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

Рис. 8.8. Динаміка змін антиоксидантно-прооксидантного індекса (співвідношення активності каталази до вмісту ТБК-реактантів) у 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 - значення АПІ

На 30-ту добу спостереження виявили різке зниження (р<0,001) вмісту сульфгідрильних груп у білках мембран еритроцитів щурів у середньому в 1,8 раза. У наступні терміни спостереження рівень цього показника при дії КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/10 ДЛ50 знижувався ще більше: в 2 рази на 40 і 50-у добу; в 2,3 раза - на 60-ту добу. На цьому тлі спостерігали протилежну динаміку змін вмісту дисульфідних зв'язків у білках мембран еритроцитів, а саме поступове їх підвищення. Так, на 10 і 20-ту добу експерименту пероральне введення КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/10 ДЛ50 супроводжувалося статистично значущим (р=0,004 та р=0,003), порівняно з контролем, збільшенням рівня показника приблизно в однаковій мірі в середньому в 1,5 раза. У наступні терміни експерименту вміст дисульфідних зв'язків у мембранних білках зазнавав більш суттєвого зростання (р?0,001), по відношенню до контролю, в 2,0-3,1 раза.

Таблиця 8.5 Динаміка змін вмісту тіолових груп і дисульфідних зв'язків у білках мембран еритроцитів щурів при пероральному введенні КМ-ОЕНФ10 (n=8; Ме [25%; 75%] або М±s)

Примітка: р - рівень значущості порівняно з контролем

Динаміка змін вмісту тіолових груп та дисульфідних зв'язків у білках мембран еритроцитів щурів при дії КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50 була дещо іншою (табл. 8.5). На 10-ту добу експерименту спостерігали незначне, але статистично достовірне (р=0,031), порівняно з контролем, підвищення вмісту сульфгідрильних груп. На 20-ту добу зберігалася аналогічна динаміка змін, яка при порівнянні з контролем виявилася навіть недостовірною (р=0,093). На 30 та 40-у добу у щурів реєстрували незначне, але статистично значуще (р<0,001), по відношенню до контрольної групи тварин, зниження рівня цього показника в середньому в 1,2 раза. У подальші терміни спостереження виявили поступове, більш виразне, зниження вмісту тіолових груп в еритроцитарних білках експериментальних тварин: в 2 рази - на 50-ту добу, в 2,4 раза - на 60-ту добу.

Пероральне введення щурам КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50 призводило до достовірного зниження, по відношенню до контрольної групи тварин, рівня дисульфідних зв'язків у білках мембран еритроцитів: в 1,6 раза - на 10-ту добу спостереження (р=0,001), в 1,3 раза - на 20-ту добу (р=0,006) (табл. 8.5). На 30- та 40-у добу експерименту вплив КБ у цій дозі супроводжувався статистично значущим (р=0,009 та р=0,002), при порівнянні з контролем, навпаки, збільшенням вмісту цього показника в середньому в 1,5 раза. На 50-ту добу рівень дисульфідних зв'язків підвищувався в середньому в 2,3 раза, а на 60-ту добу ще більше - в 2,8 раза.

Узагальнення одержаних результатів щодо стану тіолдисульфідної системи у експериментальних тварин дозволяє виявити наступне. У разі перорального введення КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/10 ДЛ50, починаючи з 10-ї доби виявляються узгоджені зміни вмісту дисульфідних зв'язків та сульфгідрильних груп у білках еритроцитарних мембран, а саме поступове превалювання процесів окислення над процесами відновлення (різкий стрибок таких змін виявляється з 20-ї доби дії КБ) (рис. 8.9).

У разі перорального введення КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50 протягом 20 діб у стані тіолдисульфідної системи, навпаки, відмічаються ознаки превалювання процесів відновлення над процесами окислення, що можна трактувати як активацію захисно-пристосувальних реакцій у експериментальних тварин на дію КБ. Але після 20-ти добової токсифікації у щурів виникають ознаки зриву останніх, про що свідчить поступове превалювання окислювальних процесів над відновлювальними. Причому у період з 30-ї до 40-ї доби реєструється деяке затухання цих змін та підтримка на певному рівні з наступним суттєвим стрибком у бік окислювальних процесів (рис. 8.10).

Рис. 8.9. Динаміка змін вмісту тіолових груп і дисульфідних зв'язків у білках мембран еритроцитів щурів при токсифікації КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/10 ДЛ50

Примітка: по осі абсцис - доба спостереження, по осі ординат - вміст HS-груп та -S-S-зв'язків; контроль 1 - для вмісту HS-груп; контроль 2 - для вмісту -S-S-зв'язків

Рис. 8.10. Динаміка змін вмісту тіолових груп і дисульфідних зв'язків у білках мембран еритроцитів щурів при токсифікації КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50

Примітка: по осі абсцис - доба спостереження, по осі ординат - вміст HS-груп та -S-S-зв'язків; контроль 1 - для вмісту HS-груп; контроль 2 - для вмісту -S-S-зв'язків

Поступове зниження ТДК при впливі КБ у дозі 1/10 ДЛ50, підтверджує зниження резистентності організму щурів (табл. 8.6). У тварин, токсифікованих КБ у дозі 1/100 ДЛ50, первинні зміни в тіолдисульфідній системі, що характеризуються підвищенням ТДК або зсувом редокс-рівноваги у бік відновлення, переходять у зміни протилежної спрямованості - зниженням ТДК або зсувом редокс-рівноваги у бік окислення, що можна розглядати, відповідно, як ознаки її активації та виснаження. Останнє у цілому відображує динаміку адаптивного процесу. При дії КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/10 ДЛ50 доцільність реакцій захисту-компенсації та максимум їх дії обмежений, ймовірно, коротким відрізком часу, після закінчення якого вони, у більшості випадків, перетворюються на реакції пошкодження.

