Стан оксидантної та антиоксидантної систем організму за умов норми і експериментальної патології та дії спиртової настоянки ехінацеї пурпурової

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата медичних наук

стан оксидантної та антиоксидантної систем організму за умов норми і експериментальної патології та дії спиртової настоянки ехінацеї пурпурової

Геруш Ігор Васильович

1. Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Останніми роками зросло розуміння важливої ролі активації процесів вільнорадикального окислення ліпідів та біополімерів в порушенні структурно-функціональних властивостей біомембран і розвитку патологічних процесів в організмі (Ю.А. Владимиров, 1989, 1998; И.А. Зборовская,1995; Б.Н. Матюшин, 1996). Дослідження, проведені останнім часом, показали, що зміни інтенсивності пероксидного окислення ліпідів (ПОЛ) супроводжують захворювання різноманітного генезу, що свідчить про загальнобіологічний характер вільнорадикального пошкодження клітин (Ю.А. Владимиров,1989; В.П. Ранчялис, 1995; В.В. Фролькис,1995; А.С. Логинов,1996; Л.П. Галактионова,1998). Одним із механізмів пригнічення процесів ПОЛ є наявність в тканинах антиоксидантної системи (АОС), що включає відновлений глутатіон та ферменти його обміну, вітаміни А, С, Е, Р, сечову кислоту і інші низькомолекулярні сполуки, які попереджують або затримують проходження ланцюгових реакцій переокислення, білки - церулоплазмін і трансферин, а також ферменти знешкодження активних форм кисню - супероксиддисмутазу, каталазу, пероксидази (Е.Е. Дубинина,1992; А.С. Логинов, 1994; В.А. Барабой, 1997; В.К. Мазо, 1998). Порушення АОС і її контролю за процесами ПОЛ саме по собі може стати важливим фактором розвитку пероксидації (О.Н. Воскресенский,1992; G. Lewin,1994, Ю.І. Губський,1995).

Тому, комплексне дослідження стану антиоксидантної системи і вмісту продуктів ПОЛ в органах і тканинах має важливе значення при вивченні механізмів розвитку патологічних процесів. Це дає змогу виявити тi ланки в патогенезi захворювань, дiючи на якi можна попередити чи, хоча б, сповiльнити розвиток патологiчного процесу в органiзмi.

Широко розповсюджені в Україні останнім часом захворювання (алергічні, аутоімунні, інфекційні, онкологічні тощо) значно ускладнюються також нашаруванням вторинних імунодефіцитів, які спричинені наслідками аварії на Чорнобильській АЕС та іншими екологічно несприятливими чинниками (потужні електромагнітні поля, шкідливі викиди в навколишнє середовище токсичних сполук). Це потребує пошуку нешкідливих субстанцій рослинного походження, які б володіли вираженими радіопротекторними властивостями, підтримували толерантність організму до шкідливих ефектів зовнішнього середовища, мали антиоксидантні, адаптогенні та імуномодулюючі властивості, сприяли підвищенню власних захисних сил організму (В.А. Барабой, 1994,1997; А.П. Лебеда,1995). Цікавим в цьому плані є вивчення лікарських засобів з ехінацеї пурпурової. Існують чисельні відомості про біологічну дію та лікувальні властивості препаратів ехінацеї. Вони широко використовуються при лікуванні різноманітних захворювань як імуномодулюючий, протизапальний, ранозагоюючий, біостимулюючий та протиінфекційний засіб (R. Bauer, 1990; Ф.І. Мамчур, 1993, Н.Ю. Яковлева, 1996; Г.М. Войтенко, 1996; В.Н. Самородов, 1996; Л.Я. Кушко, 1998).

Разом з тим, механізми, які б могли пояснити вплив настоянки ехінацеї пурпурової на стан оксидантної та антиоксидантної систем організму в нормі і при патології до цього часу не вивчені. Не менш важливим для практики є експериментальне обгрунтування терапевтичних доз препаратів ехінацеї пурпурової. Вирішення цих питань може стати основою для обгрунтування біохімічних механізмів дії на процеси ПОЛ при патологічних станах і вивчення впливу настоянки ехінацеї пурпурової за цих умов.

Звязок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота є частиною комплексних наукових досліджень кафедр медичної хімії і пропедевтики внутрішніх хвороб Буковинської державної медичної академії (№ 0197V015108).

Мета і задачі дослідження. Встановити механізми зрушень в оксидантній та антиоксидант-ній системах організму за умов норми і патології та дії спиртової настоянки ехінацеї пурпурової, і на їх основі розробити і обгрунтувати уточнення в методику її використання в клінічній практиці.

Для досягнення мети були поставлені наступні завдання:

Дослідити проникність мембран еритроцитів донорів і стан пероксидного окислення ендогенних ліпідів печінки під впливом спиртової настоянки ехінацеї пурпурової.

Вивчити в умовах фізіологічної норми стан ПОЛ та активність антиоксидантних захисних систем крові та печінки при дії спиртової настоянки ехінацеї пурпурової.

