CC BY
82
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МЕДИЦИНА И БИОЛОГИЯ
УДК 615.015.4. : 547.854.4
© И.В. Петрова, В.А. Катаев, С.А. Мещерякова, Р.Р. Фархутдинов, 2014
И.В. Петрова, В.А. Катаев, С.А. Мещерякова, Р.Р. Фархутдинов ВЛИЯНИЕ ПРОИЗВОДНЫХ ПИРИМИДИНА НА ФАГОЦИТАРНУЮ АКТИВНОСТЬ КРОВИ ПРИ ФИЗИЧЕСКИХ НАГРУЗКАХ
ГБОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет» Минздрава России, г. Уфа
Исследовано влияние новых производных пиримидина на лейкоциты крови экспериментальных животных в норме и при стрессе, вызванном физической нагрузкой. Показано, что физическая нагрузка вызывает снижение функционально-метаболической активности фагоцитов крови. Обнаружено, что некоторые из вновь синтезированных производных пиримидина оказывают стимулирующее влияние на фагоцитоз. Введение производных пиримидина на фоне воздействия физической нагрузки увеличивало резервные возможности фагоцитов.
Ключевые слова: новые производные пиримидина, физическая нагрузка, фагоцитарная активность.
I.V. Petrova, V.A. Kataev, S.A. Meshcheryakova, R.R. Farkhutdinov EFFECT OF PYRIMIDINE DERIVATIVES ON PHAGOCYTIC ACTIVITY OF BLOOD AFTER PHYSICAL STRESS
The article studies the effect of new pyrimidine derivatives on white blood cells of experimental animals in the norm and under stress caused by physical exertion. It is shown that exercises cause a decrease in functional-metabolic activity of blood phagocytes. It was discovered that some of the newly synthesized pyrimidine derivatives have a stimulating effect on phagocytosis. The introduction of pyrimidine derivatives coupled with physical exertion increased the reserve possibilities of phagocytes.
Key words: new pyrimidine derivatives, physical exertion, phagocytic activity.
В ГБОУ ВПО БГМУ на протяжении многих лет ведется поиск биологически активных веществ среди новых производных пиримидина (ПП), в частности синтезированных под руководством д.фарм.н. В.А. Катаева [7]. Исследования, проведенные в Центральной научно-исследовательской лаборатории БГМУ, показали, что в ряду ПП, содержащих тиетановый цикл, есть соединения, обладающие высокой антиоксидантной активностью in vitro [1] и являющиеся перспективными соединениями для коррекции окислительного стресса in vivo [2].
Показано, что при интенсивной физической нагрузке возникает синдром перетренированности, в механизме развития которого основную роль играют усиление генерации активных форм кислорода, повышение интенсивности перекисного окисления липидов, снижение энергообеспечения клеток за счет процессов окислительного фосфорилирования [3,13]. По данным литературы [6,8], интенсивная физическая нагрузка приводит к возникновению метаболической иммуносупрес-сии и развитию иммунодефицита. Учитывая, что ПП обладают иммунотропными свойствами [4] и влияют на процессы свободно-радикального окисления (СРО) [1,2], представляет интерес изучение их влияния на ок-сидативный стресс в крови при физических нагрузках.
Целью данного исследования явилось изучение влияния новых ПП на генерацию свободных радикалов кислорода в крови экс-
периментальных животных в норме и при стрессе, вызванном физической нагрузкой.
Материал и методы
Эксперименты выполнены на 50 белых неинбредных крысах массой 200-220г. Животным в течение 24 дней вводили 1111 внутриже-лудочно в дозе 50 мг/кг в виде суспензии в 2% крахмальной слизи. Первая группа животных -контроль (интактная), вторая, третья и четвертая группы ежедневно получали ПП под лабораторным шифром I, IX и X. На фоне введения препаратов экспериментальные животные подвергались плавательной физической нагрузке (ФН) по методике Рыловой М.Л. и Вш^т е! а1. [9,12]. Плавание животных осуществлялось в емкости диаметром 1,0 м, заполненной водой (температура воды 30-37°С) до уровня 50 см (высота краев 60 см). Крысы помещались в бассейн одновременно по 5 особей на 25 мин. Плавание максимальной длительности является очень тяжелой мышечной работой и не случайно наряду с другими неблагоприятными физическими и химическими факторами служит для создания у животных в эксперименте состояния напряжения и оксидативного стресса.