Таблиця 8.6 Динаміка змін тіолдисульфідного коефіцієнта (співвідношення вмісту тіолових груп і дисульфідних зв'язків) для мембран еритроцитів щурів при пероральному введенні КМ-ОЕНФ10 (ум.од., n=8; Ме [25%; 75%] або М±s)

Примітка: р - рівень значущості порівняно з контролем

Виявлений характер змін ТДК за умов тривалого перорального введення щурам КМ-ОЕНФ10 залежно від дози (рис. 8.11), з одного боку, добре збігається з виявленим раніше характером змін прооксидантно-антиоксидантного індекса, а з іншого є дзеркальним відображенням коливання інтенсивності вільнорадикального окислення в різні терміни спостереження.

Одним з гомеостатичних показників організму є ХЛ з індивідуальною для кожної тканини та біологічної рідини інтенсивністю. Результати свідчили про підвищення (р=0,001), по відношенню до контролю, в середньому в 2,3 раза інтенсивності індукованої перекисом водню ХЛ сироватки крові щурів на 10-ту добу введення КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/10 ДЛ50 (табл. 8.7). На 20-ту добу спостереження інтенсивність ХЛ дещо знижувалась порівняно з показником на 10-ту добу, але при порівнянні з контрольною групою тварин залишалась статистично значуще (р<0,001) підвищеною в 2 рази. Аналогічну динаміку реєстрували на 30-ту та 40-у добу експерименту, збільшення інтенсивності індукованої перекисом водню ХЛ сироватки крові щурів в 1,9-2,0 раза. На 50 та 60-ту добу перорального введення КБ у дозі 1/10 ДЛ50 виявили чітко визначену протилежну динаміку змін показника - зниження (р<0,001), порівняно з контролем, відповідно в 1,3 та 1,4 раза.

Рис. 8.11. Динаміка змін тіолдисульфідного коефіцієнта при токсифікації КМ-ОЕНФ10 у дозах 1/10 і 1/100 ДЛ50

Примітка: по осі абсцис - доба спостереження, по осі ординат - ТДК

При дії КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50 на 10-ту добу спостерігали незначне (в середньому в 1,4 раза), але статистично достовірне (р=0,002) підвищення, по відношенню до контролю, інтенсивності ХЛ сироватки крові експериментальних тварин (табл. 8.7). На 20-ту добу виявили суттєве підвищення (р<0,001) рівня цього показника - в 1,8 раза відносно контролю та в 1,2 раза - відносно значень на 10-ту добу експерименту. На 30, 40 та 50-ту добу інтенсивність індукованої ХЛ сироватки крові щурів за дії КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/10 ДЛ50 залишалась збільшеною порівняно з контролем в середньому в 1,6-1,7 раза. Однак на 60-ту добу токсифікації щурів КБ виявили зниження рівня надслабкого світіння сироватки крові щурів в 1,2 раза.

Таблиця 8.7 Динаміка змін інтенсивності індукованої перекисом водню хемілюмінесценції сироватки крові щурів при пероральному введенні КМ-ОЕНФ10 (імп/с, n=8; М±s)

Примітка: р - рівень значущості порівняно з контролем

За динамікою інтенсивності індукованої перекисом водню ХЛ сироватки крові (а також за вмістом продуктів ПОЛ та окислювальної модифікації білків, рівнем компонентів тіолдисульфідної системи, активністю антиоксидантних ферментів) у щурів можна припусти виникнення наступних станів при пероральному введенні КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/10 ДЛ50: стан активації (до 10 діб), стан напруження (після 10-ї доби токсифікації до 40-ї доби) та стан зриву (після 40-ї доби) редокс-регуляторних процесів. У випадку дії КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50 чітко простежується наступне: стан активації до 20-доби, стан напруження після 20-ї доби по 50-ту добу та стан зриву (після 50-ї доби) редокс-регуляторних процесів (рис. 8.12).

Рис. 8.12. Динаміка змін інтенсивності індукованої перекисом водню хемілюмінесценції сироватки крові щурів при токсифікації КМ-ОЕНФ10 у дозах 1/10 і 1/100 ДЛ50

Примітка: по осі абсцис - доба спостереження, по осі ординат - інтенсивність ХЛ

8.2 Обґрунтування засобів корекції гомеостатичних порушень у експериментальних тварин

Для корекції або попередження розвитку оксидативного стресу використовують останнім часом вітамінно-мінеральні комплекси з різною силою захисної відповіді. До найбільш потужних натуральних та синтетичних антиоксидантів відносяться аскорбінова кислота, ?-токоферол, ?-каротин, а також ряд мікроелементів (зокрема, селен, марганець, мідь).

