Размещено на http://www.allbest.ru/

МIНIСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ЧЕРНІВЕЦЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ІМЕНІ ЮРІЯ ФЕДЬКОВИЧА

03.00.04 - біологічна хімія

УДК 616.36-099:546.48-085.246.2/.272.4

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

Автореферат

ВІКОВІ ОСОБЛИВОСТІ ПОРУШЕНЬ ВІЛЬНОРАДИКАЛЬНОГО І ЕНЕРГОЗАБЕЗПЕЧУВАЛЬНОГО ОКИСНЕННЯ ПРИ КАДМІЄВОМУ ТОКСИКОЗІ ТА КОРЕКЦІЯ ЇХ АНТИОКСИДАНТАМИ І СОРБЕНТАМИ

Ястремська Світлана Олександрівна

Чернівці - 2002

Дисертацією є рукопис

Робота виконана в Тернопільській державній медичній академії ім. І.Я. Горбачевського МОЗ України.

Науковий керівник: доктор медичних наук, професор Гонський Ярослав Іванович, Тернопільська державна медична академія ім. Я. Горбачевського, професор кафедри медичної хімії.

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор Великий Микола Миколайович , Національний медичний університет імені О.О. Богомольця МОЗ України, професор кафедри біоорганічної, біологічної та фармацевтичної хімії, м. Київ; доктор біологічних наук, професор Мещишен Іван Федорович, Буковинська державна медична академія МОЗ України, завідувач кафедри медичної хімії, м. Чернівці.

Провідна установа: Київський національний університет імені Тараса Шевченка, м. Київ.

Захист відбудеться „4 ” грудня 2002 р. о 14.00 год на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 76.051.05 при Чернівецькому національному університеті імені Юрія Федьковича за адресою: вул. Лесі Українки, 25 (III корп. ун-ту, ауд. №81), Чернівці, 58012, Україна.

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Чернівецького національного університету імені Юрія Федьковича (вул. Лесі Українки, 23, Чернівці, 58012, Україна).

Автореферат розісланий „01” листопада 2002 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Копильчук Г.П.

1. ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність проблеми. У зв'язку з інтенсивним розвитком науково-технічного прогресу за останні десятиріччя значно збільшилася кількість хімічних сполук, з якими контактує людина. Особливо небезпечним є забруднення довкілля важкими металами, яким притаманна висока біологічна активність, і зокрема кадмієм та його солями (Губский Ю.И., Долго-Сабуров В.Б., Храпак В.В., 1993; R.M. Liu, Y.G. Liu, 1999; R.F. Shore, 2001). Близько 65 т цього важкого металу щорічно потрапляє в атмосферу Європи (Л.М. Михалева, 1990). Кадмій належить до металів, що здатні акумулюватися в тканинах, особливо в печінці, нирках і кістках (L. Hollis, C. Hogstrand, C.M. Wood, 2001; K. Zangger, 2001). Тому вияснення закономірностей порушень метаболізму і функцій гепатоцитів за умов інтоксикації кадмієм є важливим завданням медичної і біологічної науки. Відомо, що іони кадмію здатні реагувати з функціональними групами білкових молекул, зокрема сульфгідрильними, викликаючи окиснювальний стрес і пригнічуючи ряд біокаталітичних процесів (Ю.А. Ершов, Т.В. Плетнева, 1989; J. Pourahmad, S. Ross, 2001). Проте дані про взаємозв'язок між індукованим кадмієм пошкодженням клітин печінки і активністю процесів ліпопероксидації часто суперечливі (Я.И. Гонский, 1980; R.M. Liu, Y.G. Liun, 1999; Р.М. Кубант, 2001).

