2

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ІНСТИТУТ БІОЛОГІЇ ТВАРИН НАН УКРАЇНИ

ОСОБЛИВОСТІ ПРООКСИДАНТНО-АНТИОКСИДАНТНОЇ

РІВНОВАГИ У ЩУРІВ ЗА ДІЇ ВАЖКИХ МЕТАЛІВ І

НІТРИТУ НАТРІЮ ТА КОРЕКЦІЯ ПОРУШЕНЬ

03.00.04 - біохімія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

КУЛІЦЬКА МАРІЯ ІВАНІВНА

Львів - 2010

АнотаціЯ

Куліцька М. І. Особливості прооксидантно-антиоксидантної рівноваги у щурів за дії важких металів і нітриту натрію та корекція порушень. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.04 - біохімія. - Інститут біології тварин НААН України, Львів, 2010.

Робота присвячена вивченню впливу нітриту натрію окремо та у комбінації з хлоридами кадмію і свинцю на показники пероксидного окиснення ліпідів, стан ферментної і неферментної ланок антиоксидантної системи та ступінь ендогенної інтоксикації в організмі щурів, дослідженню цих процесів за умов корекції кремнієвим ентеросорбентом «Ентеросгель» і металокомплексом гістидинату міді, а також ізольованими гепатоцитами.

Встановлено, що під впливом солей важких металів і нітриту натрію в організмі тварин активуються процеси ліпопероксидації інтенсивніше, ніж за ізольованої дії нітриту натрію та у комбінації його з хлоридом кадмію чи свинцю. Виявлена активація перекисних процесів в організмі щурів зумовлена зниженням ферментної і неферментної ланок антиоксидантної системи. Використання «Ентеросгелю», а також ізольованих гепатоцитів, виявилось ефективним способом зменшення комплексної токсичної дії на організм щурів солей важких металів та нітриту натрію. Комбінована дія «Ентеросгелю» і гістидинату міді, які проявляють антиоксидантні та сорбуючі властивості, сприяє ефективнішому зменшенню проявів ендогенної інтоксикації та відновленню прооксидантно-антиоксидантної рівноваги в ураженому організмі.

Ключові слова: пероксидне окиснення ліпідів, антиоксидантна система, ендогенна інтоксикація, хлорид кадмію, хлорид свинцю, нітрит натрію, гістидинат міді, «Ентеросгель», ізольовані гепатоцити.

1. Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Швидкий розвиток хімізації промисловості і сільського господарства, використання хімії в побуті, наслідки аварії на Чорнобильській АЕС - далеко не весь перелік джерел токсикантів у повітрі, воді, їжі (Сердюк А. М., 1998; Трахтенберг И. М., 2000, 2005). Серед найбільш поширених забруднювачів довкілля одне з провідних місць за токсичністю і небезпечністю для людини посідають важкі метали, а саме солі кадмію та свинцю, і азотовмісні сполуки. З усіх металів періодичної системи хімічних елементів одним із найшкідливіших є кадмій. Дослідження ряду науковців показали, що солі кадмію мають мутагенну та канцерогенну дію і є потенційно небезпечними для генетичного апарату. Кадмій блокує роботу ряду важливих для життєдіяльності організму ферментів, уражаючи печінку, нирки, підшлункову залозу, має властивість кумулюватися в цих органах та тканинах (Нейко Є. М., Губський Ю. І., Ерстенюк Г. М., 2003; Хижняк С. В., 2009; Rikans L. E. et al., 2000). Не менш небезпечним, з точки зору токсичної дії на організм, є свинець, який широко використовується у хімічній, автомобільній промисловості та побуті. Свинець також є «тіоловою отрутою», однак органи-мішені в нього дещо інші - нервова система, кров, кровотворні органи, він також безпосередньо діє на еритроцити (Зербино Д. Д. с соавт., 1997; Корбакова А. И. с соавт., 2001; Ткач С. И., 2005; Budd P. et al., 2000).

Широке використання азотних добрив у сільському господарстві призводить до збільшення вмісту азотовмісних сполук у питній воді та харчових продуктах (Горішна О. В., 2001; Коршун М. М., 2001), зокрема нітриту натрію, який є класичним метгемоглобіноутворювачем, за його дії на організм розвивається гемічна гіпоксія. За даними літератури (Гоженко А. І. зі співавт., 2000; Посохова К. А. зі співавт., 2000; Фіра Л. С., Гонський Я. І., 2003), нітрит натрію в контакті з оксигемоглобіном призводить до утворення радикалів, які є активними реагентами, що пошкоджують біологічні системи, проявляють виражену цитотоксичну дію, ініціюють процеси пероксидації ліпідів, білків, нуклеїнових кислот. Зважаючи на поширеність вищеперерахованих токсикантів та їх шкідливий комплексний вплив на організм людини і тварин, актуальним є проведення нами експериментальних досліджень та доцільність пошуку нових засобів корекції патологічних змін, які виникають внаслідок токсичного впливу солей важких металів і нітритів.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація виконана відповідно до планів наукових досліджень кафедр біохімії та клініко-лабораторної діагностики, загальної гігієни та екології Державного вищого навчального закладу «Тернопільський державний медичний університет імені І. Я. Горбачевського» та є частиною науково-дослідної роботи на тему «Вивчення порушень метаболічних процесів у тварин, отруєних ксенобіотиками, та корекція їх за допомогою антиоксидантів», № держреєстрації 0106U001760. При її виконанні автор дослідила вплив ентеросорбенту «Ентеросгель», гістидинату міді та ізольованих гепатоцитів на процеси пероксидного окиснення ліпідів, стан антиоксидантної системи і ступінь ендогенної інтоксикації у щурів з ураженням організму хлоридами кадмію і свинцю та нітритом натрію.