Дослідити процеси ПОЛ та функціонування антиоксидантної системи організму за умов експериментальної патології (ерозивно-виразкове ураження шлунка та дванадцятипалої кишки, токсичний гепатит) та дії настоянки ехінацеї пурпурової.

Встановити можливість корекції зрушень оксидантно-антиоксидантного гомеостазу, викликаних низькодозовим опроміненням, шляхом застосування настоянки ехінацеї пурпурової з лікувальною і лікувально-профілактичною метою.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше обгрунтовано молекулярні (біохімічні) механізми дії настоянки ехінацеї пурпурової на стан оксидантної та антиоксидантної систем організму в умовах фізіологічної норми і при експериментальній патології (ерозивно-виразкове ураження гастродуоденальної зони та токсичний гепатит); доведено ефективність лікувального і лікувально-профілактичного використання спиртової настоянки ехінацеї пурпурової при дії низьких доз радіації; встановлено двофазовий характер дії настоянки ехінацеї пурпурової на проникність мембран еритроцитів донорів, експериментально обгрунтовано ефективну дозу препарату.

Практичне значення одержаних результатів. Доведено доцільність застосування настоянки ехінацеї пурпурової для корекції показників ПОЛ і АОС при мембрано-патологічних процесах в організмі. Науково обгрунтовано можливість використання настоянки ехінацеї пурпурової як антиоксидантного засобу при лікуванні ерозивно-виразкових уражень шлунково-кишкового тракту, а також як гепатопротектора. Встановлено, що настоянка ехінацеї пурпурової є ефективним лікувальним та лікувально-профілактичним засобом при дії низьких доз радіації. Впроваджено в практику роботи науково-дослідних лабораторій методику визначення активності глутатіонпероксидази в печінці.

Особистий внесок здобувача. Дисертаційна робота виконана здобувачем самостійно. Особистий внесок автора в отримані наукові результати полягає у сформулюванні мети і завдань дослідження, проведенні всього обєму експериментальної частини роботи, опрацюванні наукової літератури, статистичній обробці результатів досліджень, аналізі та узагальненні одержаних даних, апробації результатів досліджень і підготовці до друку робіт.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи викладені на науковій конференції викладачів, співробітників та студентів, присвяченій 120-річчю заснування Чернівецького університету (Чернівці, 1995), І Національному зїзді фармакологів України (Полтава, 1995), Науковій конференції Актуальні питання морфогенезу (Чернівці, 1996), ІІ Українській науково-практичній конференції з народної та нетрадиційної медицини (Дніпро-петровськ, 1996), VII Українському біохімічному з'їзді (Київ, 1997), ІІ Міжнародному медичному конгресі студентів і молодих вчених (Тернопіль, 1998), Міжнародній науковій конференції “Изучение и использование эхинацеи” (Полтава, 1998), ІІІ Українській науково-практичній конференції з народної та нетрадиційної медицини (Київ, 1998).

Публікації. Матеріали дисертації викладені у 14 наукових роботах, з них 7 статей. П'ять статей опубліковано у фахових виданнях.

Обсяг та структура дисертації. Дисертація викладена на 178 сторінках машинописного тексту і складається із вступу, 6 розділів, висновків, а також списку використаних джерел, який містить 317 робіт і займає 30 сторінок. У роботі представлено 19 таблиць та 4 рисунки, що займають 20 сторінок.

2. Основний зміст роботи

Матеріали та методи дослідження

Експериментальні дослідження виконано на білих безпородних щурах масою 140-190 г і цільній крові донорів. У роботі використовували настоянку коріння ехінацеї пурпурової (1:10 на 70% етиловому спирті). Вивчення вмісту продуктів ПОЛ та стан показників антиоксидантної системи проводили в крові та печінці тварин за умов фізіологічної норми та при експериментальній патології.

У роботі використано такі моделі патологій: 1) ерозивно-виразкове ураження гастродуоденальної зони, за методом О.І. Волошина та І.Ф. Мещишена, 1986 (тваринам протягом 12 днів перорально вводили суміш, що складалася з 10 % розчину консервованої медичної жовчі, індометацину та ацетилсаліцилової кислоти); 2) токсичний гепатит, який викликали повторним внутрішньошлунковим введенням ССl₄ з розрахунку 0,25мл / 100г маси тіла щурів у вигляді 50 % олійного розчину (Ю.И. Губский, 1984; Н.П. Скакун, 1989); 3) одноразове опромінення в низьких дозах (0,3 Гр).

У гомогенаті печінки щурів визначали вміст відновленого глутатіону (ГSH) (І.Ф. Мещишен,1983), ТБК-активних сполук (Ю.А. Владимиров,1972), молекулярних продуктів ПОЛ: сполук з ізольованими подвійними зв'язками (ІПЗ), дієнових кон'югатів (ДК), кетодієнів та спряжених триєнів (КД і СТ) (И.А. Волчегорский, 1989; І.В. Печенюк, 1992); вивчали активність ферментів: супероксиддисмутази (СОД) (N. Nashikimi, 1972; R. Fried, 1975), каталази (М.А. Королюк, 1988), глутатіонпероксидази (ГП) (І.В. Геруш, 1995) глутатіонредуктази (ГР) (E. Beutler, 1969), глутатіон-S-трансферази (Г-S-Т) (H.W. Habig, 1974), глюкозо-6-фосфатдегідрогенази (Г-6-ФДГ) (Ю.Л. Захарьин, 1967). Вивчали вплив настоянки ехінацеї пурпурової на проникність еритроцитарних мембран донорів (B. Isomaa, 1979). Одержані експериментальні дані обробляли на комп'ютері та методом варіаційної статистики, використовуючи t-критерій достовірності Ст'юдента (И.А. Ойвин, 1960).

