CC BY
12
65. The expression pattern of the orphan nuclear receptor RORbeta in the developing and adult rat nervous system suggests a role in the processing of sensory information and in circadian rhythm / Schaeren-Wiemers N., Andre E., Kapfhammer J.P. et al. // Eur.J.Neurosci.-1997.-Vol.9, N 12.-P.2687-2701.
66. Thompson C.C., Potter G.B. Thyroid hormone action in neural development // Cereb.Cortex.-2000.-Vol.10, N 10.-P.939-45.
67. Thyroid hormone effects on neuronal differentiation during brain development: [Pap.] 4 th Thyroid Sump. Brain and Thyroid Graz / Nunez J., Couchie D., Aniello F. et al. // Acta. Med. Austr.-1992. - N 1.-P.36-
39.
68. Thyroid hormone regulation of p-adrenergic receptor number / Williams Z.T., Zefkawite R.S., Wa-tanabe A.M. et al. // J.Biol.Chem.-1977. N 8.-P.2787-2789.
♦
УДК 616.36 - 008.61:615.279:543.272.455
Ю.В. Федоренко
ДИНАМ1КА МЕТАБОЛ1ЧНОГО I ФУНКЦЮНАЛЬНОГО СТАНУ ПЕЧ1НКИ ЗА УМОВ ДП ФТОРУ НА ФОН1 Б1ОПРОТЕКТОР1В
Львiвський нацюнальний медичний утверситет iM. Данила Галицького кафедра нормально'1 ф1зюлогИ'
(зав. - член-кор. АМН Украши, д.мед.н, проф. М.Р. Гжегоцький)
Ключовi слова: фтор, пектин, кальцт, mpioeim, сироватка Kpoei, печтка, активтсть ферментiв, антиоксидантний захист Key words: fluorine, pectin, calcium, triovit, blood serum, liver, enzymatic activity, antioxidant protection
Резюме. Пероральное поступление фтора вызывает окислительный стресс, снижение концентрации кальция, повышение активности трансаминаз и щелочной фосфатазы в сыворотке крови. Протекторная роль пектина не выявлена, пектин и кальций улучшают показатели функции печени при ведущей роли кальция. Комплекс пектина, кальция и триовита проявляет синергическое действие, активизирует метаболические процессы, обеспечивают коррекцию нарушений функционального состояния печени и может быть применим для адаптивной профилактики гомеостаза и синдромов экологической дезадаптации при действии фтора.
Summary. Peroral entrance of fluorine causes oxidative stress, decrease of calcium concentration, increase of transaminases and alkaline phosphatase in the blood serum. Protective role of pectin was not determined; pectin and calcium improve indexes of the liver functioning at the leading role of calcium. Pectin, calcium and triovit complex displays synergic action, activates metabolic processes, provides correction of the liver functional state abnormalities, and may be applied for adaptive prophylaxis of homeostasis and syndromes of ecological disadaptation at the fluorine action.
Фтор належить до умовно есенцшних мш-роелеменпв, i фiзiологiчне його значення для людини полягае у пластичнш функцп, стимуляцп розвитку юстково!, хрящово! тканини, участ у багатьох важливих бiохiмiчних процесах, про-цесах iмуногенезу, кровотворення [8]. Фтор надходить в оргашзм людини, яка не мае про-фесшного контакту, в основному з водою, передуем у природних бiогеохiмiчних регюнах з тдвищеним вмютом фтору, та !жею. 1нтенсивне використання фтору у промисловосп з середини Х1Х столггтя сприяло розвитку зон техногенного забруднення об'екпв навколишнього середо-
вища фторвмюними промисловими вщходами, що вщповщно призводить до тдвищеного надходження фтору в оргашзм людини. Додат-ковим джерелом фтору можуть бути зубш пасти, гел^ лаки для лшування карieсу зубiв, побутовi аерозолi, фармацевтичш препарати для лшу-вання остеопорозу. Особливютю фтору, як мiкроелементу, е те, що вiн мае вузький дiапазон мiж безпечною i токсичною дiею. Безпечними рiвнями надходження фтору в оргашзм вва-жаються для дтей (в залежностi вiд вшу) вщ 0,1 до 0,25 мг на добу, для дорослих - 4 мг на добу [1]. Вщомо, що вище безпечного рiвня фтор е
полiферментною отрутою, викликае рiзноманiтнi метаболiчнi i функцiональнi зрушення в орга-нiзмi, уражуе всi органи i системи. Негативна дiя фтору може тдсилюватися дефiцитом кальцiю, фосфору, бшав, вiтамiнiв та залежить вщ кон-центрацн у водi шших макро- i мiкроелементiв, зокрема кальщю, брому, солей важких металiв [9, 16,17]. Поряд iз цим вивчено протекторний вплив кальщю, який покращував стан юстково! системи, знижував токсичний вплив фтору. Зба-гачення ращону вiтамiнами А,Е,С при фториднiй штоксикаци сприяло нормалiзацil фосфорно-кальцiевого обмшу, фосфолiпiдного складу мембран м^охондрш, ендоплазматичного ретику-луму печiнки, покращувало процеси синтезу бiлка [4,14,15].
