ВЗАИМООТНОШЕНИЯ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ И ЭНЗИМОВ АНТИОКСИДАНТНОГО ДЕЙСТВИЯ

calculated in the theta (4–7 Hz), alpha (7–13 Hz), beta1(13–20 Hz) and 
beta2 (20–32 Hz) EEG frequency ranges.

The data were processed using «Statistica v. 6» software. 

Intergroup differences were analyzed using the Mann–Whitney test.

RESULTS

Comparison of the spectral parameters of the baseline EEG in the 

two groups showed that subjects with a high results of the cognitive
tests were characterized by
a significantly higher power of the EEG 

alpha rhythm in the right (p=0.021) and left (p=0.014) parietal, right 
(p=0.025) and left (p = 0.018) central, right (p = 0.030) and left (p = 
0.012) frontal cortical areas. In addition, these subjects exhibited a 
higher power of the EEG beta1 rhythm in the left occipital (p=0.035), 
parietal (p=0.003), central (p=0.012), frontal (p=0.023) areas and the 
beta2 rhythm in the left parietal (p=0.034) and central (p= 0.05) 
areas, as well as of the EEG theta rhythm in the left occipital 
(p=0.021) and parietal (p=0.034) cortical areas.

Subjects with a high results of the cognitive tests showed lower 

right-sided intrahemisphere coherence of EEG theta range potentials 
(significantly between leads P4-O2, p = 0.031; F4- C4, p = 0.024; T4F4, p= 0.05) than subjects with a poor performance in the tests.

Considering previous results from analysis of the dynamics of the 

EEG alpha rhythm spatial organization [2], the present studies showed 
that higher power of the baseline EEG alpha rhythm is one of the 
factors that determine the dynamic character of EEG coherence.

The high initial values of spectral power of the beta1, beta2 and 

theta ranges in the left cortical areas were the physiological 
prerequisites of the high results of tests requiring logical thinking. 
It is conceivable that a higher power of the EEG beta and theta rhythms 
in the left cortical areas reflects the specific role of the left 
hemisphere in the verbal-logical thinking processes. 

REFERENCES

1.
T. D. Dzhebrailova and I. I. Korobeinikova, Neuroscience and 

Behavioral Physiology, 45, No. 2. 139-145 (2015).

2.
T. D. Dzhebrailova, I. I. Korobeinikova, E. N. Dudnik, N. A. 

Karatygin. Bulletin of Experimental Biology and Medicine.159. No 2, 
184-187 (2015).

3.
Fundamentals of psychology. Practical work /Stolyarenko L.D. 

Phoenix. Rostov-on-Don. P. 27-29 (2000).

DOI:10.12737/12342

ВЗАИМООТНОШЕНИЯ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ И ЭНЗИМОВ

АНТИОКСИДАНТНОГО ДЕЙСТВИЯ

Г.П. Евсеева, О.А. Лебедько, Е.Б. Наговицына, Н.М. Ивахнишина

Хабаровский
филиал Дальневосточного научного центра 

физиологии и патологии дыхания –
НИИ охраны материнства и детства 

(директор – д.м.н. О.А. Лебедько)

evceewa@yandex.ru 

Ключевые слова: микроэлементы, антиоксидантные ферменты, дети
В последнее время расширятся представления о патогенезе многих 

органных дисфункций, возникающих при микроэлементозах. Микроэлементы 
(МЭ) входят в
состав ферментов, прерывающих свободнорадикальные 

процессы и защищающих клетки от деструктивного воздействия свободных 
радикалов. Однако металлы сами могут быть источником патогенных 
активных форм кислорода [2].
Самой мощной и филогенетически наиболее 

древней системой, защищающей клетки от токсического воздействия 
радикалов кислорода и перекисей липидов является система энзимов 
антиоксидантного 
действия. 
Важную 
роль 
в 
функционирование 

антиоксидантной защиты (АОЗ) играет экспрессии генов, кодирующих 
выработку тех или иных ферментов АОЗ, в частности супероксиддисмутазы 
(СОД) [1]. В
условиях проживания в биогеохимической провинции с 

дисбалансом МЭ в окружающей среде (повышенное содержание железа, 
марганца и цинка, дефицит селена, дисбаланс других МЭ) содержание 
микроэлементов в биосредах организма отражает эти особенности.  В связи 
с этим представляет интерес изучение влияния уровня МЭ на показатели 
ферментов АОЗ у здоровых детей, проживающих в условиях биогеохимической 
провинции с дисбалансом МЭ в окружающей среде.

