Стан антиоксидантної системи і гуморального імунітету за токсичного ураження білих щурів етиловим спиртом на фоні тривалого введення солей свинцю і кадмію та їх корекція

Размещено на http://www.allbest.ru/

ІНСТИТУТ БІОЛОГІЇ ТВАРИН УААН

УДК 615.9:547.262+546.48+546.815/.819]-06:612.015.11/.017.1-092.9

03.00.04 - біохімія

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

СТАН АНТИОКСИДАНТНОЇ СИСТЕМИ І ГУМОРАЛЬНОГО ІМУНІТЕТУ ЗА ТОКСИЧНОГО УРАЖЕННЯ БІЛИХ ЩУРІВ ЕТИЛОВИМ СПИРТОМ НА ФОНІ ТРИВАЛОГО ВВЕДЕННЯ СОЛЕЙ СВИНЦЮ І КАДМІЮ ТА ЇХ КОРЕКЦІЯ

Демків Ірина Ярославівна

Львів 2009

Дисертація є рукописом.

Робота виконана в Тернопільському державному медичному університеті імені І.Я. Горбачевського МОЗ України.

Науковий керівник - доктор біологічних наук, професор Кліщ Іван Миколайович, Тернопільський державний медичний університет імені І.Я. Горбачевського, завідувач кафедри клінічної фармації.

Офіційні опоненти:

доктор біологічних наук, професор Янович Вадим Георгійович, Інститут біології тварин УААН, головний науковий співробітник лабораторії живлення ВРХ;

доктор біологічних наук, професор, Ерстенюк Ганна Михайлівна, Івано-Франківський державний медичний університет МОЗ України, завідувач кафедри біологічної та медичної хімії.

Захист відбудеться 15.06.2009 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35.368.01 в Інституті біології тварин УААН за адресою: 79034, м. Львів, вул. В. Стуса, 38.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту біології тварин УААН за адресою: 79034, м. Львів, вул. В. Стуса, 38.

Автореферат розісланий 12.05. 2009 р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Віщур О.І.

Анотації

Демків І.Я. Стан антиоксидантної системи і гуморального імунітету за токсичного ураження білих щурів етиловим спиртом на фоні тривалого введення солей свинцю і кадмію та їх корекція. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за спеціальністю 03.00.04 - біохімія. - Інститут біології тварини УААН, Львів, 2009.

В дисертаційній роботі представлено результати дослідження впливу етилового спирту та солей свинцю і кадмію на стан ферментної і неферментної ланок антиоксидантної системи та гуморальної ланки імунітету в організмі білих щурів, а також обґрунтовано застосування за цієї інтоксикації нових методів корекції за допомогою карнітину хлориду та ентеросорбенту "Альгігель". етиловий спирт антиоксидантний

Встановлено, що під впливом етилового спирту та солей свинцю і кадмію в організмі тварин активуються процеси ліпопероксидації, на що вказує підвищення вмісту дієнових кон'югатів, малонового діальдегіду в сироватці крові і печінці. Виявлена активація перекисних процесів в організмі тварин зумовлена зниженням ферментної і неферментної ланок антиоксидантної системи. В печінці уражених тварин знижується активність антиоксидантних ферментів (СОД та каталази печінки), спостерігається тенденція до зниження активності глутатіонпероксидази і глутатіонредуктази. Виявлене збільшення продукції токсичних продуктів в ураженому важкими металами та етанолом організмі тварин призводить до деструкції клітинних мембран та посилення гуморальної ланки імунітету. На це вказує підвищення концентрації циркулюючих імунних комплексів та імуноглобулінів класів А, М, G в сироватці крові уражених вказаними токсинами тварин. Виявлено корелятивні зв'язки між досліджуваними показниками антиоксидантної системи та гуморальної ланки імунітету в організмі білих щурів при інтоксикації важкими металами і етанолом.

Використання антиоксиданта карнітину хлориду та ентеросорбенту "Альгігель" виявилось ефективним способом зменшення комплексної токсичної дії важких металів та етанолу.

Доведено ефективність поєднаного застосування карнітину хлориду та альгігелю, які проявляють антиоксидантні та сорбуючі властивості, з лікувальною метою при токсичному ураженні організму тварин етиловим алкоголем на фоні тривалого введення солей кадмію та свинцю.

Ключові слова: антиоксидантна система, гуморальна ланка імунітету, етиловий спирт, оцтовокислий свинець, хлорид кадмію, карнітину хлорид, альгігель.

Демкив И.Я. Состояние антиоксидантной системы и гуморального иммунитета при токсическом поражении белых крыс этиловым спиртом на фоне длительного введения солей свинца и кадмия и их корекция. - Рукопись.

Диссертация на соискание научной степени кандидата биологических наук по специальности 03.00.04 - биохимия. - Институт биологии животных УААН, Львов, 2009.

В диссертационной работе представлены результаты исследования влияния этилового спирта и солей свинца и кадмия на состояние ферментного и неферментного звеньев антиоксидантной системы и на гуморальное звено иммунитета, а также предложены новые методы коррекции данной интоксикации с помощью карнитина хлорида и энтеросорбента "Альгигель".

Изучено влияние раздельного и комбинированного введения этанола и солей тяжелых металлов на показатели антиоксидантной системы и гуморального иммунитета у белых крыс. Установлено, что введение животным этанола приводит к интенсификации процессов свободнорадикального окисления, что влечет существенное нарушение активности ферментного и неферментного звеньев антиоксидантной системы, наблюдается напряжение гуморального звена иммунитета экспериментальных животных.

Проведенные исследования показали, что при комбинированном влиянии этилового спирта и уксуснокислого свинца, хлорида кадмия в организме животных активируются процессы липопероксидации, о чем свидетельствует повышение содержания диеновых коньюгатов и малонового диальдегида в сыворотке крови и в печени пораженных крыс. В этих условиях снижается активность ферментативного звена антиоксидантной системы. Которая сопровождается достоверным ростом пероксидазной активности крови, снижением активности супероксиддисмутазы, каталазы в печени, глутатионпероксидазы и глутатионредуктазы. Нами обнаружены изменения гуморального звена иммунитета. На это указывает повышение концентрации циркулирующих иммунных комплексов и иммуноглобулинов классов А, М, G, концентрация которых также была повышена.