У експериментальних умовах провели оцінку можливості корекції окислювального гомеостазу у щурів, тривало токсифікованих КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50, додаванням до стандартного раціону віварію вітамінно-мікроелементного комплексу, до складу якого входили аскорбінова кислота, ?-каротин, ?-токоферол, а також полімікроелементний препарат, створений на основі композиції ессенціальних мікроелементів (цинку, заліза, марганцю, міді, хрому, кобальту) з N-2,3-диметилфенілантраніловою кислотою та кисеньвмісних солей ультрамікроелементів - селену, ванадію, молібдену (табл. 8.8). Така композиція мікроелементів є оптимально термодинамічно стабільною при фізіологічних значеннях рН, ліпідорозчинною, а також здатною до підтримки окислювального гомеостазу завдяки виразним антиоксидантним властивостям, перебігу широкого кола біохімічних процесів [48, 70, 315, 316, 390].

З урахуванням особливостей стану адаптивних реакцій, опосередковано залежних від стану окислювального гомеостазу, в умовах тривалої дії на щурів ОЕНФ та їх похідних використання такого роду комплексу можна розглядати як безпечний та діючий засіб корекції. Ефективним у цьому плані є призначення препаратів, що містять міцний набір антиоксидантів (перш за все, ?-каротин, ?-токоферол, аскорбінову кислоту та селен), так як при цьому слід очікувати не тільки сумацію ефектів, але й синергічну їх дію з посиленням позитивних зв'язків, пов'язаним з наявністю в організмі єдиного антиоксидантного захисту, у тому числі спрямованого на профілактику впливу хімічних факторів довкілля. Вагомим фактом, що також дозволяє аргументувати доцільність використання запропонованого комплексу для корекції гомеостатичних порушень у щурів в умовах тривалої дії на них ОЕНФ та їх похідних є відсутність значущих побічних ефектів при надходженні більшості синтетичних вітамінів і мінералів.

Таблиця 8.8 Мікроелементний склад застосованого препарату та його біологічна характеристика

Досліди проведено на двох групах щурів (самці та самиці). Експериментальні тварини першої групи (n=48) піддавались пероральному введенню КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50 протягом 60-діб та знаходились на стандартному харчовому раціоні віварію. Експериментальні тварини другої групи (n=48) також піддавались пероральному введенню КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50 протягом 60-діб та знаходились на комплексному харчовому раціоні: до стандартного раціону віварію також протягом 60 діб додавали: 1) полімікроелементний препарат у дозі 8,75 мг/добу, аскорбінову кислоту у дозі 25 мг/добу (виробник АТ «Галичфарм»), олійний розчин ?-каротину у дозі 1 мг/добу (виробник НПП «Вітан»), 5% розчин ?-токоферолу у дозі 3 краплі/добу, що відповідає дозі - 5 мг/добу (виробник «Лекхім»). Слід відзначити, що не завжди виправданим є одночасне комплексне споживання вітамінів та мікроелементів. Це пов'язано з тим, що деякі вітаміни та мікроелементи можуть сприяти або запобігати засвоєнню один одного, конкуруючи за загальні транспортні системи, а також синергічно або антагоністично діяти в організмі [89, 342, 431]. Ураховуючи ці моменти, доцільним вважали розділити прийом експериментальними тваринами вітамінів і мікроелементів за часом: аскорбінову кислоту, ?-каротин та ?-токоферол додавали до стандартного раціону віварію вранці, а полімікроелементний препарат - ввечері.

З'ясування ефективності запропонованого засобу корекції гомеостатичних порушень у щурів, яким тривалий час перорально вводили КМ-ОЕНФ10, проводили шляхом вирішення наступних задач:

- визначення динаміки змін «сигнальних» показників порушень стану окислювального гомеостазу при використанні стандартного харчового раціону та комплексного харчового раціону з додаванням вітамінно-мікроелементного комплексу;

- порівняльна оцінка значень показників при використанні стандартного та комплексного харчових раціонів;

- оцінка перспективності використання вітамінно-мікроелементного засобу корекції гомеостатичних порушень в умовах тривалої дії ОЕНФ та їх похідних на тлі стандартного харчового раціону.

Результати свідчили, що у групі тварин із запропонованим комплексним раціоном харчування на тлі перорального введення КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50 на 10-ту добу експерименту не відбувається статистично значущих (р=0,64), при порівнянні з контрольною групою тварин, змін з боку виведення СО2, тоді як при порівнянні з групою тварин, які споживали стандартний раціон, цей показник був достовірно (р=0,001) зниженим в 1,3 раза (табл. 8.9).

Таблиця 8.9 Динаміка виведення двоокису вуглецю у щурів при пероральному введенні КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50 залежно від харчового раціону (мг/100 г маси тіла·хв, n=8; Ме [25%; 75%] або М±s)

Примітка: р - рівень значущості порівняно з контролем; *р - рівень значущості порівняно зі стандартним харчовим раціоном

У наступні терміни спостереження, порівняно з контролем, спостерігали динаміку незначного поступового підвищення концентрації СО2: на 20-ту добу - в 1,2 раза (р=0,046), на 30-ту добу - в 1,3 раза (р=0,006), на 40-у добу - в 1,4 раза (р=0,009), на 50-ту добу - в 1,2 раза (р=0,04). Але по відношенню до стандартного раціону рівень виведення двооксису вуглецю на 20, 30 та 40-у добу експерименту достовірно (р=0,016, р=0,041 та р=0,031) знижувався відповідно в 1,2-1,1 раза, тоді як на 50-ту добу, навпаки, підвищувався в 1,4 раза (р=0,001). На 60-ту добу спостереження рівень СО2 по відношенню до контролю був зниженим в 1,1 раза (р=0,012), а по відношенню до стандартного харчового раціону - підвищеним в 1,3 раза (р=0,046).

