Патофізіологічні механізми розвитку структурно-метаболічних і функціональних порушень за дії на організм оксиетильованих нонілфенолів та їх похідних

Так як ОЕНФ та їх похідні - натрієві солі карбоксиметилатів оксиетильованих ізононілфенолів при тривалому пероральному введенні щурам у дозах 1/10 і 1/100 ДЛ50, за отриманими результатами, справляють імунотоксичний ефект, то на першому етапі проаналізували індекси нормування для показників стану імунної системи.

Серед показників, що відображують стан специфічної резистентності організму експериментальних тварин при дії як ОЕНФ, так і їх похідних у дозі 1/10 ДЛ50, найбільш варіабельними виявилися загальні лейкоцити та лімфоцити периферічної крові (індекси нормування значно менше одиниці) (рис. 7.1).

Рис. 7.1. Індекси нормування (ум.од.) для показників стану специфічної резистентності організму щурів при тривалому пероральному введенні ОЕНФ та їх похідних у дозі 1/10 ДЛ50

У випадку дози 1/100 ДЛ50 для ОЕНФ значне відхилення від значень контрольної групи тварин виявили ІЛ-6 та ІЛ-10 (індекси нормування значно менше одиниці); для натрієвих солей карбоксиметилатів оксиетильованих ізононілфенолів - це характерно для зальних лейкоцитів і лімфоцитів периферійної крові (рис. 7.2).

Рис. 7.2. Індекси нормування (ум.од.) для показників стану специфічної резистентності організму щурів при тривалому пероральному введенні ОЕНФ та їх похідних у дозі 1/100 ДЛ50

Щодо стану неспецифічної резистентності організму щурів при тривалому пероральному введенні ОЕНФ у дозі 1/10 ДЛ50 найсуттєвіше реагували у бік підвищення показники лейкоцитарної формули - сегментоядерні нейтрофіли, еозинофіли (індекси нормування значно більше одиниці), а у бік зниження - лімфоцити (індекс нормування значно менше одиниці). Дія натрієвих солей карбоксиметилатів оксиетильованих ізононілфенолів у дозі 1/10 ДЛ50 супроводжувалася значною варіабельністю також з боку показників лейкоцитарної формули - сегментоядерних нейтрофілів, еозинофілів (індекси нормування значно більше одиниці), а також з боку показника фагоцитарної активності нейтрофілів - індекса перетравлювання, сироваткового гострофазового білка - церулоплазміну (індекси нормування значно менше одиниці) (рис. 7.3).

Рис. 7.3. Індекси нормування (ум.од.) для показників стану неспецифічної резистентності організму щурів при тривалому пероральному введенні ОЕНФ та їх похідних у дозі 1/10 ДЛ50

Примітка: Л - лімфоцити, п/я Н - паличкоядерні нейтрофіли, с/я Н - сегментоядерні нейтрофіли, Мон - моноцити, Еоз - еозинофіли, ФЧ - фагоцитарне число, І.погл. - індекс поглинання, І.перетр. - індекс перетравлювання, ГП - гаптоглобін, ЦП - церулоплазмін, ФГ - фібриноген, ЛЗЦ - лізоцим

При тривалому пероральному введенні ОЕНФ у дозі 1/100 ДЛ50 серед показників стану неспецифічної резистентності організму експериментальних тварин найбільш значно змінювалися показники лейкоцитарної формули - у бік підвищення моноцитів та еозинофілів (індекси нормування при цьому значно більше одиниці), а у бік зниження - лімфоцитів. Що стосується натрієвих солей карбоксиметилатів оксиетильованих ізононілфенолів у дозі 1/100 ДЛ50, то найбільш виражена зміна характерна для сегментоядерних нейтрофілів та еозинофілів (індекси нормування при цьому значно більше одиниці), фагоцитарної активності нейтрофілів - індексів поглинання та перетравлювання (індекси нормування при цьому менше одиниці) (рис. 7.4).

Рис. 7.4. Індекси нормування (ум.од.) для показників стану неспецифічної резистентності організму щурів при тривалому пероральному введенні ОЕНФ та їх похідних у дозі 1/100 ДЛ50

Примітка: Л - лімфоцити, п/я Н - паличкоядерні нейтрофіли, с/я Н - сегментоядерні нейтрофіли, Мон - моноцити, Еоз - еозинофіли, ФЧ - фагоцитарне число, І.погл. - індекс поглинання, І.перетр. - індекс перетравлювання, ГП - гаптоглобін, ЦП - церулоплазмін, ФГ - фібриноген, ЛЗЦ - лізоцим

Окремою серією експериментів виявили негативний вплив ОЕНФ та їх похідних у дозах 1/10 і 1/100 ДЛ50 на процеси нейрогуморальної регуляції у щурів, що підтверджувалося розбалансуванням моноамінергічних та аміноацидергічних нейромедіаторних систем головного мозку, гормонального профілю сироватки крові, білкового та мінерального обмінів. Що стосується індексів нормування, то значне відхилення від контролю у бік підвищення спостерігали у випадку ОЕНФ у дозі 1/10 ДЛ50 для дофаміну у головному мозку, кортикотропіну та тиреотропіну в сироватці крові тварин (індекси нормування значно більше одиниці) та у бік зниження для норадреналіну у головному мозку, тироксину та адреналіну у сироватці крові (індекси нормування значно менше одиниці). У випадку натрієвих солей карбоксиметилатів оксиетильованих ізононілфенолів у дозі 1/10 ДЛ50 суттєве підвищення індексів нормування спостерігали для глутамату у головному мозку, кортикотропіну та тиреотропіну в сироватці крові тварин на тлі зниження норадреналіну у головному мозку, тироксину та адреналіну у сироватці крові (рис. 7.5).

