CC BY
45Фізика живого, Т. 17, Ш2, 2009. С.98-101.
© Дворщенко К.О., Бервен О.Л., Гайда Л.М., Степанов Ю.В.
УДК 616.33:577.151.6
АНТИОКСИДАНТНА СИСТЕМА ГЕПАТОЦИТІВ ЩУРІВ ЗА УМОВ ВИРАЗКОВИХ УРАЖЕНЬ ШЛУНКУ
Дворщенко К.О., Бервен О.Л., Гайда Л.М., Степанов Ю.В.
Київський національний університет імені Тараса Шевченка Надійшла до редакції 25.07.2009
Встановлено, що за умов етанолової та стресової моделей виразки шлунка у гепатоцитах щурів активність ферментів антиоксидантної системи зазнавала різнонаправлених змін в залежності від моделі виразкоутворення.
Ключові слова: гепатоцити, стрес, етанол, антиоксидантна система.
ВСТУП
Вплив пошкоджуючих факторів на організм призводить до погіршення стану здоров’я людини та розвитку різноманітних захворювань. Відомо, що при дії на людину негативних агентів, таких як стрес, алкоголь, паління, можуть виникати виразкові ураження шлунка. У розвиток цього патологічного процесу залучаються інші органи шлунково-кишкового тракту, зокрема печінка [1, 9,
11, 12].
При дії на організм пошкоджуючих факторів у клітинах може порушуватись окисно-антиоксидантний баланс. Це відбувається або в результаті збільшення утворення вільних радикалів, або внаслідок зниження системи антиоксидантного захисту клітини. Наслідком таких змін стають структурно-функціональні пошкодження клітинних компонентів [2, 8]. Тому важливим питанням стає вивчення ферментів антирадикального захисту в гепатоцитах щурів за умов дії таких негативних впливів, як стрес та етиловий спирт.
Тому метою нашої роботи було оцінити стан системи антиоксидантного захисту гепатоцитів щурів за умов стресової та етанолової експериментальних моделей виразки шлунка.
МАТЕРІАЛИ ТА МЕТОДИ
У дослідах використовували щурів лінії Вістар обох статей вагою 180 - 230 г., яких утримували на стандартному раціоні віварію. Для створення стресової виразки шлунка у тварин використовували модель імобілізаційоного водоімерсіоного холодового стресу [18]. Після імобілізації щурів у спеціальних патронах, тварин розміщували в резервуарах з водою, температура якої складала 23о С. Через 3 години щурів виймали
з патронів та декапітували. Етанолову модель виразки шлунка створювали за методом [16]. Для цього щурам перорально вводили етиловий спирт (1 мл 96% С2Н5ОН на 200 г ваги) та через 1 годину декапітували. Гепатоцити з печінки щурів виділяли неферментативним шляхом [6]. Активність супероксиддисмутази у клітинах визначали з використанням нітросинього тетразолію [10]. Оцінку каталазної активності у гепатоцитах проводили за Королюк [5]. Активність
глутатіонпероксидази визначали по накопиченню окисненного глутатіону, а глутатіон^-трансферазну активність оцінювали за швидкістю утворення хромогенного глутатіонового кон’югату з 1-хлор-2,4-динітробензолом [3]. Активність глутатіонредуктази визначали по перетворенню окисненого глутатіону у відновлену форму з використанням водню нікотинамідних коферментів [3]. Вміст відновленого глутатіону оцінювали згідно методу [15]. Статистичну обробку
результатів дослідження проводили
загальноприйнятими методами варіаційної статистики [7]. Вірогідність різниці між контрольними та дослідними вимірами оцінювали за ^критерієм Ст’юдента.
РЕЗУЛЬТАТИ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ
Показано, що при дії етанолу на щурів активність супероксиддисмутази у гепатоцитах зростала на 43% відносно контролю. При впливі стресу активність ферменту навпаки знижувалась на 60% порівняно з контрольними клітинами (табл. 1). Встановлено зростання активності каталази у клітинах печінки при етаноловій виразці шлунка -на 60% та зменшення її рівня на 49% за умов стресової виразки порівняно з контролем (табл. 1).
АНТИОКСИДАНТНА СИСТЕМА ГЕПАТОЦИТІВ ЩУРІВ ЗА УМОВ ВИРАЗКОВИХ УРАЖЕНЬ ШЛУНКА
Таблиця 1.
Активність супероксиддисмутази та каталази у гепатоцитах щурів за умов експериментальної виразки шлунка, (М ± т, п=10).
Група тварин Досліджуваний Параметр контроль етанол стрес
супероксиддисмутаза, ум. од. х хв-1 х мг білка-1 2,75 ± 0,26 3,93 ± 0,31* 1,09 ± 0,11*
каталаза, мкМоль х хв-1 х мг білка-1 182,16 ± 15,32 291,45 ± 25,38* 92,91 ± 8,54*
Примітки:*- р<0,05 щодо контролю.
Таблиця 2.
Активність ферментів глутатіонової системи у гепатоцитах щурів за умов експериментальної виразки шлунка, (М ± т, п=10).