Таким чином, у щурів при дії КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/10 ДЛ50 у разі споживання комплексного харчового раціону період активації окислювальних процесів з підвищенням продукції двооксису вуглецю подовжується до 50 діб, тоді як при стандартному - до 40 діб. У наступні терміни спостереження виявляються ознаки їх поступової інактивації, але при споживанні експериментальними тваринами запропонованого вітамінно-полімікроелентного комплексу вони є менш виразними (рис. 8.13).

Рис. 8.13. Динаміка змін виведення двоокису вуглецю при токсифікації щурів КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50 залежно від харчового раціону

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

У випадку споживання експериментальними тваринами запропонованого комплексного раціону на тлі перорального введення їм КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50 практично не відмічали, по відношенню до контролю, змін вмісту у сироватці крові ТБК-реактантів (табл. 8.10). Відносно групи тварин зі стандартним раціоном, рівень цього показника на 10-ту добу експерименту виявився статистично недостовірним (р=0,052), тоді як на 20-ту добу відмічали незначне (в середньому в 1,2 раза), але достовірне його зниження (р=0,002). Починаючи з 30-ї доби, вміст ТБК-реактантів поступово підвищувався (р?0,027), порівняно з контрольною групою тварин, у середньому в 1,2-1,9 раза. При цьому, по відношенню до тварин зі стандартним раціоном харчування у ці терміни спостереження, для рівня вторинних продуктів ПОЛ спостерігали достовірне зниження (р<0,001) в 1,3-1,5 раза.

Для кінцевих продуктів ПОЛ - шифових основ відмічали у випадку групи тварин з комплексним раціоном харчування відсутність на 10 та 20-ту добу експерименту будь-яких змін (р=0,875 та р=0,294) при порівнянні з контролем (табл. 8.10). По відношенню до групи тварин зі стандартним раціоном харчування у ці терміни спостереження реєстрували зниження вмісту шифових основ у сироватці крові відповідно в 1,3 раза (р=0,036) та 1,5 раза (р=0,001). Таку динаміку змін, але більш виразну, спостерігали у наступні терміни експерименту: зниження (р<0,001) в 1,6 раза - на 30-ту добу; в 1,8 раза - на 40-у добу; в 2,0 раза - на 50-ту добу та майже в 2,6 раза - на 60-ту добу. По відношенню до контролю рівень сироваткових шифових основ у щурів з комплексним раціоном залишався підвищеним: на 30-ту добу - в 1,4 раза (р=0,021), на 40-у добу - в 1,6 раза (р=0,003), на 50-ту добу - в 1,8 раза (р=0,001), а на 60-ту добу - в 1,6 раза (р=0,005).

Узагальнення отриманих результатів свідчить, що додавання до харчового раціону експериментальних тварин вітамінно-полімікроелементного комплексу значно гальмує розгортання процесу ПОЛ, що підтверджується менш виразним підвищенням у сироватці крові вмісту його вторинних і кінцевих продуктів - ТБК-реактантів і шифових основ (рис. 8.14, 8.15). Також запропонований комплексний харчовий раціон сприяє більш виразному підвищенню вторинних продуктів ПОЛ, ніж кінцевих, що свідчить про запобігання хронізації активації вільнорадикального окислення, тоді як при стандартному раціоні чітко відмічається переважання у сироватці крові щурів саме вмісту кінцевих продуктів ПОЛ - шифових основ.

Таблиця 8.10 Динаміка змін вмісту у сироватці крові щурів продуктів перекисного окислення ліпідів при пероральному введенні КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50 залежно від харчового раціону (n=8; Ме [25%; 75%] або М±s)

Примітка: р - рівень значущості порівняно з контролем; *р - рівень значущості порівняно зі стандартним харчовим раціоном

Рис. 8.14. Динаміка змін вмісту ТБК-реактантів у сироватці крові щурів при токсифікації КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50 залежно від харчового раціону

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

У щурів, що вживали харчовий раціон з вітамінно-полімікроелементним комплексом на 10-ту та 20-ту добу введення КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50 не виявлено змін вмісту у сироватці крові альдегід-ДНФГ (430 нм) при порівнянні з контролем (р=0,674 та р=0,270 відповідно) (табл. 8.11). У наступні терміни спостереження реєстрували, що вміст цього показника при комплексному раціоні знаходився практично на одному рівні, що був в 1,4 раза вище за контрольні значення. Якщо порівнювати зі стандартним харчовим раціоном, то на 10 та 20-ту добу спостереження рівень альдегід-ДНФГ був зниженим в середньому в 1,2 раза (р=0,009), на 30-ту добу - в 1,3 раза (р=0,001), на 40-у добу максимально виразно - в 1,5 раза (р<0,001), а на 50 та 60-ту добу - відповідно в 1,3 та 1,1 раза (р<0,001).

