CC BY
9
ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ORiGiNAL RESEARCH
© Коллектив авторов, 2019 УДК 577.352.3
DOI - https://doi.org/10.14300/mnnc.2019.14012 ISSN - 2073-8137
ЭФФЕКТЫ МОНОТЕРАПИИ ФАБОМОТИЗОЛОМ
ПРИ КОБАЛЬТОВОЙ ИНТОКСИКАЦИИ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ
С. Г. Дзугкоев, Ф. С. Дзугкоева, М. А. Отиев, О. И. Маргиева, И. В. Можаева Владикавказский научный центр РАН, Россия
EFFECTS OF MONOTHERAPY BY FABOMOTISOL AT COBALT INTOXICATION IN EXPERIMENT
Dzugkoev S. G., Dzugkoeva F. S., Otiev M. A., Margieva O. I., Mozhaeva I. V. Vladikavkaz Scientific Center of RAS, Russia
В исследованиях у экспериментальных крыс с кобальтовой интоксикацией установлено антиоксидантное действие фабомотизола по данным снижения концентрации малонового диальдегида в эритроцитах, гомогенатах почечной, печеночной и миокардиальной тканей. На фоне монотерапии фабомотизолом снижался дисбаланс в системе ПОЛ - АОС с одновременным повышением концентрации суммарных метаболитов оксида азота. На фоне кобальтовой интоксикации установлено повышенное содержание атерогенных p-липопротеинов низкой и снижение содержания липопротеинов высокой плотности. Нарушенный обмен холестерина вызывает предатерогенные изменения в сосудистой системе и способствует развитию дисфункции эндотелия, что является фактором риска повреждения внутренних органов. Фабомотизол, наряду с антиоксидантным действием, стимулирует активность ЫаД-АТФазы в гомогенатах внутренних органов и снижает содержание в сыворотке крови специфичных для органов энзимов (АлАТ, АсАТ, ГГТП), а также щелочной фосфатазы.
Ключевые слова: хлорид кобальта, перекисное окисление липидов, оксид азота, фабомотизол, дисфункция эндотелия, обмен холестерина
In studies in experimental rats with cobalt intoxication, the antioxidant effect of fabomotisole was established by reducing the concentration of malonic dialdehyde (MDA) in erythrocytes, homogenates of renal, hepatic and myocardial tissues. Against the background of monotherapy with fabomotisole, imbalance in the system of lipid peroxidation - an antioxidant system with a simultaneous increase in the concentration of total metabolites of nitric oxide - was reduced. Since the content of nitric oxide depends on the availability of the substrate-L-arginine and eNOS expression, we investigated the state of cholesterol metabolism and found an increased content of atherogenic р-lipoproteins and a decrease in the high-density lipoprotein content. Disrupted cholesterol metabolism causes a predaterogenic change in the vascular system and promotes the development of endothelial dysfunction, which is a risk factor for damage to internal organs. The data showed that along with the antioxidant effect, fabomotisole stimulates the activity of Na,K-ATPase in homogenates of internal organs and reduces the content of enzyme-specific enzymes in the serum.
Keywords: cobalt chloride, lipid peroxidation, nitric oxide, fabomotisol, endothelial dysfunction, cholesterol exchange
Для цитирования: Дзугкоев С. Г., Дзугкоева Ф. С., Отиев М. А., Маргиева О. И., Можаева И. В. ЭФФЕКТЫ МОНОТЕРАПИИ ФАБОМОТИЗОЛОМ ПРИ КОБАЛЬТОВОЙ ИНТОКСИКАЦИИ В ЭКСПЕРИМЕНТЕ. Медицинский вестник Северного Кавказа. 2019;14(1.2):192-195. DOI - https://doi.org/10.14300/mnnc.2019.14012
For citation: Dzugkoev S. G., Dzugkoeva F. S., Otiev M. A., Margieva O. I., Mozhaeva I. V. EFFECTS OF MONOTHERAPY BY FABOMOTISOL AT COBALT INTOXICATION IN EXPERIMENT. Medical News of North Caucasus. 2019;14(1.2):192-195. DOI - https://doi.org/10.14300/mnnc.2019.14012 (In Russ.)
АлАТ - аланинаминотрансфераза
АсАТ - аспартатаминотрансфераза
АОС - антиокислительная система
ГГТП - гамма-глутамилтрансфераза
ЛПНП - липопротеиды низкой плотности
МДА - малоновый диальдегид
ПОЛ - перекисное окислениелипидов
Проблема, посвященная токсичности экопато-генных факторов, поступающих из объектов производственной и эко-системы, сегодня весьма значима для медико-биологической науки. Одним из наиболее токсичных используемых в народном хозяйстве металлов является кобальт.