Результати досліджень та їх обговорення.

Нами встановлено, що до складу настоянки ехінацеї пурпурової входять поліфенольні сполуки, флавоноїди, олеїнова, лінолева та ліноленова кислоти, каротиноїди, дубильні речовини, вітамін С, валепотріати, макро- та мікроелементи, що вказує на перспективність її використання у комплексному лікуванні різноманітних захворювань.

Як відомо, першим етапом у механізмі дії лікарських препаратів на обмін речовин є їх взаємодія з клітинною мембраною. Характер такої взаємодії в знач ній мірі визначає стан клітинного обміну. Дослідження впливу настоянки ехінацеї пурпурової на проникність мембран еритроцитів дозволило встановити, що досліджуваний препарат у гіпотонічному розчині виявляє двофазовий вплив на мембрани еритроцитів донорів (рис.1): при кінцевій концентрації препарату, що від-повідає 0,206 - 4,12 D₂₀₂ спостеріється стабілізуюча дія препарату проти гіпотонічного гемолізу, а при 7,24 D₂₀₂ і вище - гемолітичний ефект.

Виходячи з стабілізуючої дії настоянки ехінацеї пурпурової, ми розрахували ефективну дозу препарату, яка складає 0,25 мл/кг маси тіла. Саме цю дозу препарату ми використовували в подальших наших дослідженнях.

Нами також встановлено, що настоянка ехінацеї пурпурової в умовах in vitro виявляє виражену антиоксиданту дію на швидкість аскорбатзалежного ПОЛ печінки в досить широкому діапазоні концентрацій, а при концентрації препарату 1,8 D₂₀₂ і вище викликає його повне інгібування.

Для підтвердження даних, отриманих в експериментах in vitro, нами проведено вивчення впливу настоянки ехінацеї пурпурової на організм in vivo.

Як показали дослідження, введення інтактним тваринам настоянки ехінацеї пурпурової сприяє пригніченню процесів ПОЛ в печінці. Вже після одноразового введення препарату відмічено суттєві зміни стану глутатіонової системи (табл.1). Так, в печінці дослідних тварин зростає активність ГП, Г-S-Т і ГР. ГП і Г-S-Т знешкоджують продукти вільнорадикального окислення, перш за все гідропероксиди, які утворюються в великій кількості при різноманітних патологічних станах. Це відбувається шляхом їх відновлення за рахунок ГSH. А основна біологічна роль ГР полягає в підтриманні високого рівня ГSH і низького вмісту окисленого глутатіону, так як всі свої основні функції глутатіон виконує у відновленій формі. Проте нами встановлено, що вміст ГSH на 1-ий день експерименту в печінці дослідних тварин знижується, в порівнянні з показниками контролю, що можна пояснити його посиленим використанням ферментами ГП і Г-S-Т, а також послабленням функціонування Г-6-ФДГ. Крім того, сам ГSH бере безпосередню участь у знешкодженні вільних радикалів і їх токсичних продуктів, перетворюючись при цьому в окислену форму.

Дослідження показників ПОЛ і антиоксидантної системи печінки показало, що найбільш значні їх зміни спостерігаються на 4-ий день введення настоянки ехінацеї пурпурової. При цьому суттєво знижується вміст продуктів ПОЛ в печінці, а активність СОД і каталази знаходяться в зворотній залежності від інтенсивності процесів ПОЛ. На 4-ий день введення препарату найбільш значні зміни показників відмічено і в глутатіоновій системі печінки. Так, під впливом препарату зростає активність ГП, Г-S-Т і ГР, а активність Г-6-ФДГ знижується в порівнянні з показниками контролю, збільшується і вміст ГSH в печінці. Ці зміни свідчать про суттєву активацію настоянкою ехінацеї пурпурової глутатіонової системи печінки.

Встановлено, що на 7-ий день введення препарату в печінці дослідних тварин зниженим, в порівнянні з контролем, залишається вміст продуктів ПОЛ та підвищеною активність каталази і Г-S-Т. Решта досліджуваних показників антиоксидантної системи достовірно не відрізняються від контролю.

На 14-й день введення настоянки ехінацеї пурпурової більшість досліджуваних показників ПОЛ і АОС знаходяться практично на рівні значень контрольної групи тварин, лише активність каталази та вміст ГSH в печінці дослідних тварин є вищими в порівнянні з контролем.