Для корекції порушень фосфоліпідної структури і функцій біомембран гепатоцитів, що мають місце при інтоксикаціях ксенобіотиками, ефективним вважається застосування фосфоліпідного матеріалу, особливо у формі ліпосом (О.В. Добрнина, 1987; T. Yao, S. Degli-Esposti, L. Huang, 1998). Враховуючи, що універсальним механізмом деструкції мембран є активація процесів пероксидного окиснення ліпідів і окиснювальної модифікації білків, багатообіцяючим є використання ліпосом як транспортної форми для переносу антиоксидантів до уражених гепатоцитів (Д.С.Рангелова, 1992). З метою замісної терапії доцільним видається застосування компонентів дихального ланцюга, зокрема цитохромів. Обгрунтованим є також використання при екзогенних отруєннях сорбентів, яким притаманна властивість зв'язувати і виводити з організму токсичні речовини (Г.Г. Радзивилл, 1995; И.К. Сосин, О.С. Слабунов, Г.Н. Мсько и др., 1997;).

Хоча в літературі і є ряд повідомлень про вплив гепатотоксичних агентів на печінку, дані, отримані різними авторами, часто суперечливі, що не дозволяє скласти єдиної схеми молекулярних механізмів пошкодження гепатоцитів під впливом іонів кадмію. Зокрема, залишається не розкритим взаємозв'язок між енергозабезпечувальним і вільнорадикальним окисненням за умов отруєння кадмієм, немає публікацій про роль окиснювальної модифікації білків за даної патології. Відомо, що з віком змінюється відповідь організму на вплив ксенобіотиків, проте в публікаціях науковців приділяється недостатня увага віковому аспекту в динаміці розвитку уражень гепатотоксинами. Невирішеною залишається і проблема корекції біохімічних змін при кадмієвому токсикозі.

Наведені вище аргументи зумовлюють актуальність, своєчасність і доцільність проведення відповідних експериментальних досліджень.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота є частиною планової міжкафедральної теми кафедр медичної хімії та фармакогнозії з біологією і медичною генетикою Тернопільської державної медичної академії ім. І.Я. Гор-бачевського “Вивчення стану окисних процесів за дії на організм ксенобіотиків” (№ державної реєстрації - 0101U001311). Автор брала безпосередню участь у виконанні науково-дослідної роботи кафедри, зокрема в проведені дослідження динаміки вільнорадикального та енергозабезпечувального окиснення в печінці і плазмі крові щурів різного віку за дії кадмій хлориду і корекції за допомогою антиоксидантів і ентеросорбентів.

Мета і задачі дослідження. Метою даної роботи було дослідити процеси вільнорадикального та мітохондріального окиснення за умов кадмієвої інтоксикації у щурів різного віку, а також з'ясувати ефективність корекції цих процесів за допомогою антиоксидантів, ліпосом та ентеросорбентів.

У відповідності до мети було визначено такі основні завдання дослідження:

1. Комплексно дослідити в динаміці зміни процесів вільнорадикального окиснення ліпідів у печінці і плазмі крові молодих, дорослих і старих щурів, отруєних кадмій хлоридом.

2. Встановити вікові особливості процесів окиснювальної модифікації білків у динаміці кадмієвого токсикозу.

3. У віковому аспекті дослідити роль порушень енергозабезпечувального окиснення у патогенезі ураження печінки кадмій хлоридом.

4. Провести корекцію порушень окиснювальних процесів у щурів трьох вікових груп з кадмієвою інтоксикацією за допомогою прополісу та поєднаної дії прополісу з ентеросорбентом “Фібрабет”.

5. Дослідити ефективність корекції порушень вільнорадикального та енергозабезпечувального окиснення за кадмієвого токсикозу з допомогою холінфосфатидних ліпосом із включеними в них антиоксидантом манітолом і цитохромом с.

Об'єкт дослідження - кадмієвий токсикоз у тварин різного віку.

Предмет дослідження - процеси вільнорадикального та енергозабез-печувального окиснення у тварин різних вікових груп з кадмієвою інтоксикацією та шляхи корекції їх порушень.

Методи дослідження - активність вільнорадикального окиснення ліпідів оцінювали за параметрами спонтанної та індукованої хемілюмінесценції і показниками вмісту в тканинах малонового діальдегіду, гідропероксидів та шифових основ, ступінь окиснювальної модифікації білків плазми крові - за вмістом альдегідо- та кетонопохідних нейтрального й основного характеру, стан енергозабезпечувального окиснення - полярографічним методом і за активністю сукцинатдегідрогенази, цитохромоксидази та протонної АТФ-ази.