Метою нашо! роботи було вивчення динамши показникiв метаболiчного i функцiонального стану печшки (як основного органу метаболiзму i детоксикацп) за умов тривалого надходження фтору на фонi послщовного застосування бю-логiчних протекторiв - пектину, кальщю, трювггу.
МАТЕР1АЛИ ТА МЕТОДИ ДОСЛЩЖЕНЬ
Дослiдження проводилися на бших щурах лши Wistar масою тiла 170-200 г. У I сери до-слiджували показники при ди NaF (далi фтор), у II серп - при дп фтору на фонi додавання до рацiону пектину, у III - на фош додавання пектину i кальцiю, у IV - на фонi комплексу пектину, кальщю i трiовiту. Лабораторнi тварини утримувалися за стандартних умов вiварiю з
в1льним доступом до питно1 води та щоденним внутршньошлунковим введенням натще через зонд водних розчишв NaF у доз1 10 мг/кг маси тша. Яблучний пектин додавали до 1'Ж тварин i3 розрахунку 1 г/кг маси тiлa, кальцш - 225 мг/кг маси тша (у виглядi офiцинaльного глюконату кальщю), препарат "Трюв^" (виробництва KRKA, Slovenia) - 1 капсула на кг маси тша (вгамш С - 100 мг, вгамш Е - 40 мг, в -каротин - 10 мг, селен - 50 мг). Пектин i кальцш додавали у 2 рiзнi порцп 1ж, а трювгг - разом iз кaльцieм. У тканиш печiнки i сировaтцi кровi тварин на 15 i 30 доби дослав (I i II сери) i на 30 добу (III i IV серп) визначали рiвень дieнових кон'югaтiв (ДК) [2], тюбарб^урово! кислоти aктивнi продукти (ТБК - АП) [10], актившсть супероксиддисмутази (СОД) [6], каталази (КТЛ) [5], шдекс загально! антиоксидантно! aктивностi Iaoa [3], у сировaтцi кровi - актившсть трaнсaмiнaз АлАТ, АсАТ, лужно! фосфатази (ЛФ), концентрaцiю сечовини i кaльцiю, вико-ристовуючи набори Бю-Ла-Тест "Лахема". Кон-центрaцiю фтору у сечi визначали потенщо-метричним методом на iономiрi лабораторному М-160. Ытегральну оцiнку та контроль корекцi1' антиоксидантного стану оргашзму проводили за значенням коефщенпв, отриманих за стввщ-ношенням покaзникiв антиоксидантного захисту та штенсивност процесiв лiпопероксидaцi1' Ki i К2, К3 ст - (К3 ст - стандартизований за Iaoa)
[7, 11].
К,
СОД МДА
Кз = ( СОД
К2
КТЛ d
СОД k КТЛ k
СОД х КТЛ
МДА
) . ( ДК± х МДА,
ДКк МДАк
).
