CC BY
28
2УДК 619:616.935:636.2:577.115.3
Калачнюк Л.Г. 1 2, к.б.н., старший науковий сшвроб^ник;
Сид1р-Басараб 1.М. \ аспiрант;
Мельничук Д.О. 2, д.б.н., професор, академiк НАНУ i УААН, Калачнюк Г.1. 1, д.б.н., професор
1Лье1еський нацюнальний ушеерситет еетеринарног медицины та бютехнологт ¡мет С.З.Гжицького 2Нацюнальний ушеерситет бюресурсге / природокористуеання Украгни
ЗМ1НИ АКТИВНОСТ1 ВНУТР1ШНЬОКЛ1ТИННИХ ЕНЗИМ1В ЗА Д11 ТОКСИКАНТА I ПРОТЕКТОРА
Виечали дт токсиканта (етанолу; ЕЮН) I протектор1е -фосфолтдемгсних препарат1е рослинного (EPL- "Есенц1але") I теаринного (FLP-MD I LP) походження, на актиетсть алкогольметабол1зуючих ензим1е та концентрацт триацилглщерол1е (ТАГ) I холестеролу (ХОЛ) у цитоплазм/ гепатоцит1е щур1е. Шд еплиеом надлиште алкоголю егроггдне знижуеться актиетсть мжросомальног етанол метаболгзуючог системи (МЕОС), алкогольдег1дрогенази (ADH) I ацетальдег1ддег1дрогенази (ALDH) при егроггдному тдеищенш концентрацп ТАГ I ХОЛ у цитоплазмI гепатоцит1е. ФосфолШдемгсш препарати теаринного походження прояеляють еищу протекторну дт, шж рослинт.
Ключовi слова: мЫросомальна етанол окислюеальна система, алкогольдег1дрогеназа, ацетальдег1ддег1дрогеназа, триацилглщероли, холестерол, цитозоль, гепатоцити, фосфолтдемгсш препарати.
У наших попередшх роботах [1, 2] було показано, що за умов штоксикаци етанолом у кровi щурiв вiрогiдно (Р < 0,001) зростають концентрацп триацилглiцеролiв, холестеролу, бшрубшу й актившсть у-глутамштранспептидази на тлi вiрогiдного (Р < 0,001) зростання в гепатоцитах вмюту малонового дiальдегiду та зниження активност ензимiв супероксиддисмутази i каталази. Змiни вказаних та шших бiохiмiчних показникiв свiдчать про деструктивну дiю ЕЮН на обмiннi процеси в органiзмi тварин i передуЫм значнi порушення структурно-функцiонального стану мембран кл^ин печiнки. Окрiм цього було встановлено, що завчасне застосування спещальних фосфолшщвмкних препаратiв проявляв вiдновновлюючий вплив на вищенаведеш показники. Виявленi змши в метаболiчних процесах послужили основою для проведення бшьш розширених i поглиблених бiохiмiчних дослiджень внутрiшньоклiтинного стану гепатоциив за ди згаданих екзогенних чинниюв.
