CC BY
91
МЕДИЦИНСКИЕ НАУКИ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (104) 2011
УДК 616.441-008.Б 1-092.9- о. В. ЛОБЫРЕВА
085.272:546.15:577.175.324
Г. М. АБДУЛЛИНА Ф. Х. КАМИЛОВ
Филиал Московского государственного университета технологий и управления им. К. Г. Разумовского, г. Мелеуз
Башкирский государственный медицинский университет, г. Уфа
АКТИВНОСТЬ
АНТИОКСИДАНТНЫХ ФЕРМЕНТОВ ПЕЧЕНИ КРЫС
ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ ГИПОТИРЕОЗЕ И ЕГО КОРРЕКЦИИ ЙОДСОДЕРЖАЩИМ ПОЛИСАХАРИДНЫМ КОМПЛЕКСОМ
Использованная модель мерказолилового гипотиреоза (3-недельное введение тирео-статика в дозе 2,5 мг на 100 г массы тела) в ткани печени у половозрелых белых крыс снижает активность ферментов антиоксидантной защиты, что является ведущим фактором, приводящим к интенсификации процессов свободнорадикального окисления. Полученные результаты свидетельствуют об эффективности йодсодержащего комплекса в коррекции метаболических нарушений при гипотиреозе и указывают на целесообразность дальнейшего изучения его тиреотропных свойств.
Ключевые слова: экспериментальный гипотиреоз, супероксиддисмутаза, глутатионпер-оксидаза, каталаза, йодбиополимеры.
Имеющиеся в настоящее время данные о влиянии йодированных тиреоидных гормонов (ТГ) на процессы свободнорадикального окисления (СРО) весьма неоднозначны и позволяют отнести их как к анти-, так и к прооксидантам. Антиокислительная активность тироксина, не уступающая активности a-токоферола и превосходящая антиоксидантную активность кортизола и эстрогенов, отмечена в мик-росомах и митохондриях. Собственно антиоксидантную активность ТГ связывают с наличием в их структуре фенольного фрагмента [1 — 3]. Существуют предположения, что тироксин (Т4) выступает как регулятор синтеза антиоксидантных ферментов, в частности супероксиддисмутазы (СОД) и глутатион-редуктазы [4]. В то же время сообщается о проокси-дантном действии гормонов щитовидной железы, продемонстрированном как in vitro, так и in vivo [5]. И дефицит, и избыток ТГ сопровождается интенсификацией СРО. Увеличение концентрации активных форм кислорода и продуктов перекисного окисления липидов, белков и других соединений вносит вклад в клинику как гипо-, так и гипертиреоза [5 — 8]. По одним источникам, интенсификация СРО при гипотиреозе сопровождается активацией [9, 10], а по другим — ингибированием ферментов антиоксидантной защиты [5].
Цель работы — определение активности анти-окислительных ферментов — супероксиддисмутазы,
каталазы и глутатионпероксидазы в одной из главных мишеней тиреоидных гормонов — ткани печени на фоне мерказолилового гипотиреоза, а также после его коррекции органо-минеральным комплексом «Йодпектин» [11].