Кзт = ( СОД± х
V СОДк КТЛ k
*АОА(сГ^ ) _ ( ДКd МДА, ,
I
AOA( к )
ДКК МДА,
к
де - СОД - актившсть супероксиддисмутази, КТЛ - актившсть каталази, ДК - вмкт дieнових кои'юга^в, МДА - вмист малонового дiaльдегiду (resp. ТБК - активних продуктiв), Iaoa - значения iндексу загально1 антиоксидантно1' активности, iндекс d - показник дослщжувано1' групи, iидекс k - контрольно1' групи. Значення К1 i К2 порiвиювaли вiдповiдио в штактних i дослiдиих тварин. Контрольна величина К3 i К3ст дорiвиюe близько 1, що одночасно характеризуе стан i рiвиовaгу в системi пероксидне окиснення лiпiдiв (ПОЛ) i антиоксидантного захисту (АОЗ).
Статистичне опрацювання здшснювали методом найменших квaдрaтiв з визначенням ступеня вiрогiдностi за t- критерieм Стьюдента (програма Microsoft Excel 90).
РЕЗУЛЬТАТИ ТА IX ОБГОВОРЕННЯ Тривале надходження фтору в оргашзм лабо-раторних тварин призвело до вiрогiдних змiн
всiх дослiджувaних показниюв вже на 15 добу дослщу, проте мaксимaльнi ефекти спостерь галися на 30 добу дослщу (табл.1). Фтор викли-кав метaболiчнi змши в ткaнинi печiнки, що виявилися в дисбаланс мiж показниками лшо-пероксидaцi1' й антиоксидантно1' aктивностi тка-нини печiнки (рaнiше нами було показано, що
х
х
практично аналопчний дисбаланс спостер^ався i в кровi [12]), причому знизився антиоксидантний захист i не ферментно! його компоненти, про що свщчить значення 1АОА. У загальному функщо-нальний стан системи ПОЛ-АОЗ печiнки знизився практично у три рази (К3 ст. = 0,31) (табл. 2.). Вiдомо, що одним iз механiзмiв ди фтору е зв'язування кальщю в сироватцi кровi з ут-воренням нерозчиненого фториду кальщю, а також посилене надходження кальщю в кл^ини,
де вш вступае в сполуку з бшком кальмодулшом. Внаслiдок цього змiнюеться iнтенсивнiсть кл> тинного метаболiзму [13]. Ураження клггин пе-чiнки засвiдчуе пiдвищення активносп фермен-тiв АлАТ i АсАТ та зниження активностi лужно! фосфатази у сироватщ кровi. Екскрецiя фтору з сечею тдвищилася вже на 7 добу дослщу, зростала до 30 доби i перевищувала контрольш рiвнi у 20 разiв.
Таблиця 1
Змши параметр1в функцюнального стану печшки бiлих щур1в (М ± т) на 30 добу дослдав за умов щоденного впливу фтору без додавання бiопротекторiв та на фош комплексу пектину, кальцiю i трiовiту (I i IV серн дослдав)
Показники I серш (без 51опротектор1в) IV сер1я (пектин + кальцй + тр1ов1т)
контроль NaF контроль NaF
Вм1ст у тканин1 печшки:
ТБК-АП, мкмоль/мл 1194,2±47,2 1692,3±42,0* 1195,0±22,9 1107,3±71,4
1аоа, Ыдн. од. 2,1±0,03 1,37±0,08* 2,40±0,12 2,13±0,18
ДК, од Е/мл 12,33±0,76 23,0±0,71* 13,10±0,35 13,6±0,55
СОД, од.акт./млхв 691,1±30,2 1210,5±78,1* 773,1±29,0 715,5±35,5 Каталаза,
мкмоль Н2О2/мл • год 87,1±2,9 62,5±5,4 103,1±6,0 96,9±4,15
У сироватц кров1: АлАТ, ммоль/л • год АсАТ, ммоль/л • год ЛФ, ммоль/л • год Кальцт, ммоль/л Фтор, мкмоль/л
1,56 ± 0,09 2,62 ± 0,16 4,38 ± 0,12 2,36 ± 0,07 55,8±5,2
2,81 ± 0,11* 3,07 ± 0,20* 7,41 ± 0,26* 2,14 ± 0,04* 1120,4±136,8*
1,55 ± 0,08 2,69 ± 0,13 3,94 ± 0,15 2,77 ± 0,05 40,5±3,2
1,73 ± 0,10 2 60, ± 0,13 4 61, ± 0,08* 2,41± 0,05* 131,5±0,2*
Прим1тка: *- в1ропдно вщносно контролю.