Мета і завдання дослідження. З'ясувати особливості процесів пероксидного окиснення ліпідів та стану антиоксидантної системи організму щурів за умов комбінованого ураження хлоридами кадмію і свинцю та нітритом натрію, а також розробити ефективні способи їх корекції шляхом застосування металокомплексу гістидинату міді, ентеросорбенту «Ентеросгель» та ізольованих гепатоцитів.

Завдання дослідження:

1. Вивчити показники вільнорадикального окиснення ліпідів у щурів з ураженням організму нітритом натрію, хлоридами кадмію і свинцю окремо та при їх комбінованій дії.

2. Дослідити в динаміці показники ендогенної інтоксикації і функціональний стан плазматичних мембран у щурів залежно від виду токсиканта та їх комбінації.

3. Дати оцінку впливу нітриту натрію окремо та за умов комбінованої дії з солями важких металів на стан ферментативної та неферментативної ланок антиоксидантної системи.

4. Встановити ефективність застосування кремнієвого ентеросорбенту «Ентеросгель» за ураження організму щурів хлоридами кадмію і свинцю та нітритом натрію.

5. Оцінити коригуючий вплив ізольованих гепатоцитів на показники вільнорадикального окиснення ліпідів, ендогенної інтоксикації та стану антиоксидантної системи у щурів з гострим хімічним ураженням.

6. Обґрунтувати доцільність застосування комбінації ентеросорбенту «Ентеросгель» і металокомплексу гістидинату міді з метою корекції порушень, викликаних комбінованою дією хлоридів кадмію і свинцю на тлі гострого отруєння нітритом натрію.

Об'єкт дослідження - токсичне ураження щурів, викликане одноразовим введенням хлоридів кадмію, свинцю і нітриту натрію.

Предмет дослідження - показники пероксидного окиснення ліпідів, антиоксидантної системи, ендогенної інтоксикації у тварин з токсичним ураженням солями важких металів і нітритом натрію та за корекції ізольованими гепатоцитами, «Ентеросгелем» і гістидинатом міді.

Методи дослідження - біохімічні (спектрофотометричні), хімічні (синтез металокомплексу гістидинату міді з гістидину), статистичні (метод варіаційної статистики із використанням критерію Стьюдента).

Наукова новизна одержаних результатів. Вперше, на основі комплексного дослідження, встановлено, що ураження щурів нітритом натрію у комбінації з хлоридами кадмію і свинцю проявляється інтенсифікацією процесів пероксидного окиснення ліпідів, зниженням активності антиоксидантної системи та ендогенної інтоксикації. Розроблено нові способи корекції порушень, викликаних вказаними токсикантами, в основі яких лежить застосування металокомплексу гістидинату міді, ентеросорбенту «Ентеросгель» та ізольованих гепатоцитів. Показано, що «Ентеросгель» знижує прояви токсичного впливу солей важких металів і нітриту натрію, знижує показники пероксидного окиснення ліпідів та нормалізує активність антиоксидантної системи в крові і печінці уражених тварин. Вперше досліджено вплив ізольованих гепатоцитів на біохімічні процеси в організмі уражених щурів, що призводить до нормалізації функції ферментів антиоксидантного захисту та зниження ендогенної інтоксикації. Доведено більш ефективний комбінований вплив «Ентеросгелю» та гістидинату міді, застосованих з метою корекції біохімічних порушень, які виникають за дії хлоридів кадмію і свинцю та нітриту натрію.

Практичне значення отриманих результатів. Результати проведених досліджень відкривають шляхи для вдосконалення методів корекції порушень, які виникають за умов комбінованого ураження щурів солями кадмію і свинцю та нітритом натрію. Обґрунтовано ефективність та доцільність використання «Ентеросгелю», а також ізольованих гепатоцитів за даної патології. На основі проведених досліджень пропонується ефективна комбінація металокомплексу гістидинату міді з ентеросорбентом «Ентеросгель», що може бути рекомендована для подальшого вивчення і використання з метою корекції біохімічних порушень за патології, що супроводжується активацією пероксидного окиснення ліпідів та зниженням показників антиоксидантної системи.

Результати досліджень впроваджені в навчальний процес на кафедрах медичної біохімії та клініко-лабораторної діагностики, фармакології Тернопільського державного медичного університету імені І. Я. Горбачевського; кафедрі хімії Тернопільського національного педагогічного університету імені В. Гнатюка; кафедрі медичної хімії Буковинського державного медичного університету; кафедрі біологічної та медичної хімії Івано-Франківського національного медичного університету, що підтверджено відповідними актами впровадження.

Особистий внесок здобувача. Автор особисто здійснила пошук та аналіз літературних джерел, самостійно провела експериментальні дослідження, аналіз і узагальнення отриманих результатів, статистичну обробку матеріалу, оформила всі розділи дисертації. Разом з науковим керівником сформулювала мету і завдання дослідження, основні положення та висновки, інтерпретацію окремих результатів. У наукових працях, опублікованих у співавторстві, використано фактичний матеріал, отриманий дисертантом у процесі виконання досліджень.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень, які включено до дисертації, оприлюднено на науково-практичних конференціях: Всеукраїнській науково-практичній конференції «Довкілля і здоров'я» (Тернопіль, 2006, 2008, 2009), науково-практичній конференції «Роль месенджерних систем у патогенезі патологічних процесів різної етіології» (Тернопіль, 2007), підсумковій науково-практичній конференції «Здобутки клінічної і експериментальної медицини» (Тернопіль, 2008, 2009), XІІ і ХІІІ Міжнародних медичних конгресах студентів та молодих вчених (Тернопіль, 2008, 2009), науково-практичній конференції «Морфологічний стан тканин і органів систем організму в нормі та патології» (Тернопіль, 2009), науково-практичній конференції «Актуальні питання патології за умов дії надзвичайних факторів на організм» (Тернопіль, 2008), Всеукраїнській науково-практичній конференції «Досягнення і перспективи експериментальної і клінічної біохімії» (Тернопіль, 2009).