Таким чином, настоянка ехінацеї пурпурової володіє вираженими антиоксидантними властивостями, пригнічуючи процеси ПОЛ і стимулюючи активність основних антиоксидантних ферментів печінки. Введення настоянки ехінацеї пурпурової призводить до суттєвої активації перш за все глутатіонової захисної системи печінки, що є одним з основних механізмів антиоксидантного ефекту препарату. Це сприяє посиленому знешкодженню шкідливих продуктів ПОЛ і їх метаболітів, що дозволяє рекомендувати настоянку ехінацеї пурпурової для використання як антиоксидантного засобу з метою корекції різноманітних патологічних змін, пов'язаних з підвищеною інтенсивністю ПОЛ та зрушеннями антиоксидантного статусу організму при різноманітній патології.

Нами встановлено, що ерозивно-виразкове ураження (ЕВУ) гастродуоденальної зони супроводжується значною активацією процесів вільнорадикального окислення в печінці і призводить до суттєвих зрушень в антиоксидантній захисній системі печінки (табл.2). Активність СОД пов'язана з інтенсивністю пероксидного окислення ліпідів і залежить від накопичення інтермедіаторів ПОЛ. З одного боку, накопичення токсичних продуктів вільнорадикального окислення викликає пригнічення активності СОД і інших антиоксидантних ферментів у тварин з ЕВУ. З іншого боку, за принципом зворотнього зв'язку, зниження активності СОД сприяє посиленню інтенсивності ПОЛ за рахунок збільшення активних форм кисню. Останні вступають в реакцію з ненасиченими жирнокислотними залишками фосфоліпідів мембран і дають первинний молекулярний продукт переокислення - гідропероксиди ліпідів. Синергістом СОД в клітині є каталаза, яка знешкоджує продукт супероксиддисмутазної реакції - пероксид водню. Активність каталази в печінці тварин з ерозивно-виразковим ураженням шлунково-кишкового тракту (ШКТ), як і активність СОД, знижується в порівнянні з показниками інтактних тварин.

Суттєвих змін також зазнають і показники глутатіонової системи печінки. EВУ слизової шлунку і дванадцятипалої кишки викликає підвищення активності ГП, яка використовує ГSH для знешкодження гідропероксидів. У випадку надлишкового утворення продуктів молекулярного відновлення кисню чи їх проскоку через "ферментативний бар'єр" антиоксидантного захисту клітин (СОД, каталазу, ГП), інактивацію активних форм кисню і інших активних радикалів здійснює ГSH. Вміст ГSH в печінці дослідних тварин з ЕВУ гастродуоденальної зони в порівнянні з інтактними є суттєво зниженим. Це пов'язано як з порушенням синтезу, так і з посиленим використанням відновленого глутатіону для знешкодження різноманітних ліпопероксидів, які утворюються в великій кількості. За цих умов експерименту також достовірно зростає активність ГР - фермента, який перетворює окислену форму глутатіону у відновлену. Проте, ЕВУ гастродуоденальної зони викликає інгібування активності Г-6-ФДГ в печінці, що призводить до зменшення кількості відновлених еквівалентів (НАДФН), які необхідні для оптимальної роботи глутатіонової захисної системи. Отже, підвищення активності ГП і ГР при ЕВУ шлунка і дванадцятипалої кишки можна розглядати як компенсаторну реакцію, направлену на детоксикацію пероксидів, що утворюються в великій кількості.

В знешкодженні продуктів пероксидації і інших окислених речовин ключову роль відіграє також Г-S-Т. Вона кон'югує з ГSH цитотоксичні продукти ПОЛ і їх активні метаболіти. Виснаження запасів відновленого глутатіону, в свою чергу, залишає Г-S-Т печінки без необхідного кофактора і, тим самим, зменшує її роль в виконанні захисних та детоксикаційних функцій організму при ерозивно-виразковому ураженні ШКТ.

Маючи картину впливу настоянки ехінацеї пурпурової на стан оксидантної та антиоксидантної систем організму в нормі, в наступних дослідах ми вивчили вплив даного препарату на стан ПОЛ і АОС при експериментальній патології.

Так, нами встановлено, що введення тваринам з ЕВУ гастродуоденальної зони настоянки ехінацеї пурпурової в дозі 0,25мл/кг протягом 7 днів сприяє покращенню показників оксидантної та антиоксидантної систем печінки. Вміст продуктів ПОЛ в печінці під впливом препарату суттєво знижується в порівнянні з аналогічними показниками у нелікованих тварин. Не дивлячись на те, що активність СОД залишається нижчою, ніж в інтактних тварин, вона суттєво відрізняється від показників нелікованих тварин (зростає на 11,5%). Відмічено також нормалізацію активності каталази, ГП та вмісту ГSH під дією настоянки ехінацеї пурпурової, покращуються показники Г-S-Т, Г-6-ФДГ та ГР.

Необхідно відзначити повну нормалізацію показників ПОЛ і антиоксидантної системи печінки у тварин з ЕВУ гастродуоденальної зони під впливом 14-денного лікування настоянкою ехінацеї пурпурової.

При збереженні однакової тенденції до відновлення показників оксидантної та антиоксидантної систем організму при ерозивно-виразковому ураженні ШКТ більш виражену нормалізуючу дію виявляє використання настоянки ехінацеї пурпурової протягом 14 днів в порівнянні з 7 денним використанням.