Оксиетильовані нонілфеноли у дозі 1/100 ДЛ50 викликали підвищення індексів нормування для вмісту дофаміну у головному мозку, паратирину та адреналіну в сироватці крові на тлі зниження лютропіну, фоллітропіну та тестостерону в сироватці крові. Натрієві солі карбоксиметилатів оксиетильованих ізононілфенолів у дозі 1/100 ДЛ50 викликали найсуттєвіші зміни у бік збільшення індексів нормування для вмісту норадреналіну, ГАМК у головному мозку, кортизолу у сироватці крові, а у бік зниження - для тиреотропіну у сироватці крові (рис. 7.6).

Для підтвердження виникнення розбалансування обмінних процесів внаслідок суттєвих порушень нейрогуморальної регуляції при тривалому пероральному введенні щурам ОЕНФ додатково визначали вміст амінокислот та біогенних елементів, метаболітів білкового обміну. Серед цих показників найбільш виразним у випадку дії ОЕНФ у дозах 1/10 і 1/100 ДЛ50 було відхилення від контролю для пірувату, оксипроліну, аспартату, глутамату, аспарагіну (індекси нормування значно більше одиниці), валіну, таурину, орнітину (індекси нормування значно менше одиниці) (рис. 7.7).

Рис. 7.5. Індекси нормування (ум.од.) для показників стану процесів нейрогуморальної регуляції у щурів при тривалому пероральному введенні ОЕНФ та їх похідних у дозі 1/10 ДЛ50

Примітка: ДА - дофамін, НА - норадреналін, СТ - серотонін, Трп - триптофан, АКТГ - кортикотропін, КЗ - кортизол, ТТГ - тиреотропін, А - адреналін, МТ - мелатонін, Глу - глутамат, Асп - аспартат, Глі - гліцин

Аналогічно для показників стану мінерального обміну при тривалій дії ОЕНФ у дозі 1/10 ДЛ50 інформативними виявили: у сироватці крові з тенденцією до підвищення вміст магнію та кальцію (виразне відхилення індекса нормування від контролю більше одиниці); в еритроцитах - збільшення рівня натрію (відхилення більше одиниці) на тлі зниження рівня міді (відхилення менше одиниці) (рис. 7.8).

Рис. 7.6. Індекси нормування (ум.од.) для показників стану процесів нейрогуморальної регуляції у щурів при тривалому пероральному введенні ОЕНФ та їх похідних у дозі 1/100 ДЛ50

Примітка: ДА - дофамін, НА - норадреналін, СТ - серотонін, Трп - триптофан, АКТГ - кортикотропін, КЗ - кортизол, ТТГ - тиреотропін, А - адреналін, МТ - мелатонін, Інс - інсулін, КЦ - кальцитонін, ГлГ - глюкагон, СТГ - соматотропін, ТС - тестостерон, ПТ - паратирин, ФСГ - фоллітропін, ПЛ - пролактин, ЛГ - лютропін, ЕД - естрадіол, ПГ - прогестерон, Глу - глутамат, Асп - аспартат, Глі - гліцин

Рис. 7.7. Індекси нормування (ум.од.) для показників вмісту амінокислот та метаболітів білкового обміну у щурів при тривалому пероральному введенні ОЕНФ у дозах 1/10 та 1/100 ДЛ50

Примітка: ЗБ - загальний білок

Залежно від групи речовин та їх дози визначали наступну динаміку змін показників оксидантно-антиоксидантної системи. У випадку ОЕНФ у дозі 1/10 ДЛ50 найбільш варіабельними у бік підвищення виявилися дієнові кон'югати та ТБК-реактанти у головному мозку щурів, шифові основи у сироватці крові та печінці, ДНФГ (356, 430 нм) (індекси нормування більше одиниці), а у бік зниження активність еритроцитарної СОД та коефіцієнт співвідношення HS-/-S-S- у білках мембран еритроцитів. У випадку натрієвих солей карбоксиметилатів оксиетильованих ізононілфенолів у дозі 1/10 ДЛ50 найбільш виражена зміна з суттєвим збільшенням індексів нормування характерна для ТБК-реактантів у головному мозку, шифових основ у сироватці крові та печінці, ДНФГ (356, 430) та вмісту дисульфідних зв'язків у мембранах еритроцитів на тлі суттєвого зниження індексів нормування для активності еритроцитарної СОД, значення АПІ, та співвідношення HS-/-S-S- у білках мембран еритроцитів (рис. 7.9).

Рис. 7.8. Індекси нормування (ум.од.) для показників вмісту біогенних елементів у сироватці крові та еритроцитах щурів при тривалому пероральному введенні ОЕНФ у дозі 1/10 ДЛ50

Рис. 7.9. Індекси нормування (ум.од.) для показників стану оксидантно-антиоксидантної системи у щурів при тривалому пероральному введенні ОЕНФ та їх похідних у дозі 1/10 ДЛ50

Примітка: ДК1, 2, 3 - дієнові кон'югати відповідно у сироватці крові, печінці, головному мозку; ТБКР 1, 2, 3 - ТБК-реактанти відповідно у сироватці крові, печінці, головному мозку; ШО 1, 2, 3 - шифови основи відповідно у сироватці крові, печінці, головному мозку; КТ - каталаза

Значне відхилення від контролю у бік підвищення спостерігали у випадку ОЕНФ у дозі 1/100 ДЛ50 для ТБК-реактантів у головному мозку, шифових основ у сироватці крові та вмісту S-S-зв'язків у білках мембран еритроцитів (індекси нормування значно більше одиниці) та у бік зниження для коефіцієнта співвідношення HS-/-S-S- у білках мембран еритроцитів (індекс нормування значно менше одиниці). У випадку натрієвих солей карбоксиметилатів оксиетильованих ізононілфенолів у дозі 1/100 ДЛ50 суттєве підвищення індексів нормування спостерігали для ТБК-реактантів у головному мозку, шифових основ у печінці та сироватці крові, значення АПІ та співвідношення HS-/-S-S- у білках мембран еритроцитів (рис. 7.10).