Матер1али 1 методи дослщжень. Дослiдження проводили на 25 щурах-самцях, якi були роздiленi на 5 груп по 5 тварин у кожнш. Жива маса 1х знаходилась у межах 130-150 г. Щурi контрольно! (1о1; К) групи продовжували
© Калачнюк Л.Г., Сид1р-Басараб 1.М., Мельничук Д.О., Калачнюк Г.1., 2009
105
утримуватися на звичайнш дieтi та одержували iзокалорiйний розчин глюкози (40%). Тваринам ycix дослщних (2-, 3-, 4- i 5"ог) груп вводили алкоголь (8 г/кг живо! маси), який був розчинений у водi (30%; v/v). Iншi методичш деталi описано ранiше [3, 4]. Мжросомальш фракци використовували для визначення активност МЕОС (нмоль ацетальдегщу/хв • мг бiлка) за прописом (Kim Y.H., Shin M. J. Exp. Mol. Med. 2002. - Vol. 34. - P. 123-130). За цими ж авторами визначали актившсть ADH (КФ 1.1.1.1; алкоголь: NAD-оксидоредуктази; алкоголь + NAD+^ альдегщ (кетон) + NADH + Н+; нмоль NADH/хв/мг бiлка), а також й актившсть шшого важливого алкогольметаболiзуючого ензиму ALDH (нмоль NADH/хв/мг бшка) - спектрофотометрично (при А=340 нм), використовуючи ацетальдегiд i NAD+ як субстрати для наступно! продукци NADH. У цитозольнiй фракци визначали за загальноприйнятими методами й iншi бiохiмiчнi показники, в тому числi вмют ТАГ i ХОЛ. Умови для проведення дослщжень були створенi НУБШУ, а необхiдне обладнання й реактиви люб'язно наданi 1нститутом фiзiологil та генетики тварин Чесько! АН (Прага), за що висловлюемо щиру вдячшсть. Обробку отриманих цифрових даних проводили статистично, використовуючи критерш "t "Стюдента.
Результати i обговорення. Одержанi результати наведет в табл. 1 i на рис. 1 i 2.
Таблиця 1
Змши активного внутр1шньокл1тннннх ензшупв за дй* токсиканта EtOH i
протек*то[мв EPL; FLP-MD i LP M±m; n=5
Групи тварин Алкогольметаболiзуючi ензими
МЕОС, нмоль ацетальдепду / хв. / мг бшка ADH, нмоль NADH / хв. / мг бшка ALDH, нмоль NADH / хв. / мг бiлка
1 (К; контроль) 23,31+1,34 39,42+4,49 43,77+3,86
2 (К + EtOH) 14,46+1,23* 12,42+1,03* 22,14+2,19*
3 (К + EtOH+ EPL) 16,17+1,06 18,37+3,38*# 29,69+2,09*
4 (K+EtOH+FLP-MD) 17,79+1,51 26,43+2,07*# 35,31+2,41*#
5 (К + EtOH+LP) 18,92+1,22# 29,92+2,14*# 37,11+1,87#
*Р < 0,05 - 0,001 у порiвняннi з 1ою групою, #Р < 0,05 - 0,001 - у порiвняннi з 2ою групою
1з наведених даних у табл. 1 видно, що тд впливом алкоголю актившсть уЫх дослiджуваних внутрiшньоклiтинних ензимiв вiрогiдно знижуеться, а при завчасному застосуванш рiзних протекторiв вона по^зному спрямовуеться у бiк нормашзацп. На скшьки вiдсоткiв вiдбуваються цi змши у дослщжуваних ензимах пiд дiею екзогенних чинникiв свiдчать данi рис. 1 i 2.
106
г з 1
I ||у1И1 ширин
«с^ дон
Н в
даг
еа
ЗйК ш
пИ _ —щ— _.
1
Б
УЧА трупп тнарнн
Ч. 100
к»
411 УЧ Й
Г 1 ДМ)Н
* : А А
*
д ш Ш-
в
? з 4. ■ ргу1эи мтрш^
Рис. 1. В1дсотков1 зрушення активносп внутр1шньокл1тинни\ ензимив у печшщ за дн алкоголю i фосфолшщвмкних препарат1в.
1з наведених на рис. 1 i 2 результатiв видно, що всi алкогольметаболiзуючi внутрiшньоклiтиннi ензими не рiвнозначно реагують на появу в кл^инах печiнки пiдвищених кшькостей такого токсиканту, як EtOH. Хоча актившсть !х знижуеться вiрогiдно (Р < 0,001), але найбiльше шпбуеться ним (бiльше, нiж у 3 рази) ADH. Виявлено майже однакове зниження (~ у 2 рази) активностi МЕОС i ALDH, тобто ензимiв, якi функцiонують у мжросомах i цитоплазмi. Застосування фосфолiпiдвмiсних комплексних препарата сприяе пiдтриманню вищого рiвня активностi всiх алкогольметаболiзуючих реакцiй. Причому вищий ефект одержуеться при застосуванш препаратiв молочного походження (FLP-MD i LP) порiвняно з соевим (EPL).
