Стан крові в умовах гіпомелатонінемії

Размещено на http://www.allbest.ru//

Размещено на http://www.allbest.ru//

Стан крові в умовах гіпомелатонінемії

С. В. Семенчук

Щурів витримували 10 та 30 діб в умовах цілодобового освітлення для отримання даних про зміни таких показників крові, як лейкоцитарна формула, протеолітично-антипротеолітична активність сироватки, прооксидантно-антиоксидантна система та стан гемокоагуляції. Внаслідок короткострокової гіпомелатонінемії у порівнянні з відповідними показниками норми виявилася незмінність формули крові, рівня пероксидації та вмісту інгібітору трипсину, активності глютатіонпероксидази в сироватці крові при зменшенні активності каталази, деяке скорочення часу рекальцифікації, збільшення тромбінового часу і величини протамінсульфатного тесту. При хронічній гіпомелатонінемії відбулася тенденція до гіперкоагуляції, збільшився відсотковий вміст сегментоядерних нейтрофілів при одночасному зменшенні вмісту лімфоцитів, суттєве збільшились показники НСТ-тесту і малонового діальдегіду при незначному підвищенні протеолітичної активності та незмінності вмісту дієнових кон'югатів. Активності каталази та глютатіонпероксидази знизились при незмінності суперок- сиддисмутази.

Ключові слова: гіпомелатонінемія, мелатонін, гемокоагуляція, прооксидантно-антиоксидантний стан, лейкоцитарна формула.

Постановка проблеми. Праця в нічні зміни, існування в освітленому масиві міста або в умовах полярного дня, спання при світлі сприяють блокуванню синтезу мелатоніну в епіфізі, який постачає всім клітинам організму цю важливу біоактивну речовину. Особливо потерпають в таких умовах старі люди, в епіфізі, яких за рахунок відкладень мозкового піску, мелатоніну синтезується та секретуєть- ся менше, ніж у молодих. Мелатонін, що синтезується в APUD-системі, використовується для аутокринної та паракринної дії. Мелато- нін діє як сомногенний нейромедіатор, як гормон, що блокує синтез та секрецію статевих гормонів і поділ клітин (крім червоного кісткового мозку), стимулює імунну систему та найсильніший антиоксидант [1]. Мелатонін має прямі антиоксидантні властивості за рахунок водню аміногрупи та ароматичного ядра, а також опосередковані за рахунок ядерних рецепторів, комплекс з якими гальмує експресію генів прооксидантних ферментів (ліпоксигеназа, NO-синтаза) та активує експресію генів антиоксидантних ферментів (глюкозо-6-фосфатдегідрогеназа, супероксид- дисмутаза, каталаза, глютатіонпероксидаза) [2, 5, 12].

Раніше нами описані зміни стану крові при 55-ти денній гіпомелатонінемії у молодих щурів [9].

Але експериментальних даних про стан системи крові в умовах довготривалої гіпомелатонінемії у щурів недостатньо.

Постановка завдання. Метою роботи було визначення стану крові при короткостроковій (10 діб) та хронічній (30 діб) гіпомелатонінеміях в експерименті у тварин.

Матеріал та методика дослідження. Досліди були проведені на щурах-самцях середньою масою 220-260 г. Для моделювання короткострокової гіпомелатонінемії в експерименті було взято дві групи щурів. Перша група з восьми щурів складала інтактну групу (умовну вікову норму), друга група з восьми щурів була дослідною. Гіпомелатонінемію моделювали шляхом утримання щурів цілодобово в умовах освітлення (1000-1500 Лк) [1; 7], терміном 10 діб.

Так як два експерименти були рознесені по датах, то при моделюванні хронічної гіпо- мелатонінемії також було обрано дві групи щурів, інтактна та дослідна, в кожній групі по 7 щурів. Моделювання хронічної гіпомелатонінемії проводилось за тією ж методикою, але термін освітлення збільшився до 30 діб.

Після досліду у щурів вилучали кров, в якій визначали лейкоцитарну формулу, а у плазмі крові - показники прооксидантно- антиоксидантної системи, загальну протеолітичну активність та вміст інгібіторів трипсину, ключові показники згортання крові [8]. Достовірність результатів оцінювали за критерієм Ст'юдента. Усі втручання та забій тварин проводили з дотриманням принципів «Європейської конвенції про захист хребетних тварин, які використовуються для експериментів та наукових цілей» [Страсбург, 1985] та ухвали Першого національного конгресу біоетики [Київ, 2001], порушень морально- етичних норм при проведенні науково- дослідницької роботи не виявлено.

Результати досліджень та їх обговорення. При короткостроковій гіпомелатонінемії суттєвих змін в лейкоцитарній формулі не знайдено (табл. 1), відсоток вмісту поліморфноядерних та сегментоядерних нейтрофільних гранулоцитів, еозинофілів, моноцитів, лімфоцитів знаходився у межах норми, але кількість паличкоядерних гранулоцитів за абсолютними показниками ближче до верхньої межі норми. Припускаємо, що нестача мелатоніну компенсувалась для функції червоного кісткового мозку ефектами колонієстимулюючих факторів.