Материал и методы исследования
Исследования проводились на крысах-самцах массой 180 — 220 г, которые были разделены на четыре группы: 1-я — контрольная, у животных 2-й, 3-й и 4-й групп вызывали гипотиреоз ежедневным внутрижелудочным введением мерказолила (производитель ОАО «Химико-фармацевтический комбинат «Акрихин», Московская обл., г. Старая Купавна) в дозе 2,5 мг на 100 г массы тела в течение 3-х недель. После воспроизведения модели гипотиреоза, начиная с 22-го дня эксперимента, животные 4-й группы в течение 30 дней получали йодсодержащую биологически активную добавку «Йодпектин» в дозе, обеспечивающей среднесуточную потребность крыс в йоде (от 2 до 3 мкг на 100 г массы тела); животные 3-й группы находились на стандартной диете вивария. Забой осуществляли декапитацией под легким эфирным наркозом. Гомогенат печени готовили в фосфатном буфере (рН = 7,45) с помощью механического гомогенизатора Поттера. Для удаления не полностью разрушенных клеток и ядер гомогенаты
Таблица
Активность ферментов антиоксидантной системы печени крыс с экспериментальным гипотиреозом и после его коррекции
органо-минеральным комплексом «Йодпектин» (М±т, п=12)
Группа животных Активность ферментов 1-я Контрольная 2-я Экспериментальный гипотиреоз 3-я Экспериментальный гипотиреоз + стандартная диета 4-я Экспериментальный гипотиреоз + «Йодпектин»
СОД, ед/мг белка; в % к контролю 21,73±1,16 18,60 ±2,23 85,59 19,43±2,56 89,41 20,75±1,22 95,49 (106,79)'
ГПО, ед/г белка; в % к контролю 655,33±53,59 506,28±61,48 77,25 545,68±39,55 83,27 757,84±51,72х 115,64 (138,88)'
Каталаза, мкмоль/ г белка; в % к контролю 3150,62±78,55 1269,65±198,48** 40,30 1573,3±38,81** 49,94 3551,42±128,31*хх 112,72 (135,72)'
Примечание. ’ — в скобках указан процент от активности в группе 3; * — различие с контролем статистически значимо (р £ 0,05); ** — различие с контролем статистически значимо (р £ 0,001); х — различие с группой 3 статистически значимо (р £ 0,01); хх — различие с группой 3 статистически значимо (р £ 0,001)
центрифугировали 10 минут при 1000 об/мин. Все процедуры по приготовлению гомогената и выделению субклеточных фракций проводили при температуре от 0 до +4 °С.
Активность СОД (КФ 1.15.1.1) оценивали с помощью реактивов набора RANSOD Randox фирмы Laboratories Ltd. по степени ингибирования супер-
оксиданионзависимой реакции с генерированием
супероксиданиона кислорода О2 ксантиноксидазой и последующей его детекцией по образованию фор-мазана, которая фиксируется при 505 нм. Активность глутатионпероксидазы (ГПО) (КФ 1.11.1.9) определяли также с помощью стандартного набора RANSOD Randox фирмы Laboratories Ltd. кинетическим методом. Образующийся в глутатионпер-оксидазной реакции окисленный глутатион восстанавливается глутатионредуктазой, сопряженное с этим окисление НАДФН фиксируется по убыванию оптической плотности при 340 нм. Активность каталазы (КФ 1.11.1.6) оценивали по методу М. А. Ко-ролюк и соавторов [5], основанному на определении не разрушенного каталазой пероксида водорода в реакции с молибдатом при 410 нм. Белок в субклеточных фракциях определяли по методу Лоури. Статистическую обработку результатов производили рассчитывая среднее арифметическое значение, стандартные отклонения и ошибки средних по группам животных. Достоверность различий оценивали с помощью t-критерия Стьюдента. Статистически значимыми считали различия при р<0,05.
Результаты и их обсуждение
После 3-недельного введения мерказолила в ежедневной дозе 2,5 мг на 100 г массы тела (группа 2) активность всех исследованных антиокислительных ферментов в гомогенате печени снижалась, но в разной степени (табл.). Наименьшим изменениям подверглась активность СОД. В гомогенате печени животных, получавших мерказолил, активность данного фермента составляла 85,6 % от уровня активности аналогичного показателя у животных контрольной группы (р < 0,05). Активность ГПО в печени гипотиреоидных животных составила 77,3 % от уровня интактных животных (р <0,05). Полученные результаты согласуются с данными других авторов, также обнаруживших снижение активности СОД и ГПО при гипотиреозе [10, 12].
Активность гемсодержащего фермента (каталазы) в использованной модели гипотиреоза снижалась значительно и статистически достоверно — до 40% от уровня контроля (р<0,001). Возможно, столь драматичное снижение активности каталазы объясняется своеобразным двойным тиреоидным влиянием как на концентрацию апо-, так и кофер-мента, поскольку индукцию 8-аминолевулинатсинте-тазы, лимитирующей скорость биосинтеза гема, считают одним из специфических эффектов ТГ [6, 13].