Использование карнитина хлорида, ентеросорбента "Альгигель" оказалось эффективным для улучшения вышеуказанных показателей в организме отравленных животных.

Нами доказана эффективность и целесообразность комбинированного применения карнитина хлорида и альгигеля, которые проявили антиоксидантные и сорбирующие свойства в условиях токсического поражения организма этиловым алкоголем на фоне длительного введения солей кадмия и свинца.

Ключевые слова: антиоксидантная система, гуморальное звено иммунитета, этиловый спирт, уксуснокислый свинец, хлорид кадмия, карнитина хлорид, альгигель.

Demkiv I. Ya. State of antioxidant system and humoral immunity in white rats with impairment by ethanol in combination with prolonged infusion of salts of lead and cadmium and their correction. - Manuscript.

Thesis for obtaining a scientific degree of a candidate of biological sciences for specialty 03.00.04 - biochemistry. - Institute of Animal Biology UAAS, Lviv, 2009.

An influence of separated and combined introductio of ethanol and heavy metal salts on the state of antioxidant system and humoral immunity was reserched. It was revealed that introduction of ethanol lead to increase of lipid peroxydation. Also it causes a significant disfunction of compensatory mechanisms, especially enzymatic and non- enzymatic chains of antioxidant systems as well as it change immune regulatory functions and hyperstimulation of humoral chain of immunity in experimental animals.

The obtained results allow to conclude that in case of combined influence of ethanol, acecoacidic lead and cadmium chloride, the processes of lipid peroxidation are activated. It is shawn by increase of concentration of malonic dialdehyde in blood and liver of experimental rats. In the meantime, there are changes in antioxidant system. The activity of enzymatic chain of antioxidant system decreases. Concentration of ceruloplasmin increases; there is a tendency of decrease in concentration of G-SH, vit A and vit E. All the chenges mentioned above as well as increas of toxic products in impaired organism leads to destruction of cellular membranes and to agression of the humoral chain of immune system. It is reflected by increase of concentration of circulating immune complexes and immunoglobulines A, M, G.

Usage of carnitine chloride, enterosorbent "Algigel" was effective concerning the curing of changes in organism of poisoned rats.

It was researched the positive effect of carnitine chloride in case of combined impairment of animals by the salts of lead and cadmium and ethanol. Detoxification led to decrease of activity of lipids peroxidation and to significant decrease of endogenic intoxication. The state of antioxidant system and humoral immunity of the organism improved. Therefore, carnitine chloride may be considered as an effective method of correction in case of chemical toxicosis.

Also we researched the influence of enterosorbent "Algigel" on the organism in case of combined poisoning of animals by the salts of lead and cadmium and ethanol. The introduction of this enterosorbent caused normalizing of antioxidant system and humoral chain of immune system.

We have shawn the effectiveness of combinedapplication of carnitine chloride and enterosorbent "Algigel". In such case they demonstrated antioxidant and sorbent abilities in the conditions of intoxication by ethanol together with prolonged introduction of salts of lead and cadmium. According to our data, the result of correction was a decreased lipids' peroxidation in the impaired organism (decreased concentration of malonic dialdehyde and dienic conjugations). The characteristics of antioxidant system of the organism improved. Thus, the activity superoxidedismutase, glutationperoxidase, glutationreductase and G-SH increased. The peroxidase activity of blood, concentration of ceruloplasmin and catalase activity normalize. Introduction of enterosorbent "Algigel" and carnitine chloride in case of combined impairment of experimental animals by the salts of lead, cadmium and ethanol led to normalizing of humoral immunity: the concentration of circulating immune complexes decreased. Decreased in concentration of immunoglobulines A, M, G in poisoned organism shaws the improvement of immune system of impaired animals.

Therefore, the most effective influence on the state of antioxidant system and humoral immunity in the rats organisms after chemical intoxication was observed in algigel and carnitine chloride.

Key words: antioxidant system, humoral chain of immune system, ethanol, acecoacidic lead, cadmium chloride, carnitine chloride, algigel.

Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Несприятлива екологічна ситуація в останні десятиліття є причиною значного хімічного навантаження на біосферу, що призвело до виникнення нових форм патології людини та змін перебігу деяких захворювань (Гонський Я.І., 2004; Гордієнко В.В., 2005; Гріднєв О.Є., 2005; Бабак О.Я., 2006; Гуніна Л.М., 2006; Венедиктова Н.И., 2005). Серед причин екзогенних отруєнь значна роль належить етиловому спирту. Алкогольна інтоксикація - це складний процес, перебіг якого залежить від різноманітних ефектів самого етанолу, а також продукту його метаболізму - ацетальдегіду. Вони впливають на різні біохімічні, біофізичні та фізіологічні функції, активність ряду ферментів, проникність клітинних мембран, процеси адаптації та імунітету (Бабак О.Я., 2006; Бардина Л.Р., 2006; Высокогорский В.Е., 2006; Дудок К., 2005).

Важливе місце серед ксенобіотиків посідають важкі метали, найбільш небезпечними серед яких є свинець та кадмій. Кадмій знижує активність ряду ферментів, уражає печінку, нирки, підшлункову залозу та кумулюється в цих органах (Гірін С.В., 1999; Гонський Я.І., 2004). Не менш токсичним є свинець (Луговской С.П., 2001; Велиев Б.А., 2005), який блокує сульфгідрильні, карбоксильні і амінні групи ферментів. Органами-мішенями для свинцю є нервова система, кров, кровотворні органи, органи імунної системи тощо (Гнідой І.М., 2000).