Рис. 7.10. Індекси нормування (ум.од.) для показників стану оксидантно-антиоксидантної системи у щурів при тривалому пероральному введенні ОЕНФ та їх похідних у дозі 1/100 ДЛ50

Примітка: ДК1, 2, 3 - дієнові кон'югати відповідно у сироватці крові, печінці, головному мозку; ТБКР 1, 2, 3 - ТБК-реактанти відповідно у сироватці крові, печінці, головному мозку; ШО 1, 2, 3 - шифови основи відповідно у сироватці крові, печінці, головному мозку; КТ - каталаза

Серед результатів, що відображують інтенсивність ХЛ та фосфоресценції сироватки крові щурів та стан NO-синтазної окислювальної системи при дії ОЕНФ у дозі 1/100 ДЛ50, найбільш варіабельними виявилися інтенсивність ХЛ, індукована хлорним залізом та пероксидом водню, а також активність iNOS. Слід зазначити, що для цього комплексу показників характерна тенденція лише для підвищення значення індексів нормування (рис. 7.11).

Рис. 7.11. Індекси нормування (ум.од.) для показників інтенсивності хемілюмінесценції та фосфоресценції, вмісту показників метаболізму оксиду азоту у сироватці крові щурів при тривалому пероральному введенні ОЕНФ у дозі 1/100 ДЛ50

Примітка: ФС - фосфоресценція, S-HT - нітрозотіол

Розрахування індексів нормування для показників стану мембран клітин крові виявило наступну динаміку. При дії ОЕНФ у дозі 1/100 ДЛ50 спостерігали суттєве їх підвищення для лізоформ фосфоліпідів (лізофосфа-тидилетаноламіну, лізофосфатидилхоліну), кардіоліпіну у мембранах еритроцитів на тлі зниження фосфатидилінозитолу, білок-ліпідних контактів та стану ліпідного бішару мембран еритроцитів та лімфоцитів (рис. 7.12).

Рис. 7.12. Індекси нормування (ум.од.) для показників вмісту фосфоліпідних фракцій мембран еритроцитів, стану плинності мембран лімфоцитів та еритроцитів щурів при тривалому пероральному введенні ОЕНФ у дозі 1/100 ДЛ50

Примітка: ФЕА - фосфатидилетаноламін, ФХ - фосфатидилхолін, СМ - сфінгомієлін, ФС - фосфатидилсерин, ЛФЕА - лізофосфатидилетаноламін, ЛФХ - лізофосфатидилхолін, ФІ - фосфатидилінозитол, КЛ - кардіоліпін, 1 - лімфоцити, 2 - еритроцити

Окрема серія експериментів була присвячена визначенню стану біоенергетичних процесів за вмістом аденілових нуклеотидів та їх співвідношенням у печінці щурів при 45-денному пероральному введенні ОЕНФ та їх похідних. Останні у дозі 1/10 ДЛ50 викликали значне відхилення від контролю вмісту АМФ (індекс нормування значно більше одиниці), АТФ, індекса фосфорилування, термодинамічного контролю дихання (індекси нормування значно менше одиниці) (рис. 7.13).

Рис. 7.13. Індекси нормування (ум.од.) для вмісту аденілових нуклеотидів та їх співвідношення у печінці щурів при тривалому пероральному введенні ОЕНФ та їх похідних у дозі 1/10 ДЛ50

Примітка: ЕЗ - енергетичний заряд, ЕП - енергетичний потенціал, ІФ - індекс фосфорилування, ТДК - термодинамічний контроль дихання

Для оксиетильованих нонілфенолів та їх похідних у дозі 1/100 ДЛ50 значне відхилення від контролю відмічали для вмісту у печінці експериментальних тварин АМФ (індекс нормування значно більше одиниці), АТФ, індекса фосфорилування (індекси нормування значно менше одиниці) (рис. 7.14).

Рис. 7.14. Індекси нормування (ум.од.) для вмісту аденілових нуклеотидів та їх співвідношення у печінці щурів при тривалому пероральному введенні ОЕНФ та їх похідних у дозі 1/100 ДЛ50

Примітка: ЕЗ - енергетичний заряд, ЕП - енергетичний потенціал, ІФ - індекс фосфорилування, ТДК - термодинамічний контроль дихання

Представляло інтерес згрупувати найбільш варіабельні показники стану функціональних систем організму експериментальних тварин за розрахованими індексами нормування залежно від групи речовин та їх дози.

«Сигнальними» показниками для ОЕНФ на 45-ту добу дії у дозі 1/10 ДЛ50 можна вважати показники стану процесів ПОЛ (вміст ТБК-реактантів та шифових основ), окислювальної модифікації білків (ДНФГ), тіолдисульфідної системи (вміст тіолових груп, дисульфідних зв'язків та їх співвідношення у білках мембран еритроцитів) та біоенергетичних процесів (вміст АТФ, АМФ, ІФ - індекс фосфорилування, ТДК - термодинамічний контроль дихання) (рис. 7.15).