Внаслідок хронічної гіпомелатонінемії відсоток сегментоядерних нейтрофілів збільшився у 1,5 рази (р < 0,001) у порівнянні з нормою, відсоток моноцитів збільшився на 27% (р < 0,01), а лімфоцитів - зменшився на 26% (р < 0,002). Суттєвих змін відсотку паличкоя- дерних нейтрофілів, еозинофілів не виявилося (табл. 2).

Загальна протеолітична активність та вміст інгібіторів трипсину в сироватці крові при 10-денній гіпомелатонінемії не змінилися внаслідок освітлення (табл. 1). Оскільки ці компоненти є факторами фагоцитозу (протеолітична активність) або реактантами гострої фази запалення (інгібітор трипсину) то слід вважати відсутність активації фагоцитів в умовах 10-денного цілодобового освітлення.

При хронічній гіпомелатонінемії відбувається незначне підвищення (30%) загальної протеолітичної активності при одночасному істотному збільшенню значень НСТ-тесту, що свідчить про досить високу активність нейтрофілів та збільшення продукції активних форм кисню (табл. 2).

При короткочасній гіпомелатонінемії (10 діб) суттєвих змін у концентрації в сироватці крові дієнових кон'югатів ацилгідропе- рекисів (дієни - первинні продукти пероксидації), малонового діальдегіду (МДА - вторинний продукт пероксидації), та активності глютатіонпероксидази не виявлено (табл. 1). Знизилися активності каталази на 34% (р < 0,01) та супероксиддисмутази (СОД) в 3 рази (р < 0,02). Незмінність концентрації

Таблиця 1

Величини окремих показників системи крові щурів за умов 10-денної гіпомелатонінемії

Примітка: тут та в наступній таблицях р > 0,1 не вказано.

Таблиця 2

Величини окремих показників системи крові щурів за умов 30-денної гіпомелатонінемії

первинних і вторинних продуктів пероксидації вказує на невираженість процесів вільнорадикального перекисного окислення як в самій сироватці крові, так і у клітинах, з яких ці продукти можуть вийти у кров. Найбільш сильним продуцентом активних форм кисню є оксидативна активність нейтрофілів. Постійність кількості зрілих нейтрофілів, відсутність збільшення продуктів пероксидації та незмінність значень загальної протеолітичної активності і вмісту антипротеїназ вказує на достатній антиоксидантний захист в сироватці крові і незмінність виходу активних форм кисню з нейтрофілів. Це доведено зниженням значень НСТ-тесту при збільшенні світлового дня [10]. Низький рівень мелатоніну в крові знижує рівень антиоксидантного захисту [4]. Каталаза є внутрішньоклітинним ферментом, що знаходиться в максимальній концентрації в еритроцитах. Можливо зменшення дії мелатоніну на ретикулоцити пригноблює синтез каталази та саму кількість ретикулоцитів, які перетворюються в еритроцити, крім цього імуностимулюючий ефект мелатоніну на селезінку спонукав останню до елімінації старіючих еритроцитів, мембрани яких легко пошкоджуються. Можливе припущення, що відсутність ендогенного антиоксиданту викликає мобілізацію антиоксидантного захисту, що укріплює мембрани еритроцитів, внаслідок чого зменшується частка внутрішньосудинного гемолізу, що знижує вихід молекул ката- лази у плазми крові. Відомо, що в сироватці крові наявна окрема форма СОД невідомих джерел [3; 11]. Зниження надходження мелатоніну гальмує синтез і секрецію в сироватку супероксиддисмутази, оскільки мелатонін специфічно індукує експресію гену ферменту. Ці зміни не компенсувалися тим, що світло поглинається гемовою групою каталази і хромофорною групою супероксиддисмутази, що може впливати на ферменти в капілярах шкіри та на ділянках тіла, що не вкриті волоссям. У щурів антиоксидантний захист посилений аскорбіновою кислотою, яка не є для їх організмів есенціативною сполукою.

При хронічній 30-денній гіпомелатонінемії внаслідок значного підвищення значень НСТ-тесту збільшилася концентрація малонового діальдегіду в сироватці крові в 1,7 рази (р < 0,02), що вказує на збільшення продукції активних форм кисню, які ініціюють неферментативне вільнорадикальне перекісне окислення біополімерів, але вміст дієнових конюгатів не змінився (табл. 2).

Активність супероксиддисмутази сироватки крові не змінилась внаслідок 30-добової гіпомелатонінемії, але активність каталази зменшилася у 2,2 рази (р < 0,01); активність глютатіонпероксидази в сироватці крові знизилась на 28% (р < 0,01).