В літературі є ряд даних, що стосуються токсичного впливу солей кадмію та свинцю (Казимирко В.К., 2007). Проте відомостей про комбіновану дію цих токсикантів з етиловим спиртом є дуже мало, хоча такі поєднання мають місце. З одного боку, етиловий алкоголь може підсилювати чи послаблювати дію важких металів, з іншого - останні можуть впливати на його токсичність (Коршун М.М., 2001). З літературних джерел відомо, що інтоксикація етанолом призводить до зростання продуктів ліпопероксидації (Соколік В.В., 2002) та до виснаження антиоксидантної системи (Тутельян В.А., 2004) внаслідок витрачання її компонентів на реакції знешкодження пероксидів, які утворюються. При уражені важкими металами, зокрема солями свинцю і кадмію спостерігається посилення вільнорадикального окиснення і процесів ліпопероксидації, а також зменшення активності глутатіонпероксидази, глутатіонредуктази та вмісту відновленого глутатіону (Трахтенберг И.М., 2001; Сорока В.Р., 1991). Солі важких металів мають несприятливий вплив на імунітет. Так, при введені щурам ацетату свинцю було зафіксовано різке пригнічення активності гуморального регуляторного ланцюга процесу фагоцитозу - знижувались опсонізуючі властивості крові тварин і активність комплементу в ній (Табулаев Р.К., 1995; Лісничук Н.Є., 2000). Виходячи з цих даних, актуальним є дослідження стану антиоксидантної системи та показників гуморального імунітету при гострому токсичному ураженні білих щурів етиловим спиртом на фоні хронічної інтоксикації солями свинцю і кадмію.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертація виконана відповідно до планів наукових досліджень кафедри біохімії та клініко-лабораторної діагностики Тернопільського державного медичного університету 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. Автор є виконавцем розділу "Вплив карнітину хлориду на показники гуморального імунітету та стан антиоксидантної системи у тварин з гострим отруєнням етиловим спиртом на фоні тривалого введення солей свинцю і кадмію".

Мета і завдання дослідження. З'ясувати особливості стану антиоксидантної системи та гуморального імунітету при експериментальній інтоксикації білих щурів етиловим спиртом на фоні хронічного отруєння солями кадмію та свинцю, а також розробити ефективний спосіб їх корекції за допомогою антиоксидантів та ентеросорбентів.

Завдання дослідження:

а) дати оцінку стану ферментної та неферментної ланок антиоксидантної системи у тварин при гострому токсичному ураженні етиловим спиртом на фоні хронічної інтоксикації солями кадмію і свинцю;

б) вивчити стан гуморального імунітету у тварин з гострим токсичним ураженням етиловим спиртом на фоні хронічної інтоксикації солями кадмію та свинцю;

в) дослідити показники ліпопероксидації та ендогенної інтоксикації у тварин з гострим токсичним ураженням етиловим спиртом на фоні хронічної інтоксикації солями кадмію і свинцю;

г) проаналізувати взаємозв'язок та взаємозалежність між показниками антиоксидантної системи та гуморальної ланки імунітету у тварин з гострим токсичним ураженням етиловим спиртом на фоні хронічної інтоксикації солями кадмію та свинцю;

д) з'ясувати можливість застосування антиоксидантів та ентеросорбентів з метою корекції порушень антиоксидантної системи та гуморального імунітету у тварин з гострим токсичним ураженням етиловим спиртом на фоні хронічної інтоксикації солями кадмію і свинцю.

Об'єкт дослідження - стан антиоксидантної системи та гуморального імунітету за гострого токсичного ураження організму білих щурів етиловим спиртом на фоні тривалого введення солей кадмію та свинцю.

Предмет дослідження - активність процесів ліпопероксидації, стан ферментної і неферментної ланок антиоксидантної системи та гуморального імунітету за умов гострого токсичного ураження організму білих щурів етиловим спиртом на фоні тривалого введення солей кадмію і свинцю.

Методи дослідження - біохімічні (спектрофотометричні), імунологічні (біохімічний метод та метод преципітації в поліетиленгліколі), статистичні (метод варіаційної статистики із використанням критерію Стьюдента).

Наукова новизна одержаних результатів. У роботі вперше за допомогою комплексу методів дослідження - біохімічних та імунологічних вивчено особливості змін стану антиоксидантної системи та гуморальної ланки імунітету у білих щурів за умов гострого токсичного ураження етиловим спиртом на фоні тривалого введення солей свинцю і кадмію, а також запропоновані адекватні методи корекції цього ураження. Проведено аналіз корелятивної залежності між показниками окремих компонентів АОС і ЦІК, імуноглобулінами А, М, G у сироватці крові тварин за комбінованого отруєнням.

Показано, що суттєва активізація процесів ліпопероксидації, підвищене накопичення в крові токсичних продуктів пероксидного окиснення ліпідів, ослаблення ферментних і нефермантних ланок антиоксидантної системи призводить до прогресування патологічного процесу. Одночасно виявлено активацію гуморальної ланки імунітету.

Встановлено, що поєднане застосування ентеросорбенту "Альгігель" та карнітину хлориду призводить до нормалізації біохімічних та імунологічних показників крові білих щурів за умов гострого токсичного ураження етиловим спиртом на фоні тривалого введення солей свинцю і кадмію.

Практичне значення отриманих результатів. Отримані результати поглиблюють сучасні уявлення про патогенетичні механізми токсичного ураження білих щурів етиловим алкоголем, ускладненого тривалою дією важких металів, що дозволить розробити ефективний метод корекції порушень метаболізму, які виникають за даної патології. На основі них обгрунтовано використання антиоксиданта карнітину хлориду при токсичних ураженнях організму тварин, що дозволяє рекомендувати застосовувати його в клінічній практиці. Встановлено високу ефективність застосування ентеросорбції альгігелем при комплексному лікуванні токсичних уражень організму етиловим спиртом на фоні хронічної інтоксикації солями свинцю і кадмію. На основі проведених досліджень пропонується ефективна комбінація лікарських засобів, які позитивно впливають на різні ланки вказаної патології: мембранопротектор - антиоксидант карнітину хлорид та засіб еферентної терапії - ентеросорбент "Альгігель".

Особистий внесок здобувача. Автор самостійно провела інформаційний пошук та проаналізувала літературні першоджерела, самостійно провела на білих щурах, уражених етиловим спиртом та солями свинцю і кадмію, біохімічні та імунологічні дослідження. Здобувач особисто провела аналіз і узагальнення отриманих результатів, разом з науковим керівником сформулювала мету та задачі дослідження, основні положення та висновки, написала дисертацію. У наукових роботах, надрукованих у співавторстві, здобувачу належить фактичний матеріал, отриманий при проведенні досліджень.