Рис. 7.15. Індекси нормування (ум.од.) для найбільш варіабельних показників стану функціональних систем організму щурів при тривалому пероральному введенні ОЕНФ у дозі 1/10 ДЛ50

У якості «сигнальних» показників для тривалої дії ОЕНФ у дозі 1/100 ДЛ50 також виокремлюються показники стану процесів ПОЛ (вміст ТБК-реактантів та шифових основ, інтенсивність індукованої ХЛ), тіолдисульфідної системи (вміст тіолових груп, дисульфідних зв'язків та їх співвідношення у білках мембран еритроцитів), біоенергетичних процесів (вміст АТФ, АМФ, ІФ - індекс фосфорилування, ТДК - термодинамічний контроль дихання), ендокринної системи (вміст паратирину), але у більшій мірі звертає увагу показники стану клітинних мембран (вміст лізоформ фосфоліпідів) та NO-синтазної окислювальної системи (активність iNOS - додаткового джерела вільних радикалів на доповнення до продуктів ПОЛ, а також фактора модифікації білків) (рис. 7.16).

Рис. 7.16. Індекси нормування (ум.од.) для найбільш варіабельних показників стану функціональних систем організму щурів при тривалому пероральному введенні ОЕНФ у дозі 1/100 ДЛ50

Ураховуючи той факт, що структурно-функціональні властивості клітинних мембран за умов впливу досліджуваних речовин та стан процесів обміну оксиду азоту оцінювали лише у випадку дози 1/100 ДЛ50, а також односпрямовану тенденцію змін показників для 1/10 і 1/100 ДЛ50, можна впевнено передбачи їх порушення і для 1/10 ДЛ50.

«Сигнальними» показниками для натрієвих солей карбоксиметилатів оксиетильованих ізононілфенолів на 45-ту добу дії у дозі 1/10 ДЛ50 можна вважати, перш за все, показники стану біоенергетичних процесів (вміст АТФ, АМФ, індекс фосфорилування, термодинамічний контроль дихання), а також процесів ПОЛ (вміст ТБК-реактантів та шифових основ), окислювальної модифікації білків (ДНФГ), тіолдисульфідної системи (вміст тіолових груп, дисульфідних зв'язків та їх співвідношення у білках мембран еритроцитів) (рис. 7.17).

Рис. 7.17. Індекси нормування (ум.од.) для найбільш варіабельних показників стану функціональних систем організму щурів при тривалому пероральному введенні натрієвих солей карбоксиметилатів оксиетильованих ізононілфенолів у дозі 1/10 ДЛ50

Для дії похідних ОЕНФ у дозі 1/100 ДЛ50 виокремлюються, як «сигнальні», показники стану моноамінергічних та аміноацидергічних систем головного мозку (вміст норадреналіну, ГАМК), але звертає увагу порушення процесів ПОЛ (вміст ТБК-реактантів та шифових основ), тіолдисульфідної системи (вміст тіолових груп, дисульфідних зв'язків та їх співвідношення у білках мембран еритроцитів), біоенергетичних процесів (вміст АТФ, АМФ, індекс фосфорилування) (рис. 7.18).

Рис. 7.18. Індекси нормування (ум.од.) для найбільш варіабельних показників стану функціональних систем організму щурів при тривалому пероральному введенні натрієвих солей карбоксиметилатів оксиетильованих ізононілфенолів у дозі 1/100 ДЛ50

Таким чином, за узагальненими «сигнальними» показниками (рис. 7.19), у патофізіологічних механізмах тривалої дії ОЕНФ та їх похідних можна виділити провідну ланку - неконтрольовану активацію вільнорадикальних окислювальних процесів, що супроводжуються суттєвою ініціацією ПОЛ, окислювальної модифікації білків, метаболізму оксиду азоту на тлі виснаження потенціалу антиоксидантної системи; запуском внутрішньоклітинних і мембранних механізмів стресу - енергетичного дисбалансу, порушення структурно-функціонального стану мембран, зсуву внутрішньоклітинного метаболізму у бік переважання катаболічних процесів над анаболічними, а також суттєвим напруженням регуляторних систем.

Рис. 7.19 Комплекс «сигнальних» показників патофізіологічних порушень при дії на організм ОЕНФ та їх похідних у дозах 1/10 і 1/100 ДЛ50

РОЗДІЛ 8 ОЦІНКА СТАНУ НЕСПЕЦИФІЧНИХ АДАПТАЦІЙНИХ РЕАКЦІЙ ОРГАНІЗМУ ЩУРІВ НА ВВЕДЕННЯ КСЕНОБІОТИКІВ ТА ОБҐРУНТУВАННЯ ЗАСОБІВ ЇХ КОРЕКЦІЇ

Активацію вільнорадикальних процесів на даний час вважають як один з провідних загальних механізмів токсичності. У зв'язку з цим важливим моментом є визначення допустимого рівня дисбалансу між про- та антиоксидантними процесами, а головне - необхідного об'єму заходів по його корекції. Аналіз наукової літератури з питань вивчення механізмів дії КБ на організм людини та тварин свідчить про відсутність у багатьох випадках системного підходу в оцінці оксидативного стресу. Це у повній мірі стосується й ОЕНФ та їх похідних. З огляду на це наступний блок досліджень спрямований на виявлення змін «сигнальних» показників механізмів формування оксидативного стресу у щурів при їх токсифікації ОЕНФ та їх похідними у динаміці спостереження з обґрунтуванням принципів його корекції з метою вдосконалення лікування захворювань хімічної етіології.