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше комплексно досліджено порушення різних видів окиснювальних процесів (вільнорадикального окиснення ліпідів і білків, енергозабезпечувального окиснення) і взаємозв'язок між ними у патогенезі кадмієвої інтоксикації. Показано, що процеси вільнорадикального окиснення при кадмієвому токсикозі активуються у молодому віці більше, ніж у старому. Вперше у віковому аспекті показано, що під впливом іонів кадмію відбувається окиснювальна модифікація білків плазми крові. Показано, що при кадмієвому токсикозі має місце пригнічення активності ферментiв окиснення субстратiв тканинного дихання, гальмується швидкість дихання, відбувається роз'єднання тканинного дихання i окисного фосфорилювання, інактивується процес синтезу АТФ.

Доведена ефективність застосування прополісу як середника, що містить комплекс антиоксидантів, з метою корекції порушень окиснювальних процесів за кадмієвої інтоксикації. Встановлено, що поєднання прополісу з ентеросорбентом “Фібрабет” є високоефективним засобом корекції метаболічних порушень за кадмієвого токсикозу.

Показана висока ефективність корекції порушень процесів вільнорадикального та енергозабезпечувального окиснення за кадмієвої інтоксикації з допомогою холінфосфатидних ліпосом з інкорпорованими в них манітолом та цитохромом с.

Практичне значення одержаних результатів. Отримані експериментальні дані розширили існуючі уявлення про механізми токсичного впливу кадмію на організм, про особливості порушень молекулярних процесів, які лежать в основі пошкоджень гепатоцитів цим металом, що відкриває перспективи для розробки методів цілеспрямованої корекції отруєнь солями важких металів.

Оцінка інтенсивності окиснювальних процесів у плазмі крові з урахуванням віку перспективна в плані підвищення ефективності і надійності діагностики ступеня інтоксикації іонами кадмію та контролю за ефективністю корекції.

Виявлена висока ефективність прополісу і його комбінації з ентеросорбентом “Фібрабет” щодо здатності зменшувати інтенсивність окиснювальних процесів при кадмієвому токсикозі відкриває нові можливості для використання їх з метою профілактики і корекції токсичних уружень солями важких металів.

Запропоновано і експериментально доведено високу ефективність холінфосфатидних ліпосом з інкорпорованими в них манітолом і цитохромом с, що відкриває перспективи для їх використання в умовах токсичного впливу ксенобіотиків.

Результати досліджень впроваджені в навчальний процес на кафедрах медичної хімії, патологічної фізіології, фармакології, загальної гігієни і екології Тернопільської державної медичної академії ім. І.Я. Горбачевського, що підтверджено відповідними актами впровадження.

Особистий внесок здобувача. Автором самостійно проведено експерименти, біохімічні дослідження, статистична обробка матеріалу, оформлення роботи, розроблені основні положення та висновки. Формулювання завдань та інтерпретацію результатів здійснено з допомогою наукового керівника: доктора медичних наук, професора Я.І. Гонського.

В роботі №1 (згідно списку наукових праць, опублікованих за темою дисертації), яка виконана у співавторстві з Б.Р. Бойчуком, дисертант самостійно зробила всю експериментальну частину роботи, провела статистичну обробку і підготувала матеріал до друку. Бойчук Б.Р. допоміг в освоєнні та налагодженні методик досліджень, використаних у роботі.

В роботі №3, відповідно, яка виконана у співавторстві з І.Є. Соловодзінською, здобувач дослідила динаміку змін інтенсивності спонтанної хемілюмінесценції, ступеня окиснювальної модифікації білків та активності цитохромоксидази за умов корекції тварин прополісом і ентеросорбентом "Фібрабет" на фоні кадмієвої інтоксикації, а також здійснила статистичну обробку цих результатів та підготувала матеріал до друку. Соловодзінська І.Є. провела частину експериментальної роботи по вивченню активності аланін- та аспартатамінотрансфераз (АлАт, АсАТ) у щурів за тих самих умов.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень оприлюднені на ІІ, ІІІ та ІV Міжнародних медичних конгресах студентів і молодих вчених (Тернопіль, 1998 - 2000); І Всеукраїнській конференції студентів і молодих вчених з питань трансплантології (Донецьк, 2000).

