Кластогенная и антикластогенная активность глюкокортикоидных гормонов – гидрокортизона и его синтетических аналогов – преднизолона и дексаметазона

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Кластогенная и антикластогенная активность глюкокортикоидных гормонов - гидрокортизона и его синтетических аналогов - преднизолона и дексаметазона

Кошпаева Е.С., Семенов А.В., Семенов В.В.

Ухудшение экологической ситуации, а также интенсификация стрессовой нагрузки на организм человека, приводит к изменению морфофизиологических параметров организма, а также к резкому увеличению доли наследственных заболеваний, связанных с нарушением генетического аппарата и постепенному накоплению «генетического груза» в популяции.

Одним из возможных путей повышения устойчивости генома человека к эндо- и экзомутагенам является стимуляция естественных систем организма, эволюционно детерминированных на защиту и восстановление генетического аппарата.

Вполне закономерно предположить, что одной их таких систем является эндокринная система, поскольку именно гормоны, являясь биологически активными веществами, регулируют большинство биохимических процессов в организме.

Кортизол принимает участие в регуляции многих обменных (биохимических) процессов и играет ключевую роль в защитных реакциях организма на стресс и голод.

В больших дозах кортизол оказывает противовоспалительное действие, этот гормон (или его синтетические производные - преднизолон, дексаметазон) широко используют для лечения ревматоидного артрита и других заболеваний, характеризующихся интенсивным воспалительным процессом. Кроме того, препарат применяют при аллергии, бронхиальной астме и аутоиммуннных заболеваниях.

Поэтому, другим важным направлением, на наш взгляд, является концепция «фармакологической защиты генома» (Дурнев А.Д., Середенин С.Б., 1998), ориентирующая исследователей на фармакологические подходы в вопросах изыскания антимутагенов среди лекарственных препаратов и их профилактического применения.

В мировой литературе накоплен материал по исследованию биохимического, физиологического влияния гидрокартизона на различные системы органов и тканей и на весь организм человека в целом. Однако не имеется данных по изучению цитогенетического, генетического и токсического эффекта этого гормона, а также его синтетических аналогов - преднизолона и дексаметазона.

В связи с этим целью данной работы явилось исследование цитотоксического, кластогенного и антикластогенного эффекта гидрокортизона и его синтетических аналогов: преднизолона и дексаметазона.

В работе использовали: 1) суспензию гидрокортизона ацетата для инъекций (2,5%, Фармак, Киев, Украина) в ампулах по 2 мл с содержанием гидрокартизона 25мг/мл (глюкокортикоидный гормон короткого действия); 2) раствор для инъекций с составом: преднизолонфосфат натрий БФ (30 мг/мл) (Симплекс Фарма Пвт. Лтд, Нью Дели, Индия) (гормон средней продолжительности действия); 3) раствор для инъекций дексаметазона фосфат 4 мг/мл (М.Дж. Биофарм Пвт. Лтд, Индия) (препарат длительного действия).

Кластогенную и антикластогенную активность глюкокортикоидных гормонов определяли путем регистрации хромосомных аберраций в клетках Crepis capillaris.

Исследование антикластогенной активности в тест-системе Crepis capillaris проводили в условиях предварительной обработки гормонами в диапазоне концентраций: гидрокортизон - 3,13-50, преднизолон - 3,75-30, дексаметазон -0,125-1 мг.

В качестве модельного индуктора мутаций использовали этилметансульфонат (ЭМС) (Ethyl methanesulfonate, М 0880, Sigma) в концентрации 1,6 10^-3 М.

Фиксацию, окраску и учет хромосомных аберраций проводили согласно методическим рекомендациям (Семенов В.В., Кошпаева Е.С., Семенов А.В., 2000).

Статистическую обработку проводили с применением программы Microsoft Exel 7.0, при сравнении данных опытных и контрольных серий использовалиt-критерий Стъюдента. Группа данных считалась однородной при среднеквадратичном отклонении у ? 12 %. За минимальный критерий вероятности для различия двух групп данных принимали Р ? 0, 05. Антимутагенный эффект тестируемых соединений рассчитывали в соответствии с рекомендациями Алекперова У.К. (1984).