Апробація результатів дисертації. Результати досліджень, які проводились в ході виконання дисертаційної роботи, доповідались на міжнародних науково-практичних конференціях: Міжнародній конференції "Молодь і поступ біології" (Львів, 2006-2008); 11-ій Міжнародній Пущинській школі-конференції молодих вчених "Биология - наука XXI века" (Пущино, 2007); Міжнародному медичному конгресі студентів і молодих вчених (Тернопіль, 2006 - 2007); Міжнародній конференції "Сучасні проблеми біології, екології та хімії" (Запоріжжя, 2007); ІІ Міжнародній науковій конференції молодих учених "Біологія: від молекули до біосфери" (Харків, 2007); Всеукраїнській науковій конференції студентів та аспірантів (Київ, 2007); Міжнародній науковій конференції молодих вчених (Ужгород, 2008); Міжнародній науковій конференції "Молодь - медицині майбутнього" (Одеса, 2008 р.); V Конференції молодих вчених Росії з міжнародною участю "Фундаментальные науки и прогресс клинической медицины" (Москва, 2008).

Публікації. За результатами дисертації опубліковано 17 праць, з яких 5 статей у фахових наукових журналах, що входять до переліку ВАК України (з них 4 - одноосібних) та 12 робіт у матеріалах і тезах конференцій (з них 5 у збірниках тез та 7 у матеріалах конференцій).

Структура і об'єм дисертації. Дисертація містить такі розділи: вступ, огляд літератури, матеріали та методи досліджень, результати власних досліджень, аналіз та узагальнення досліджень, висновки, список використаних джерел із 368 найменувань (з них 111 джерел латиницею), додатків 7. Основна частина роботи викладена на 122 сторінках, містить 30 таблиць та 6 рисунків, які складають 29 сторінок.

Основний зміст роботи

Матеріали і методи дослідження. Дослідження проведені на 185 статевозрілих білих щурах-самцях з масою тіла 180-200 г, які утримувались у віварії і одержували стандартний харчовий раціон. Всі маніпуляції з експериментальними тваринами проводили згідно із "Науково-практичними рекомендаціями із утримання лабораторних тварин та роботи з ними" (Кожем'якін Ю.М., 2002). Комісією з питань біоетики Тернопільського державного медичного університету імені І.Я. Горбачевського (протокол № 16 від 18 квітня 2008 р.) порушень морально-етичних норм при проведенні науково-дослідної роботи не виявлено. Експеримент проведено у Центральній науково-дослідній лабораторії Тернопільського державного медичного університету імені І.Я. Горбачевського, що акредитована на право проведення вимірювань, які знаходяться в сфері державного метрологічного нагляду. Атестат акредитації № 000478 від 17 грудня 2008 р.

Піддослідні тварини були поділені на групи: I - контрольна; II - тварини, уражені етанолом; III - тварини, уражені кадмію хлоридом, свинцю ацетатом та етанолом; IV - тварини, уражені кадмію хлоридом, свинцю ацетатом та етанолом, яким вводили карнітину хлорид; V - тварини, уражені кадмію хлоридом, свинцю ацетатом та етанолом, яким вводили ентеросорбент "Альгігель"; VI - тварини, уражені кадмію хлоридом, свинцю ацетатом та етанолом, яким вводили карнітину хлорид та ентеросорбент "Альгігель". Матеріал для дослідження відбирали на 1-шу, 2-гу та 5-ту доби від останнього уведення досліджуваних токсикантів.

Експериментальне алкогольне отруєння викликали шляхом одноразового внутрішньочеревного введення тваринам етанолу з розрахунку 12,5 мл 40 % розчину на 1 кг маси тіла тварини (Panchenko L. F., 1987).

Комбіноване отруєння тварин викликали шляхом щоденного внутрішньошлункового введення розчину кадмію хлориду в дозі 3,3 мг/кг маси тіла (0,05 LD50) та оцтовокислого свинцю в дозі 11 мг/кг (0,05 LD50) протягом 30-ти діб (Герасименко Т.И., 2000), після чого на 31-шу добу одноразово внутрішньочеревно вводили етанол з розрахунку 12,5 мл 40 % розчину на 1 кг маси тіла тварини

Карнітину хлорид вводили тваринам щоденно в дозі 50 мг на 1 кг маси тіла, протягом 30-ти діб через годину після введення ксенобіотиків. У дослідженнях використовували 2 % водний розчин ("Сперко", Україна) (Сидоряк Н.Г., 1996).

Ентеросорбент "Альгігель" вводили натще внутрішньошлунково, щоденно в дозі 2 г/кг маси тварини протягом 30 діб. Через 2 години вводили досліджувані ксенобіотики (Дмитруха Н.М., 2004).

Для біохімічних та імунологічних досліджень використовували цільну кров, сироватку крові та гомогенат печінки.

Стан пероксидації ліпідів оцінювали за рівнем проміжних продуктів, а саме дієнових кон'югатів (ДК; Колесова О.Е., 1984) і компоненту кінцевого метаболізму - малонового діальдегіду (МДА; Владимиров Ю.А., 1972). Також визначали загальну антиоксидантну активність (ЗАА; Stock J. et. al., 1974) та активність ферментів антиоксидантної системи (АОС) - каталази (КТ; Королюк М.А. з співавт., 1988), супероксиддисмутази (СОД; Чевари С., 1985), глутатіонпероксидази (ГП) та глутатіонредуктази (ГР; Круглікова Г.О., Штутман Ц.М., 1976), пероксидазної активності крові (ПАК; Попов Т., Нейковська Л., 1971) і церулоплазміну (ЦП; Колб В.Г., Камышников В.С., 1976). Крім того визначали концентрацію відновленого глутатіону (G-SH; Ellman G.L., 1959), вітамінів А та Е (Черняускене Р.Ч., 1984). Ступінь інтоксикації організму тварин оцінювали за еритроцитарним індексом інтоксикації (ЕІІ) - за кількістю поглинутого барвника (метиленового синього) еритроцитарними мембранами (Тогайбаев А.А., Кургузкин А.В., 1988). Концентрацію циркулюючих імунних комплексів (ЦІК) у сироватці крові визначали за загальноприйнятим методом преципітації в поліетиленгліколі (ПЕГ 6000; Гриневич Ю.А., 1981). Концентрацію імуноглобулінів A, M, G у сироватці крові визначали біохімічним методом (Чернушенко Е.Ф., 1978).

Отриманий в результаті експерименту цифровий матеріал був систематизований та опрацьований за методами варіаційної статистики із використанням критерію Стьюдента (Гублер Е.В., 1978).