Публікації. За темою дисертації опубліковано 7 робіт, з них 4 статті - у наукових фахових журналах, 3 роботи - в матеріалах і збірниках конференцій та конгресів.

Обсяг і структура дисертації. Дисертація викладена на 193 сторінках і складається із вступу, огляду літератури, опису методів і об'єкту досліджень, 3 розділів власних досліджень, аналізу і узагальнення результатів дослідження, висновків, практичних рекомендацій, списку використаних джерел (всього 332 найменування) і додатків. Робота ілюстрована 20 таблицями, що займають 11,5 сторінки і 52 рисунками, що займають 23 сторінки. Додатки викладені на 6 сторінках.

2. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Огляд літератури. В огляді літератури висвітлено питання впливу ксенобіотиків, зокрема кадмій хлориду, на процеси вільнорадикального та енергозабезпечувального окиснення, дана характеристика особливостей перебігу окиснювальних процесів в організмі у віковому аспекті, а також шляхи корекції молекулярно-патологічних змін у печінці антиоксидантами і сорбентами.

Матеріали та методи дослідження. Дослiди проведені на білих безпородних щурах-самцях, якi утримувалися на стандартному рацiонi вiварiю. Досліджували щурів трьох вікових груп: 3-місячного віку (період статевого дозрівання; молоді), 6-місячних (період статевої зрілості; дорослі) і 18-24-місячних (період старості; старі) (М.Ф. Савченков, 1979). В кожну експериментальну групу було включено 5-6 тварин.

Кадмієвий токсикоз викликали шляхом внутрішньочеревного введення кадмій хлориду, який попередньо розводили на 0,9 % розчині натрій хлориду, з розрахунку 7 мг/кг маси тіла тварини, що становить 1/12 LD50 (Ю.И. Губский, В.Б. Долго-Сабуров, В.В. Храпак, 1993).

Піддослідні тварини були поділені на такі групи: І - інтактні щури; ІІ - тварини, уражені кадмій хлоридом; ІІІ, ІV, V - групи уражених тварин, в яких для корекції біохімічних порушень використовували відповідно: розчин прополісу, поєднання прополісу і ентеросорбенту “Фібрабет”, холінфосфатидні ліпосоми з інкапсульованими цитохромом с і манітолом.

Прополіс вводили щоденно перорально у вигляді 10 % спиртового розчину з розрахунку 250 мг/кг маси тіла через 24 год після ін'єкції кадмій хлориду протягом усього досліду (В.І. Падалко, 1996). Ентеросорбент “Фібрабет” (біологічно-активний харчовий додаток) - вводили тваринам внутрішньошлунково із розрахунку 1 г/кг маси тіла щоденно протягом усього експерименту через 24 год після введення прополісу (кафедра медичної хімії Тернопільської державної медичної академії). Суспензію холінофосфатидних ліпосом з інкорпорованими цитохромом с (0,11 мг на 100 мг ліпідів) і манітолом (0,2 мг на 100 мг ліпідів) вводили внутрішньочеревинно щоденно у дозі 0,1 г/кг маси тіла протягом всього досліду (Г.Н. Музе, 1999).

Експерименти на інтактних тваринах проводили із дотриманням часу доби.

Щурів декапітували під легким ефірним наркозом на 1-у, 4-у, 7-у і 14-у доби з моменту інтоксикації. Об'єктом дослідження служили плазма крові, мітохондрії гепатоцитів і гомогенат печінки.