8.1 Зміни у динаміці спостереження «сигнальних» показників порушень стану окислювального гомеостазу у щурів при пероральному введенні хімічних речовин

За попередніми результатами, реакція організму щурів на молекулярному рівні у відповідь на тривалу дію ОЕНФ та їх похідних характеризується посиленням процесів окислення цілого ряду біологічних субстратів (зокрема, ліпідів, білків, тіолових сполук). У зв'язку з цим представляло інтерес оцінити внесок процесів вільнорадикального окислення у механізми адаптаційних реакцій за умов дії досліджуваних речовин. З цією метою на 10, 20, 30, 40, 50 та 60-ту добу перорального введення щурам представника з групи натрієвих солей карбоксиметилатів оксиетильованих ізононілфенолів з числом оксиетильованих груп 10 (КМ-ОЕНФ10) у дозах 1/10 і 1/100 ДЛ50 оцінювали динаміку змін виявлених вище «сигнальних показників» порушень стану окислювального гомеостазу.

Крім того, попередня оцінка стану аденілнуклеотидної системи у печінці щурів на 45-ту добу експериментальної токсифікації ОЕНФ та їх похідними продемонструвала суттєве зниження тканинної концентрації АТФ. Ураховуючи важливу роль цього макроерга в обміні речовин, ймовірно, значна частина метаболічних зсувів при тривалому пероральному надходженні ОЕНФ та їх похідних прямо чи опосередковано пов'язана з його недостатністю. Виявлений дефіцит АТФ у тварин можна пояснити, з одного боку, підвищенням його споживання в ендергонічних реакціях, а з іншого, порушенням механізмів енергопродукції. Необхідною ланкою енергетичного метаболізму мітохондрій є ферментний комплекс біологічного окислення та тканинного дихання, що здійснює окислення різних енергетичних субстратів. До його складу входять ферменти окислювального декарбоксилування піровиноградної кислоти, циклу трикарбонових кислот та дихального ланцюга, локалізованих у матріксі та внутрішній мембрані мітохондрій [292]. У якості інтегративного показника спряженої роботи всього ензиматичного комплексу можна розглядати швидкість утилізації енергетичних субстратів, наприклад, за інтенсивністю виведення кінцевого продукту - двоокису вуглецю (CO2). Значна частина останнього утворюється саме у загальних шляхах катаболізму органічних субстратів - реакціях окислювального декарбоксилування альфа-кетокислот.

Результати свідчили про збільшення (р<0,001), по відношенню до контролю, в 1,7 раза виведення CO2 у експериментальних тварин на 10-ту добу дії КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/10 ДЛ50 (табл. 8.1). На 20-ту добу спостереження цей показник залишався збільшеним (р<0,001), при порівнянні з контрольною групою тварин, в середньому в 1,5 раза, але по відношенню до 10-ї доби експерименту спостерігали тенденцію до деякого зниження (в 1,1 раза). На 30-ту добу реєстрували незначне, але статистично значуще (р=0,023) зниження рівня CO2 по відношенню до контролю. У наступні терміни спостереження, а саме на 40, 50 та 60-ту добу визначали поступове зниження у щурів виведення кінцевого продукту окислення біосубстратів в 1,2; 1,4 та 1,8 раза відповідно.

У випадку тривалого перорального введення щурам КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50 динаміка змін виведення СО2 була дещо іншою (табл. 8.1). Реєстрували на 10, 20, 30 та 40-у добу спостереження поступове статистично достовірне (р<0,001) його збільшення, по відношенню до контролю, в середньому в 1,4-1,5 раза. На 50 та 60-ту добу експерименту виявили тенденцію до зниження виведення СО2 відповідно в 1,15 (р=0,014) та 1,5 раза (р<0,001).

Таблиця 8.1 Динаміка виведення двоокису вуглецю у щурів при пероральному введенні КМ-ОЕНФ10 (мг/100 г маси тіла·хв, n=8; Ме [25%; 75%] або М±s)

Примітка: р - рівень значущості порівняно з контролем

Спостережувана тенденція до підвищення виведення СО2 опосередковано може свідчити про активацію тканинного дихання у тварин та відображати своєрідний «подразнювальний» ефект КМ-ОЕНФ10 по відношенню до окислення, перш за все, мітохондріальних субстратів з метою, наприклад, енергозабезпечення детоксикаційних та пластичних процесів. Виявлене поступове зниження концентрації СО2 у щурів, ймовірно, пов'язано з пригніченням використання енергетичних субстратів, що може бути зумовлено пошкодженням мембран мітохондрій та їх ферментів внаслідок безпосередньої дії КБ, так й через інтенсифікацію вільнорадикальних процесів.

Отже, при дії КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/10 ДЛ50 у щурів протягом 20 діб спостерігаються ознаки активації окислювальних процесів з підвищенням продукції двооксису вуглецю, які після 20-ї доби починають змінюватися на ознаки їх зриву з поступовим зниженням виведення кінцевого продукту окислення (рис. 8.1). При дії на експериментальних тварин КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50 період активації процесів тканинного дихання зі збільшенням, порівняно з контрольними тваринами, продукції двооксису вуглецю подовжується в середньому до 40 діб, з наступною їх поступовою інактивацією, що підтверджується зниженням виведення СО2.

Рис. 8.1. Динаміка змін виведення двоокису вуглецю при токсифікації щурів КМ-ОЕНФ10 у дозах 1/10 і 1/100 ДЛ50 (середні дані за двома дозами та контролем)

Примітка: по осі абсцис - доба спостереження, по осі ординат - концентрація виділеного двооксису вуглецю

Попередніми дослідженням виявлено, що на 45-ту добу перорального введення щурам ОЕНФ та їх похідних у дозах 1/10 і 1/100 ДЛ50 відбувається значна ініціація процесів ПОЛ та окислювальної модифікації білків. Дослідження змін «сигнальних» показників цих процесів у динаміці спостереження виявило наступне.