Результати власних досліджень та їх обговорення.

Стан антиоксидантної системи та гуморального імунітету при токсичному уражені етиловим спиртом. Результати проведених нами досліджень свідчать про активацію етиловим спиртом процесів пероксидного окиснення ліпідів у сироватці крові та печінці тварин. На це вказує зростання (p<0,001) концентрації ДК і МДА у сироватці крові та печінці тварин протягом всього експерименту. Визначальна роль у зростанні цих показників належить активним формам кисню (АФК), значна кількість яких накопичується в організмі. Утворені агресивні кисневі радикали чинять деструктивний вплив на мембрани, викликаючи активацію переокиснення ліпідів. Одночасно з нагромадженням у крові та печінці уражених етанолом тварин продуктів ліпопероксидації, зростав їх сумарний токсичний вплив на мембрани еритроцитів, який проявлявся вірогідним підвищеннім ЕІІ у всі доби експерименту.

Встановлено, що при отруєнні піддослідних тварин етиловим спиртом спостерігається зростання ЗАА сироватки крові (p<0,001) у всі терміни дослідження. Так на 1-шу добу експерименту цей показник зростав на 57,6 %, на 2-гу - на 53,9 %, на 5-ту - 48,2 %, порівняно з аналогічним показником у контрольній групі тварин. Отримані результати свідчать про вірогідне зниження у печінці отруєних тварин активності СОД - основного ферменту, який знешкоджує супероксидний аніон-радикал у клітинах. Мінімальна активність ферменту спостерігалась на 2-гу добу експерименту - 66,1 % порівняно з аналогічного показником у групі контрольних тварин. Вірогідно знижується у печінці також активність каталази - ферменту, який діє на більш пізніх стадіях процесу вільно радикального окиснення, інактивуючи пероксид водню. Зниження активності ферменту може бути спричиненим як зменшенням його синтезу у гепатоцитах, так і виходом каталази у кров, оскільки нами виявлено підвищення (p<0,001) каталазної активності у сироватці крові. Ще одним ферментом антиоксидної системи є пероксидаза. Так, пероксидазна активність за дії етилового спирту була вірогідно нижчою в усі терміни експерименту, що вказує на зниження активності синтезу ферменту при дії даного ксенобіотика.

Важливу роль у захисті клітин від надмірної кількості гідропероксидів ліпідів відіграє глутатіонова система, яка включає глутатіонпероксидазу - фермент, який каталізує реакцію знешкодження гідропероксидів за участю відновленого глутатіону, глутатіонредуктазу - фермент, що відновлює сульфгідрильні групи, а також відновлений глутатіон - трипептид, який здатен віддавати гідроген сульфгідрильної групи з утворенням дисульфідних зв'язків.

Вірогідне зниження активності ГР печінки спостерігалося на 1-шу (на 74,7 %), 2-гу (на 65,0 %) та 5-ту (на 56,6 %) доби експерименту. Щодо ГП, то її активність знижувалась протягом всього експерименту, проте дані не були статистично вірогідними. Концентрація G-SH зростала на 1-шу та 2-гу доби експерименту (p<0,001), порівняно з аналогічним показником у групі інтактних тварин. На наш погляд, це зумовлено особливостями метаболізму етилового спирту. Як відомо, окиснення 1 молекули етанолу до оцтової кислоти супроводжується відновленням 2 молекул НАД до НАДН, а концентрація відновленого глутатіону визначає співвідношення НАДН/НАД+.

Важливими компонентами неферментної ланки антиоксидної системи, крім відновленого глутатіону, є вітаміни-антиоксиданти - Е і А. Проведені дослідження показали, що при гострому отруєнні етанолом концентрація цих вітамінів вірогідно зменшується як в сироватці крові, так і в печінці порівняно з їх концентрацією у контрольних тварин. У сироватці крові отруєних етанолом тварин виявлено вірогідне зростання концентрації церулоплазміну, який вважають основним антиоксидантом крові, котрий знешкоджує активні форми кисню, що є ініціаторами вільнорадикальних процесів. Це можна пояснити або підвищенням синтезу даного білка, або, що більш ймовірно, порушенням його катаболізму внаслідок пригнічення активності ферменту нейрамінідази, що ацетилює церулоплазмін, активуючи цим його катаболізм.

При дослідженні гуморальної ланки імунітету виявлено, що введення тваринам етилового спирту призводить до зниження концентрації Ig M в сироватці крові в усі досліджуванні терміни (p<0,001). Концентрація Ig А (p<0,001) при цьому зростала, що свідчить про наявність запального процесу в організмі отруєних тварин. Токсичне ураження печінки призвело до посилення в гепатоцитах деструктивних та запальних процесів, на що вказує зростання концентрації Ig G на 1-шу та 2-гу доби спостереження (p<0,001). Так, цей показник перевищував аналогічний у здорових тварин на 1-шу добу експерименту на 14,6 %, на 2-гу добу - на 14,7 %. Крім того, нами відмічено вірогідне зростання концентрації ЦІК в сироватці крові уражених тварин вже на 1-шу добу після цього введення.

Нами був проведений кореляційний аналіз між показниками активності ряду компонентів АОС і гуморальною ланкою імунітету при введенні піддослідним тваринам етанолу. Найвищий позитивний коефіцієнт кореляції одержаний саме між концентрацією ЦІК та активністю каталази сироватки (r = +0,81) і еритроцитарним індексом інтоксикації (r = +0,76). Концентрація Ig A значною мірою залежить від активності каталази (r = +0,67) і малонового діальдегіду (r=+0,77). Концентрація Ig M корелює з активністю глутатіонпероксидази (r=+0,92), церулоплазміну (r=+0,91), супероксиддисмутази (r = +0,89) та пероксидазної активності крові (r =+0,89), а концентрація Ig G - з концентрацією церулоплазміну (r = +0,64) та активністю супероксиддисмутази (r = +0,56).