Група тварин Досліджувании'^^^ Параметр контроль етанол стрес
глутатіонпероксидаза, нМоль GSSG х хв-1 х мг білка-1 97,92 ± 7,48 60,34 ± 5,21* 130,98 ± 2,67*
глутатіонтрансфераза, мкМоль х хв-1 х мг білка-1 0,75 ± 0,07 0,93 ± 0,08* 1,13 ± 0,09*
глутатіонредуктаза, нМоль НАДФН х хв-1 х мг білка-1 143,31 ± 12,45 73,42 ± 5,96* 255,38 ± 19,83*
вміст відновленого глутатіону, нМоль х мг GSН -1 1,52 ± 0,14 0,68 ± 0,06* 3,69 ± 0,32*
Примsтки: *- р<0,05 щодо контролю.
При дослідженні ферментів глутатіонової системи показано, що за умов дії етилового спирту на щурів активність глутатіонпероксидази у паренхіматозних клітинах печінки знижувалась на 38% відносно контролю. При впливі стресу активність ферменту збільшувалась - на 34% у порівнянні з контрольними гепатоцитами. Встановлено, що при дії таких ульцерогенних факторів, як етанол і стрес, активність глутатіон-трансферази у гепатоцитах зростала, відповідно на 24% та 49% відносно контролю (табл. 2).
При етаноловій експериментальній моделі виразки шлунка активність глутатіонредуктази у паренхіматозних клітинах печінки зменшувалась на 49% порівняно з контрольними гепатоцитами. При стресовій моделі виразки шлунка активність глутатіонредуктази у гепатоцитах статистично
значимо збільшувалась на 78% по відношенню до контролю (табл. 2).
Показано, що при дії етилового спирту на щурів, вміст відновленого глутатіону у гепатоцитах знижувався на 55% по відношенню до контрольних клітин. При впливі стресового фактору на тварин, рівень відновленого глутатіону у клітинах печінки підвищувався порівняно з контролем на 143% (табл. 2).
Зниження активності супероксиддисмутази у клітинах печінки за умов стресової виразки шлунка свідчить про наявність у гепатоцитах високого вмісту активних кисневих метаболітів, зокрема перекису водню, який безпосередньо може інактивувати фермент [14, 19]. Основним місцем генерації Н2О2 у клітинах печінки є пероксисоми, в яких головним чином локалізована каталаза.
Дворщенко К.О., Бервеи О.Л., Гайда Л.М., Степанов Ю.В.
Пригнічення каталазної активності призводить до виходу Н2О2 з пероксисом у цитозоль клітин. Оскільки глутатіопероксидаза локалізована в мітохондріях та цитозолі гепатоцитів, активується робота цього ферменту.
Підвищена активність глутатіопероксидази за умов стресової виразки шлунка підтверджує зростання у клітинах печінки вмісту цілого ряду перекисів, зокрема гідропероксиду, гідроперекисів жирних кислот, перекисів білкового та нуклеїнового походження, утилізацію яких здійснює цей фермент. Активність глутатіонпероксидазного шляху розкладання гідроперекисів залежить від концентрації донору водню у гепатоцитах. Рівень відновленого глутатіону в клітинах печінки підтримується як синтезом de novo, так і відновленням окисненного глутатіону в спряженій системі НАДФН-глутатіонредуктази, активність якої також збільшується за умов дії стресового фактору [4]. Зростання активності глутатіонтрансферази у гепатоцитах при стресі також має захисний ефект від зростаючої кількості у клітинах гідроперекисів органічного походження.
За умов етанолової виразки шлунка активність ферментів першої лінії захисту -супероксиддисмутази та каталази у клітинах печінки була збільшеною, що свідчить про їх сумісну роботу в гепатоцитах, направлену на утилізацію активних форм кисню. Зниження активності глутатіон-пероксидази, ферменту який утилізує гідроперекиси ліпідів, пов’язано з інтенсифікацією процесів перекисного окиснення ліпідів у мембранних структурах клітин печінки. Рівень активності глутатіонпероксидази в клітині залежить від роботи глутатіонредуктази, яка відновлює окиснений глутатіон. При дії етилового спирту на щурів ферментативна активність глутатіонредуктази та вміст відновленого глутатіону також знижувались, що свідчить про прогресування пероксидації ліпідів та появу її вторинних метаболітів [13]. Збільшення ферментативної активності глутатіонтрансферази у гепатоцитах за умов експериментальної моделі етанолової виразки шлунка пов’язане зі знешкодженням вторинних продуктів перекисного окиснення ліпідів та інших окиснених речовин у цих клітинах за рахунок їх кон’югації з глутатіоном [17].
ВИСНОВКИ
Таким чином, за умов етанолової та стресової експериментальних моделях виразки шлунка у гепатоцитах щурів активність ферментів антиоксидантного захисту зазнавала змін, що зумовлено зростанням вмісту в клітинах вільних радикалів.
Література
1. Бецкой А.С. Гастрит и язва желудка. Профилактика и лечение. - Ростов Н\Д.: Феникс, 2005. - 156 с.