Рис. 8.15. Динаміка змін вмісту шифових основ у сироватці крові щурів при токсифікації КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50 залежно від харчового раціону

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

На 10 та 20-у добу перорального введення щурам КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50, які споживали запропонований комплексний раціон харчування, не спостерігали, при порівнянні з контролем та тваринами зі стандартним харчуванням, змін вмісту сироваткових кетон-ДНФГ (370 нм) (табл. 8.11).

Таблиця 8.11 Динаміка змін вмісту карбонільних продуктів окислення білків сироватки крові щурів при пероральному введенні КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50 залежно від харчового раціону (n=8; Ме [25%; 75%] або М±s)

Примітка: р - рівень значущості порівняно з контролем; *р - рівень значущості порівняно зі стандартним харчовим раціоном

На 30 та 40-у добу спостереження у групі щурів з комплексним раціоном харчування вміст кетон-ДНФГ статистично значуще (р?0,004) збільшувався по відношенню до контрольної групи тварин в середньому в 1,2-1,3 раза, тоді як по відношенню до групи тварин зі стандартним харчовим раціоном, навпаки, був незначно, але достовірно зниженим в 1,1-1,3 раза (р?0,012). Аналогічну тенденцію спостерігали й у подальші терміни експерименти. Слід відзначити суттєве зниження (р<0,001) рівня кетон-ДНФГ у випадку додавання запропонованого вітамінно-полімікроелементного комплексу в 1,8-1,9 раза, по відношенню до стандартного, саме на 50 та 60-ту добу спостереження.

Отже, у щурів при пероральному введенні КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50 на тлі стандартного харчового раціону протягом 40 діб у сироватці крові переважають маркери фрагментації білків - альдегід-ДНФГ над маркерами агрегації білків - кетон-ДНФГ. У наступні терміни спостереження, навпаки, суттєво збільшується нейтральні кетон-ДНФГ. Якщо щурів, токсифікованих цим КБ, перевести на раціон з додаванням запропонованого вітамінно-полімікроелементного комплексу, спостерігається переважання маркерів фрагментації білків - альдегід-ДНФГ над маркерами агрегації білків - кетон-ДНФГ протягом усього терміну дослідження (рис. 8.16, 8.17). Такі результати свідчать про те, що під впливом КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50 у щурів із запропонованим комплексним раціоном харчування оксидативний стрес не переходить у розвинену стадію та носить зворотний характер. Також слід зазначити, що переважання альдегід-ДНФГ підтверджує наявність фрагментації білків з утворенням середніх і низькомолекулярних фрагментів. Даний процес супроводжується, як правило, інтенсифікацією метаболічних процесів і відображується на можливості відновлення рівня білків в крові та тканинах.

На 20-ту добу перорального введення щурам КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50 на тлі комплексного харчового раціону відзначили статистично значуще (р=0,018), порівняно з контрольною групою тварин, підвищення активності еритроцитарної СОД в середньому в 1,3 раза, тоді як порівняно з групою щурів, які споживали стандартний раціон, змін активності ферменту практично не відбувається (р=0,495) (табл. 8.12).

Рис. 8.16. Динаміка змін вмісту основних альдегід-динітрофенілгідразонів (430 нм) у сироватці крові щурів при токсифікації КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50 залежно від харчового раціону

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

У попередній термін спостереження (на 10-ту добу) активність СОД у випадку споживання щурами раціону з додаванням запропонованого вітамінно-миікроелементного комплексу при порівнянні з контролем практично не змінюється (р=0,066), а при порівнянні зі стандартним раціоном активність ферменту достовірно (р<0,001) знижується в 1,4 раза. На 30 та 40-у добу вживання експериментальними тваринами комплексного раціону також сприяло достовірному, по відношенню до контролю, підвищенню (р=0,014 та р=0,021 відповідно) активності СОД в середньому в 1,4 та 1,3 раза. При цьому на 30-ту добу спостереження активність ферменту у тварин з комплексним харчовим раціоном практично дорівнює активності у щурів зі стандартним раціоном (р=0,172). На 40-у добу у щурів, токсифікованих КБ, реєстрували на тлі додавання до раціону вітамінно-полімікроелементного комплексу підвищення (р<0,001) активності СОД в 2,0 раза по відношенню до раціону з його відсутністю. На 50 та 60-ту добу експерименту зберігалась аналогічна динаміка змін активності СОД (підвищення в 1,9 та 1,5 раза, р<0,001), але по відношенню до контролю активність ферменту статистично значуще не змінювалась (р=0,172 та р=0,093).

Рис. 8.17. Динаміка змін вмісту нейтральних кетон-динітрофенілгідразонів (370 нм) у сироватці крові щурів при токсифікації КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50 залежно від харчового раціону

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

Що стосується динаміки змін каталази крові, то на 10, 20, 30 та 40-у добу експерименту його активність у групі щурів, яким вводили КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50 та запропонували при цьому комплексний раціон харчування (р?0,003), була достовірно підвищеною в середньому в 1,3 раза по відношенню до контролю (табл. 8.12). При порівнянні з групою тварин зі стандартним раціоном харчування на 10 та 20-ту добу спостерігали достовірне (р<0,001) зниження активності каталази крові в середньому в 1,4 та 1,2 раза, тоді як на 30, 40, 50 та 60-ту добу, навпаки її підвищення (р?0,003) відповідно в 1,1; 1,9; 1,8 та 1,8 раза. Слід відзначити, що на 50 та 60-ту добу спостереження достовірних змін з боку активності каталази крові при порівнянні з контрольною групою тварин не виявлено (р=0,207 та р=0,172).