Отже, за гастродуоденального ЕВУ в тканинах печінки відбувається некомпенсоване зрушення з боку оксидантної та антиоксидантної захисної систем. Інгібування антиоксидантної системи, очевидно, обумовлене посиленим використанням її компонентів для нейтралізації активних радикалів і гальмування інтенсифікованих процесів ПОЛ. З іншого боку, як самі активні форми кисню, так і продукти ПОЛ володіють мембранодеструктивними властивостями, порушують функціонування мембрано-зв'язаних ферментних комплексів, призводять до пошкодження ДНК і РНК, викликаючи таким чином порушення біосинтезу білків, у тому числі і антиоксидантних ферментів.

Введення спиртової настоянки ехінацеї пурпурової тваринам з ЕВУ гастро-дуоденальної зони сприє повній нормалізації основних показників антиоксидантної системи печінки і пригнічує активовані процеси ПОЛ.

Отруєння експериментальних тварин тетрахлорметаном (CCl₄) за морфологічною характеристикою і біохімічними показниками близьке до гострих пошкоджень печінки різноманітної етіології у людини. За клінічною картиною хімічні пошкодження печінки практично не відрізняються від вірусного гепатиту. В звязку з особливостями молекулярних механізмів дії тетрахлорметану на субклітинні мембрани гепатоцитів токсичний гепатит розглядають як модель молекулярної патології мембранних структур. А порушення структури і функцій мембран є ключовим внутрішньоклітинним процесом при розвитку різних за етіологією патологічних процесів.

Дослідження показників ПОЛ і АОС показало, що вже в ранні строки після отруєння тетрахлорметаном в печінці щурів проходять значні біохімічні зміни, пов'язані з порушенням структури і функцій клітинних мембран гепатоцитів (табл 3.). Так, через 3 доби після інтоксикації СCl₄ в печінці щурів суттєво зростає вміст продуктів ПОЛ. У відповідь на прискорення процесів ПОЛ відбувається активація ряду показників глутатіонової системи організму. Так, у печінці щурів після інтоксикації СCl₄ підвищується активність Г-6-ФДГ, ГР і ГП та знижується вміст ГSH. Ці зміни є захисною, компенсаторною реакцією організму на значне посилення ПОЛ після отруєння тетрахлорметаном. Слід зазначити, що при токсичному гепатиті в печінці тварин також знижується активність інших ферментів антиоксидантної системи - СОД, каталази та Г-S-Т в порівнянні з показниками інтактних тварин.

Пероральне введення гепатитним тваринам протягом 3-х діб настоянки ехінацеї сприяє зменшенню вмісту продуктів ПОЛ в печінці. Триразове введення препарату призводить до підвищення активності СОД, каталази та Г-S-Т в печінці щурів, уражених гепатитом. Під впливом настоянки ехінацеї пурпурової намітилась тенденція до нормалізації показників глутатіонової системи печінки, хоча як і інші досліджувані показники, вони значно відрізняються від контролю.

В результаті досліджень встановлено, що більш ефективним є введення настоянки ехінацеї пурпурової протягом 7 днів, оскільки сприяє більш суттєвому зниженню вмісту продуктів ПОЛ в печінці тварин з токсичним гепатитом. Лікування тварин цим препаратом призводить до швидшої нормалізації показників антиоксидантної системи печінки, в порівнянні з показниками тварин, яких не лікували. Так, під дією настоянки ехінацеї в печінці щурів на 7 день експерименту нормалізується активність СОД, Г-6-ФДГ та Г-S-Т, підвищується активність каталази і вміст ГSН, знижується активність ГП.

На 14 добу експерименту під впливом настоянки ехінацеї пурпурової у печінці тварин з токсичним гепатитом суттєво знижується вміст продуктів ПОЛ, рівень яких наближається до рівня контролю. Двотижневе введення препарату сприяє також повній нормалізації і показників АОС печінки.

Таким чином, інтоксикація тварин чотирихлористим вуглецем призводить до нагромадження у тканинах печінки молекулярних продуктів ПОЛ і викликає глибокі зміни у функціонуванні антиоксидантної системи. Лікування тварин протягом двох тижнів настоянкою ехінацеї пурпурової стабілізує протікання процесів ПОЛ в гепатоцитах і сприяє повній нормалізації активності ферментів антиоксидантної системи. Отже, застосування настоянки ехінацеї пурпурової з метою корекції зрушень в системі антиоксидантного захисту організму при токсичному гепатиті у щурів показало, що даний препарат відзначається ефективністю та володіє вираженою мембраностабілізуючою та антиоксидантною діями, що і лежить в основі його позитивного терапевтичного ефекту.