Про активність вільнорадикальних процесів в тканинах щурів судили за параметрами спонтанної та ініційованої хемілюмінесценції (А.К. Журавлев, М.П. Шерстнев, 1985). Визначали також: вміст малонового діальдегіду (МДА) за його здатністю утворювати забарвлений комплекс при взаємодії з тіобарбітуровою кислотою (Ю.А. Владимиров, А.И. Арчаков, 1972), вміст гідропероксидів ліпідів за їх властивістю інтенсивно поглинати світло при довжині хвилі 232 нм (В.Б. Гаврилов, 1983) і вміст шифових основ за їх здатністю до флюоресценції при поглинанні світла з певною довжиною хвиль (B.L. Fretcher C.I. Dillard, A.L. Tappel, 1973). Рівень окиснено модифікованих білків (ОМБ) у плазмі крові визначали за їх здатністю взаємодіяти з 2,4-динітрофенілгідразином з утворенням 2,4-динітрофенілгідразонів, що мають характерний спектр поглинання (І.Ф. Мещишен, 1998).

Показники активності енергозабезпечувального окиснення визначали наступними методами: швидкість дихання та окиснювального фосфорилювання виділених методом диференційного центрифугування мітохондрій печінки - полярографічним методом з використанням відкритого платинового електроду (Франк Г.М., Кондрашева Е.И., Мохова Е.И., 1973). Активність сукцинатдегідрогенази (КФ 1.3.99.1) мітохондрій визначали за її здатністю відновлювати ферроціанід калію (М.И. Прохорова, 1982), активність цитохромоксидази (КФ 1.9.3.1) - за її здатністю окиснювати диметил-п-фенiлендиамiн (Р.С. Кривченкова, 1977), активність протонної АТФ-ази (КФ 3.6.1.3.) - за вмістом неорганічного фосфату, який звільняється в результаті гідролізу АТФ на мг білка за 1 хв (Ю.И. Губский, 1982).

Бішарові ліпосоми готували із суміші яєчного холінфосфатиду і холестеролу шляхом озвучування протягом 3 хв на ультразвуковому диспергаторі із зануреним випромінювачем у режимі 44 кГц, 20 - 30 мкА. Манітол і цитохром с включали в ліпосоми за методом В.Г. Будкера, 1987. Настоянку прополісу стандартизували за концентрацією біологічно- активних субстанцій - фенольних сполук і каротиноїдів (А.И. Тихонов, 1995). В досліді використовували прополіс, який містив не менше 65 % фенольних сполук та не менше як 0,02 мг/г -каротину. патогенез токсичний гепатит прополіс

Результати досліджень піддавали статистичному аналізу (Гублер Е.В.,1978). Достовірність отриманих результатів визначали, використовуючи критерій Стюдента. Зміни вважали достовірними при р < 0,05. Для розрахунків використовували комп'ютерну програму Exel (Microsoft, США).

Основні результати досліджень. Результати проведених досліджень показали, що активність вільнорадикальних реакцій у плазмі крові та гепатоцитах здорових тварин знижується з віком. Про це свідчить той факт, що інтенсивність спонтанної хемілюмінісценції плазми крові молодих щурів була на 19, а печінки на 21 % вищою, порівняно з аналогічними показниками дорослих щурів, і приблизно у півтора рази вищою, порівняно із старими тваринами (табл. 1). Спостерігалася також вікова залежність інтенсивності ініційованої хемілюмінісценції. Амплітуда спалаху світіння була суттєво нижчою у старих тварин, порівняно з молодими. Відомо, що серед чинників, які визначають величину спалаху хемілюмінісценції, важлива роль належить вмісту у тканинах субстратів ліпопероксидації. Тому можна вважати, що вміст поліненасичених жирних кислот у крові 3- і 6-и місячних щурів є вищим, порівняно з таким 18-и місячних тварин. Якісний та кількісний склад субстратів ліпопероксидації, а також загальна кількість антиоксидантів у тканині визначають також величину ще одного важливого параметра індукованого надслабкого світіння - світлосуму хемілюмінісценції. Нами було показано, що з віком цей показник в обох досліджуваних тканинах поступово знижувався (табл. 1). Оскільки малоймовірним є підвищення антиоксидантного потенціалу в період старості, то, очевидно, що зафіксовані нами зміни є все таки наслідком різної кількості у досліджуваних тканинах молодих і старих тварин поліненасичених жирних кислот.