Додавання пектину до ращону тварин не покращило перебiг метаболiчних процесiв у сис-темi ПОЛ-АОЗ печшки, лише незначно знизився прирют концентрацп ДК i ТБК-АП у кровi на 15 добу дослщу. На 30 добу дослiду стан окисного стресу, викликаного дiею фтору, залишився на
рiвнi показникiв без додавання пектину. Отже, пектин е неефективним для корекци антиок-сидантного захисту. Протекторна роль пектину практично не виявлялася при ди фтору i за iншими дослiджуваними показниками.
Таблиця 2
Динамика значень штегральних коеф1ц1ент1в, що характеризують стан системи ПОЛ-АОЗ тканини печ1нки за умов ди фтору на 30 добу дослдав при послiдовному додаванш
бiопротекторiв
К1к К1д К2к К2д К3 К1
Фтор 0,58 0,71 50,5 44,4 0,47 0,31
Фтор + пектин 0,59 0,70 56,2 65,6 0,60 0,35
Фтор + пектин + кальцй 0,60 0,55 64,3 53,1 0,75 0,51
Фтор + пектини + кальцт + трюв1т 0,65 0,65 67,0 63,0 0,90 0,90
Додавання пектину i кальщю до рацiону тварин позитивно вплинуло на показники ПОЛ-АОЗ, передуем у тканинi печiнки. На 30 добу дослщу рiвень ТБК-АП i ДК знаходився в межах контролю, але антиоксидантна функцiя тканини печшки була ще зниженою. Активнiсть СОД пригшчувалася на 15,7%, активнiсть каталази знаходилася на рiвнi контролю У кровi рiвень ДК залишився високим (167,4%), а ТБК-АП пере-вищували контрольнi величини на 27,8%. Можна було б очшувати пiдвищення активносп анти-оксидантного захисту з приростом продукпв ПОЛ. Але зрiвноважити баланс шсляди фтору антиоксидантна система ще не в змозг Це пщтверджують значення iнтегральних коеф> цiентiв (див. табл.2), яю вже зросли на фош додавання пектину i кальщю, порiвняно з попе-реднiми величинами, але ще не досягли рiвня контролю. Передуам це стосуеться К3 i К3 ст., якi, на нашу думку, бшьш об'ективно вщображають стан окисного стресу i, вщповщно, метаболiчнi зрушення у тканинi печшки. Поряд iз цим антиоксидантна функщя печiнки е дещо вищою, шж у кровi. Це уявляеться закономiрним, ос-кiльки активнiсть СОД е вищою у тканиш печiнки, шж у кровi, до того ж антитоксична функцiя печiнки може також впливати на ак-тивацiю перебпу метаболiчних процесiв. Пектин i кальцш сприяли зниженню активностi ферментiв у сироватщ кровi. Порiвняно з дода-ванням до рацiону лише пектину актившсть АлАТ знизилася в 1,4 рази, АсАТ - в 1,2 рази. Актившсть ЛФ залишалася пiдвищеною, але лише на 13,8% порiвняно з контролем. Отже, пектин i кальцiй позитивно впливають на мета-болiчнi процеси в тканинi печiнки.
Показовою е позитивна роль кальщю при дп фтору за показником концентраци кальщю у сироватщ кровь Додавання кальщю до рацюну контрольное' групи тварин сприяло пiдвищенню його концентраци в сироватщ кровi цих тварин до 2,78 ммоль/л, що е дещо вищим, нiж у групi тварин, яю не отримували додатково кальцш. У цей час у тварин, що отримували i фтор, i пектин з кальщем, концентрацiя кальщю наближалася до значень групи тварин, котрi кальцiю не отримували, i становила 2,44±0,0 ммоль/л. Отже, це е наочною шюстращею, коли, з одного боку, вiдмiчаеться нормальний рiвень кальцiю у сироватцi кровi при дп фтору на фонi корекци , а з iншого - цей рiвень е вiрогiдно нижчим, шж у контрольнiй групi, що отримувала кальцiй. Така обставина й свщчить про те, що кальцш достатньо добре захищае оргашзм вщ ди фтору i е домiнуючим коригувальним чинником у
комплекс "пектин + кальцш", та водночас свщ-чить, що змiни, викликаш дiею фтору, ще залишаються. Екскрещя фтору з сечею на фош споживання кальцiю i пектину знизилася практично у 3,6 раза.