В останнi роки велика увага придiляється вивченню бiологiчних ефектiв низьких доз радiацiї, особлива актуальнiсть яких визначається необхiднiстю оцiнки та прогнозування несприятливих наслiдкiв аварiї на Чорнобильськiй АEС та iнших техногенних радiацiйних аварiй для здоров'я людини та популяцiї в цiлому. Актуальним у цьому планi є пошук препаратiв природного походження, якi б були не токсичними, виявляли вираженi радiопротекторнi властивостi, пiдтримували толерантнiсть органiзму до ефектiв низькодозового випромiнювання, володiли антиоксидантними, адаптогенними та iмуномо-дулюючими властивостями. Застосування препаратів, здатних протидіяти надмірній активації ПОЛ, є засобом профілактики та ранньої терапії стресорних уражень радіаційної та нерадіаційної природи.

В результаті проведених досліджень нами встановлено, що опромінення тварин у дозі 0,3 Гр призводить до різкої активації процесів ПОЛ та iстотних зрушень в функціонуванні антиоксидантної захисної системи печiнки (табл.4). Після опромiнення в печiнцi тварин зростає активнiсть СОД і каталази. Молекулам СОД in vivo властива висока резистентнiсть до впливу факторiв зовнiшнього середовища, у тому числi i до дiї iонiзуючої радiацiї. Ймовiрно, що стимулюючий вплив низьких доз радiацiї на активнiсть ферменту є наслiдком збiльшення кiлькостi субстрату - супероксидного анiон-радикалу та синтезу ферменту. Зростання активності каталази в печiнцi опромiнених тварин зумовлене постiйною генерацiєю пероксиду водню додатково до його звичайного рiвня в клiтинi. Тому, пiдвищення активностi СОД i каталази можна розглядати, як адаптивний процес, направлений на нормалiзацiю ПОЛ.

Але найбiльш суттєві змiни відмічені з боку глутатiонової системи. Так, пiд впливом опромiнення в печiнцi тварин зростає вмiст ГSH і активнiсть ГР і Г-6-ФДГ в порiвняннi з показниками контролю. Проте активнiсть ГП i Г-S-Т, ферментiв, якi вiдiграють основну роль в iнактивацiї лiпiдних пероксидiв знижується в порiвняннi з показниками iнтактних тварин. Таким чином, в печiнцi опромiнених тварин з одного боку збiльшується продукцiя вiдновлених еквiвалентiв (НАДФH) за рахунок зростання активностi Г-6-ФДГ i їх посилене використання ГР для вiдновлення окисленого глутатiону, але з iншого боку, спостерiгається пригнiчення шляхiв використання ГSH ферментами ГП i Г-S-Т, активнiсть яких iнгiбується пiд дiєю iонiзуючого випромiнення, що в пiдсумку і призводить до зростання вмiсту ГSH в печiнцi опромiнених щурiв. Проте, не слiд вiдкидати i iншi можливi шляхи (наприклад iндукцiя синтезу ГSH) його пiдвищення в печiнцi опромiнених тварин. Отже, глутатiонзалежна система детоксикацiї є чутливою ланкою до дiї низьких доз iонiзуючого випромiнювання i її змiни свiдчать про глибоке ураження антиоксидантної та детоксикацiйної систем печiнки.

Як показали проведені дослідження, введення тваринам протягом 7 днiв пiсля опромiнення настоянки ехiнацеї пурпурової суттєво впливає на стан оксидантної та антиоксидантної систем печiнки. Під впливом препарату знижується вміст продуктів ПОЛ, нормалiзується активність СОД, каталази та вмiст ГSH в печінці опромінених тварин. Введення настоянки ехінацеї суттєво перешкоджає порушенню активностi ключових ферметiв глутатiонової системи - ГП та Г-S-Т i навiть призводить до пiдвищення їх активностi. Хоча активнiсть ГР залишається вищою, нiж в контролi, збiльшення вмiсту ГSH в печiнцi не спостерiгається, що, мабуть, пов'язано з його посиленим використанням для знешкодження продуктiв ПОЛ ферментами ГП i Г-S-Т.

Що стосується тварин, яким вводили настоянку ехiнацеї пурпурової 7днiв до i 7 днiв пiсля опромiнення, то встановлено, що досліджувані показники антиоксидантної системи печiнки у них практично не вiдрiзняються вiд показникiв контрольної групи тварин. Використання настоянки ехінацеї пурпурової 7днів до і 7 днів після опромінення також сприяє зниженню вмісту продуктів ПОЛ в печінці порівняно з показниками контролю. Це говорить про те, що застосування настоянки ехiнацеї з профiлактично-лiкувальною метою є бiльш ефективним, нiж лише з лiкувальною, тому що призводить до повної нормалiзацiї показникiв антиоксидантної системи печiнки і гальмування процесів ПОЛ.

Отже, введення опроміненим тваринам спиртової настоянки ехінацеї пурпурової сприяє повній нормалізації процесів ПОЛ і стимулює можливості антиоксидантної системи печінки після одноразового опромінення в низьких дозах. Отримані результати свідчать про те, що настоянка ехінацеї пурпурової спроможна ефективно гальмувати радіаційно-індуковані процеси ПОЛ i її використання зумовлює позитивний корегуючий ефект щодо основних показникiв антиоксидантної системи.

Таким чином, в умовах норми і патології одержані експериментальні дані, які підтверджують думку про те, що основним напрямком в механізмі дії настоянки ехінацеї пурпурової на обмін речовин є клітинні мембрани.