Таким образом, использованная модель мерказо-лилового гипотиреоза позволяет снижать активность ферментов антиоксидантной защиты, что является ведущим фактором, приводящим к интенсификации процессов СРО при гипотиреозе. Избыточным образованием активных форм кислорода, в частности супероксиданиона,вероятно, объясняется довольно высокий, по сравнению с другими исследованными ферментами, уровень активности СОД. Показано, что существенное значение в регуляции активности этого фермента имеет концентрация супероксидного аниона, активирующего и индуцирующего фермент [13]. В связи с выявленными изменениями суммарной внутриклеточной активности СОД и ГПО в дальнейшем целесообразно изучить реакцию на гипотиреоз их цитоплазматических и митохондриальных изоферментов, поскольку они могут отличаться степенью тиреоидной чувствительности.
Введение гипотиреоидным животным биополимера «Йодпектин» способствовало восстановлению активности антиокислительных ферментов. В гомогенате печени крыс, прошедших после воспроизведения гипотиреоза месячный курс терапии йодсодержащим полисахаридным комплексом (группа 4), активность СОД почти достигала контрольных значений и составляла 95,5 % от активности интактных животных. А активность ГПО и каталазы даже несколько превышала контрольные значения, достигая соответственно 115,6 и 112,7 % от уровня активности в контроле (р<0,05). В то же время у животных, находившихся на стандартном рационе (группа 3), через месяц после отмены мерказолила активность исследованных ферментов оставалась ниже контрольных значений, причем каталазы значительно ниже — 49,9 % от контроля (р < 0,001).
Заключение
Использованная модель мерказолилового гипотиреоза (3-недельное введение тиреостатика в дозе
ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (104) 2011 МЕДИЦИНСКИЕ НАУКИ
МЕДИЦИНСКИЕ НАУКИ ОМСКИЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК № 1 (104) 2011
2,5 мг на 100 г массы тела) снижает в ткани печени крыс активность антиоксидантных ферментов — супероксиддисмутазы, глутатионпероксидазы, и особенно выражено снижение активности гемсодер-жащего фермента — каталазы. Данные особенности позволяют отнести ферменты антиоксидантной системы к тиреоидзависимым звеньям метаболизма. Введение на фоне гипотиреоза «Йодпектина» способствует восстановлению активности антиокси-дантных ферментов, что свидетельствует об эффективности исследуемого йодполисахаридного комплекса в коррекции метаболических нарушений при гипотиреозе и указывает на целесообразность дальнейшего изучения его тиреотропных свойств.
Библиографический список
1. Нарушение окислительного метаболизма при экспериментальном гипотиреозе у кроликов / Н. А Антелава [и др.] // Медицинские новости Грузии. — 2001. — № 4. — С. 7 — 9.
2. Бобырева, Л. Е. Свободнорадикальное окисление, антиоксиданты и диабетические ангиопатии / Л. Е. Бобырева // Проблемы эндокринологии. — 1996. — Т. 42, № 6. — С. 14 — 19.
3. Верещагина, Г. В. Взаимодействие трийодтиронина с ядерно-рецепторным комплексом клетки — ключевое звено физиологического контроля жизнедеятельности организма / Г. В. Верещагина, А. А. Трапкова, А. П. Кашулина // Усп. соврем. биол. — 1991. — Т. 111, № 1. — С. 63 — 70.
4. Йододефицитные заболевания в России / Г. А. Герасимов [и др.]. — М. : Адамант, 2002. — С. 53 — 61.
5. Королюк, М. А Метод определения каталазы / М. А Ко-ролюк, Л. И. Иванова, И. Г. Майорова // Лаб. дело. — 1988. — № 1. - С. 16-19.