Публікації. За темою дисертації опубліковано 15 праць, з яких 6 - у фахових наукових журналах, що входять до переліку ВАК України (з них 2 - одноосібно) та 9 робіт у матеріалах наукових конгресів та конференцій.

Структура та об'єм дисертації. Дисертація викладена на 183 сторінках і містить такі розділи: вступ, огляд літератури, матеріали та методи дослідження, результати власних досліджень, аналіз і узагальнення результатів досліджень, висновки, список використаних джерел із 364 найменувань (з них 82 джерела латиницею), 11 додатків. Основна частина роботи викладена на 131 сторінці, містить 34 таблиці та 14 рисунків, які займають 25 сторінок.

2. Основний зміст роботи

Матеріали та методи дослідження. Дослідження проведені на 224 статевозрілих безпородних щурах-самцях масою тіла 180-190 г, яких утримували на стандартному раціоні віварію. Для виключення випадкових впливів усі тварини перебували в однакових умовах і досліджувалися в один і той же час (зберігалась сезонність і час доби). Всі маніпуляції з експериментальними тваринами проводили відповідно до «Європейської конвенції про захист хребетних тварин, що використовуються для дослідних та інших наукових цілей» (Страсбург, 1986) та «Науково-практичних рекомендацій з утримання лабораторних тварин та роботи з ними» (Кожем'якін Ю. М. зі співавт., 2002). Комісією з питань біоетики ДВНЗ «Тернопільський державний медичний університет імені І. Я. Горбачевського (протокол № 19 від 19.01.2009 р.) порушень морально-етичних норм при проведенні науково-дослідної роботи не виявлено. Експерименти проведено у Центральній науково-дослідній лабораторії ДВНЗ «Тернопільський державний медичний університет імені І. Я. Горбачевського», що акредитована на право проведення вимірювань, які знаходяться у сфері державного метрологічного нагляду. Атестат акредитації № 000478 від 17 грудня 2008 р.

Піддослідні тварини були поділені на такі групи: I - контрольна; II - тварини, уражені нітритом натрію; III - тварини, уражені хлоридом кадмію і нітритом натрію; IV - тварини, уражені хлоридом свинцю і нітритом натрію; V - тварини, уражені хлоридами кадмію і свинцю на тлі гострої нітритної інтоксикації; VI - тварини, уражені хлоридами кадмію і свинцю та нітритом натрію, яким проводили корекцію «Ентеросгелем»; VII - тварини, уражені хлоридами кадмію і свинцю та нітритом натрію, яким проводили корекцію ізольованими гепатоцитами; VIII - тварини, уражені хлоридами кадмію і свинцю та нітритом натрію, яким проводили корекцію «Ентеросгелем» та гістидинатом міді. Щурів виводили з експерименту шляхом кровопускання за умов тіопентал-натрієвого наркозу на 1-, 4-, 7- та 14-ту доби від моменту інтоксикації та у відповідні періоди на тлі корекції.

Гостре токсичне ураження моделювали шляхом одноразового внутрішньошлункового введення нітриту натрію в дозі 70 мг/кг маси тіла тварини (1/3 LD₅₀; Фіра Л. С., Гонський Я. І., 2003), а через 24 год вводили хлориди свинцю і кадмію в дозі 6,5 мг/кг і 6 мг/кг маси тіла тварини (1/15 LD₅₀) відповідно (Гонський Я. І., Головко Л. Л., 2004). Кремнієвий ентеросорбент «Ентеросгель» у вигляді пасти для перорального застосування (виробник ЗАТ «ЕОФ» КРЕОМА-ФАРМ») вводили щурам внутрішньошлунково за допомогою зонда щоденно в дозі 650 мг/кг маси тіла тварини протягом всього терміну експерименту (Черняшова В. зі співавт., 2008). Металокомплекс гістидинат міді синтезовано з амінокислоти гістидину та гідроксиду міді, які брали в еквімолярних концентраціях, і вводили щурам у вигляді водного розчину внутрішньочеревно в дозі 0,94 мг/кг щоденно протягом всього терміну дослідження (Острівка О. І., Гонський Я. І., 2006). Ізольовані гепатоцити щурів 1_2_тижневого віку вводили в черевну порожнину уражених тварин одноразово в дозі 2?10⁷ клітин через 15_20 хв після інтоксикації (Корда М. М., 1998). Для досліджень використовували цільну кров, сироватку крові, гомогенат печінки, ізольовані гепатоцити.

Стан пероксидного окиснення ліпідів оцінювали за рівнем дієнових і трієнових кон'югатів (ДК, ТК; Колесова О. Е., 1984) та вмістом ТБК_активних продуктів у реакції з тіобарбітуровою кислотою (ТБК АП; Владимиров Ю. А., Арчаков А. И., 1972). Ступінь ендогенної інтоксикації визначали за відсотком еритроцитарного індексу інтоксикації (ЕІІ) - за кількістю поглинутого барвника (метиленового синього) еритроцитарними мембранами (Тогайбаев А. А. с соавт., 1988) та кількістю метгемоглобіну (MetHb) в крові, який визначали ціангідриновим методом (Покровский А. А., 1969). Стан антиоксидантної системи (АОС) оцінювали за активністю супероксиддисмутази (СОД; КФ 1.15.1.1; Чевари С., Чаба И., Секей Й., 1985) і рівнем церулоплазміну (ЦП; КФ 1.16.3.1; Колб В. Г., Камышников В. С., 1982), активністю глутатіонпероксидази (ГП; КФ 1.11.1.9) і глутатіонредуктази (ГР; КФ 1.6.4.2; Круглікова Г. О., Штутман І. М., 1976), вмістом відновленого глутатіону (G-SH; Ellman G. L., 1959). Функціональний стан плазматичних мембран визначали за активністю аланін-амінотрансферази (АлАТ; КФ 2.6.1.2) і аспартатамінотрансферази (АсАТ; КФ 2.6.1.1) - в реакції з 2,4-динітрофенілгідразином (Горячковский А. М., 1994). Культуру клітин печінки готували з печінки 1_2_тижневих щурів, ферментативне роз'єднання клітин проводили 0,25 % розчином трипсину, концентрацію визначали за допомогою камери Горяєва (Корпачев В. В., Онищенко Д. С., 1989). Життєдіяльність ізольованих гепатоцитів оцінювали за їх здатністю забарвлюватися 0,4 % розчином трипанового синього (Кравченко Л. П. зі співавт., 1989).