Материалы и методы. В программу исследования вошел 101 здоровый 

ребенок дошкольного возраста, и на что было получено информированное 
согласие родителей и заключение Этического комитета ХФ ДНЦ ФПД – НИИ 
ОМИД. Содержание микроэлементов (Zn, Fe, Cu, Mn)
в сыворотке и 

форменных элементах крови определяли методом атомно-абсорбционного 
анализа. Состояние АОЗ оценивали спетрофотометрическим методом по 
активности ферментов СОД, каталазы (КАТ), глутатионпероксидазы (ГП), 
глутатионредуктазы (ГР), глутатион-S-трансферазы (Г-S-Т). Уровень вит. Е и 
концентрацию малонового диальдегида (МДА)
в эритроцитах определяли  

флюориметрическим методом. Для исследования полиморфизмов в генах SOD1м, 
SOD2м, SOD3м использовали метод ПЦР. Статистический анализ проводился 
параметрическими и непараметрическими методами (критерий Стьюдента, Uкритерий 
Манна-Уитни, 
коэффициент 
ранговой 
корреляции 
Спирмена, 

бисериальный коэффициент корреляции (разновидность коэффициента Пирсона) 
с использованием пакета программ «STATISTICA 10.0». Уровень значимости 
считали достоверным при р<0,05.  

Динамика 
показателей 
системы 
ПОЛ-АОЗ 
у 
детей 
с 
различным 

содержанием эссенциальных МЭ в сыворотке крови обследованных детей 
показала, что у детей с дефицитом железа уровень ГП в 2 раза ниже, чем 
у детей с нормальным содержанием железа (р<0,05), также у этих детей 
выявлена тенденция к снижению активности КАТ и повышенному содержанию 
витамина 
Е.
Снижение 
концентрации 
марганца 
в 
сыворотке 
крови 

сопровождается снижением активности СОД (р<0,05). Снижение уровня 
сывороточной меди, в сравнении с показателями их у детей с референтными 
значениями меди, сопровождалось снижением в 1,2 раза активности СОД 
(р<0,001) и КАТ (р<0,05). При этом в 86,7% случаев у детей выявлен 
полиморфизм 
гена 
SOD3, 
кодирующего 
фермент 
внеклеточной 

супероксиддисмутазы. 
Корреляционный 
анализ 
выявил 
отрицательную 

зависимость между показателями полиморфизама гена SOD3 и уровнем 
сывороточной меди (r=-0,342, p<0,05), что, на фоне дисбаланса МЭ, может 
являться одним из механизмов развития оксидативного стресса. 

Содержание Сu в сыворотке крови имело положительную корреляционную 

зависимость с концентрацией КАТ (rs=0,3, p<0,05) и ГР (rs=0,37, p<0,05), 
что можно объяснить её участием в функционировании церулоплазмина, 
который помимо феррооксидазной активности и участия в обмене меди, 
обладает также аминооксидазной, супероксиддисмутазной активностью и 
защищает липидные мембраны от перекисного окисления [3]. Концентрация 
Zn имела отрицательную корреляционную зависимость с уровнем активности 
ГР (rs=-0,4, p<0,05) и ГSТ (rs=-0,29, p<0,05), между концентрацией Mn и 
содержанием МДА выявлена отрицательная корреляция (rs=-0,7, p<0,05). 

То есть, избыток металлов переменной валентности (Fe, Zn, Mn) 

может приводить к хроническому течению нитрозирующего стресса и 
способствовать появлению недостаточности металлоэнзимов, вызванной не 
дефицитом эссенциальных элементов, а недостаточным функционированием 
последних в составе энзимов и металлолигандных комплексов. При 
интерпретации результатов биохимических анализов необходимо учитывать 
индивидуальные генетические особенности пациента, т.к. при носительстве 
определенных генотипов может иметь место изменение показателей работы 
антиоксидантной системы организма.

