cundy K.C., Ames B.N. Antioxidant activity of carnosine, homocarnosine, and anserine present in muscle and brain. // Proc. Natl. Acad. Sei. U. S. A. 1988. - 85. - P. 3175-9.

87. Korhonen R, Lahti A, Kankaanranta H, Moilanen E. Nitric oxide production and signaling in inflammation. // Curr. Drug. Targets Inflamm. Allergy. 2005. -4.-P. 471-9.

88. Kruman I.I., Culmsee C., Chan S.L., Kruman Y., Guo Z., Penix L., Mattson M.P. Homocysteine elicits a DNA damage response in neurons that promotes apoptosis and hypersensitivity to excitotoxicity. // J. Neurosci. 2000. - 20. - P. 6920-6926.

89. Kruman II, Mattson MP. Pivotal role of mitochondrial calcium uptake in neural cell apoptosis and necrosis. // J. Neurochem. 1999 — 72. - P. 529-540.

90. Kulikov A.V., Boldyrev A.A. Glutamate receptors regulate the level of reactive oxygen species in neurons of senescence accelerated mice (SAM) strain. // Dokl. Biochem. Biophys. 2006. - 407. - P. 106-108.

91. Langendorff O. Geschichtliche Betrachtungen zur Methode des überlebenden Warmblüterherzens. // Münchener medizinische Wochenschrif., -1903. 50.-P. 508-509.

92. Maas K, Chan S, Parker J, Slater A, Moore J; Olsen N, Aune T.M. Cutting edge: molecular portrait of human autoimmune disease. // J Immunol. 2002. -169.-P. 5-9.

93. Michaelis E.'K., Molecular biology of glutamate receptors in the central nervous system and their role in excitotoxicity, oxidative stress and aging. // Progr. Neurobiol. 1998. - 54. - 369-415. '

94. Morris L.G., Veeriah S, Chan T.A. Genetic determinants at the interface of cancer and neurodegenerative disease. // Oncogene. 2010 - Apr 26. Epub ahead of print.

95. Nohl H, Jordan W. The mitochondrial site of superoxide formation. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1986. - 138. - P. 533-9.

96. Obeid R., Herrmann W., Mechanisms of homocysteine neurotoxicity in neurodegenerative diseases with special reference to dementia. // FEBS Lett. -2006.-580.-P. 2994-3005.

97. O'Dowd A., O'Dowd J.J., Miller D.J.The dipeptide carnosine constricts rabbit saphenous vein as a zinc complex apparently via a serotonergic receptor. // J. Physiol. 1996. - 495. - P. 535-43.

98. Olanow C.W. A radical hypothesis of neurodegeneration. // Trends Neurosci. 1993. - 16. - P. 439-444.

99. Overbeeke R, Steffens-Nakken H, Vermes I, Reutelingsperger C, Haanen C.Early features of apoptosis detected by four different flow cytometry assays. // Apoptosis. 1998.-2.- 115-21.

100. Oyama Y., Carpenter D.O., Chikahisa L., Okazaki E. Flow-cytometric estimation on glutamate- and kainate-induced increases in intracellular Ca2+ of brain neurons: a technical aspect.//Brain Res. 1996. - l.-P. 121-124.

101. Paget M.S., Buttner M.J. Thiol-based regulatory switches. // Annu. Rev. Genet.-2003. -37. P. 91-121.

102. Papas A.M., Determinants of antioxidant status in humans. // Lipids. 1996. -31.-P. 77-82.

103. Pavlov A.R., Revina A.A., Dupin A.M., et al. The mechanism of interaction of carnosine with superoxide radicals in water solutions // Biochem. Biophys. Acta. 1993.- 1157.-P. 304-312.

104. Pryor W.A. Oxy-radicals and related species: their formation, lifetimes, and reactions. // Annu. Rev. Physiol. 1986. - 48. - P. 657-667.

105. Reis E.A., Zugno A.I., Franzon R, Tagliari B, Matte C, Lammers M.L., Netto C.A., Wyse A.T. Pretreatment with vitamins E and C prevent the impairment of memory caused by homocysteine administration in rats. // Metab. Brain Dis. -2002.-172.-P. 11-17.