Для оценки генерации свободных радикалов кислорода в крови экспериментальных животных производился подсчет количества лейкоцитов, исследовалась функциональная активность фагоцитов по реакции восстановления нитросинего тетразолия в крови опытных животных. Анализировали спонтанный и индуцированный латексом тест-НСТ путем
подсчета числа активированных фагоцитов [14]. Количество лейкоцитов подсчитывали в камере Горяева по общепринятой методике с использованием 3% уксусной кислоты. Для изучения лейкограммы производили морфологическую оценку клеточного состава периферической крови с определением различных видов лейкоцитов в сухих, фиксированных метанолом и окрашенных азуром и эозином мазках. Оценку фагоцитарной активности лейкоцитов проводили по методике Л.З. Кле-чикова, при этом определяли фагоцитарный индекс и фагоцитарное число [5]. Люминол-зависимую хемилюминесценцию (ХЛ) исследовали на приборе ХЛ-003 (Россия) [11]. Также были исследованы резервные возможности фагоцитирующих клеток крови. Для оценки емкости резерва функциональной активности фагоцитов крови применялась формула:
Х (1шах тё 1тах / 1тах где
Х - соотношение резерва функциональной активности к спонтанному свечению фагоцитов крови; 1тё - максимальная интенсивность свечения индуцированной крови; 1кр - максимальная интенсивность свечения спонтанной крови.
В каждой группе для оценки определенных показателей составляли вариационные ряды с последующей их обработкой: расчетом
показателей структуры (в %), определением средней арифметической (М), средней ошибки средней арифметической (m). Оценка достоверности результатов проводилась с применением пакета программ Statistica v. 10 (StatSoft), критерия Стьюдента и непараметрического критерия Манна-Уитни. Полученные результаты считали достоверными при р<0,05.
Результаты и обсуждение
Проведенное исследование показало влияние ФН на морфологический состав крови экспериментальных животных (табл.1).
После воздействия ФН в крови экспериментальных животных возросло количество лимфоцитов и палочкоядерных нейтрофилов. Доля сегментоядерных нейтрофилов уменьшилась. Число эозинофильных лейкоцитов увеличилось. Число моноцитов практически не изменилось. На фоне введения ПП после ФН значительно увеличилось количество сег-ментоядерных нейтрофилов, остальные параметры клеточного состава крови были близки к контрольным значениям.
При оценке функционально-
метаболической активности фагоцитирующих клеток крови (нейтрофилы, моноциты) проводилось определение их поглотительной способности и уровня активации кислородзави-симого метаболизма в НСТ-тесте (табл. 2).
Таблица 1
Изменения морфологического состава крови экспериментальных животных на фоне ФН и введения ПП (M±m)
Группы животных Лейкоциты
нейтрофилы эозинофилы моноциты лимфоциты
палочкоядерные сегментоядерные
Контроль 2,2±0,1 20,2±1,7 3,7±0,6 4,5±0,6 63,2±4,1
1-я ФН 3,0±1,2* 15,6±2,3* 6,6±1,1* 4,2±0,9 72,2±4,3*
2-я ФН+I 2,6±0,1 45,2±3,6* 4,5±1,9 3,2±1,1 42,7±2,6*
3-я ФН+IX 2,2±0,8 34,0±2,7* 1,7±0,9 6,0±1,9 58,0±3,8
4-я ФН+X 2,4±1,1 46,8±2,3* 1,7±1,1 4,2±0,7 45,7±2,1*
Примечание. Статистические показатели представлены в виде M±m.