Отже, можна припустити, що покращання гомеостатичних реакцш функцюнального стану печшки ^ вщповщно, перебпу адаптацшно-компенсаторних процешв в органiзмi вiдбулося не лише внаслщок фiзiологiчноl ди самого кальщю на оргашзм, але й завдяки можливому утворенню в органiзмi частки фториду кальщю, який е у 6 разiв менш токсичним, шж фторид натрiю. До того ж, важкорозчинний фторид кальцiю запобпае всмоктуванню i надходженню у кров юшв фтору, що пiдтверджуеться змен-шенням екскреци фтору з сечею. Пщсилюе ефект кальцiю додавання пектину. Пектин, iмовiрно, виводить iз оргашзму утворену важкорозчинену сполуку фториду кальщю. Оскшьки комплекс пектину i кальщю не виявив оптимального ко-ригувального ефекту i передусiм не усував повшстю дисбаланс у системi ПОЛ-АОЗ, до цього комплексу був доданий "Тршви"", який виконуе антиоксидантну функщю завдяки всiм чотирьом сво1м складникам.
Додавання тршвиу сприяло норматазаци рiвня продуктiв ПОЛ-АОЗ у тканинi печшки, штегральш коефiцiенти практично наблизилися до контролю. Поряд iз цим, рiвень ДК у кровi залишився ще шдвищеним на 58%. При цьому позитивним слщ вважати i шдвищену активнiсть СОД на 23% щодо контролю. Актившсть АсАТ i ЛФ залишаеться шдвищеною на 11,6% та 17% вщповщно. Якщо простежити кратшсть переви-щення концентрац^ фтору в сечi в динамiцi при послщовному додаваннi бiопротекторiв (стосов-но вщповщних контрольних груп), то отримаемо наступний ряд: на 15 добу - 16,5 (без бюпро-текторiв) > 16,0 (з пектином) > 10,3 (з пектином i кальщем) >3,2 (комплекс пектину, кальщю i трювггу), на 30 добу дослщу - 20,1 > 19,3 > 11,6 > 3,2 вщповщно.
Таким чином, комплекс трювггу, пектину i кальщю за бшьшютю показниюв знижуе силу дп фтору, нормалiзуе антиоксидантний стан печшки, пщвищуе метаболiчнi процеси i функцi-ональний стан, сприяе пiдвищенню адаптацiйних резервiв органiзму.
ВИСНОВКИ
1. Пероральне надходження NaF в оргашзм бших щурiв у дозi 10 мг/кг маси тiла протягом 30 днiв призводить до окисного стресу, зниження концентраци кальцiю, пщвищення активностi
АлАТ, АсАТ i лужно! фосфатази в сироватщ
KpOBi.
2. Метаболiчнi змши, що призводять до пору-шення дисбалансу мiж показниками лшопе-роксидаци й антиоксидантно! активностi ткани-ни печшки при ди фтору полягають у пiдвищеннi рiвня дieнових кон'югапв i ТБК-активних про-дуктiв та зниженш активностi каталази i су-пероксиддисмутази.
3. При ди фтору застосування пектину з метою бiопрофiлактики е неефективним. Ефек-тивнiсть пiдсилюеться комплексом пектину i кальцiю. Основна роль у покращенш метаболiч-них процешв належить кальцiю.
4. Застосування комплексу пектину, кальщю i трiовiту сприяло пiдвищенню активностi анти-оксидантного захисту, що шдтверджуеться наб-лиженням штегральних коефiцiентiв до рiвня контролю, нормалiзацil концентрацп кальцiю у сироватцi кров^ зниженню екскрецп фтору в сечь
5. Комплекс пектину, кальщю i трювпу вияв-ляе синергiчну дда, активуе метаболiчнi процеси, забезпечуе корекщю порушень функцiонального стану печiнки i може застосовуватися для адаптивно! бюпрофшактики або корекцп порушень гомеостазу та синдромiв еколопчно! дезадап-таци, викликано! тривалим надходженням фтору.