106. Renner C, Zemitzsch N, Fuchs B, Geiger K.D, Hermes M, Hengstler J, Gebhardt R, Meixensberger J, Gaunitz F. Carnosine retards tumor growth in vivo in an NIH3T3-HER2/neu mouse model. // Mol. Cancer. 2010. - 6. - P. 9-12.

107. Ruigrok T. J., D de Moes, Borst C. Bretschneider's histidine-buffered cardioplegic solution and the calcium paradox. // J. Thorac. Cardiovasc. Surg. -1983.- 86.-P. 412-417.

108. Ryan T.J., Ernes R.D., Grant S.G., Komiyama N.H., Evolution of NMD A receptor cytoplasmic interaction domains: implications for organisation of synaptic signalling complexes // BMC Neurosci. 2008. - 9; 6.

109. Sandstrom P.A., Pardi D, Tebbey P.W., Dudek R.W., Terrian D.M., Folks T.M., Buttke T.M. Lipid hydroperoxide-induced apoptosis: lack of inhibition by Bcl-2 over-expression // FEBS Lett. 1995. - 365. - P. 66-70.

110. Shea T.B., Rogers E., Folate quenches oxidative damage in brains of apolipoprotein E-deficient mice: augmentation by vitamin E. // Brain Res Mol Brain Res.-2002.-108. P. 1 -6.

111. Stefanelli C, Stanic I, Bonavita F, Muscari C, Pignatti C, Rossoni C, Caldarera CM. Oxygen tension influences DNA fragmentation and cell death in glucocorticoid-treated thymocytes. // Biochem. Biophys. Res. Commun. 1995. -212.-P. 300- 6.

112. Sureda F.X., Viu E., Zapata A., Capdevila J.L., Camins A., Escubedo E., Camarasa J., Trullas R. Modulation of NMDA-induced cytosolic calcium levels by ACPC in cultured cerebellar granule cells. // Neuroreport 1996. - 7. - P. 1824 - 8.

113. Tan S, Sagara Y, Liu Y, Maher P, Schubert D. The regulation of reactive oxygen species production during programmed cell death. // J. Cell Biol. 1998. -141. -P. 1423-32.

114. Toone W.M., Morgan B.A., Jones N. Redox control of AP-l-like factors in yeast and beyond. // Oncogene. 2001. - 20. - P.* 2336-46.

115. Tsai A.G, Lieber M.R., Mechanisms of chromosomal rearrangement in the human genome. //BMC Genomics. -2010. Feb 10 - 11 Suppl 1:S1.

116. Vitvitsky V, Dayal S, Stabler S, Zhou Y, Wang H, Lentz SR, Banerjee R. Perturbations in homocysteine-linked redox homeostasis in a murine model for hyperhomocysteinemia. // Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 2004. -287.-P. 39-46.

117. Vladimirov Y.A. Studies of antioxidant acivity by measureing chemiluminescence kinetcs, In Natural Antioxidants: Molecular Mechanisms and Health Effects (L.Packer, M.G. Traber and W. Xin, Eds.) // AOSC Press, Champaign, II. 1996. - P. 124-144.

118. Wee K.S., Zhang Y., Khanna S., Low C.M., Immunolocalization of NMD A receptor subunit NR3B in selected structures in the rat forebrain, cerebellum, and lumbar spinal cord//J. Comp. Neurol. -2008. 509. - P. 118-135.

119. Wei X, Guo W, Wu S, Wang L, Huang P, Liu J, Fang B. Oxidative stress in NSC-741909-induced apoptosis of cancer cells. // J. Transl. Med. 2010. - 16. - P. 37-45

120. Whyte K.A., Hogg R.C., Dyavanapalli J, Harper A.A., Adams D.J. Reactive oxygen species modulate neuronal excitability in rat intrinsic cardiac ganglia. // Auton. Neurosci. 2009. - 150. - P 45-52.

121. Zaloga G., Roberts P., Black K. et al. Carnosine is novel peptide modulator of intracellular calcium and contractility in cardiac cells. // Am. J. Physiol. 1997. -272.-P. 462-468.

122. Zou C.G., Banerjee R. Homocysteine and redox signaling. // Antioxid. Redox Signal. 2005. - 7. - P. 547-59