Таблиця 1 - Динаміка інтенсивності спонтанної хемілюмінісценції та світлосуми хемілюмінісценції плазми крові і гомогенату печінки щурів різного віку, отруєних кадмій хлоридом (ум.од.),(М+m; n=6)

Примітка.*- результати достовірні відносно інтактних тварин (р<0,05)

Інтоксикація тварин кадмій хлоридом супроводжувалася суттєвою активацією процесів вільнорадикального окиснення. Вже через 24 год після введення токсину інтенсивність спонтанного та індукованого надслабкого випромінювання як плазмою крові, так і печінкою тварин усіх вікових груп була достовірно вищою, порівняно з інтактними щурами. Необхідно зазначити, що у тканині печінки вільнорадикальні реакції активувалися у більшому ступені, ніж у плазмі крові (табл. 1). Очевидно, що це зумовлено здатністю кадмію акумулюватися та викликати мембранолітичну дію в гепатоцитах. Максимальної активності вільнорадикальні процеси в організмі отруєних тварин досягали на 4-у добу експерименту, а потім починали згасати. Звертає на себе увагу той факт, що найстійкішими до дії токсиканту є тварини періоду статевої зрілості, про що свідчить найшвидше повернення показників спонтанної хемілюмінісценції до норми у щурів цієї групи. Найчутливішими до дії кадмій хлориду є тварини періоду статевого дозрівання, про що свідчить найбільший ступінь активації під впливом токсину вільнорадикальних реакцій у гепатоцитах цієї групи щурів.

Однією з причин активації вільнорадикальних реакцій при кадмієвій інтоксикації може бути зв'язування іонів цього металу з сульфгідрильними групами білків у клітинах та пригнічення антиоксидантної системи. Це підтверджується отриманими нами результатами, які свідчать про суттєве підвищення світлосуми хемілюмінісценції плазми крові і печінки уражених кадмієм щурів, порівняно з відповідними показниками здорових тварин (табл. 1). Найбільше світлосума хемілюмінісценції плазми крові зростала у 3-місячних щурів. Можна вважати, що у тварин цієї вікової групи система антиоксидантного захисту є найчутливішою до дії кадмій хлориду.

Для того, щоб уявити інтегральну картину ланцюга ліпопероксидації при інтоксикації кадмієм ми визначали вміст продуктів ПОЛ, які утворюються на різних його стадіях. Було виявлено, що введення токсину щурам усіх трьох вікових груп зумовило достовірне зростання вмісту гідропероксидів ліпідів в обох досліджуваних тканинах. Найбільші зміни при цьому зафіксовані у молодих щурів. Максимальна активність реакцій пероксидного окиснення на проміжних етапах ланцюга ліпопероксидації мала місце на 4-у і 7-у доби після введення токсину. Кадмієва інтоксикація призводила також до нагромадження у плазмі крові і печінці кінцевих продуктів ліпопероксидації - МДА та шифових основ.

Відомо, що активні радикали кисню та інших сполук здатні викликати пероксидне окиснення не лише ліпідів, а й білків. Нами було виявлено, що з віком ступінь окиснювальної модифікації білків інтактних тварин зростає, свідченням чого є підвищення вмісту альдегідо- і кетонопохідних як нейтрального, так і основного характеру у плазмі крові старих щурів, порівняно з дорослими і молодими, приблизно на 20-30 % (табл. 2). Це означає, що у процесі старіння підвищується здатність білків піддаватися окиснювальній деструкції під впливом активних форм кисню та інших радикалів. Кадмієва інтоксикація призвела до посилення окиснювальної модифікації білків у плазмі крові щурів, причому максимальний вміст альдегідо- і кетонопохідних нейтрального і основного характеру зареєстровано на 4-у добу після введення токсину.