Стан антиоксидантної системи та гуморального імунітету в організмі тварин уражених етиловим спиртом на фоні тривалого введення солей свинцю і кадмію. Введення тваринам хлориду кадмію і ацетату свинцю на фоні гострої інтоксикації етиловим спиртом спричиняло виражену активацію процесів ліпопероксидації у печінці і сироватці крові, про що свідчить зростання концентрацій МДА та ДК (p<0,001). Отже, етанол та солі свинцю і кадмію, сприяють посиленню утворення активних форм кисню, які стимулюють процеси ліпопероксидації, що веде до пошкодження мембранних структур. Максимальна величина ЕІІ (p<0,001) у тварин з алкогольним отруєнням на фоні тривалої інтоксикації солями кадмію та свинцю спостерігалась на 1-шу добу з моменту припинення дії ксенобіотиків порівнянно з показником контрольних щурів. Це свідчить про більш швидку персистенцію токсичних метаболітів в організмі тварин за умови поєднаної дії різних ксенобіотиків.

При комбінованому введенні тваринам кадмію хлориду, свинцю ацетату та етилового спирту показники системи антиоксидантного захисту зазнавали більш виражених змін. Для уявлення про інтегральну картину антиоксидантного потенціалу тканин організму, про напрямок змін антиоксидної системи в динаміці токсичного отруєння нами проведені експерименти із дослідження ЗАА тварин, уражених етиловим спиртом та солями свинцю і кадмію. Виявилося, що комбінована інтоксикація тварин супроводжується зниженнм ЗАА сироватки крові. На 1-шу добу спостереження даний показник відрізняється від контрольного показника на 35,7 %, на 2-гу і 5-ту доби дослідження відповідно на 34,4 % і 32,9 % (p<0,001). Аналогічна тенденція до зниження за комбінованого отруєння спостерігалась і відносно групи тварин, яким вводили етиловий спирт. На це вказує вірогідне зниження ЗАА сироватки крові на 1-шу, 2-гу та 5-ту доби експерименту на 59,2 %, 57,4 % та на 54,8 % відповідно. Активність СОД і каталази у печінці отруєних тварин знижувалась протягом усього експерименту (p<0,001), тоді як у сироватці крові активність каталази була вірогідно вищою в усі терміни дослідження, що вказує на більш виражену пошкоджуючу комбіновану дію досліджуваних токсикантів на плазматичні мембрани, порівняно з ізольованим введенням етанолу, та вихід ферменту із гепатоцитів у кров. ПАК зазнавала дещо інших змін при комбінованій дії ксенобіотиків, порівняно з дією етанолу. Так, ПАК була вірогідно вищою на 2-гу та 5-ту доби експерименту і досягала найвищого показника на 5-ту добу дослідження зростаючи у 4,4 раза відносно показника у контрольних тварин і у 11,5 раза відносно аналогічного показника у тварин, уражених етанолом. Таке посилення активності ферменту в організмі тварин за комбінованого ураження досліджуваними ксенобіотиками вказує на активне включенням пероксидаз у знешкодження токсичних метаболітів патологічного процесу.

Виявлено значне зниження концентрації G-SH (p<0,05) у групі тварин, отруєних досліджуваними токсинами, порівняно з ідентичним показником у контрольній групі тварин та у групі тварин, яким вводили етанол (p<0,05). Активність ГП за поєднаного введення етанолу та хлориду кадмію і ацетату свинцю також була нижчою, причому зниження було вірогідним по відношенню до тварин, яким проводилось введення лише етанолу. Аналогічна тенденція до зниження спостерігалась також в активності ГР на 1-шу та 2-у доби експерименту (p<0,001) (рис. 1).

Примітка. Позначкою * - різниця достовірна, порівняно з контролем; # - різниця достовірна, порівняно з групою тварин уражених етиловим спиртом.

Рис. 1. Активність глутатіонпероксидази (ммоль/(хв•кг)) та глутатіонредуктази (ммоль/(хв•кг)) печінки щурів, отруєних етанолом та солями свинцю і кадмію, порівняно з їх активністю у інтактних тварин.

Введення тваринам солей важких металів та етанолу призводить до зменшення концентрації вітамінів Е та А в сироватці крові (p<0,001) та печінці (p<0,001). Зменшення концентрації вітаміну Е при хімічному уражені призводить до активації перекисного окиснення ліпідів, дезінтеграції мембран і пошкодження їх структури.

При введенні хлориду кадмію, ацетату свинцю та етилового спирту тваринам у сироватці крові спостерігається найбільше підвищення концентрації Ig G у 1-шу добу експерименту (p<0,001), а також концентрації Ig А на 5-ту добу дослідження (p<0,001). Загалом, з одержаних даних випливає, що гостре ураження тварин етанолом за тривалого введення солей свинцю та кадмію викликає активацію гуморальної ланки імунітету. Аналіз корелятивної залежності між показниками окремих компонентів АОС і ЦІК, імуноглобулінами А, М, G у сироватці крові тварин з комбінованим отруєнням показав, що концентрація ЦІК більшою мірою корелює з супероксиддисмутазою (r = +0,98). В концентрації Ig А найвищий кореляційний зв'язок спостерігається з пероксидазною активністю крові (r = +0,67), а в концентрації Ig М - з супероксиддисмутазою (r = +0,98) та глутатіонредуктазою (r = +0,97).

Вплив карнітину хлориду на показники гуморального імунітету та стан антиоксидантної системи у тварин з гострим отруєнням етиловим спиртом на фоні тривалого введення солей свинцю і кадмію. З метою корекції порушень, викликаних комбінованою дією етанолу, кадмію хлориду та свинцю ацетату, нами використано два середники - карнітину хлорид і ентеросорбент "Альгігель". Проведені дослідження показали, що введення тваринам карнітину хлориду призводить до вірогідного зниження концентрації МДА та ДК в сироватці крові та печінці у всі терміни спостереження. Вірогідно знижувався ЕІІ.

Покращувався стан ферментної та неферментної ланок антиоксидантної системи. Так, концентрація вітаміну А в сироватці крові уражених щурів після введення карнітину хлориду вірогідно зростає на 1-шу (20,0 %), 2-гу (21,7 %) та на 5-ту доби спостереження (на 62,2 %) відносно аналогічного показника в отруєних тварин. В печінці тварин ми спостерігали аналогічну тенденцію.

Карнітину хлорид позитивно впливав на ЗАА сироватки крові: вона вірогідно зростала на 1-шу (на 33,7 %), 2-гу (на 36,8 %) та 5-ту (на 36,5 %) доби експерименту, порівняно з аналогічним показником у групі тварин уражених солями свинцю, кадмію та етанолом. Про позитивний вплив застосованого середника на стан ферментної ланки АОС тварин за умов комбінованої дії етанолу, кадмію хлориду та свинцю ацетату свідчить нормалізація активності СОД (p<0,001) в печінці вже на 1-шу добу дослідження (рис. 2).