Список литературы:
1.
Колесникова Л.И., Баирова Т.А., Первушина О.А. // Вестник 

РАМН, 2013. № 12. С. 83-88.

2.
Панченко Л.Ф., Маев И.В., Гуревич К.Г.  Клиническая 

биохимия микроэлементов. М.: ГОУ ВУНМЦ МЗ РФ, 2004. – 363 с.

3.
Родионова Л.В., Дмитриева Л.А., Белохвостикова Т.С. и др. // 

Клин. лаб. диагностика, 2005. № 6. С. 37-40.

INTERACTION BETWEEN TRACE ELEMENTS AND ANTIOXIDANT 

ENZYMES

G.P. Evseeva, O.A. Lebedꞌko, E.B. Nagovitsyna, N.M. Ivakhnishina

Khabarovsk Facility of «Far Scientific Centre of Physiology and 

Pathology of Respiration» − Scien-tific research institute of Mother 

and Child Care (director – M.D. Lebedꞌko O.A.)

evceewa@yandex.ru

Keywords: trace elements, antioxidant enzymes, children
In recent times understanding of the pathogenesis of many organs’ 

disfunctions that arise
from microelementosis is expanding. Trace 

elements are part of the enzymes which interrupt free-radical processes 
and protect cells from destructive effects of free-radicals. However, 
metals themselves can be a source of oxygen pathogenic active forms 
[1]. The most powerful and phylogenetically the most ancient system 
which protects cells from the toxic effects of oxygen radicals and 
lipid peroxides is the system of antioxidant enzymes. A gene expression 
which  codes the production of certain enzymes in particular superoxide 
dismutase (SOD) plays an important role in the functioning of the 
antioxidant system (AOS). Living in a biogeochemical province with an 
imbalance of trace elements in the environment (high content of iron, 
manganese and zinc, selenium deficiency, and imbalance of other trace 

elements) the presence of trace elements in biological media of an 
organism reflects certain features. In this connection, it is of 
interest to study the influence of trace elements level on the 
performance of the AOS enzymes in healthy children living in 
biogeochemical 
province 
with 
trace 
elements 
imbalance 
in 
the 

environment.

Materials and methods. 101 healthy children of pre-school age were 

examined for the purpose of the research program. Informed consent from 
parents and opinion letter from Ethics Committee of Khabarovsk branch 
was obtained before starting the research.

The presence of trace elements (Zn, Fe, Cu, Mn) in the serum and 

blood corpuscles was determined by atomic absorption analysis. AOS 
condition was evaluated by spectrophotometry
method from SOD enzyme 

activity, catalase, glutathione peroxidase (GPx), glutathione reductase 
(GSR), glutathione-S-transferase (GST). The level of vitamin E and the 
concentration of malon dialdehyde (MDA) in erythrocytes were determined 
by fluorometric method. In order to study polymorphisms in genes SOD1m, 
SOD2m, SOD3m the method of polymerase chain reaction (PCR) was used.

Statistical analysis was performed parametric and non-parametric 

methods 
(Student 
Test, 
U-Mann-Whitney
Nest, 
Rank 
Correlation 

coefficient Spearman, bizarely the correlation coefficient (the 
coefficient of variation of Pearson)) using the application package 
"STATISTICA 10.0". The level of significance was considered significant 
at p<0.05.

Dynamics of lipid peroxidation - antioxidant system indexes in the 

examined children with various contents of essential trace elements in 
the serum showed that children with iron deficiency have a 2 times 
lower GPx level than those with normal iron content (p<0.05). Children 
with iron deficiency showed the tendency for reducing catalase activity 
and increased vitamin E content.

Reduction in the concentration of Mn in the blood serum is 

accompanied by a decrease in SOD potency (p<0.05).