Отриманий в результаті експерименту цифровий матеріал був систематизований та опрацьований за методами варіаційної статистики із використанням критерію Стьюдента (Гублер Е. В., 1978) та програми «Exel Microsoft» (Лапач С. Н., Чубенко А. В., Бабич П. Н., 2000).

3. ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ

Вплив нітриту натрію на процеси пероксидного окиснення ліпідів і показники антиоксидантної системи та ендогенної інтоксикації у тварин. Результати досліджень показали, що за умов гострої нітритної інтоксикації відбуваються значні зміни в процесах ліпопероксидації. Концентрація ДК і ТК у сироватці крові щурів після інтоксикації нітритом натрію зростала: на 1-шу добу - на 88,4 і 147,2 % відповідно (р<0,001), на 4-ту добу - на 128,7 і 190,7 % (р<0,001) відносно інтактної групи тварин. В наступні доби досліду вміст ДК і ТК знижувався, порівняно з попереднім показником. Вміст ТБК_активних продуктів у сироватці крові найбільше зростав на 4-ту добу досліду - на 94,1 % (р<0,001) відносно групи інтактних тварин. У печінці отруєних щурів спостерігалась аналогічна закономірність змін вмісту продуктів ПОЛ. Токсична дія нітриту натрію проявлялася утворенням МеtHb на 69,1 % (р<0,001) через 24 год від початку експерименту. На 4-ту добу вміст МеtHb був найвищим (180,0 %) порівняно з контролем. На 7- і 14_й день досліду спостерігалося деяке зниження показника відносно попередньої доби. Одним із способів діагностики ендогенної інтоксикації є дослідження проникності мембран еритроцитів. На 1-шу добу експерименту ЕІІ зростав на 60,3 %, на 4-ту - на 92,5 %, а на 7-му і 14-ту доби досліду спостерігалося деяке зменшення ЕІІ. Результати були вірогідними (р<0,001), що свідчить про підвищення проникності мембрани еритроцитів після отруєння щурів нітритом натрію. Очевидно, це є наслідком дії на мембрану АФК, які утворюються при надходженні в організм токсиканта. Про порушення структури і функції клітинних мембран за умов дії нітриту натрію вказують результати досліджень активності цитозольних ферментів (АлАТ та АсАТ), яка збільшувалася протягом усього експерименту та максимальне збільшення було відмічено на 7-му добу досліду відносно групи уражених тварин. Як відомо, вміст цитозольних форм у сироватці крові та позаклітинному просторі тканин знаходиться на відносно низькому рівні. Пошкодження плазматичних мембран або підвищення клітинної проникності призводить до виходу ферментів із цитозоля, і активність їх вказує на ступінь пошкодження мембран, що супроводжується синдромом ендогенної інтоксикації (Бакалюк О. Й., 2000).

Важливою у системі антиоксидантного захисту є глутатіонзалежна ланка цієї системи, яка включає ферменти - ГП та ГР, а також неферментний компонент - G-SH. Під впливом нітриту натрію наступило зниження активності ГП на 39,3 % (р<0,001) на 1-шу добу експерименту, на 45,9 % (р<0,001) відносно контрольних тварин вміст її знижувався на 4_ту добу і на 20,8 % - на 7_й день від початку дії отрути. Щодо ГР, то даний показник найбільше знижувався на 4_ту добу досліду - на 32,1 % (р<0,001) відносно групи інтактних щурів. Результати досліджень впливу нітриту натрію на вміст G-SH у крові показали найбільше зниження (38,7 %) на 4_ту добу досліду порівняно з групою інтактних щурів. Особливої уваги заслуговує зміна концентрації в сироватці крові мідьвмісного білка ЦП - одного із основних антиоксидантів плазми крові, особливістю якого є висока стабільність до токсичної дії активних форм кисню, що дозволяє йому зберігати біологічну активність за умов їх інтенсивної генерації. Через 4 дні від початку введення токсиканта вміст ЦП був найбільш зниженим - на 33,1 % (р<0,001) відносно групи контрольних тварин.