2. Буеверов А.О. Оксидативный стресс и его роль в повреждении печени II Рос. журн. гастроэнтерол., гепатол., колопроктол.- 2002.- Т.12, №4. - С. 21-26.
3. Власова С.Н., Шабунина Е.И., Переслегина И.А. Активность глутатионзависимых ферментов эритроцитов при хронических заболеваниях печени у детей II Лаб. дело. - 1990. - Вып. S. - С. 19-22.
4. Кулинский В.И., Колесниченко Л.С. Биологическая роль глутатиона II Успехи совр. биол. - 1990. -Т. 110. - Вып. 1(4). - С. 20-33.
5. Метод определения активности каталазы I М.А. Королюк, Л.И. Иванова, И.Г. Майорова, В.Е. Токарев II Лабораторное дело. - 19SS. - Вып. і. - С. 16-1S.
6. Петренко А.Ю., Сукач А.Н., Росляков А.Д.
Выделение гепатоцитов крыс неферментативным методом: детоксикационная и дыхательная
активности II Биохимия. - 1991. - Т. 56, Вып. 9.
- С. 1647-1650.
7. Реброва О.Ю. Статистический анализ медицинских данных. - М.: Информполиграф, 2002. - 305 с.
S. Тимочко М.Ф., Шасрова Т.І., Кузнк Ю.І. та ін. Особливості змін ліпідної пероксидації при патології печінки II Клін. фізіологія і біохімія. - 199S. - №3 - 4.
- С. 46-49.
9. Фурдуй Ф.И. Стресс и здоровье. - Кишенёв: Штиица, 1990. - 239 с.
10. Чевари С., Чаба И., Секей Й. Роль супероксиддисмутазы в окислительных процессах клетки и метод определения ее в биологических материалах II Лабораторное дело. - 19S5. - Вып. 11.
- С. 67S-6S1.
11. Baron J.H., Mt. Sinai J. Peptic ulcer II Med. j. - 2000. -Vol. 67. - P. 5S-62.
12. Choung R.S., Talley N.J. Epidemiology and clinical presentation of stress-related peptic damage and chronic peptic ulcer II Curr. Mol. Med. - 200S. - Vol. S.
- Р. 253-257.
13. Gutteridge J.M. Lipid peroxidation and antioxidants as biomarkers of tissue damage // Clin. Chem. - 1995. -Vol. 41. - P. 1S19-1S2S.
14. Liochev S., Fridowich I. Copper, Zinc Superoxide Dismutase and H2O2 II The Journal of biological chemistry. - 2002. - Vol. 277, №3S. - P. 34674-346S.
15. Mokrasch L. C., Teschke E. J. Glutathione content of cultured cells and rodent brain regions: a spesific fluorometric assay. - Analytical Biochemistry. - 19S4. -Vol. і40. - Р. 506-509.
16. Robert A., Nezamis J.E., Lancaster C. and Hanchar A.J. Cytoprotection by prostaglandins in rats. Prevention of gastric necrosis produced by alcohol, HCl, NaOH, hypertonic NaCl, and thermal injury II Gastroenterology.
- 1979. - Vol. 77(3). - P. 433-443.
17. Rushmore T.H. and Pickett C.B. Glutathione S-transferases, structure, regulation, and therapeutic implications // J. Biol. Chem. - 1993. - Vol. 26S.
- P. 11475-1147S.
АНТИОКСИДАНТНА СИСТЕМА ГЕПАТОЦИТІВ ЩУРІВ ЗА УМОВ ВИРАЗКОВИХ УРАЖЕНЬ ШЛУНКА
18. Takagi K. and Okabe S. The effects of drugs on the Superoxide Dismutase Exposed to H2O2 // The Journal
production and recovery process of the stress ulcer // J. of biological chemistry. - 1994. - Vol. 269, №4.
Pharmacol. - 1968. - Vol. 18. - P. 9-18. - P. 2405-2410.
19. Uchida K., Kawakishi S. Identification of Oxidized Histidine Generated at the Active Site of Cu,Zn-
АНТИОКСИДАНТНАЯ СИСТЕМА ГЕПАТОЦИТОВ КРЫС ПРИ ЯЗВЕННЫХ ПОРАЖЕНИЯХ ЖЕЛУДКА Дворщенко Е.А., Бервен О.Л., Гайда Л.Н., Степанов Ю.В.
Установлено, что при этаноловой и стрессовой моделях язвы желудка в гепатоцитах крыс активность ферментов антиоксидантной системы имела разнонаправленные изменения в зависимости от модели язвообразования.
Ключевые слова: гепатоциты, стресс, этанол, антиоксидантная система.
ANTIOXIDANT SYSTEM OF RATS HEPATOCYTES AT STOMACH ULCER LESIONS Dvorshchenko C.O., Berven O.L., Gaida L.M., Stepanov Yu.V.
It is fixed, that at ethanol and stress models of a stomach ulcer in rat hepatocytes activity of antioxidant system enzymes had multidirectional changes in dependence on model of ulceration.
Key words: hepatocytes, stress, ethanol, antioxidant system.