По відношенню до контрольної групи тварин спостерігали поступове збільшення у сироватці крові вмісту ТБК-реактантів при дії КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/10 ДЛ50: на 10-ту добу - в 1,3 раза (р=0,02), на 20-ту добу - в 1,5 раза (р=0,01), на 30-ту добу - в 1,9 раза (р=0,001), на 40-у добу - в 2,2 раза (p<0,001), на 50-ту добу - в 2,8 раза (p<0,001), а на 60-ту добу - майже в 3,3 раза (p<0,001) (табл. 8.1).

На 10-ту добу введення КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50 не виявили будь-яких статистично значущих відмінностей з боку вмісту у сироватці кроваі щурів ТБК-реактантів при порівнянні з контролем (р=0,33). На 20-ту добу спостереження реєстрували достовірне (р=0,02) підвищення рівня цього показника в середньому в 1,3 раза. Тенденція до поступового підвищення вмісту ТБК-реактантів зберігалася у даному випадку у всі наступні терміни спостереження: в 1,5 раза - на 30-ту добу (р=0,01); в 1,8 раза - на 40-у добу (р=0,003), в 2,5 та 2,8 раза відповідно на 50 та 60-ту добу (р<0,001).

Доведено, що ТБК-реактанти є досить токсичними сполуками з високою біологічною активністю. Вони мають властивість досить легко дифундувати через клітинні мембрани, взаємодіяти з азотистими компонентами білків і нуклеотидних основ ДНК, утворюючи ще більш токсичні сполуки, наприклад, шифові основи, що може зумовлювати запуск деструктивних процесів у клітинах [359].

Токсифікація щурів КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/10 ДЛ50 супроводжувалася більш виразною динамікою підвищення вмісту у сироватці крові щурів шифових основ, ніж ТБК-реактантів. Так, по відношенню до контрольної групи тварин, рівень шифових основ поступово зростав (р?0,002) в 1,7; 2,3; 2,8; 3,4; 4,3 та 5,1 раза відповідно на 10, 20, 30, 40, 50 та 60-ту добу експерименту.

Таблиця 8.2 Динаміка змін вмісту у сироватці крові щурів продуктів перекисного окислення ліпідів при пероральному введенні КМ-ОЕНФ10 (n=8; Ме [25%; 75%] або М±s)

Примітка: р - рівень значущості порівняно з контролем

У випадку дії КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50 також відмічалось динамічне збільшення (р?0,002), порівняно з контролем, рівня кінцевих продуктів ПОЛ у сироватці крові щурів, але починаючи з 20-ї доби спостереження (в 1,8; 2,25; 2,75; 3,5; 4,2 раза). На 10-ту добу не виявлено статистично значущих відмінностей шифових основ при порівнянні з контрольною групою тварин. Слід зазначити, що по відношенню до дії речовини у дозі 1/10 ДЛ50, ці зміни були менш виразними. Збільшення утворення шифових основ у сироватці крові щурів за дії досліджуваного КБ переконливо свідчить про хронізацію активації вільнорадикального окислення.

У загальному плані результати досліджень відображують активізацію процесів ПОЛ, що можна розглядати як механізм реагування організму експериментальних тварин на стрес внаслідок тривалого впливу КМ-ОЕНФ10 у дозах 1/10 і 1/100 ДЛ50. Ураховуючи попередні результати, слід узагальнити, що підвищення рівня різних продуктів ліпопероксидації має певну залежність від виду речовин, від виду біологічних рідин або тканин. Так, у сироватці крові та печінці щурів тривалий вплив (протягом 45 діб) ОЕНФ12 і КМ-ОЕНФ5, а також КМ-ОЕНФ10, викликає превалювання кінцевих продуктів ПОЛ - шифових основ, а у головному мозку - первинних та вторинних продуктів: дієнових кон'югатів та ТБК-реактантів. У сироватці крові щурів за умов тривалої дії ОЕНФ8 і КМ-ОЕНФ4 відбувається активація ПОЛ на рівні утворення дієнових кон'югатів та ТБК-реактантів. У випадку тривалої дії КМ-ОЕНФ10 у сироватці крові виявлено превалювання кінцевих продуктів - шифових основ над вторинними продуктами - ТБК-реактантами (найбільш виразно, починаючи з 30-40-ї доби) (рис. 8.2, 8.3). Але у всіх випадках процеси ПОЛ тісно пов'язані з клітиною та її мембранами. Тому можна говорити про суттєві фізико-хімічні та структурно-функціональні порушення біомембран у експериментальних тварин.

На 10 та 20-ту добу токсифікації щурів КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/10 ДЛ50 спостерігали виразну активацію процесів окислювальної модифікації білків, що підтверджувалося, по відношенню до контролю, підвищенням (р=0,001) у сироватці крові вмісту їх карбонільних продуктів - основних альдегід-ДНФГ (430 нм) в середньому в 2,8 та 2,6 раза відповідно (табл. 8.3). На 30-ту та 40-у добу експерименту вміст цього показника, порівняно з контролем, залишався статистично значуще (р=0,001) збільшеним (в середньому в 2 рази), але по відношенню до 20-ї доби виявлялася динаміка до зниження (в 1,3-1,4 раза). На 50 та 60-ту добу спостереження вміст основних альдегід-ДНФГ, при порівнянні з контролем, був збільшеним (р=0,0011) у середньому в 1,7 та 1,5 раза, а по відношенню до 40-ї доби - зниженим в 1,2-1,3 раза.