Особливості процесів пероксидного окиснення ліпідів, антиоксидантної системи та ендогенної інтоксикації у щурів, уражених нітритом натрію у комбінації його з хлоридами кадмію і свинцю. Результати експериментальних досліджень показали, що введення щурам трьох токсикантів призводить до інтенсивнішого зростання активності ПОЛ у крові і печінці тварин, порівняно з ізольованим введенням нітриту натрію. За дії на організм хлоридів кадмію і свинцю та нітриту натрію найвищий вміст ДК і ТК у крові був на 4-й день від початку отруєння. За цих же умов вміст ТБК АП найбільше зростав на 4-ту добу експерименту - на 127,0 % (р<0,001) відносно контрольної групи тварин. На 7- і 14_ту доби рівень ТБК АП дещо знижувався відносно попередньої доби. При порівнянні досліджуваних показників з такими у тварин, ураженими ізольованим введенням нітриту натрію та у комбінації його з хлоридом кадмію або свинцю видно, що зміни більш виражені за одночасної дії солей важких металів з нітритом натрію. При визначенні вмісту MetHb в крові ми відмітили найбільше зростання його на 4-ту добу експерименту - у 3,6 раза. Порівнюючи ці дані з попередніми результатами, можна стверджувати, що комбінована дія важких металів і нітриту натрію викликає більш посилене метгемоглобіноутворення, що призводить до зміни стаціонарних концентрацій радикальних метаболітів ОН, О₂, НО₂, які спричиняють деструктивну дію на мембрани еритроцитів. При комбінованому введенні щурам солей важких металів і нітриту натрію найвищий ступінь пошкодження еритроцитарних мембран був на 4-ту добу - на 130,4 % більше від рівня, характерного для інтактних тварин. На 7- і 14_ту доби експерименту ЕІІ, порівняно з попередньою добою, дещо зменшився, що свідчить про деяке зниження токсичного впливу хімічних чинників на еритроцитарні мембрани. Зміни були вірогідними (р<0,001) по відношенню як до інтактних тварин, так і до тварин, уражених тільки нітритом натрію та у комбінації його з хлоридом кадмію чи свинцю протягом експерименту.

За умов отруєння щурів солями важких металів і нітриту натрію наступала зміна активності амінотрансфераз в сторону підвищення протягом усього експерименту та найвищою активність АлАТ та АсАТ була на 7-му добу досліду. Одночасне введення щурам токсикантів супроводжувалось підсиленням їх токсичної дії і проявлялось чітким пригніченням показників глутатіонової ланки антиоксидантної системи. Істотне зниження вмісту ЦП та активності СОД під впливом солей важких металів і нітриту натрію відмічено на 4-ту добу експерименту - у 2,6 і 1,8 раза (р<0,001) відносно групи інтактних тварин. Збільшення в клітині концентрації вільних радикалів обумовлює зменшення активності СОД внаслідок незворотного відновлення міді в активному центрі або внаслідок окиснення в ньому функціональних груп, зокрема тіолових. Також цілком ймовірно, що токсиканти викликають конформаційні зміни молекули фермента, що приводить до втрати ним своїх функціональних властивостей. Отже, проведене нами дослідження показало, що під впливом солей важких металів і нітриту натрію в організмі тварин активуються процеси ліпопероксидації, що зумовлено зниженням ферментної і неферментної ланок антиоксидантної системи.

Вплив «Ентеросгелю» на показники пероксидного окиснення ліпідів, антиоксидантної системи та ендогенної інтоксикації у щурів з комбінованим ураженням організму хлоридами кадмію, свинцю і нітритом натрію. Серед еферентних методів особливо перспективною вважається ентеросорбція, що застосовується з метою вилучення з організму токсичних речовин екзо- та ендогенного походження. В останні роки широкої популярності набули ентеросорбенти, яким притаманні цитопротекторні та гепатопротекторні властивості (Николаев В. Г. с соавт., 2007; Чернобровый В. Н., Палий И. Г., 2003), зокрема кремнійорганічний ентеросорбент «Ентеросгель» - лікарський засіб виробництва ЗАТ «ЕОФ» КРЕОМА-ФАРМ» (Київ, Україна). Введення ураженим тваринам «Ентеросгелю» проявило нормалізуючий вплив на вміст продуктів ліпопероксидації в крові і печінці, зокрема на рівень ДК, який на 1-шу добу знижувався відповідно на 26,7 % (р<0,001), на 4-, 7- і 14-ту - на 18,5; 25,9 і 30,5 % (р<0,001) порівняно з ураженими тваринами. Через добу від початку введення коригуючого середника вміст ТБК АП знижувався на 16,6 % (р<0,001) порівняно з аналогічним показником у групі уражених тварин. На 4-ту добу дослідження цей показник був на 17,2 % меншим, а на 7- і 14_ту доби експерименту - на 22,9 і 40,5 % відповідно порівняно з групою уражених тварин. При дослідженні вмісту MetHb в крові щурів за умов корекції порушень, викликаних введенням хлориду кадмію та свинцю з нітритом натрію, було відмічено найбільше його зниження на 40,7 % на 14-ту добу експерименту відносно групи уражених тварин. Слід вказати на виражене зниження ЕІІ та активності амінотрансфераз в організмі отруєних щурів після введення «Ентеросгелю».

Дослідження глутатіонової ланки АОС за корекції ентеросорбентом показало значне зростання активностей ГП, ГР та вмісту G-SH. Слід відмітити, що на тлі корекції дані показники були близькими до показників у контрольній групі тварин. Застосування «Ентеросгелю» позитивно вплинуло і на активність СОД та вміст ЦП, який вірогідно (р<0,001) зростав протягом усього досліження та був наближеним до рівня інтактних тварин

Отже, отримані нами результати свідчать про доцільність використання «Ентеросгелю» при гострих отруєннях солями важких металів і нітритами з метою зменшення проявів ендогенної інтоксикації та відновлення динамічної рівноваги між про- та антиоксидантними процесами за даної патології. Однак, враховуючи, що повної нормалізації досліджуваних показників не наступило під впливом «Ентеросгелю», то наступним етапом було дослідження впливу ізольованих гепатоцитів за умов отруєння щурів хлоридами кадмію і свинцю та нітритом натрію.