СПИСОК Л1ТЕРАТУРИ
1. Влияние фтора при комплексном поступлении в организм / В. И. Циприян, Г. А. Степаненко, Н. Т. Музычук, И. И. Швайко // Гигиена и санитария. -1991. - №5. - С. 62-65.
2. Гаврилов В. Б., Мишкорудная М. И. Спектро-фотометрическое определение содержания гиперперекисей липидов в плазме // Лаб. дело. - 1983. - № 3. -С. 33-35.
3. Индекс антиокислительной активности биологического материала / В. Б. Мартынюк, С. М. Ко-вальчук, М. Ф. Тимочко, Е. Н. Панасюк // Лабораторное дело. - 1999. - №3. - С. 19-22.
4. Кацнельсон Б. А., Дегтярева Т. Д., Привалова Л.И. Принципы биологической профилактики профессиональной и экологически обусловленной патологи от воздействия неорганических веществ. - Екатеринбург: 1999. - 107 с.
5. Королюк М. А. Метод определения активности каталазы // Лабораторное дело. - 1988. - № 1. -С. 16-19.
6. Костюк В. А., Потапович А. И., Ковалева Ж.В. Простой и чувствительный метод определения активности супероксиддисмутазы, основанный на реакции окисления кверцетина // Вопросы медицинской химии. - 1990. - №2. - С. 88-91.
7. Метод штегрально! оцшки антиоксидантного захисту при дп ксенобютишв: 1нформ. лист №28 / Гжегоцький М. Р., Федоренко Ю. В., Терлецька О. I., Ковальчук С. М. - К., 2004. - 4 с.
8. Микроэлементозы человека / А. П. Авцын, А. А. Жаворонков., М. А. Риш, Л. С. Строчкова - М.: Медицина, 1991. - 496 с.
9. Нейко £.М., Рудько Г.1., Смоляр Н.1. Медико-геоеколопчний анал1з стану довшлля як шструмент
оцшки та контролю здоров'я населения. - 1вано-Франшвськ; Льв1в: 2001. - 350 с.
10. Тимирбулатов Р.А., Селезнев Е.И. Метод повышения интенсивности сврбоднорадикального окисления липидсодержащих компонентов крови и его диагностическое значение // Лабораторное дело. -1981. - № 4. - С. 209-211.
11. Федоренко Ю.В. Метабол1чний i функць ональний стан печшки у процес корекцп негативного впливу свинцю // Медичш перспективи. - Т. XIII, №2. - С. 104-108.
12. Федоренко Ю.В. Функцюнальш та метабо-л1чш порушення за умов надходження в оргашзм фториду натрш // Ппена населених мюць. - К. -2007. - Вип.. 49. - С. 70-76.
13. Цебржинский О.И. Биохимические механизмы токсичности фторид-иона // Фтор. Проблеми екологи, бюлогп, медицини, ппени: Матер1али наук.- практ. конф. - Полтава, 1993. - С. 95-98.
14. Ekambaram P., Paul V. Calcium preventing locomotor behavioral and dental toxicities of fluoride by decreasing serum fluoride level in rats // Environmental Toxicol. Pharm. - 2001. - Vol. 9, N4. - P. 141-146.
15. Gavino V.S., Csallany A.S. Superoxide dismutase in mouse brain, liver and heart in presence and absence of dietary vitamin E // Enzyme. - 1983. - Vol. 30, N3. - P. 162-165.
16. Pierog В., Soha M. Pozytywne i negatywne od-zialywanie fluoru na organizm czlowieka. Zrodla fluoru w Srodowisku // Medycyna Pracy. - 2000. - Vol. 51, N1. -P. 75-78.
17. Whitford G.M. Acute and chronic fluoride toxicity // J. Dental Research. - 1992. - Vol. 71. - P. 12491254.
♦