Приведены средние значения 10 измерений в каждой группе. *Достоверное различие от контроля (р<0,05).
Таблица 2
Изменения показателей фагоцитоза, кислородзависимого метаболизма и функционального резерва _фагоцитов крови животных на фоне ФН и введения ПП (M±m)_
Группы животных Поглотительная активность Спонтанный НСТ-тест Imax ind Imax sp
фагоцитарный индекс (%) фагоцитарное число % индекс активации Imax sp (усл. ед.)
Контроль 35,5±5,3 4,3±0,3 8,2±2,3 0,12±0,06 7,08±1,57
1-я ФН 20,1±4,1* 2,7±0,2* 6,0±0,5* 0,08±0,01* 3,80±1,20*
2-я ФН+I 34,5±6,1 4,0±0,6 10,3±3,1 0,12±0,02 6,47±2,56
3-я ФН+IX 28,3±4,3 3,5±1,1 11,0±3,1 0,10±0,02 6,27±3,26
4-я ФН+X 43,3±5,6 4,6±0,7 9,0±2,6 0,11±0,04 4,98±1,08
Примечание: Статистические показатели представлены в виде M±m.
Приведены средние значения 10 измерений в каждой группе. *Статистически достоверное различие от контроля (р<0,05).
Как следует из приведенных данных, ФН вызывала в крови экспериментальных животных как снижение числа активно фагоцитирующих клеток крови (уменьшение фагоцитарного индекса), так и интенсивности фагоцитоза (снижение фагоцитарного числа). Введение ПП оказывало корригирующее вли-
яние на эти изменения и приводило показатели поглотительной активности фагоцитов крови к уровню нормы.
По результатам определения спонтанной активации кислородзависимого метаболизма фагоцитов в группе животных, подвергавшихся ФН, в НСТ-тесте установлено (табл. 2), что
количество активированных клеток и индекс активации НСТ-реакции достоверно снижались. Аналогично при ФН изменялась относительная емкость функционального резерва фагоцитов крови. Фагоцитарный резерв в крови животных, получавших ПП, приходил к исходному уровню, то есть ФН угнетает кис-лородзависимый метаболизм в фагоцитах и генерацию ими активных форм кислорода.
Таким образом, в клетках крови ФН подавляет генерацию активных форм кислорода (АФК), при этом снижается функциональный резерв фагоцитирующих клеток. Угнетение генерации АФК клетками крови и, следовательно, защитной функции крови при действии ФН является негативным фактором, так как приводит
к снижению адаптационных возможностей организма. Введение 1111 нормализует подавляемую при стрессе генерацию АФК клетками крови и, соответственно, поддерживает функционально-метаболическую активность фагоцитирующих клеток крови на уровне нормы.
Выводы
1. Исследования показали, что физическая нагрузка снижает уровень кислородза-висимого метаболизма в фагоцитах и ведет к подавлению генерации ими активных форм кислорода.
2. Введение 1111 в живой организм, испытывающий окислительный стресс, вос-становливает окислительные процессы фагоцитарной защиты.
Сведения об авторах статьи:
Петрова Ирина Владимировна - м.н.с. ЦНИЛ ГБОУ ВПО БГМУ Минздрава России. Адрес: 450000, г. Уфа, ул. Ленина, 3. Тел./факс 8(347) 273-61-45. E-mail: petrovairenka@gmail.com.
Катаев Валерий Алексеевич - д.фарм.н., зав. кафедрой послевузовского и дополнительного фармацевтического образования ИПО ГБОУ ВПО БГМУ Минздрава России. Адрес: 450000, г. Уфа, ул. Ленина, 3. Тел./факс 8(347) 272-62-95. Мещерякова Светлана Алексеевна - к.фарм.н., доцент, зав. кафедрой общей химии ГБОУ ВПО БГМУ Минздрава России. Адрес: 450000, г. Уфа, ул. Ленина, 3. Тел./факс 8(347) 272-02-22.