Таким чином, в умовах тридцятидобової гіпомелатонінемії виявилося посилення продукції активних форм кисню й пероксидації у сироватці крові при ослабленні активності антиоксидантних ферментів, а також збільшення відсотка сегменто-ядерних нейтрофілів та моноцитів при зменшенні відсотка лімфоцитів. Посилення у сироватці крові вільно- радикального перекисного окиснення при зниженні антиоксидантного потенціалу пов'язане зі стимуляцією оксидативної активності нейтрофілів.

При 10-денній гіпомелатонінемії час рекальцифікації зменшився на 11% з тенденцією до достовірності (р < 0,1), що можна оцінювати як схильність до гіперкоагуляції, але тромбіновий час подовжився на 31% (р < 0,05), і протамінсульфатний тест збільшив час на 66% (р < 0,05), що вказує на виражену тенденцію до гіпокоагуляції (табл. 1). Звичайно, посилення пероксидації у крові супроводжується гіперкоагуляцією [6]. В даному випадку відсутність посилення пероксидації при гіпомелатонінемії сприяє більш вираженій тенденції до гіпокоагуляції (хоча не виключено вичерпання компонентів тромбінової ланки звена гемостазу - коагулопатія споживання).

При хронічній гіпомелатонінемії спостерігається розвиток помірної гіперкоагуляції - час рекальціфікації скоротився на 19% (р < 0,02). Протамінсульфатний тест скоротився на 8% (р < 0,05), що також пов'язане з тенденцією до гіперкоагуляції, при цьому тромбіновий час не змінився у порівнянні з величинами норми (табл. 2).

Висновки та перспективи подальших досліджень

Таким чином, короткотривала гіпомелатонінемія істотно не впливає на стан лейкоцитарної формули і пероксидації в сироватці крові, але викликає зниження рівня антиоксидантного захисту (зниження активності супероксидисмутази та каталази) і різноспрямовані зміни показників величин гемокоагуляції (скорочення часу рекальціфікації та подовження тромбінового часу і часу протамінсульфатного тесту), які нагадують коагулопатію споживання.

Хронічна гіпомелатонінемія призвела до зсуву лейкоцитарної формули вправо при зменшенні відсотку лімфоцитів, одночасно розвивалась гіперкоагуляція, посилення пероксидації за рахунок активації оксидативної активності нейтрофілів при зниженні антиоксидантного потенціалу у сироватці крові.

В подальшому планується постановка експерименту з дослідження впливу надлишка доз мелатоніну в різних термінах. Причиною цього дослідження є безрецепркрний продаж препаратів, які містять мелатонін та досить часте призначення лікарями при різних патологіях та вікових періодах.

гіпомелатонінемія трипсин кров

Список використаних джерел

Анисимов В. Н. Мелатонин. Роль в организме, применение в клинике / В. Н. Анисимов. -- СПб. : Издательство «Система», 2007. -- 40 с.

Барабой В. А. Антиокислительная и биологическая активность мелатонина / В. А. Барабой // Укр. біо- хім. журн. -- 2000. -- Т. 72, № 3. -- С. 5--11.

Дубинина Е. Е. Выделение и свойства суперок- сиддисмутазы плазмы крови человека / Е. Е. Дубинина, В. В. Туркин, Г. А. Бабенко, В. А. Исанов // Биохимия. -- 1992. -- Т. 57, Nc 12. -- С. 1892-- 1901.

Евсюкова И. И. Роль мела тонина в раннем онтогенезе человека / И. И. Евсюкова, О. В. Ковальчук- Ковалевская, А. А. Андреева и др. -- Всероссийская научно-практическая конференция 50 лет мелатонину: итоги и перспективы исследований, Тезисы докладов, СПб, 2008. -- С. 15.

Кветная Т. В. Мелатонин -- нейроиммуноэндок- ринный маркер возрастной патологии / Т. В. Кветная, И. В. Князькин, И. М. Кветной. -- СПб. : Изд-во ДЕАН, 2005. -- 144 с.

Мищенко В. П. Перекисное окисление липидов, антиоксиданты и гемоста. / В. П. Мищенко, И. В. Мищенко, О. I. Цебржинский. -- Полтава : АСМИ, 2005. -- 160 с.

Пішак В. П. Шишкоподібне тіло і біохімічні основи адаптації / В. П. Пішак -- Чернівці : Медакаде- мія, 2003. -- 152 с.

Посібник з експериментальних клінічних досліджень в біології та медицині // Л. В. Беркало, О. В. Бобович, О. О. Гейко и др. -- Полтава, 1997. -- 271 с.

Семенчук С. В. Вплив надлишку та нестачі мелато- ніну на систему крові / С. В. Семенчук, О. I. Цебржинський // Вісник луганського національного педагогічного університету імені Тараса Шевченка. -- 2006. -- № 13 (108). -- С. 120--127.

Размещено на Allbest.ru