Рис. 8.2. Динаміка змін вмісту ТБК-реактантів у сироватці крові щурів при токсифікації КМ-ОЕНФ10 у дозах 1/10 і 1/100 ДЛ50 (середні дані за двома дозами та контролем)

Примітка: по осі абсцис - доба спостереження, по осі ординат - вміст ТБК-реактантів

Пероральне введення КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/10 ДЛ50 протягом 30 діб сприяло статистично значущому (р?0,036), порівняно з контролем, поступовому зростанню у сироватці крові рівня кетон-ДНФГ нейтрального характеру (370 нм): на 10-ту добу - в 1,2 раза, на 20-ту - в 1,75 раза, а на 30-ту - в 2,8 раза (табл. 8.3). У наступні терміни спостереження спостерігали тенденцію до деякого зниження у експериментальних тварин рівня цього показника, але при цьому він залишався достовірно збільшеним (р<0,001) по відношенню до контролю (в 2,4-2,2 раза).

Рис. 8.3 Динаміка змін вмісту шифових основ у сироватці крові щурів при токсифікації КМ-ОЕНФ10 у дозах 1/10 і 1/100 ДЛ50 (середні дані за двома дозами та контролем)

Примітка: по осі абсцис - доба спостереження, по осі ординат - вміст шифових основ

Узагальнення таких результатів свідчить, що на ранніх термінах спостереження у щурів при дії КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/10 ДЛ50 відбувається більш суттєве підвищення у сироватці крові основних альдегід-ДНФГ, тоді як у пізніх термінах (починаючи з 30-ї доби) - нейтральних кетон-ДНФГ (рис. 8.4, 8.5).

Таблиця 8.3 Динаміка змін вмісту карбонільних продуктів (альдегід- та кетондинітрофенілгідразонів) окислення білків сироватки крові щурів при пероральному введенні КМ-ОЕНФ10 (од. опт. щільності/г білка, n=8; Ме [25%; 75%] або М±s)

Примітка: р - рівень значущості порівняно з контролем

Доведено, що на ранніх стадіях перебігу оксидативного стресу, як правило, переважають альдегід-ДНФГ, які розглядають як маркери фрагментації білків, а на пізніх стадіях - кетон-ДНФГ, як маркери агрегації білків. Той факт, що у модифікованих групах білків сироватки крові щурів, починаючи з 30-ї доби спостереження, виявлено переважання кетон-ДНФГ над альдегід-ДНФГ при пероральному введенні КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/10 ДЛ50, свідчить про перехід оксидативного стресу в розвинену стадію та його необоротний характер. Переважання альдегід-ДНФГ над кетон-ДНФГ протягом перших 30-ти діб після введення КБ може свідчити про наявність процесу фрагментації білків з утворенням середніх та низькомолекулярних фрагментів. Даний процес супроводжується інтенсивністю метаболічних процесів організму та характеризується можливим відновленням рівня білків у крові та тканинах.

Рис. 8.4. Динаміка змін вмісту основних альдегід-динітрофенілгідразонів (430 нм) у сироватці крові щурів при токсифікації КМ-ОЕНФ10 у дозах 1/10 і 1/100 ДЛ50 (середні дані за двома дозами та контролем)

Примітка: по осі абсцис - доба спостереження, по осі ординат - вміст альдегід-ДНФГ

Рис. 8.5. Динаміка змін вмісту нейтральних кетон-динітрофенілгідразонів (370 нм) у сироватці крові щурів при токсифікації КМ-ОЕНФ10 у дозах 1/10 і 1/100 ДЛ50 (середні дані за двома дозами та контролем)

Примітка: по осі абсцис - доба спостереження, по осі ординат - вміст кетон-ДНФГ

У випадку тривалого перорального введення щурам КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50 динаміка змін вмісту карбонільних продуктів окислення білків сироватки крові була іншою (табл. 8.3, рис. 8.4, 8.5). На 10-ту добу експерименту реєстрували незначне збільшення у сироватці крові щурів рівня основних альдегід-ДНФГ (430 нм), але воно було недостовірним по відношенню до контрольної групи тварин (р=0,318). З 20-ї та до 30-ї доби реєстрували поступове підвищення вмісту цього показника, по відношенню до значень контролю, в середньому в 1,2-2,1 раза. Починаючи з 30-ї доби вміст основних альдегід-ДНФГ поступово знижувався, залишаючись при цьому достовірно підвищеним (р=0,001) порівняно з контролем (в 1,9-1,6 раза). На цьому тлі спостерігали, що на 10-ту добу експерименту рівень кетон-ДНФГ нейтрального характеру (370 нм) практично не змінювався (р=0,637). Але починаючи з 20-ї доби спостереження та до 50-ї доби відмічали статистично значуще (р<0,001), при порівнянні з контролем, поступове підвищення в середньому в 1,1-2,3 раза. На 60-ту добу вміст кетон-ДНФГ у сироватці крові експериментальних тварин дещо знижувався по відношенню до значень 50-ї доби експерименту, але залишався достовірно збільшеним (р<0,001) по відношенню до контролю.

Узагальнення таких результатів свідчить, що у випадку дії КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50 відбувається протягом 40 діб експерименту переважання у сироватці крові щурів рівня маркерів фрагментації білків - альдегід-ДНФГ над маркерами агрегації білків - кетон-ДНФГ. У наступні терміни спостереження реєструється, навпаки, суттєве збільшення нейтральних кетон-ДНФГ. У щурів, яким вводили КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50, також поступово розвивається оксидативний стрес, але у даному випадку його перехід у розвинену стадію відбувається, за показниками вмісту карбонільних продуктів окислення білків, у більш пізні терміни (починаючи з 50-ї доби), ніж при дії КБ у дозі 1/10 ДЛ50.