Результаты, представленные в таблице 1, свидетельствуют о том, что гидрокартизон в концентрации 12,5 мг/мл обладает выраженным кластогенным эффектом, достоверно повышая уровень хромосомных аберраций по сравнению со спонтанным уровнем. В других изученных дозах он не проявляет кластогенную активность. Поскольку концентрации 50 и 25 мг/мл проявили высокотоксичный эффект, процент их прорастания был 2% и 8% соответственно, в дальнейших экспериментах эти концентрации не участвовали.

лекарственный препарат гидрокортизон преднизолон

Таблица 1. Кластогенный эффект гидрокартизоа, преднизолона и дексаметазона в тест-системе Crepis capillaries

Преднизолон также проявляет кластогенный эффект в высоких концентрациях. Низкие концентрации гидрокартизона и преднизолона и все исследованные концентрации дексаметазона не превышали частоту хромосомных аберраций, характерную для спонтанного уровня.

Кластогенный эффект высоких концентраций гидрокартизона, возможно, объясняется его высокими прооксидантными свойствами.

Результаты, представленные в таблице 2 свидетельствуют о том, что все препараты в исследованных концентрациях проявляют выраженный антикластогенный эффект, снижая уровень ЭМС-индуцированного мутагенеза, однако, уровень хромосомных аберраций спонтанного уровня не достигал.

Таблица 2. Антикластогенный эффект гидрокартизона, преднизолона и дексаметазона в тест-системе Crepis capillaris

Примечание: Р* - уровень значимости по отношению к контролю с водой Р** - уровень значимости по отношению к контролю с ЭМС

Преднизолон во всех изученных концентрациях (кроме 30 мг/мл) обладает примерно одинаковым атикластогенным эффектом. В концентрации 15 мг/мл преднизолон показал наивысшую эффективность, снижая уровень ЭМС-индуцированного мутагенеза до уровня негативного контроля с преднизолоном в соответствующей концентрации.

У дексаметазона наблюдается обратная зависимость: с уменьшением концентрации уменьшается и антикластогенная активность.

Антикластогенный эффект гидрокартизона может быть опосредован способностью гидрокартизона неспецифически взаимодействовать с белками и фосфолипидами мембран, так же как и ЭМС. Гидрокартизон, плохо растворяясь в воде, не просто взаимодействует с компонентами мембран, но и может образовывать сольватную оболочку вокруг них, препятствуя тем самым частичному проникновению мутагена в клетку, и алкилированию ДНК при непосредственном контакте ЭМС с ДНК в прямой химической реакции. Кроме того, помимо основного алкилирующего механизма мутагенного действия, ЭМС частично опосредует свои мутагенные свойства через стимуляцию образования АФК, которые также оказывают повреждающее действие на ДНК (Chuqui C.A., Petkau A, 1987; Дурнев А.Д., Середенин С.Б., 1998). Следовательно, гидрокартизон препятствует и опосредованному действию ЭМС.

Механизм антикластогенного действия преднизолона и дексаметазона, так же как и гидрокартизона, частично связан с их способностью взаимодействовать с белками и фосфолипидами мембран и предотвращением проникновения ЭМС в клетку. Уменьшение антикластогенного эффекта у дексаметазона может быть связано с тем, что этот препарат хорошо растворим в воде, не участвует в образовании сольватных оболочек, и, следовательно, с уменьшением концентрации, препарат связывается с меньшим количеством белков и липидов мембран, освобождая путь мутагену.

Список литературы

1) Алекперов У.К. Антимутагенез. - М.: Наука. - 1984. - 101 с.

2) Дурнев А.Д., Середенин С.Б. Мутагены (скрининг и фармакологическая профилактика воздействий). - М.: Медицина. - 1998. - 328 с.

3) Семенов В.В., Кошпаева Е.С., Семенов А.В. Оценка антимутагенной активности веществ на семенах Crepis capillaris в скрининговых исследованиях. (Методические рекомендации). - Казань: КГМУ. - 2000. - 30 с.

4) Chuqui C.A., Petkau A. Chemical reactivity and biological effects of superoxide radicals// Radiat. Phys. And Chem. - 1987. - №30. - P. 365-373.

Размещено на Allbest.ru