Коригуючий вплив ізольованих гепатоцитів на показники пероксидного окиснення ліпідів, антиоксидантної системи та ендогенної інтоксикації у щурів з гострим ураженням організму хлоридами кадмію і свинцю та нітритом натрію. На відміну від еферентних методів терапії перспективним є застосування ізольованих гепатоцитів, що призводить до зниження токсичного навантаження на печінку, покращення функціонального стану органа, нормалізації біохімічних показників крові (Гонський Я. І. зі співавт., 1997). Результати досліджень показали, що внутрішньочеревне введення отруєним тваринам ізольованих гепатоцитів призвело до нормалізації вмісту продуктів ПОЛ в крові і печінці, а саме на вміст ДК і ТК, а також на вміст ТБК АП, який через добу від початку введення коригуючого чинника знижувався на 15,2 % порівняно з групою нелікованих щурів. Вміст MetHb в крові щурів за умов корекції ізольованими гепатоцитами знижувався на 38,9 % через 14 діб відносно уражених тварин. Еритроцитарний індекс інтоксикації в організмі уражених щурів за введення ізольованих гепатоцитів, починаючи з 4-ї доби експерименту, знижувався на 21,4 % (4-та доба), 27 % (7-ма доба) і 26,0 % (14-та доба). Активність АлАТ через 24 год після введення коригуючого середника знижувалась порівняно з отруєними тваринами на 13,0 %. На 4- і 7_й дні досліду активність даного ферменту була нижчою відповідно на 31,3 і 13,0 % (р<0,001) відносно рівня уражених тварин. Такої ж спрямованості зазнала і активність АсАТ під впливом ізольованих гепатоцитів, але в цьому випадку найбільше зниження активності ферменту мало місце на 7-му добу (44,5 %) відносно групи уражених тварин. Введення ураженим щурам ізольованих гепатоцитів супроводжувалось вірогідним зростанням активності ГП і ГР, а також вмісту G_SH у крові і печінці щурів протягом усього терміну Ізольовані гепатоцити проявили позитивний вплив і на активність СОД і рівень ЦП, які вірогідно зростали в усі доби експерименту порівняно з групою тварин, яким гепатоцити не вводили. Отже, застосування ізольованих гепатоцитів з метою корекції проявило позитивний вплив на показники ферментативної та не ферментативної ланок АОС, нормалізувало показники пер оксидного окиснення ліпідів та зменшило прояви ендогенної інтоксикації.

Вплив «Ентеросгелю» та гістидинату міді на показники пероксидного окиснення ліпідів, антиоксидантної системи та ендогенної інтоксикації у щурів з комбінованим ураженням організму хлоридами кадмію, свинцю і нітритом натрію. Перспективним напрямком корекції є застосування металокомплексів, зокрема гістидинату міді, як високоефективного і малотоксичного засобу профілактики та лікування різних захворювань. Здатність зв'язувати активні форми кисню та токсини біологічного походження, а також виражені антиоксидантні властивості (Головко Л.Л., 2004; Гонський Я.І. зі співавт, 2009) обумовлюють доцільність використання гістидинату міді за умов комбінованого ураження організму хлоридами кадмію і свинцю на тлі гострого нітритного отруєння. Введення ураженим щурам «Ентеросгелю» та гістидинату міді призвело до нормалізації вмісту продуктів ПОЛ в крові і печінці, зокрема вміст ТБК АП, який знижувався у 1,7 раза на 14-ту добу експерименту і був наближеним до такого показника у контрольній групі.

При дослідженні вмісту MetHb в крові щурів за умов корекції «Ентеросгелем» та гістидинатом міді було відмічено значне його зниження протягом усіх діб дослідження порівняно з групою тварин, яким коригуючі чинники не вводили. Слід вказати на виражене зменшення ЕІІ в організмі уражених тварин після застосування коригуючих чинників. Так, починаючи з 4-ї доби досліду, цей показник вірогідно знижувався протягом усього терміну дослідження. В усі доби експерименту активність АлАТ зазнала істотного зменшення - на 39,5 % (1-ша доба), 43,6 % (4-та доба), 29,8 % (7-ма доба) та 49,0 % (14-та доба) і наблизилась до норми. Аналогічні за спрямованістю зміни встановлені й для АсАТ, активність якої на 14-ту добу після корекції майже зрівнялась з такою в інтактних тварин. Отже, застосування «Ентеросгелю» і гістидинату міді зумовило зміщення активності мембранозалежних амінотрансфераз у сторону норми. Введення щурам «Ентеросгелю» та гістидинату міді супроводжувалось вірогідним зростанням активності ГП і ГР, а також вмісту G-SH у крові і печінці протягом дослідження (табл.).

За даних патологічних умов коригуючі чинники позитивно вплинули на активність СОД, яка вірогідно зростала на 1-шу добу досліду - в 1,4 раза, на 4-ту - у 1,5 раза, на 7-му - у 1,5 раза і на 14-ту - у 1,3 раза відносно аналогічного показника у групі тварин, яким корекцію не проводили.

Таблиця

Вплив «Ентеросгелю» і гістидинату міді на активність ГП, ГР та вміст G_SH у крові і печінці щурів, уражених хлоридами кадмію і свинцю та нітритом натрію (M±m)

Вміст ЦП за корекції отруєних щурів «Ентеросгелем» і гістидинатом міді вірогідно (р<0,001) зростав протягом досліду та був наближеним до рівня інтактних. Таким чином, результати наших досліджень показали значне порушення стану антиоксидантної системи тварин за умов комбінованої дії хлоридів кадмію та свинцю на тлі нітритної інтоксикації, яке супроводжувалось порушенням активності ферментів, підвищенням проникності плазматичних мембран, активацією пероксидного окиснення ліпідів, що в свою чергу зумовлює розвиток синдрому ендогенної інтоксикації.