6. Терехина, Н. А. Свободнорадикальное окисление и антиоксидантная система / Н. А. Терехина, Ю. А. Петрович. — Пермь : ГОУ ВПО «ПГМА МЗ», 2005. — С. 30.
7. Терпугова, О. В. Эндокринологические аспекты проблемы пищевых дисэлементозов и других пищевых дисбалансов : учеб. пособие / О. В. Терпугова. — Ярославль : Александр Рутман, 2001. — С. 37 — 38.
8. Effect of thyroid status on lipid composition and peroxidation in the mouuse liver / A. Guerrero [et al.] // Free Radic. Biol. — 1999. — Vol. 1, № 2. — P. 73 — 80.
9. Коновалова, Г. Г. Комплекс витаминов-антиоксидантов защищает ЛПНП плазмы крови от свободнорадикального
окисления и повышает активность антиоксидантных ферментов в эритроцитах крови / Г. Г. Коновалова // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. — 2003. — Т. 136, № 8. - С. 163-166.
10. Halberg, E. From an autopsy or biopsy to the physiologists chronopsy (from the 3rd Italian postgraduate chronobiology course) / E. Halberg, F. Halberg, F. Caradente // Chronobiologia. — 1981. — Vol. 8, № 1. — Р. 145 — 164.
11. Пат. 2265377 Российская Федерация, C1 A 23 L 1/30, 1/304. Биологически активная добавка к пище для профилактики йодной недостаточности и способ ее получения / А. Н. Мамцев [и др.]; заявитель филиал Московского государственного университета технологий и управления им. К. Г. Разумовского ; заявл. 20.07.2004 ; опубл. 10.12.2005, Бюл. — 2005. — № 34.
12. Галкина, О. В. Взаимодействие трийодтиронина с ядернорецепторным комплексом клетки — ключевое звено физиологического контроля жизнедеятельности организма / О. В. Галкина, В. М. Прокопенко, Н. Д. Ещенко // Цитология. — 1999. — Т. 41, № 9. — С. 793 — 794.
13. Тутельян, А. В. Сравнительная оценка антиоксидантных свойств иммунорегуляторных препаратов / А. В. Тутельян // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. — 2003. — Т. 136, № 8. — С. 179—183.
ЛОБЫРЕВА Ольга Владимировна, научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории пищевой технологии филиала Московского государственного университета технологий и управления им. К. Г. Разумовского.
АБДУЛЛИНА Гузель Маратовна, кандидат биологических наук, доцент кафедры биологической химии Башкирского государственного медицинского университета.
КАМИЛОВ Феликс Хусаинович, доктор медицинских наук, профессор, заведующий кафедрой биологической химии Башкирского государственного медицинского университета.
Адрес для переписки: 453850, Республика Башкортостан, г. Мелеуз, ул. Смоленская, 34.
Статья поступила в редакцию 13.07.2011 г.
© О. В. Лобырева, Г. М. Абдуллина, Ф. Х. Камилов
Книжная полка
Физиология человека : учебник для вузов / Н. А. Агаджанян [ и др.]. - 6-е изд. - М. : Медицинская книга, 2009. - 526 с. - ISBN 978-5-86093-061-2.
Учебник в доступной форме отражает современное состояние физиологии человека — фундаментальной дисциплины в образовании будущего врача, биолога, валеолога. В книге представлены все основные разделы физиологии, предусмотренные соответствующими государственными образовательными стандартами. Многолетний опыт преподавания курса нормальной физиологии студентам медицинского факультета Российского университета дружбы народов, Челябинского, Кировского и Акмолинского медицинских институтов позволил авторам учебника при сохранении должного научного уровня изложить ясно, четко и сравнительно просто сложнейшие вопросы физиологии человека. Об этом свидетельствует популярность предыдущих изданий учебника среди студентов и преподавателей вузов (факультетов) медицинского и биологического профиля. Учебник, кроме того, может быть полезным для учащихся медицинских колледжей и инновационных школ с углубленным изучением биологии, а также для студентов и аспирантов, специализирующихся в области экологии человека, психологии, физической культуры и спорта.