Примітка. Позначкою * - різниця достовірна, порівняно з контролем; # - різниця достовірна, порівняно з групою тварин уражених етиловим спиртом та солями свинцю і кадмію.

Рис. 2. Активність СОД (ум.од./мг) у печінці уражених тварин, яким вводили карнітину хлорид, порівняно з активністю ферменту у печінці уражених тварин, яким карнітину хлорид не вводили.

Введення карнітину хлориду призвело до вірогідного зниження активності КТ в сироватці крові на 2-гу добу експерименту та більш високого рівня її активності в печінці протягом всього експерименту. Це свідчить про підвищення функціональної спроможності печінки, спрямованої на відновлення гомеостазу в організмі тварин шляхом посилення синтезу антиоксидантних ферментів.

Ми також зафіксували зростання активності ГП та ГР в печінці тварин при введенні карнітину хлориду. Так, найбільше підвищення активності ГП (p<0,001) спостерігається на 1-шу добу (у 3,2 раза) та ГР (p<0,001) на 5-ту добу (у 3,2 раза) досліду. При цьому відмічено вірогідне зростання концентрації G-SH у печінці у всі терміни дослідження.

Введення карнітину хлориду тваринам, ураженим етанолом та солями свинцю і кадмію, призводить до вірогідного зниження вмісту ЦІК у сироватці крові вже у ранні терміни експерименту, що є наслідком зниження концентрації імуноглобулінів М, G. За умов інтоксикації важкими металами та етиловим алкоголем найбільш виражений вплив карнітину хлорид здійснив на концентрацію імуноглобуліну A. Цей показник вірогідно знизився вже на 1-шу добу дослідження.

Вплив ентеросорбенту "Альгігель" на стан антиоксидантної системи та гуморального імунітету у тварин з гострим отруєнням етиловим спиртом на фоні тривалого введення солей свинцю і кадмію. З метою корекції змін, викликаних введенням тваринам солей свинцю, кадмію та етанолу, було використано також ентеросорбент "Альгігель" (альгінат натрію), створений на основі вже відомих препаратів полісахариду альгінової кислоти з бурих морських водоростей ламінарії. Похідні альгінової кислоти мають властивості вибірково зв'язувати і виводити з організму радіонукліди та важкі метали. На основі іонообмінної сорбції "Альгігель" утворює в шлунково-кишковому тракті стійкі нетоксичні комплекси з важкими металами, які виводяться з організму.

Застосування альгігелю привело до вірогідного зменшення концентрації МДА та ДК у сироватці крові та печінці. Позитивна динаміка спостерігалась і у більшості показників антиоксидантної системи. Так у тварин при введені альгігелю вірогідно зростала ЗАА крові, а у печінці активність СОД та КТ (p<0,05), ферментів, які зазнавали найбільш вираженого пригнічення. Активність КТ у сироватці крові тварин при цьому навпаки, знижувалась. При введенні отруєним тваринам ентеросорбенту "Альгігель" нами спостерігалась нормалізація ПАК (p<0,001). Активність ГП та ГР у печінці уражених тварин, яким вводили альгігель, протягом експерименту була вірогідно вищою (p<0,01), ніж у тварин, яким сорбент не вводили. Зростала також концентрація G-SH. Також відбувається нормалізація концентрації церулоплазміну в сироватці крові.

Введення ураженим тваринам протягом місяця ентеросорбенту "Альгігель" вплинуло на стан гуморальної імунної системи, про що свідчить зниження концентрації циркулюючих імунних комплексів (p<0,001), імуноглобулінів А, G, М (p<0,05) в сироватці крові. Ці дані свідчать про значний вплив на гуморальну ланку імунітету ентеросорбенту "Альгігель" як препарата з імунностимулюючими властивостями.

Корекція альгігелем та карнітину хлоридом стану антиоксидантної системи та гуморальної ланки імунітету організму тварин з гострим отруєнням етанолом на фоні тривалого введення солей свинцю і кадмію. Проведені нами дослідження показали, що карнітину хлорид в поєднанні з альгігелем мають більш виражену позитивну дію на досліджувані нами показники, ніж кожен з них зокрема. Після введення досліджуваних середників в уражених тварин виявлено вірогідне зниження концентрації МДА та ДК (p<0,05). Введення карнітину хлориду та ентеросорбенту "Альгігель" призвело також до зниження ЕІІ (p<0,001), що свідчить про покращення детоксикаційної функції печінки.

Ентеросорбент "Альгігель" та карнітину хлорид позитивно впливали також на ЗАА у сироватці крові уражених тварин: вона вірогідно зростала (на 1-шу на 53,0 %; 2-гу на 45,4 % та 5-ту на 48,2 % доби експерименту). Сумісне введення тваринам обох корегуючи чинників привело до підвищення активності СОД і поступового підвищення активності КТ у печінці протягом всього експерименту (p<0,001). Активність КТ у сироватці крові поступово знижувалась, досягаючи найнижчого рівня на 5-ту добу дослідження (p<0,001). Разом з цим, спостерігалась нормалізація інтенсивності ПАК, яка на 5-ту добу експерименту становила 76,4 % (p<0,001). Концентрація ЦП в сироватці крові в кінці експерименту досягла рівня, виявленого в інтактних тварин. Карнітину хлорид та альгігель позитивно впливали також на глутатіонову ланку антиоксидної системи в організмі уражених тварин. Отримані результати свідчать про значно більшу ефективність поєднаного застосування досліджуваних нами чинників, порівнянно з їх окремим введенням. Наближався до рівня здорових тварин також концентрація G-SН (p<0,05) та нормалізувались концентрації вітамінів А та Е у сироватці крові та печінці тварин (p<0,05) у всі терміни спостереження за корекції ураження альгігелем та карнітину хлоридом.