ВИСНОВКИ

1. В умовах гіпотонічного гемолізу настоянка ехінацеї пурпурової виявляє двофазовий характер дії на мембрани еритроцитів донорів: при кінцевій концентрації препарату, що відповідає 0,206-4,12 D202 спостерігається стабілізуюча дія препарату, а при 7,24 D202 і вище - гемолітичний ефект.

2. В умовах in vitro встановлено суттєве гальмування швидкості аскорбатзалежного пероксидного окислення ендогенних ліпідів печінки інтактних тварин під впливом настоянки ехінацеї пурпурової.

3. Антиоксидантна дія спиртової настоянки ехінацеї пурпурової in vivo обумовлена, в першу чергу, активацією антиоксидантних ферментів (CОД, каталази, ГП та Г-S-Т) і відновлювального циклу глутатіону. Введення препарату сприяє зниженню процесів ВРОЛ в крові і печінці інтактних тварин.

4. Експериментальне ерозивно-виразкове ураження ШКТ у щурів характеризується вираженою активацією ПОЛ і порушенням функціональної активності антиоксидантних ферментів (зниження активності СОД, каталази, Г-S-Т, Г-6-ФДГ, вмісту відновленого глутатіону при зростанні активності ГП, ГР). Введення тваринам з ерозивно-виразковим ураження гастродуоденальної зони настоянки ехінацеї пурпурової в дозi 0,25мл/кг протягом 7-14 днів позитивно впливає на показники оксидантної та антиоксидантної систем печінки. Введення препарату протягом 14 днів сприяє повній нормалізації показників антиоксидантної системи печінки і пригнічує активовані процеси ПОЛ.

5. Інтоксикація тварин чотирихлористим вуглецем призводить до нагромадження у тканинах печінки молекулярних продуктів ПОЛ та викликає глибокі зміни у функціонуванні антиоксидантної системи (зниження активності СОД, каталази, Г-S-Т, вмісту відновленого глутатіону, при зростанні активності ГП, ГР і Г-6-ФДГ). Лікування тварин спиртовою настоянкою ехінацеї в дозi 0,25мл/кг протягом 14 днів стабілізує перебіг процесів ПОЛ в гепатоцитах і сприяє повній нормалізації активності ферментів антиоксидантної захисної системи. Дія препарату направлена на нормалізацію активності ферментів антипероксидного захисту організму і стабілізацію клітинних мембран.

6. Одноразове рентгенiвське опромiнення у дозi 0,3Гр призводить до iстотних зрушень в антиоксидантнiй захиснiй системi печiнки (зниження активності ГП і Г-S-Т, при зростанні активності СОД, каталази, ГР, Г-6-ФДГ і вмісту відновленого глутатіону) дослідних тварин. Використання настоянки ехiнацеї пурпурової в дозi 0,25 мл/кг протягом 7 днiв пiсля опромiнення зумовлює позитивний ефект щодо корекцiї основних показникiв антиоксидантної системи печiнки і сприяє нормалізації інтенсифікованих процесів ПОЛ. Використання настоянки ехiнацеї 7 днiв до i 7 днiв пiсля опромiнення тварин є бiльш ефективним, нiж її використання лише пiсля опромiнення.

7. До складу настоянки ехінацеї пурпурової входять різноманітні біологічно активні речовини: флавоноїди, ненасичені жирні кислоти, макро- і мікроелементи, дубильні речовини, вітамін С, каротиноїди, поліфенольні сполуки тощо, які і визначають її біологічну ефективність в знешкодженні продуктів пероксидації і їх токсичних метаболітів, стабілізації стану антиоксидантної системи організму.

ОСНОВНІ РОБОТИ, ЩО ОПУБЛІКОВАНІ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

ехінацея ерозивний гепатит

Геруш І.В., Мещишен І.Ф. Вплив спиртової настойки ехінацеї пурпурової на стан перекисного окислення ліпідів за умов дії низьких доз радіації // Ліки.-1997.- № 6.- С.27-30.

Геруш І.В., Мещишен І.Ф. Стан глутатіонової системи організму при дії спиртової настойки ехінацеї пурпурової // Ліки.- 1998.- № 3.- С.18-21.

Геруш І.В., Мещишен І.Ф. Корекція настоянкою ехінацеї пурпурової зрушень в антиоксидантній системі крові після одноразового опромінення в низьких дозах // Буковинський медичний вісник.- 1998.- Т.2, № 3-4.- С.75-80.

Геруш І.В., Мещишен І.Ф. Вплив спиртової настоянки ехінацеї пурпурової на стан антиоксидантоної системи печінки при експериментальному ерозивно-виразковому ураженні гастродуоденальної зони // Фармакологічний вісник.-1998.- № 5.- С.34-37.

Геруш І.В., Мещишен І.Ф. Стан глутатіонової системи крові за умов експери-ментального виразкового враження гастродуоденальної зони та дії настойки ехінацеї пурпурової // Вісник проблем біології і медицини.-1998.-№7.-С.10-15.

