Old age-associated pathologies usually coincide with altered sphingolipid metabolism. In the present article, the role of acid sphingomyelinase (ASMase) in the age-dependent changes of sphingomyelin (SM) and ceramide contents in the tissues has been investigated by means of ASMase inhibitors, imipramine and zoledronic acid. It has been determined that ceramide content and ceramide/SM ratio increased, while SM level decreased in the heart, liver, blood serum and skeletal muscles of 24-month old rats in contrast to 3-month old animals. Injections of imipramine or zoledronic acid to 24-month old rats resulted in significant downregulation of ASMase in the liver and skeletal and heart muscles. The both inhibitors decreased the ceramide content and ceramide/SM ratio and increased the SM content in all tissues studied, except the heart, of old rats to the levels close to those observed in the young animals. Long-term treatment of rats by inhibitors, which have different mechanisms of action on ASMase, exerts the similar, but not equal effects on enzyme activity and SM turnover. In summary, the data above strongly suggest that the age-dependent up-regulation of ASMase plays an important role in the modulation of ceramide and SM contents in rat tissues and that imipramine and zoledronic acid are useful tools for SM turnover manipulation at old age.

No abstract

Sphingolipid turnover has been shown to be activated at old age and in response to various stress stimuli including oxidative stress. Reduction of vitamin E content in the liver under the pro-oxidant action is associated with enhanced sphingolipid turnover and ceramide accumulation in hepatocytes. In the present paper, the correction of sphingolipid metabolism in the liver cells of old rats and in the palmitate-treated young hepatocytes using α-tocopherol has been investigated. 3-and 24-month-old rats, [ 14 C] palmitic acid, [methyl− 14 C-choline]sphingomyelin (SM), and [ 14 C]serine were used. α-Tocopherol administration to old rats or addition to the culture medium of old liver slices or hepatocytes prevented age-dependent increase of ceramide synthesis and lipid accumulation, and increased SM content in liver tissue and cells. α-Tocopherol treatment of old cells decreased the neutral and acid sphingomyelinase (SMase) activities in hepatocytes and serine palmitoyl transferase activity in the liver cell microsomes. Effect of α-or γ-tocopherol, but not of δ-tocopherol, on the newly synthesized ceramide content in old cells was correlated with the action of inhibitor of serine palmitoyl transferase (SPT) activity (myriocin) and SMase inhibitors (glutathione, imipramine). Addition of α-tocopherol as well as myriocin to the culture medium of young hepatocytes, treated by palmitate, abolished ceramide accumulation and synthesis. The data obtained demonstrate that α-tocopherol normalized elevated ceramide content in the old liver cells via inhibition of acid and neutral SMase activities and lipid synthesis de novo. α-Tocopherol, reducing ceramide synthesis, prevented palmitate-induced aging-like ceramide accumulation in young liver cells.

No abstract

Ми досліджували старіння у самців щурів лінії Вістар 24-місячного віку (у порівнянні з 3-місячними тваринами) та його вплив на сфінголіпідний профіль тканин головного мозку на експериментальних дієтах, збагачених жирами різної жирнокислотної насиченості. До раціону годування старих щурів, збагаченого насиченими жирними кислотами, ми додавали яловичий жир у кількості еквівалентній 38% від добової калорійності. До раціону годування старих щурів, збагаченого ненасиченими жирними кислотами, ми додавали риб’ячий жир у кількості еквівалентній 38% добової калорійності. Щурів ретельно годували та регулярно зважували, а також піддавали сахарозному тесту, щоб виявити перші ознаки депресії, але маркерів депресії виявлено не було. Тому дослідження було зосереджено на тестуванні показників тривоги у тварин похилого віку на експериментальних дієтах та їх порівнянні з тваринами молодого віку. Після 5-тижневого експерименту тварин остаточно дослідили у поведінкових тестах відкритого поля (ВП) і піднесеного хрестоподібного лабіринту (ПХЛ) на тривожність і порівняли зі старими тваринами на стандартному раціоні і молодими 3-місячними щурами. Тривожну поведінку оцінювали у 5-хвилинних тестових відеозаписах за допомогою автоматичного аналізу за у програмі Anymaze. В основному розраховували стандартні показники відвідування центральної та кутової зон для ВП та закритого/відкритого рукава для ПХЛ. Після евтаназії тварин досліджували вміст сфінголіпідів в мозковій тканині, особливо вміст і співвідношення церамідів і сфінгомієліну. Отримані дані демонструють чітку залежність між порушенням метаболізму сфінголіпідів у тканинах мозку при старінні та годуванні надлишковою кількістю насичених жирів з підсиленням тривожності в поведінкових тестах, а також корекцію поведінки та перебудову ліпідного обміну у старих щурів, які годували риб'ячим жиром майже до рівня молодих щурів.