Таблиця 2 - Динаміка вмісту альдегідо- та кетонопохідних нейтрального (ОМБ370нм) й основного (ОМБ430нм) характеру (моль/кг білка) в плазмі крові щурів різного віку, отруєних кадмій хлоридом (Mm; n=6)

ВИСНОВКИ

У дисертації наведене теоретичне узагальнення і нове вирішення наукового завдання, що виявляється у встановленні вікових особливостей функціонування процесів енергозабезпечувального та вільнорадикального окиснення ліпідів і білків у здорових і уражених кадмій хлоридом щурів, а також у розробці нових методів корекції кадмієвого токсикозу за допомогою прополісу, ентеросорбенту “Фібрабет” і ліпосом з інкапсульованими в них цитохромом с і манітолом. Це наукове завдання вирішене шляхом дослідження впливу даних середників на комплекс біохімічних та біофізичних показників (інтенсивність спонтанної та ініційованої хемілюмінесценції, вміст проміжних та кінцевих продуктів ліпопероксидації, активність мітохондріальних ферментів, інтенсивність тканинного дихання та окисного фосфорилювання) у молодих, дорослих та старих щурів з кадмієвою інтоксикацією. Прикладне призначення наукової задачі - з'ясувати у віковому аспекті раніше невідомі механізми розвитку кадмієвого токсикозу та використати одержані результати для розробки ефективних методів корекції.

У результаті вирішення наукової задачі зроблено наступні теоретичні і прикладні висновки:

1. Інтенсивність процесів ліпопероксидації у печінці та плазмі крові здорових тварин з віком зменшується, про що свідчить зниження в старих щурів, порівняно з молодими, показників інтенсивності спонтанної та ініційованої хемілюмінесценції, вмісту гідропероксидів ліпідів, малонового діальдегіду та шифових основ. Більший вміст альдегідо- і кетонопохідних нейтрального та основного характеру у плазмі крові старих тварин, порівняно з молодими, свідчить про активацію з віком процесів окиснювальної модифікації білків.

2. У процесі старіння знижується інтенсивність енергозабезпечувальних процесів у мітохондріях печінки здорових тварин, на що вказує зменшення швидкості поглинання кисню мітохондріями в метаболічних станах 2, 3 і 4 та пригнічення активності сукцинатдегідрогенази, цитохромоксидази і Н+-АТФ-ази.

3. Отруєння кадмій хлоридом призводить до активації процесів ліпопероксидації в печінці і крові експериментальних тварин і до посилення окиснювальної модифікації білків плазми крові. Прояви токсичності кадмію більш виражені у молодому організмі і максимальні на 4-у добу з моменту інтоксикації;

4. При кадмієвому токсикозі пригнічуються процеси енерго-забезпечувального окиснення в гепатоцитах на рiзних рiвнях: iнгiбується активнiсть ферментiв окиснення субстратiв тканинного дихання, гальмується швидкість дихання, знижується спряженiсть тканинного дихання i окисного фосфорилювання, відбувається обернення АТФ-синтетазної реакції на АТФ-азну. Максимальні зміни відбуваються на 7-у добу експерименту.

5. Застосування прополісу і поєднаної дії прополісу з ентеросорбентом “Фібрабет” ефективно коригує порушення процесів вільнорадикального окиснення в плазмі крові і печінці при кадмієвому токсикозі, частково запобігає окиснювальній модифікації білків плазми крові і призводить до покращання показників швидкості дихання та параметрів спряженості тканинного дихання і окисного фосфорилювання. Ефект від поєднаного застосування прополісу з ентеросорбентом “Фібрабет” є вищим, ніж від введення тільки прополісу.

6. Внутрішньочеревне введення щурам з кадмієвим токсикозом холінфосфатидних ліпосом з включеними в них цитохромом с і манітолом ефективно пригнічує активовані процеси вільнорадикального окиснення ліпідів і білків. Ліпосомальна корекція є дієвішою у молодих тварин. Під впливом ліпосом з антиоксидантами вільнорадикальні реакції у печінці гальмуються ефективніше, ніж у плазмі крові.

7. Ліпосоми з інкорпорованими цитохромом с і манітолом при їх внутрішньочеревному введенні щурам з кадмієвою інтоксикацією певною мірою запобігають порушенню процесів енергозабезпечувального окиснення в мітохондріях гепатоцитів, що проявляється частковою нормалізацією активності ферментів окиснення субстратів циклу трикарбонових кислот, поліпшенням показників тканинного дихання і окисного фосфорилювання.