Геруш И.В., Мещишен И.Ф. Влияние спиртовой настойки эхинацеи пурпурной на состояние оксидантной системы крови в норме и при экспериментальной патологии // Матер. Междунар. науч. конф. “Изучение и использование эхинацеи”.- Полтава: Верстка.- 1998.- С.115-118.

Геруш І.В., Мещишен І.Ф. Eхінацея пурпурова як лікарська рослина. // Деп. в Укр.ІНТEІ 17.07.97, № 509.- Ук 97.- К., 29с.

Геруш І.В., Мещишен І.Ф. Вплив спиртової настойки ехінацеї пурпурової на стан глутатіонової системи печінки за умов експериментальної патології // Тез.доп.VII Українського біохімічного з'їзду.- Ч.III.- К.- 1997.- С.16-17.

Геруш І.В., Мещишен І.Ф. Отримання та вивчення фізико-хімічних властивостей спиртової настойки ехінацеї пурпурової // Матер. І Національного з'їзду фармакологів України "Сучасні проблеми фармакології".- К.-1995.-С.37.

Геруш І.В., Мещишен І.Ф. Вплив спиртової настойки ехінацеї пурпурової на проникність мембран еритроцитів // Матер.Наук.конф.присвяченої 120-річчю заснування Чернівецького університету.- Т. 3.- Чернівці: Рута. -1995.- С.13.

Геруш І.В. Стан антиоксидантної системи організму за умов експериментального ерозивно-виразкового ураження шлунково-кишкового тракту // Тез. доп. ІІ Міжнародного медичного конгресу студентів і молодих вчених.- Тернопіль: Укрмедкнига.- 1998.- С.38-39.

7. До складу настоянки ехінацеї пурпурової входять різноманітні біологічно активні речовини: флавоноїди, ненасичені жирні кислоти, макро- і мікроелементи, дубильні речовини, вітамін С, каротиноїди, поліфенольні сполуки тощо, які і визначають її біологічну ефективність в знешкодженні продуктів пероксидації і їх токсичних метаболітів, стабілізації стану антиоксидантної системи організму.

Основні роботи, що опубліковані за темою дисертації

1. Геруш І.В., Мещишен І.Ф. Вплив спиртової настойки ехінацеї пурпурової на стан перекисного окислення ліпідів за умов дії низьких доз радіації // Ліки.-1997.- № 6.- С.27-30.

2. Геруш І.В., Мещишен І.Ф. Стан глутатіонової системи організму при дії спиртової настойки ехінацеї пурпурової // Ліки.- 1998.- № 3.- С.18-21.

3. Геруш І.В., Мещишен І.Ф. Корекція настоянкою ехінацеї пурпурової зрушень в антиоксидантній системі крові після одноразового опромінення в низьких дозах // Буковинський медичний вісник.- 1998.- Т.2, № 3-4.- С.75-80.

4. Геруш І.В., Мещишен І.Ф. Вплив спиртової настоянки ехінацеї пурпурової на стан антиоксидантної системи печінки при експериментальному ерозивно-виразковому ураженні гастродуоденальної зони // Фармакологічний вісник.-1998.- № 5.- С.34-37.

5. Геруш І.В., Мещишен І.Ф. Стан глутатіонової системи крові за умов експериментального виразкового враження гастродуоденальної зони та дії настойки ехінацеї пурпурової//Вісник проблем біології і медицини.-1998.-№7.-С.10-15.

6. Геруш И.В., Мещишен И.Ф. Влияние спиртовой настойки эхинацеи пурпурной на состояние оксидантной системы крови в норме и при экспериментальной патологии // Матер. Междунар. науч. конф. “Изучение и использование эхинацеи”.- Полтава: Верстка.- 1998.- С.115-118.

7. Геруш І.В., Мещишен І.Ф. Eхінацея пурпурова як лікарська рослина. // Деп. в Укр.ІНТEІ 17.07.97, № 509.- Ук 97.- К., 29с.

8. Геруш І.В., Мещишен І.Ф. Вплив спиртової настойки ехінацеї пурпурової на стан глутатіонової системи печінки за умов експериментальної патології // Тез.доп.VII Українського біохімічного з'їзду.- Ч.III.- К.- 1997.- С.16-17.

9. Геруш І.В., Мещишен І.Ф. Отримання та вивчення фізико-хімічних властивостей спиртової настойки ехінацеї пурпурової // Матер. І Національного з'їзду фармакологів України “Сучасні проблеми фармакології”.- К.-1995.-С.37.

10. Геруш І.В., Мещишен І.Ф. Вплив спиртової настойки ехінацеї пурпурової на проникність мембран еритроцитів // Матер.Наук.конф.присвяченої 120-річчю заснування Чернівецького університету.- Т. 3.- Чернівці: Рута. -1995.- С.13.

11. Геруш І.В. Стан антиоксидантної системи організму за умов експериментального ерозивно-виразкового ураження шлунково-кишкового тракту // Тез. доп. ІІ Міжнародного медичного конгресу студентів і молодих вчених.- Тернопіль: Укрмедкнига.- 1998.- С.38-39.

Размещено на Allbest.ru