Отже, при дії КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/10 ДЛ50 у щурів, які споживають на тлі стандартного раціону харчування вітамінно-полімікроелементний комплекс протягом 50 діб визначаються ознаки активації антиоксидантних ферментів, відповідальних за видалення первинних АФК - супероксидних аніон-радикалів і перекису водню; тоді як у групі щурів, що споживають лише стандартний раціон віварію це відбувається протягом 10-30 діб з наступною їх суттєвою інактивацією (рис. 8.18, 8.19).

Для з'ясування рівня балансу між антиоксидантами та прооксидантами при дії на щурів КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50 залежно від харчового раціону розрахували АПІ (рис. 8.20). У випадку стандартного раціону у експериментальних тварин до 20-25-ї доби дії КБ відбувається зсув у бік активації антиоксидантних ресурсів, а у подальші терміни дії - зсув у бік ліпопероксидації. У випадку комплексного раціону зсув оксидантно-антиоксидантної рівноваги у бік активації антиоксидантного потенціалу подовжується до 30-35 діб, але при цьому слід зазначити, що у подальші терміни експерименту активація процесів ліпопероксидації значно зменшена, ніж у випадку стандартного харчового раціону.

Таблиця 8.12 Динаміка змін активності супероксиддисмутази еритроцитів та каталази крові щурів при пероральному введенні КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50 залежно від харчового раціону (n=8; Ме [25%; 75%] або М±s)

Примітка: р - рівень значущості порівняно з контролем; *р - рівень значущості порівняно зі стандартним харчовим раціоном

Рис. 8.18. Динаміка змін активності супероксиддисмутази еритроцитів щурів при токсифікації КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50 залежно від харчового раціону

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

У щурів при пероральному введенні КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50, які споживали комплексний харчовий раціон, спостерігали відсутність статистично значущих, при порівнянні з контролем, змін вмісту сульфгідрильних груп у білках мембран еритроцитів на 10 та 20-ту добу спостереження (р=0,208 та р=0,115) (табл. 8.13).

Рис. 8.19. Динаміка змін активності каталази крові щурів при токсифікації КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50 залежно від харчового раціону

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

По відношенню до групи тварин зі стандартним раціоном вміст HS-груп незначно, але достовірно (р?0,004), знижувався в середньому в 1,1 раза. Починаючи з 30-ї та до 50-ї доби, у щурів з комплексним харчовим раціоном, по відношенню до контролю, рівень сульфгідрильних груп незначно підвищувався в середньому в 1,1 раза (р?0,031), а на 60-ту добу - дещо знижувався (р=0,016). При порівнянні з тваринами, що споживали на тлі токсифікації КБ стандартний раціон, реєстрували підвищення (р?0,001) вмісту сульфгідрильних груп: на 30-ту добу - в 1,3 раза, на 40-у добу - в 1,4 раза, на 50 та 60-ту добу - в 2,2 раза. На цьому тлі виявили узгоджену динаміку змін рівня дисульфідних зв'язків у білках мембран еритроцитів.

Рис. 8.20. Динаміка змін антиоксидантно-прооксидантного індекса (співвідношення активності каталази до вмісту ТБК-реактантів) у щурів при токсифікації КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50 залежно від харчового раціону

Примітка: по осі абсцис - доба спостереження, по осі ординат - значення АПІ

На 10-ту спостереження у випадку групи тварин з комплексним раціоном не виявили статистично значущих (р=0,104) змін вмісту -S-S-зв'язків при порівнянні з контролем, тоді як по відношенню до групи тварин зі стандартним раціоном спостерігали його достовірне (р=0,001) підвищення в середньому в 1,4 раза.

Таблиця 8.13

Динаміка змін вмісту тіолових груп і дисульфідних зв'язків

у білках мембран еритроцитів щурів при пероральному введенні

КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50 залежно від харчового раціону

(n=8; Ме [25%; 75%] або М±s)

Примітка: р - рівень значущості порівняно з контролем; *р - рівень значущості порівняно зі стандартним харчовим раціоном

На 20-ту добу спостерігали достовірне (р=0,046) зниження в середньому в 1,1 раза рівня -S-S-зв'язків порівняно з контролем, тоді як порівняно зі стандартним раціоном достовірних не змін не відмічалось (р=0,059). На 30, 40 та 50-ту добу експерименту вміст дисульфідних зв'язків був статистично значуще зниженим в середньому в 1,2-1,3 раза по відношенню до контролю (р?0,027) та більш виразно по відношенню до групи тварин зі стандартним харчовим раціоном - в середньому в 1,7-2,8 раза (р<0,001). На 60-ту добу рівень цього показника виявився достовірно збільшеним в 1,4 раза порівняно з контролем (р=0,036) та зниженим в 2,0 раза порівняно зі стандартним раціоном (р<0,001).