Фархутдинов Рафагат Равильевич - д.м.н., профессор, заведующий центральной научно-исследовательской лабораторией ГБОУ ВПО БГМУ Минздрава России. Адрес: 450000, г. Уфа, ул. Ленина, 3. Тел./факс 8(347) 273-61-45. E-mail: farkhutdinov@mail.ru.
ЛИТЕРАТУРА
1. Антиоксидантные свойства производных пиримидина / И.В. Петрова [и др.] // Медицинский вестник Башкортостана. - 2013. -Т. 8, № 4. - С. 64-67.
2. Биологические свойства новых производных урацила / И.В. Петрова [и др.] // Медицинский вестник Башкортостана. - 2013. -Т. 8, № 6. - С. 163-165.
3. Бровкина, И.Л. Коррекция иммунометаболических нарушений при синдроме перетренированности у спортсменов / И.Л. Бровкина, С.А. Лосенок // Мат^1 Всерос. науч. форума РеаСпоМед. - М., 2006. - С.77-78.
4. Иммуномодулирующие свойства новых производных пиримидина / Д.Н. Лазарева [и др.] // Иммунология. - 1995. - № 2. - С. 19.
5. Клечиков, Л.З. О некоторых методах исследования функциональной активности лейкоцитов крови / Л.З. Клечиков //Лабораторное дело. - 1967. - № 3. - С.157-160.
6. Лукашов, М.И. Изменение свойств эритроцитов при физических нагрузках / М.И. Лукашов, И.Л. Бровкина // Человек и его здоровье. - Курск, 1999. - Вып. 2. - С. 212-215.
7. Мещерякова, С.А. Синтез новых производных тиетанилпиримидина и тиетанилимидазола / С.А. Мещерякова, В.А. Катаев // Журн. органич. химии. - 2013. - Т. 49, № 9. - С. 1373-1375.
8. Прокопенко, Л.Г. Метаболическая иммуномодуляция/ Л.Г. Прокопенко, А.И. Конопля. - Курск, 2000. - 298с.
9. Рылова, М.Л. Методы исследования хронического действия вредных факторов среды в эксперименте / М.Л. Рылова. - М.: Медицина, 1964. - 230 с.
10. Таймазов, В.А. Спорт и иммунитет / В. А. Таймазов, В. Н. Цыган, Е. Г. Мокеева. - СПб., 2003. - 200 с.
11. Фархутдинов, Р.Р. Методики исследования хемилюминесценции биологического материала на хемилюминометре ХЛ-003 / Р.Р. Фархутдинов, С.И. Тевдорадзе // Методы оценки антиоксидантной активности биологически активных веществ лечебного и профилактического назначения: сб. докл. /под ред. Е.Б. Бурлаковой. - М.: Изд-во РУДН, 2005. - С. 147-154.
12. Burgin R. Repeated swim stress and peripheral; benzodiazepines receptors / R. Burgin, R. Weizman, M. Gavish// - Neuropsychobiology. -1996. - Vol. 33. - p. 28-31.
13. Green, HJ. Biochemical and histochemical alterations in sceletal muscle in man during a period of reduced activity / HJ. Green, J.A. Thomson // Can. J. Physiol. Pharmacol. - 2000. - Vol. 58. - P. 810-813.
14. Measurement of the respiratory burst in human monocytes and polymorphonuclear leukocytes by nitro blue tetrazolium reduction and chemiluminescence / R.E. Schopf [et al.] // J Immunol Methods. - 1984; 67: 109-117.
15. The effects of acute exercise on neutrophils and plasma oxidative stress / J.C. Quindry, W.L. Stone, J. King, C.E. Broeder // Medicine and science in sports and exercise. - 2003. - Vol. 35, № 7. - P. 1139-45.