Запропоновані нами середники корекції біохімічних порушень у тварин, викликаних гострим отруєнням нітритом натрію і солями кадмію та свинцю, засвідчують перспективність та доцільність використання їх у подальших експериментах з метою можливого застосування в клініці для корекції порушень вільнорадикальних реакцій, антиоксидантної системи і ендогенної інтоксикації та послаблення токсичної дії токсикантів.

натрій кадмій ліпід інтоксикація

ВИСНОВКИ

У дисертації наведено теоретичне узагальнення і новий шлях вирішення наукового завдання, що полягає у встановленні перебігу вільнорадикального окиснення ліпідів, стану антиоксидантної системи і ендогенної інтоксикації у щурів з гострим ураженням солями кадмію і свинцю на тлі нітритного отруєння. З метою корекції виявлених порушень вперше застосовано ізольовані гепатоцити, ентеросорбент «Ентеросгель» окремо і в комбінації з металокомплексом гістидинату міді та вивчено їх вплив на метаболічні порушення в організмі уражених тварин.

У результаті вирішення наукового завдання зроблено такі висновки:

1. Інтоксикація щурів нітритом натрію окремо та з хлоридами кадмію і свинцю супроводжувалася суттєвою активацією процесів пероксидного окиснення ліпідів та посиленим метгемоглобіноутворенням. Найвищого рівня показники досягали за умов одночасного впливу солей важких металів з нітритом натрію на 4-ту добу експерименту, а саме: вміст дієнових і трієнових кон'югатів зростав у 3 і 3,8 раза (р<0,001) у крові та у 3,8 і 3,9 раза (р<0,001) у печінці уражених щурів; концентрація ТБК_активних продуктів - у 2,2 раза (у крові) і 2,1 раза (у печінці), вміст метгемоглобіну - у 2,6 раза (р<0,001) відносно рівня контрольних тварин.

2. При отруєнні щурів як нітритом натрію, так і за умов комбінованого введення його з солями важких металів, спостерігалося посилення ендогенної інтоксикації, що проявлялося значним зростанням еритроцитарного індексу інтоксикації у 2,3 раза (р<0,001) з максимальним значенням на 4-й день досліду, а також підвищенням активності аланін- та аспартатамінотрансферази 3,2 і 1,8 раза (р<0,001) від рівня інтактних тварин, що було найбільш виражено на 7_му добу експерименту.

3. Значне пригнічення ферментної і неферментної ланки антиоксидантної системи спричинене одночасним введенням хлоридів кадмію, свинцю і нітриту натрію з максимальним зниженням показників на 4-ту добу досліду: глутатіонпероксидази та глутатіонредуктази - на 57,5 % (р<0,001) і 42,3 % (р<0,001), вмісту відновленого глутатіону - на 67,6 % (р<0,001) відносно групи інтактних тварин; активність супероксиддисмутази знижувалась на 44,8 %, а рівень церулоплазміну - на 61,2 % порівняно з групою контрольних тварин.

4. Застосований з метою корекції кремнієвий ентеросорбент «Ентеросгель» має протекторну дію стосовно біохімічних порушень, що проявляються при інтоксикації щурів солями кадмію і свинцю та нітритом натрію. Такий вплив пов'язаний із нормалізуючою дією на процеси ліпопероксидації, зокрема на вміст у сироватці крові ТБК-активних продуктів, який після застосування «Ентеросгелю» найбільше знижувався на 14-ту добу досліду - на 40,5 % порівняно до групи уражених тварин, та стан ферментної і неферментної ланки антиоксидантної системи.

5. Введення ізольованих гепатоцитів щурам за умов гострого хімічного ураження тварин трьома токсикантами призводить до значного зниження показників пероксидного окиснення ліпідів і нормалізації функції ферментів антиоксидантного захисту та значним зниженням активності аланінамінотрансферази на 4-й день дослідження (31,3 %) та аспартатамінотрансферази на 7-му добу (44,5 %) відносно групи уражених тварин, тому можна рекомендувати поглиблене подальше вивчення коригуючої дії ізольованих гепатоцитів.

6. Найбільш виражений коригуючий ефект спостерігався за комбінованого введення ентеросорбенту «Ентеросгель» та гістидинату міді, що проявляють антиоксидантні та сорбуючі властивості, і сприяють зменшенню проявів ендогенної інтоксикації та відновленню прооксидантно-антиоксидантної рівноваги в ураженому організмі. Отримані дані вказують на доцільність подальших досліджень комбінованого впливу вказаних коригуючих середників та можливості застосування з профілактично-лікувальною метою за дії токсикантів на організм.

СПИСОК ДРУКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Борис М.І. Морфометрична оцінка структурної перебудови печінки дослідних тварин при інтоксикації натрію нітритом / М.І. Борис, М.С. Гнатюк // Наукові записки Терн. нац. пед. ун-ту ім. В. Гнатюка. Серія: Біологія. -- 2008. -- № 1 (35). -- С. 35-39. (Здобувач провела всі експериментальні дослідження, підготувала статтю до друку).

2. Вплив ізольованих гепатоцитів на деякі показники пероксидного окиснення ліпідів і стан антиоксидантної системи та ендогенної інтоксикації у щурів з комбінованим ураженням організму хлоридами кадмію, свинцю і нітритом натрію / Я.І. Гонський, М.І. Куліцька, С.Р. Підручна, П.І. Липка // Медична хімія. -- 2009. -- Т. 11, № 3. -- С. 136-141. (Здобувач провела всі експериментальні дослідження, брала участь в аналізі отриманих даних, підготувала статтю до друку).

3. Гонський Я.І. Динаміка показників пероксидного окиснення ліпідів та антиоксидантної системи у щурів, уражених натрію нітритом і кадмію хлоридом / Я.І. Гонський, М.І. Борис // Медична хімія. -- 2007. -- Т. 9, № 4. -- С. 58-61. (Здобувач провела експериментальні дослідження, статистичну обробку результатів, брала участь в аналізі отриманих даних, підготувала статтю до друку).