1з наведених на рис. 1 (А) даних видно ч^ке вщдзеркалення змiн активностi ензимiв вiдносно контролю, величину якого прийнято за 100 %. За умов токсично! ди EtOH актившсть МЕОС знижуеться на 38 %. Застосування препарату EPL тдвищуе актившсть МЕОС на 7 % порiвняно з 2ою групою. А використання препарата FLP-MD i його лшосомально! форми (LP) посилюе актившсть МЕОС ще на 7 i 13 % вiдповiдно, порiвняно з 3ою групою. Звiдси випливае, що у мжросомальному апаратi кл^ини, завдяки завчасному згодовуванню фосфолiпiдвмiсних комплексних препарата тваринного походження, вщновлення функци МЕОС складае 14 - 19 %, порiвняно з 2ою групою.
Змши активностi МЕОС узгоджуються iз вiдповiдними зрушеннями в активностi алкогольметаболiзуючих ензимiв цитоплазми, що пiдтверджуеться даними рис. 1 (Б i В). Вони свщчать, що пiд дiею надлишкiв EtOH у цитоплазмi актившсть ADH знижуеться на 68 %. Споживання EPL (перед введенням етанолу) тдвищуе актившсть цього основного алкогольметаболiзуючого ензиму на 15 %, тобто порiвняно з 2ою групою. Ще вища активнiсть алкогольдегiдрогенази вiдзначаеться при застосуванш таких фосфолшщвмюних комплексних препарата, як FLP-MD i LP. Вона тдвищуеться на 35 i 44 % вщповщно (порiвняно з 2ою групою).
107
1 2 3 4 5
грули твари н
Рис. 2. Змши концентраций ТАГ i ХОЛ у цитоплaзмi гепатоциив за дн етанолу (EtOH) i фосфолшщвмкних протектор1в (FLP-MD, LP i EPL).
Пщ впливом екзогенних чинниюв 3Ha4Hi змiни вiдзнaчaються тaкож i в aктивностi ALDH (рис. 1. В). 3a ди нaдлишкiв EtOH у кл^иш aктивнiсть цього ензиму знижуеться мaйже Ha 50 % (2a грута). Використaння EPL (3я грута) сприяе пiдвищенню його зктивносп Ha 17 %, a зaстосувaння FLP-MD (4a групa) i LP (5a грута) - вiдповiдно Ha 30 i 34 %.
введет дaнi стосовно 3míh aктивностi aлкогольметaболiзуючих ензимiв корелюють i3 зрушеннями в концентрaцiях ТАГ i ХОЛ у цитоплaзмi (рис. 2). 1з таведених нa рис. 2 дaних видно, що, дiйсно пiд дieю тадлишюв EtOH у цитоплaзмi гепaтоцитiв вiрогiдно (P < 0,001) пiдвищуeться концентрaцiя ТАГ i ХОЛ ~ у 2 - 2,6 ргзи при вищетаведених вiрогiдних зниженнях aктивностi вЫх aлкогольметaболiзуючих ензимiв. А зaтосувaння фосфолшщвмкних добaвок рослинного i твaринного походження суттево нормaлiзуe всi дослiджувaнi покгзники лiпiдного обмiну в клiтинaх печшки.
Висновки
1.Вживaння пiдвищених доз етaнолу вiрогiдно (P < 0,001) знижуе aктивнiсть всiх aлкогольметaболiзуючих ензимiв кл^ини тa збiльшуе концентрaцiю триaцилглiцеролiв i холестеролу в ïï цитоплaзмi.