Reduction of serum copper (in comparison with its indicators in 

children with referential values of copper) was accompanied by SOD 
(p<0.001) and catalise (p <0.05) potency decrease of 1.2 times. At the 
same time 86.7% of the children showed polymorphism of SOD3 gene which 
codes extracellular
SOD enzyme. Correlation analysis revealed a 

negative relationship between indicators of SOD3 gene polymorphism and 
serum copper level (r=-0,342, p<0,05), that can become a cause of 
oxidative stress development in connection with trace elements 
imbalance. 

The content of Cu in blood serum had positive correlation 

dependence with the concentration of catalase (rs=0,3, p<0,05) and GSR 
(rs= 0,37, p<0,05), which can be explained by its participation in the 
ceruloplasmin operation. Ceruloplasmin is characterized by ferroxidase 
activity and its involvement in the metabolism of copper; moreover, it 
has amine oxidase and superoxide dismutase activity and protects lipid 
membranes against peroxide oxidation [2]. The concentration of Zn had a 
negative correlation dependence with the level of GSR activity (rs=-0,4, 
p<0,05) and GST (rs=-0,29, p<0,05). A negative correlation (rs =-0,7, 

p<0,05) was also revealed between the concentration of Mn and the 
presence of MDA.

All things considered, it is clear that an excess of transition 

metals (Fe, Zn, Mn) can lead to chronicity of nitrosation stress and 
cause the appearance of insufficiency in metallo enzymes. Such 
insufficiency is caused not by deficiency of essential elements, but by 
inadequate functioning of the essential elements within enzymes and 
matalloligand complexes. When presenting the results of biochemical 
analyzes the patient's individual genetic characteristics should be 
taken into account, since presence of certain genotypes may change the 
performance of the antioxidant system.

References:
1.
Kolesnikova L.I., Bairova O.A., Pervushina O.A. // Annals of 

the Russian Academy of Medical Sciences, 2013. № 12. P. 83-88.

2.
Panchenko L.F., Maev I.V., Gurevich K.G. Clinical chemistry 

of trace substances. Moscow.: State Educational Institution Russia-wide 
Academic and Methodological Center of the Ministry of Health of the 
Russian Federation, 2004. - 363 p.

3.
Rodionova L.V., Dmitrieva L.A., Belokhvostikova T.S. and 

others // Klinical laboratory diagnosis, 2005. № 6. P. 37-40.

DOI:10.12737/12343

СОВРЕМЕННЫЕ АСПЕКТЫ СИСТЕМНОЙ РЕГУЛЯЦИИ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ В 

УСЛОВИЯХ АНТРОПОГЕННО МОДИФИЦИРОВАННОЙ СРЕДЫ

Е.В. Евстафьева, С.Л. Тымченко, О.А. Залата, 

О.Б. Московчук, А.Е. Слюсаренко, 
Ю.А. Бояринцева, И.А. Евстафьева

ФГАОУ ВО «Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского»

Медицинская академия им. С.И. Георгиевского

e.evstafeva@mail.ru, olga_zalata@mail.ru

Ключевые слова: ЦНС, автономная нервная система, сердечно
сосудистая система, иммунная система,
тяжелые металлы, пестициды, 

поллютанты в биологических тканях, экологический риск для здоровья.

Представления о единстве организма с окружающей средой нашли 

развитие в сформулированным Судаковым К.М (1987) принципе "вписанности" 
живого в пространственно-временной континуум окружающего мира, согласно 
которому существует теснейшее активное объединение живых организмов и 
окружающей их среды в единые функциональные системы, результаты 
деятельности которых вынесены за пределы организма. Антропогенное 
загрязнение окружающей среды создает высокий экологический риск для 
здоровья человека, что переводит проблему исследования адаптационных 
процессов
в 
современных 
условиях 
в 
разряд 
наиболее 
важных 
в 

экологической физиологии. При этом, если достаточно тонкие механизмы 
влияния отдельных техногенных факторов среды на клеточном уровне 
достаточно представлены в научной литературе, то адаптационные процессы 
на системном, межсистемном и организменном уровне остаются мало 
изученными. Их исследование возможно на базе биомониторинговых натурных