Комбіноване введення карнітину хлориду та ентеросорбенту "Альгігель" позитивно впливає і на гуморальну ланку імунної системи в організмі уражених тварин. Вірогідно знизилась у сироватці крові концентрація Ig А, аналогічні зміни виявлені також в концентрації Ig G. Це, у свою чергу, позитивно впливало на накопичення та виведення з судинного русла імунних комплексів, концентрація яких наближалась до рівня інтактних тварин вже в 1-шу добу експерименту. Отже, використання карнітину хлориду та альгігелю для корекції гуморального імунітету за умов гострого токсичного ураження етанолом на фоні тривалого введення солей свинцю та кадмію експериментально обґрунтоване і може рекомендуватись до перевірки в клінічних умовах.

Висновки

У дисертаційній роботі наведене теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової задачі, що полягає у з'ясуванні стану антиоксидантної системи та гуморального імунітету у білих щурів з гострим ураженням етиловим спиртом на фоні тривалого введення солей свинцю і кадмію, та механізми корегуючого впливу антиоксиданта карнітину хлориду та ентеросорбенту "Альгігель" на вказані системи.

1. Гостре отруєння білих щурів етиловим алкоголем на фоні тривалого введення солей кадмію і свинцю у допорогових дозах викликає більш виражені зміни ферментної та неферментної ланок антиоксидантної системи порівняно з гострою алкогольною інтоксикацією. Це підтверджується достовірним зниженням за комбінованого ураження загальної антиоксидантної активності у сироватці крові з максимальним показником на 1-шу добу (59,2 %), порівняно з аналогічним показником у групі тварин з алкогольним отруєнням. Активність супероксиддисмутази знижувалась у печінці на першу добу на 30,2 %, порівняно з групою тварин уражених етанолом. Концентрації вітаміну А у сироватці крові вірогідно знижувалась у групі тварин з комбінованим отруєнням відносно групи тварин отруєних етанолом на 1-у (18,2 %) та 5-у (37,3 %) доби спостереження. Вірогідно знижувалась концентрація вітаміну Е у сироватці крові з максимумом на 1-шу добу (39,9 %) та у печінці з максимумом на 2-гу добу на 44,2 %, порівняно з групою тварин уражених етанолом

2. На першу добу у печінці тварин з гострим токсичним ураженням етиловим спиртом на фоні тривалого введення солей кадмію та свинцю виявлено вірогідне зниження активності ферментів глутатіонзалежної ланки антиоксидантної системи: активність глутатіонпероксидази на 48,0 %, глутатіонредуктази - на 66,7 %, зниженням концентрації відновленого глутатіону на 79,0 %, порівняно з тваринами із гострим алкогольним отруєнням.

3. Гостре отруєння білих щурів етанолом після 30-денної інтоксикації кадмію хлоридом та свинцю ацетатом призводить до підвищення в сироватці крові концентрації імуноглобулінів А, G з максимумом на першу добу дослідження: імуноглобуліну А - у 4,8 раза, імуноглобуліну G - у 85,7 %, а також до збільшення концентрації циркулюючих імунних комплексів відповідно у 2,5; 2,6 і 2,1 раза на 1-шу, 2-гу і 5-ту доби.

4. Етиловий спирт за умов тривалого введення тваринам солей кадмію та свинцю викликає зростання еритроцитарного індексу інтоксикації з максимумом на 1-шу добу (у 7,7 раза) дослідження (p<0,001), а також збільшення концентрації малонового діальдегіду та дієнових кон'югатів у сироватці крові та печінці (p<0,001).

5. Введення тваринам карнітину хлориду за умов гострого токсичного ураження етиловим спиртом на фоні хронічної інтоксикації солями свинцю і кадмію частково знижує інтенсивність процесів ліпопероксидації та нормалізує активність гуморального імунітету в організмі, що зумовлено антиоксидними, імунностимулюючими та гепатопротекторними властивостями препарату.

6. Застосування ентеросорбенту "Альгігель" у тварин уражених етиловим спиртом та солями кадмію і свинцю, призводить до зниження інтенсивності процесів ПОЛ, значного зменшення еритроцитарного індексу інтоксикації, а також до нормалізації досліджуваних нами показників антиоксидантної та гуморальної ланки імунної систем організму.

7. Впливаючи на різні ланки патогенетичного процесу, комбіноване застосування карнітину хлориду та ентеросорбенту "Альгігель" мало найбільш виражений коригуючий вплив на стан антиоксидантної та гуморальної ланки імунної систем за умов токсичного ураження етиловим спиртом на фоні тривалого введення солей кадмію і свинцю.

Список опублікованих наукових праць за темою дисертації

1. Демків І.Я. Вплив ентеросорбенту "Альгігель" на показники вільнорадикального окиснення, антиоксидантної системи та імунологічної резистентності організму тварин з гострим отруєнням етанолом на фоні хронічної інтоксикації солями свинцю і кадмію / І.Я. Демків // Вісник проблем біології та медицини. - 2007. - № 4. - С. 101--108.

2. Демків І.Я. Вплив ентеросорбенту "Альгігель" та карнітину хлориду на на стан гуморальної ланки імунітету у тварин з гострим отруєнням етанолом на фоні тривалого введення солей свинцю і кадмію / І.Я. Демків // Світ медицини та біології. - 2008. - № 2. - С. 17--19.

3. Демків І.Я. Вплив карнітину хлориду на показники імунітету та стан антиоксидантної системи у тварин із гострим отруєнням етиловим спиртом на фоні тривалої інтоксикації солями свинцю і кадмію / І.Я. Демків // Науковий вісник Ужгородського університету: Серія Медицина. - 2008. - № 33. - С. 44--49.

4. Демків І.Я. Стан антиоксидантної системи у тварин з гострим отруєнням етанолом на фоні тривалого введення солей свинцю і кадмію та корекції ентеросорбентом "Альгігель" і карнітину хлоридом / І.Я. Демків // Наукові записки Тернопільського національного педуніверситету імені В. Гнатюка. Серія: Біологія. - 2008. - № 2 (36). - С. 138--142.

5. Демків І.Я. Стан захисних систем організму при комбінованому введенні спирту етилового та солей важких металів / І.Я. Демків, Я.І. Гонський, І.М. Кліщ // Медична хімія. - 2007. - Т. 9, № 2. - С. 14--20. (Здобувач дослідила ферментну ланку антиоксидантної системи та гуморальний імунітет, здійснила статистичну обробку отриманих результатів, оформила роботу до друку).

Размещено на Allbest.ru