СПИСОК ПРАЦЬ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

АНОТАЦІЯ

Ястремська С.О. Вікові особливості порушень вільнорадикального і енергозабезпечувального окиснення при кадмієвому токсикозі та корекція їх антиоксидантами і сорбентами. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.04 - біологічна хімія. - Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, Чернівці, 2002.

Дисертацію присвячено вивченню механізмів розвитку і корекції кадмієвого токсикозу. Встановлено, що в патогенезі токсичного гепатиту, індукованого хлоридом кадмію, суттєву роль відіграє активація вільнорадикальних реакцій ліпідів і білків. Процеси ліпопероксидації при кадмієвій інтоксикації у молодому віці активуються в більшій мірі, ніж у старому, ступінь окиснювальної модифікації білків, навпаки, вищий у старих тварин. Показано також, що при кадмієвому токсикозі має місце пригнічення активності ферментiв окиснення субстратiв тканинного дихання, гальмується транспорт електронiв по дихальному ланцюгу, відбувається роз'єднання тканинного дихання i окисного фосфорилювання.

Встановлені гепатопротекторні властивості прополісу, показана висока ефективність поєднаного застосування прополісу з ентеросорбентом „Фібрабет”, доведена доцільність використання манітолу і цитохрому с, включених в холінфосфатидні ліпосоми, при ураженні печінки кадмій хлоридом.

Ключові слова: кадмій хлорид, ураження печінки, окиснювальні процеси, прополіс, ентеросорбція, манітол, цитохром с, ліпосоми.

Ястремская С.А. Возрастные особенности нарушений свободнорадикального и энергообеспечивающего окисления при кадмиевом токсикозе и их коррекция антиоксидантами и сорбентами. - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.04 - биологическая химия. - Черновицкий национальный университет, Черновцы, 2002.

Диссертация посвящена изучению механизмов развития и коррекции кадмиевого токсикоза.

Установлено, что при отравлении хлоридом кадмия в печени и плазме крови крыс существенно активируются процессы свободнорадикального окисления липидов. Об этом свидетельствует увеличение параметров спонтанной и индуцированной хемилюминесценции, а также повышение уровня гидроперекисей липидов, малонового диальдегида и шиффовых оснований в этих тканях. Важную роль при кадмиевой интоксикации играет также окислительная модификация белков. Под влиянием хлорида кадмия достоверно увеличивается содержание альдегидо- и кетонопроизводных нейтрального и основного характера в плазме крови подопытных животных. Интенсивность процессов липопероксидации с возрастом уменьшается, а активность реакций окислительной модификации белков, наоборот, увеличивается.

Показано, что при кадмиевом токсикозе резко угнетаются процессы митохондриального окисления на разных уровнях: угнетается активность ферментов окисления субстратов тканевого дыхания, ингибируется транспорт электронов по дыхательной цепи, ухудшается сопряженность тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования, имеет место обращение АТФ-синтетазной реакции на АТФ-азную. Максимальные изменения со стороны дыхательной цепи митохондрий наблюдаются на 7-й день патологического процесса. В процессе старения интенсивность энергообеспечивающего окисления снижается.

Использование прополиса, который содержит комплекс антиоксидантов, и, особенно, прополиса вместе с энтеросорбентом “Фибрабет” эффективно коррегирует нарушения процессов свободнорадикального окисления в плазме крови и печени при кадмиевом токсикозе, частично предупреждает окислительную модификацию белков плазмы крови и улучшает показатели скорости транспорта электронов по дыхательной цепи и параметры сопряженности тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования.

Эффективным способом коррекции нарушений метаболических процессов при кадмиевом токсикозе является также внутрибрюшинное введение животным холинфосфатидных липосом с инкорпорированными маннитолом и цитохромом с. С помощью этого метода удалось существенно снизить активность реакций свободнорадикального окисления липидов и белков в плазме крови и печени отравленных кадмия хлоридом крыс и частично нормализовать показатели митохондриального окисления в гепатоцитах.

Ключевые слова: кадмия хлорид, поражение печени, окислительные процессы, прополис, энтеросорбция, маннитол, цитохром с, липосомы.