Таким чином, у разі перорального введення щурам КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50 на тлі стандартного раціону віварію протягом 20 діб у стані тіолдисульфідної системи відмічаються ознаки превалювання процесів відновлення над процесами окислення, що можна трактувати як активацію захисно-пристосувальних реакцій на дію КБ. Після 20-ти добової токсифікації у щурів виникають ознаки їх зриву, про що підвтерджується превалюванням окислювальних процесів над відновлювальними. Додавання до стандартного харчового раціону запропонованого вітамінно-полімікроелементного комплексу значно покращує стан тіолдисульфідної системи, що підтверджується превалюванням процесів відновлення над процесами окислення протягом 50 діб (рис. 8.21).

За тестовим показником адаптаційних резервів в організмі - тіолдисульфідним коефіцієнтом у щурів, токсифікованих КБ у дозі 1/100 ДЛ50 чітко виокремлюється наступна картина. Первинні зміни в тіолдисульфідній системі характеризуються підвищенням протягом 50 діб ТДК, тобто зсувом редокс-рівноваги у бік відновлення, які переходять у зміни протилежної спрямованості - зниження ТДК або зсув редокс-рівноваги у бік окислення - лише на 60-ту добу, що свідчить про більш тривалий час підтримки адаптаційних резервів у експериментальних тварин (табл. 8.14; рис. 8.22).

Рис. 8.21. Динаміка змін вмісту тіолових груп і дисульфідних зв'язків у білках мембран еритроцитів щурів при токсифікації КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50 залежно від харчового раціону

Примітка: по осі абсцис - доба спостереження, по осі ординат - вміст HS-груп та -S-S-зв'язків; контроль 1 - для вмісту HS-груп; контроль 2 - для вмісту -S-S-зв'язків

Результати свідчили, що у групі тварин із запропонованим комплексним раціоном харчування на тлі перорального введення КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50 протягом всього експерименту відзначається достовірне (р?0,003), при порівнянні з контрольною групою тварин, підвищення інтенсивності індукованої перекисом водню ХЛ сироватки крові в середньому в 1,1-1,3 раза (табл. 8.15). При порівнянні з групою тварин, які споживали стандартний раціон, цей показник виявився статистично значуще (р<0,001) зниженим на 10-ту добу - в 1,4 раза, на 20-ту добу - в 1,6 раза, на 30-ту добу - в 1,4 раза, на 40-у добу - в 1,3 раза, на 50-ту добу в 1,4 раза, тоді як на 60-ту добу підвищеним в 1,3 раза.

Таблиця 8.14

Динаміка змін тіолдисульфідного коефіцієнта для мембран еритроцитів щурів при пероральному введенні КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50 залежно від харчового раціону (ум.од., n=8; Ме [25%; 75%] або М±s)

Примітка: р - рівень значущості порівняно з контролем; *р - рівень значущості порівняно зі стандартним харчовим раціоном

У цілому за динамікою інтенсивності індукованої перекисом водню ХЛ сироватки крові (а також за вмістом продуктів ПОЛ та окислювальної модифікації білків, рівнем компонентів тіолдисульфідної системи, активністю антиоксидантних ферментів) у щурів можна припусти виникнення наступних станів при вживанні комплексного харчового раціону на тлі пероральному введення КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50: стан активації (до 40 діб), стан напруження (після 40-ї доби токсифікації до 60-ї доби) редокс-регуляторних процесів, тоді як у випадку вживання стандартного раціону стан активації відмічається до 20-доби, стан напруження після 20-ї доби по 50-ту добу та стан зриву (після 50-ї доби) редокс-регуляторних процесів (рис. 8.23).

Рис. 8.22. Динаміка змін тіолдисульфідного коефіцієнта при токсифікації КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50 залежно від харчового раціону

Примітка: по осі абсцис - доба спостереження, по осі ординат - ТДК

Таким чином, отримані результати свідчать, що порушення стану окислювального гомеостазу у бік розвитку оксидативного стресу сильніше виражено у щурів, які не отримують у харчовому раціоні запропонований вітамінно-мікроелементний комплекс. У разі споживання останнього у тварин має місце тенденція в суттєвому покращенні динаміки змін «сигнальних» показників порушень окислювального гомеостазу і, отже, менш виразним розвитком оксидативного стресу, більш тривалим підвищенням адаптаційних реакцій, відстрочкою зміщення оксидантно-антиоксидантної рівноваги у бік оксидантів. Це підтверджує доцільність використання вітамінно-полімікроелементного комплексу на тлі інтоксикації ОЕНФ та їх похідними.

Таблиця 8.15

Динаміка змін інтенсивності індукованої перекисом водню хемілюмінесценції сироватки крові щурів при пероральному введенні КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50 залежно від харчового раціону (імп/с, n=8; М±s)

Примітка: р - рівень значущості порівняно з контролем; *р - рівень значущості порівняно зі стандартним харчовим раціоном

Рис. 8.23. Динаміка змін інтенсивності індукованої перекисом водню ХЛ сироватки крові щурів при токсифікації КМ-ОЕНФ10 у дозах 1/10 і 1/100 ДЛ50

Примітка: по осі абсцис - доба спостереження, по осі ординат - інтенсивність ХЛ

На підставі результатів, наведених у даному розділі роботи, можна зробити наступні висновки.