2.Пщ впливом нaдлишкiв глкоголю в кл^иш м 38 % (P < 0,001) знижуеться aктивнiсть мiкросомaльноï етaнол окислювгльно1' системи, a тaкож у цитоплaзмi - нa 68 % (P < 0,001) aктивнiсть aлкогольдегiдрогенaзи i нa 50 % (P < 0,001) - aцетaльдегiддегiдрогенaзи нa тлi вiрогiдного (P < 0,001) пiдвищення концентрaцiй триaцилглiцеролiв i холестеролу.
3. Зaвчaсне споживaння перед етaнолом фосфолiпiдвмiсних комплексних препaрaтiв сприяе вiрогiдному збереженню пiдвищеноï aктивностi вЫх внутрiшньоклiтинних aлкогольметaболiзуючих ензимiв тa зниженню концентрaцiï триaцилглiцеролiв i холестеролу у цитоплaзмi.
108
4.1з дослщжуваних фосфолшщвмюних препаратсв вищим протекторним ефектом володшть комплекси тваринного походження (FLP-MD i LP), порiвняно з рослинними (EPL; "Ессенщале").
Л1тература
1. Калачнюк Л.Г., Мельничук Д.О., Cudip 1.М. та т. Змши бiохiмiчних показниюв кровi за екзогенно! ди алкоголю та фосфолшщвмкних комплексiв // Наук. вюник НАУ, Кшв, 2008. - Вип. 127. - С. 117-120.
2. Калачнюк Л.Г., Мельничук Д.О., Cudip 1.М. та iH. Антиоксидантна здатшсть фосфолшщвмюних комплекЫв за умов розвитку алкоголь-шдукованого гепатичного стеатозу // Наук. вкник ЛНУВМтаБТ iм. С.З. Гжицького, Львiв, 2008. Т.10, №3(38), Ч.1. - С.99-105.
3. Пат. №78306 - Украша. Ветеринарна бюлопчно активна добавка та спосiб репаративно! терапи при диспепси новонароджених телят. Д.О. Мельничук, В.А. Грищенко А. 61К 35/20. - № 20041108957; Заявл. 02.11.2004; Опубл. 15.03.2007, Бюл. №3.
4. Kuntz T. Essential phospholipids as liver therapeutic agents // Exp. Opin. (Scientific Institute of Hepatology, Werzlar FRG). - 1988. - Vol. 31. - 255 p.
Summary
L. Kalachnyuk1,2, I. Sydir-Basarab1, D. Mel'nychuk2, G. Kalachnyuk1
1Biotechnology Research Institute of Animal Production L 'viv National University of Veterinary Medicine and Biotechnologies named after S.Z. Gzhytskyi, Pekarska st. 50, L'viv 79010, Ukraine; 2National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, Heroyiv Oborony st. 15, Kyiv 03041, Ukraine CHANGES OF ACTIVITY OF INTRACELLULAR ENZYMS UNDER EFFECT OF TOXIC AND PROTECTIVE AGENTS It has been studied influence of toxic (ethanol; EtOH) and protective (FLP-MD, LP from animal origin and EPL from plant origin) agents on activity of alcohol metabolizing enzymes and concentration of triacylglycerol (TAG) and cholesterol (CHO) in the rat hepatocytes cytoplasm. Under effect of alcohol, it is decreased significantly activity of microsomal ethanol metabolizing system, alcohol dehydrogenase, acetaldehyde dehydrogenase at the shadow of significant increase of TAG and CHO concentration in the rat hepatocytes cytoplasm. The phospholipids remedies from animal origin have higher protective abilities than ones from plant origin.
Key words: microsomal ethanol oxidizing system, alcohol dehydrogenase, acetaldehyde dehydrogenase, triacylglycerols, cholesterol, cytoplasm, hepatocytes, the phospholipids remedies.
Стаття надшшла do редакцИ 23.03.2009
109