У якості «сигнальних показників» порушень стану окислювального гомеостазу у щурів за умов тривалої дії ОЕНФ та їх похідних виявлені специфічні антиоксидантні ферменти - СОД та каталаза.

На 10-ту добу спостереження дія КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/10 ДЛ50 супроводжувалася достовірним (р=0,006), порівняно з контролем, підвищенням (в середньому в 1,4 раза) активності СОД еритроцитів (табл. 8.4). На 20 та 30-ту добу активність ферменту, навпаки, знижувалась (р=0,016) в середньому в 1,4 раза. У наступні терміни експерименту реєстрували подальше зниження СОД: в 1,5 раза - на 40-у добу, в 1,8 раза - на 50-ту добу та в 2 рази - на 60-ту добу.

Таблиця 8.4 Динаміка змін активності супероксиддисмутази еритроцитів та каталази крові щурів при пероральному введенні КМ-ОЕНФ10 (n=8; Ме [25%; 75%] або М±s)

Примітка: р - рівень значущості порівняно з контролем

Вплив КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50 характеризувався іншою динамікою змін активності СОД еритроцитів щурів. На 10-ту добу спостереження виявили статистично значуще (p<0,001), по відношенню до контролю, підвищення активності ферменту в 1,6 раза. На 20-ту добу активність СОД також була підвищеною (р=0,021), при порівнянні з контрольною групою тварин, тоді як по відношенню до 10-ї доби спостерігали її зниження в 1,3 раза. Аналогічно на 30-ту добу активність СОД еритроцитів щурів знижувалася по відношенню до попередніх термінів дослідження, але залишалась достовірно (р=0,046) підвищеною по відношенню до контролю в 1,3 раза. Починаючи з 40-ї доби експерименту активність СОД зазнавала поступового зниження: в 1,5 раза - на 40-у добу, в 1,7 раза - на 50-ту добу, в 1,8 раза - на 60-ту добу.

Для активності іншого антиоксидантного ферменту крові щурів - каталази при пероральному введенні КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/10 ДЛ50 на 10 і 20-ту добу реєстрували достовірне, при порівнянні з контрольною групою тварин, підвищення в 1,3 раза (p<0,001) та 1,2 раза (р=0,043) (табл. 8.4). На 30-ту добу спостереження активність каталази крові щурів статистично значуще (р=0,012) знижувалась в 1,3 раза. Подальша токсифікація щурів КБ у дозі 1/10 ДЛ50 також характеризувалась поступовим зменшенням активності каталази: на 40-у добу - в 1,8 раза, на 50-ту добу - в 2,2 раза, на 60-ту добу - в 2,3 раза.

Дія КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50 на 10-ту добу експерименту також призводила до достовірного, порівняно з контролем, підвищення активності каталази крові щурів в 1,7 раза відповідно. У наступні терміни спостереження, а саме на 20-ту та 30-ту добу, зберігалась аналогічна тенденція змін активності ферменту, але менш виразна в 1,5 та 1,2 раза. Починаючи з 40-ї доби активність каталази, навпаки, поступово знижувалась у діапазоні в 1,5-2,1 раза.

Отже, при дії КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/10 ДЛ50 у щурів в середньому до 10-20 діб виявляються ознаки активації антиоксидантних ферментів, відповідальних за видалення первинних АФК - супероксидних аніон-радикалів і перекису водню (рис. 8.6, 8.7). У наступні терміни дія КБ, навпаки, характеризується чіткими ознаками поступового виснаження антиоксидантних ресурсів. При дії на експериментальних тварин КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50 період активації антиоксидантного потенціалу зі збільшенням, порівняно з контрольними тваринами, активності СОД еритроцитів та каталази крові подовжується в середньому до 30-35 діб, з наступною поступовою їх інактивацією, що підтверджується зниженням активності ферментів.

Рис. 8.6. Динаміка змін активності супероксиддисмутази еритроцитів щурів при токсифікації КМ-ОЕНФ10 у дозах 1/10 і 1/100 ДЛ50 (середні дані за двома дозами та контролем)

Примітка: по осі абсцис - доба спостереження, по осі ординат - активність СОД

Рівень балансу між антиоксидантами та прооксидантами при дії на щурів КМ-ОЕНФ10 добре відображує АПІ (співвідношення активності каталази до вмісту ТБК-реактантів) (рис. 8.8). Для дози 1/10 ДЛ50 за значеннями АПІ чітко визначається зсув антиоксидантно-прооксидантної рівноваги у бік підвищення процесів ліпопероксидації майже з 10-ї доби експерименту. Для дози 1/100 ДЛ50 до 20-25-ї доби дії КБ виявляється зсув у бік активації антиоксидантних ресурсів, у подальші терміни дії - зсув у бік ліпопероксидації.

Рис. 8.7. Динаміка змін активності каталази крові щурів при токсифікації КМ-ОЕНФ10 у дозах 1/10 і 1/100 ДЛ50 (середні дані за двома дозами та контролем)

Примітка: по осі абсцис - доба спостереження, по осі ординат - активність каталази

У якості молекулярного механізму регуляції фізіологічних процесів, здатних динамічно реагувати на вплив факторів довкілля, функціонує тіолдисульфідна система, компоненти якої виявилися «сигнальними» при тривалій дії ОЕНФ та їх похідних. Результати свідчили про статистично значуще (р<0,001), при порівнянні з контрольною групою тварин, зниження (в 1,2 раза) вмісту тіолових груп у щурів вже на 10 та 20-ту добу перорального введення КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/10 ДЛ50 (табл. 8.5).