4. Гонський Я.І. Зміни антиоксидантної системи у щурів за умов комбінованого токсичного ураження хлоридом свинцю та нітритом натрію / Я.І. Гонський, М.І. Куліцька // Медична хімія. -- 2009. -- Т. 11, № 1. -- С. 80-83. (Здобувач провела експериментальні дослідження, статистичну обробку результатів, брала участь в аналізі отриманих даних, підготувала статтю до друку).

5. Куліцька М.І. Вплив ентеросорбенту Ентеросгель та гістидинату міді на показники пероксидного окиснення ліпідів та антиоксидантної системи у щурів з комбінованим ураженням печінки хлоридами кадмію і свинцю на тлі гострого нітритного отруєння / М. І. Куліцька // Наукові записки Терн. нац. пед. ун-ту ім. В. Гнатюка. Серія: Біологія. -- 2008. -- № 4 (38). -- С. 122-127.

6. Куліцька М.І. Показники пероксидного окиснення ліпідів та антиоксидантної системи у щурів з комбінованим ураженням печінки хлоридами кадмію і свинцю на тлі гострого нітритного отруєння / М. І. Куліцька // Вісник проблем біол. і мед. -- 2008. -- Вип. 4. -- С. 72-76.

7. Борис М.І. Особливості уражень судин печінки при інтоксикації організму солями свинцю, кадмію та нітритом натрію / М. І. Борис, М. С. Гнатюк // Довкілля і здоров'я: Всеукр. наук.-практ. конф., 27_28 квітня 2006 р.: матеріали конф. -- Тернопіль, 2006. -- С. 7-8. (Здобувач провела всі експериментальні дослідження, брала участь в аналізі отриманих даних, підготувала тези до друку).

8. Куліцька М. Вплив ентеросорбенту Ентеросгель на процеси вільнорадикального окиснення у щурів з токсичним ураженням організму ксенобіотиками / М. Куліцька, М. Чорна // XIIІ Міжнародний медичний конгрес студентів та молодих вчених, 27-29 квітня 2009 р.: матеріали конгресу. -- Тернопіль, 2009. -- С. 244. (Здобувач провела всі дослідження, статистичну обробку результатів, підготувала тези до друку).

9. Куліцька М.І. Вплив комбінованої дії натрію нітриту та кадмію хлориду на морфометричні параметри печінки / М. І. Куліцька, М. С. Гнатюк // Довкілля і здоров'я: Всеукр. наук.-практ. конф., 24_25 квітня 2008 р.: матеріали конф. -- Тернопіль, 2008. -- С. 53-55. (Здобувач провела всі експериментальні дослідження, статистичну обробку результатів, підготувала тези до друку).

10. Куліцька М.І. Вплив комбінованої дії натрію нітриту та кадмію хлориду на показники антиоксидантної системи організму щурів / М.І. Куліцька // Здобутки клінічної та експериментальної медицини: матеріали підсумк. наук.-практ. конф., 13 червня 2008 р.: зб. матеріалів конф. -- Тернопіль, 2008. -- С. 122-123.

11. Куліцька М.І. Вплив комбінованої дії хлоридів кадмію, свинцю і нітриту натрію на показники ендогенної інтоксикації організму щурів / М.І. Куліцька, І. Я. Криницька // Довкілля і здоров'я: Всеукр. наук.-практ. конф., 24-25 квітня 2009 р.: матеріали конф. -- Тернопіль, 2009. -- С. 59-60. (Здобувач провела дослідження з визначення вмісту метгемоглобіну та активності амінотрансфераз, аналіз отриманих даних, статистичну обробку результатів, підготувала тези до друку).

12. Куліцька М.І. Вплив нітриту натрію на показники антиоксидантної системи та пероксидного окиснення ліпідів в організмі щурів / М.І. Куліцька, М.В. Чорна, Я.І. Гонський // Актуальні питання патології за умов дії надзвичайних факторів на організм: 1-ша наук.-практ. конф., 6_7 листопада 2008 р.: Здобутки клінічної і експериментальної медицини. -- 2008. -- № 2 (9). -- С. 130-131. (Здобувач провела всі експериментальні дослідження, статистичну обробку результатів, підготувала тези до друку).

13. Куліцька М.І. Коригуючий вплив ізольованих гепатоцитів на показники антиоксидантної системи у щурів з гострим хімічним ураженням / М. І. Куліцька, Я.І. Гонський // Здобутки клінічної та експериментальної медицини: матеріали підсумк. наук.-практ. конф., 4 червня 2009 р.: зб. матеріалів конф. -- Тернопіль, 2009. -- С.126-127. (Здобувач провела експериментальні дослідження, статистичну обробку результатів, брала участь в аналізі отриманих даних, підготувала тези до друку).

14. Куліцька М.І. Ремоделювання артерій печінки за умов комбінованого ураження нітритом натрію та хлоридами кадмію і свинцю / М. І. Куліцька, М.С. Гнатюк // Морфологічний стан тканин і органів систем організму в нормі та патології: наук.-практ. конф., 10-11 червня 2009 р.: зб. матеріалів конф. -- Тернопіль., 2009. -- С. 102-104. (Здобувач провела експериментальні дослідження, брала участь в аналізі отриманих даних, підготувала тези до друку).

15. Куліцька М. Стан прооксидантно-антиоксидантного гомеостазу при токсичному ураженні печінки / М. Куліцька // XII Міжнародний медичний конгрес студентів та молодих вчених, 31 березня-2 квітня 2008 р.: матеріали конгресу. -- Тернопіль, 2008. -- С. 178.

Размещено на Allbest.ru