1. Адаптивний процес у щурів у відповідь на тривалу токсифікацію КМ-ОЕНФ10 у дозах 1/10 і 1/100 ДЛ50 виникає на тлі розвитку оксидативного стресу, що характеризується утворенням активних форм кисню, посиленням реакцій вільнорадикального окислення біосубстратів при виснаженні антиоксидантних ресурсів, порушенні редокс-сигналізації та пошкодженні макромолекул.

2. У результаті комплексного динамічного дослідження змін «сигнальних» показників встановлено характерні закономірності у стані окислювального гомеостазу та резервних можливостей організму щурів у відповідь на тривалу дію КМ-ОЕНФ10 залежно від дози: тривала дія 1/10 ДЛ50 супроводжується виникненням стану активації адаптаційних реакцій у перші 10 діб, їх напруженням до 40-ї доби та зривом після 40-ї доби токсифікації; тривала дія 1/100 ДЛ50 супроводжується виникненням стану активації адаптаційних реакцій у перші 20 діб, їх напруженням до 50-ї доби та зривом після 50-ї доби токсифікації.

3. Стан активації неспецифічних адаптаційних реакцій у щурів у відповідь на дію КМ-ОЕНФ10 у загальному плані підтверджується генерацією активних форм кисню (можливих потенційних месенджерів при передачі регуляторного сигналу від міжклітинних сигнальних молекул та їх мембранних рецепторів на внутрішньоклітинні регуляторні системи, що контролюють експресію генів, які кодують захисні системи), незначним підвищенням ТБК-реактантів, шифових основ, маркерів фрагментації білків - альдегід-динітрофенілгідразонів, активацією тіолдисульфідної системи у бік збільшення тіолових груп, підвищенням інтенсивності хемілюмінесценції сироватки крові на тлі збільшення активності супероксиддисмутази еритроцитів, каталази крові.

4. Стан напруження неспецифічних адаптаційних реакцій у щурів у відповідь на дію КМ-ОЕНФ10 у загальному плані підтверджується формуванням ознак зсуву прооксидантно-антиоксидантної рівноваги у бік прооксидантів (підвищенням шифових основ, ТБК-реактантів, карбонільних груп окисно-модифікованих білків, продукції двооксису вуглецю, переважанням дисульфідних зв'язків у білках мембран еритроцитів над тіоловими групами при поступовому зниженні активності антиоксидантних ферментів) на тлі можливої відміни запуску редокс-чутливих сигнальних систем та нівелювання месенджерної функції активних форм кисню.

5. Стан зриву неспецифічних адаптаційних реакцій у щурів у відповідь на дію КМ-ОЕНФ10 у загальному плані підтверджується суттєвим стійким накопиченням кінцевих продуктів перекисного окислення ліпідів - шифових основ, маркерів агрегації білків - кетон-динітрофенілгідразонів, суттєвим переважанням дисульфідних зв'язків у білках мембран еритроцитів над тіоловими групами, зниженням інтенсивності хемілюмінесценції сироватки крові, виведення кінцевого продукту окислення - двоокису вуглецю при виснаженні активності антиоксидантних ферментів - супероксиддимсмутази етрироцитів та каталази крові; можливою дезактивацією ядерних факторів транскрипції через інгібування редокс-сигналізації.

6. Додавання до стандартного харчового раціону експериментальних тварин, токсифікованих КМ-ОЕНФ10 у дозі 1/100 ДЛ50, аскорбінової кислоти, ?-токоферолу, ?-каротину та полімікроелементного препарату призводить до суттєвого покращення динаміки змін «сигнальних» показників порушень окислювального гомеостазу, менш виразного розвитку оксидативного стресу, більш тривалого підвищення адаптаційних реакцій, відстрочки зсуву оксидантно-антиоксидантної рівноваги у бік оксидантів, що доведено в експерименті. Запропонований захід корекції може бути рекомендований до використання у медицині захворювань хімічної етіології, впровадження в практику роботи профпатологічної служби, профільних науково-дослідних інститутів з метою надання медичної допомоги особам, безпосередньо контактуючим з ОЕНФ та їх похідними.

Результати даного розділу дослідження опубліковано у наступних фахових виданнях.

1. Сучасні уявлення про механізми адаптації до дії ксенобіотиків / О. А. Наконечна, Д. І. Маракушин, С. О. Стеценко [та ін.] // Експериментальна і клінічна медицина. - 2013. - № 4 (61). - С. 29-33.

2. Жуков В.И. Системно-антисистемные взаимодействия у белых крыс в условиях длительного влияния детергентов в субтоксических дозах / В.И. Жуков, Д. И. Маракушин // Научно теоретический и практический журнал «Оралдын, гылым жаршысы». - 2015. - № 16 (147). - С. 11-21.

РОЗДІЛ 9

АНАЛІЗ ТА УЗАГАЛЬНЕННЯ РЕЗУЛЬТАТІВ ДОСЛІДЖЕННЯ

Останнім часом в Україні проблема негативного впливу хімічних забруднювачів довкілля на стан здоров'я людини набуває все більшої актуальності [18, 55, 73, 115, 122, 337]. Доведено, що чужорідні хімічні речовини прямо або побічно можуть призводити до перенапруження, зриву захисних функцій й адаптаційних резервів організму, що супроводжується, як правило, розвитком гострих і хронічних патологічних процесі...