СОД - супероксиддисмутаза
СРО - свободно-радикальное окисление
ХС - холестерин
ЦП - церулоплазмин
Н2О2 - перекись водорода
N0 - оксид азота
NOS - синтетаза оксида азота
Ионы кобальта генерируют активные метаболиты кислорода и инициируют процесс липоперокси-дации [1]. Нарушение окислительно-восстановительных процессов сопровождается угнетением NO-образующей функции эндотелия. Одна из причин этого нарушения заключается в измене-
МЕДИЦИНСКИЙ ВЕСТНИК СЕВЕРНОГО КАВКАЗА
2019. Т. 14. № 1.2
medical news of north caucasus
Vоl. 14. Iss. 1.2
нии уровня экспрессии и активности эндотели-альной NO-синтазы [2, 3].
Вышеизложенное диктует необходимость разработки нового способа патогенетической терапии с использованием веществ, обладающих антиокси-дантными свойствами и восстанавливающих метаболизм оксида азота (N0). Таким препаратом может оказаться фабомотизол, обладающий анксиолитиче-скими свойствами.
Целью исследования было изучение негативных эффектов при экспозиции хлоридом кобальта и действие фабомотизола в эксперименте у крыс.
Материал и методы. Исследования проведены на крысах-самцах линии Wistar одной возрастной группы (10-14 мес.), массой 220-250 г. Животные разделены на 3 группы: интактные животные, которым инъецировали физраствор в эквивалентном объеме; контрольные животные с экспериментальной моделью дисфункции эндотелия с введением хлорида кобальта в дозе 2 мг/кг массы тела в течение месяца парентерально; опытная группа с экзогенным введением хлорида кобальта + фабомотизол (в дозе 10 мг/кг в течение 30 дней парентерально).
Исследовали следующие показатели: интенсивность свободно-радикального окисления (СРО) в ге-молизате эритроцитов, гомогенатах ренальной ткани, гепатоцитах и кардиомиоцитах по содержанию вторичного продукта перекисного окисления липидов (ПОЛ) -малонового диальдегида (МДА); активность энзимов антиокислительной системы (АОС) оценивали по активности каталазы и супероксиддисмутазы (СОД) методом аутоокисления адреналина; определяли концентрацию церулоплазмина (ЦП) в сыворотке крови. Активность Ыа+,К+-АТФазы в эритроцитах, почечной, печеночной и миокардиальной тканях исследовали методом Scou ТС (1957). Содержание в плазме крови суммарных конечных метаболитов оксида азота (NOx) определяли в реакции деазотирования. Оценивали активность специфических для органов энзимов в крови: аланинами-нотрансферазы (АлАТ), аспартатаминотрансферазы (АсАт), гамма-глутамилтрансферазы (ГГТП) и щелочной фосфатазы наборами фирмы «Витал».
Достоверность наблюдавшихся изменений параметров определяли разностным методом статистики с нахождением средних значений сдвигов (М), средней ошибки средней арифметической (±m) и вероятности возможной ошибки (р), рассчитанной с использованием T-test для групп с различной дисперсией. Различия оценивали как достоверные при р<0,05. Статистические расчеты проводили с использованием программы статанализа «Statistika 6.0 for Windows» фирмы «Stat Soft, Juc» и «Microsoft Office Excel 2003», оценивали корреляционные связи.
Результаты и обсуждение. Систематизация результатов исследования показала, что фабомотизол вызвал угнетение процесса ПОЛ по данным снижения содержания вторичного продукта МДА в эритроцитах на фоне интоксикации хлоридом кобальта (р<0,001). Исследование антиокислительной эффективности фабомотизола показало статистически достоверное увеличение активности СОД, тогда как исходная активность каталазы и концентрация ЦП достоверно снизились (табл.). Поскольку перекись водорода H2O2 образуется не только в реакции дисмутации супероксид анион-радикала, но и во многих других химических реакциях, мы полагаем, что повышенная активность каталазы и концентрация ЦП как защитная компенсаторная реакция организма в токсических условиях направлены на превращение пероксида в супероксид анион-радикал и воду. Наши данные со-
гласуются с результатами других исследователей, которые установили антиоксидантные свойства препарата на структурах головного мозга, на модели им-мортализованных клеток гиппокампа НТ-12 методом конфокальной микроскопии [4].
Выявлены доказательные изменения активности энзимов АОС под влиянием фабомотизола, следствием чего явилось снижение интенсивности ПОЛ и соответственно вторичного продукта МДА. Показано повышение активности СОД и ингибирование продукции супероксид анион-радикала, что также способствует снижению образования Н2О2 [1]. Нужно полагать, что изменения во второй составляющей, т. е. АОС клеток, служат причиной его антиоксидантного действия.
В экспериментальных исследованиях у крыс с экзогенной нагрузкой хлоридом кобальта лечение способствовало статистически достоверному увеличению концентрации оксида азота, т. е. фабомотизол значимо повлиял на этот показатель. Систематизация результатов, полученных при монотерапии фабомо-тизолом, выявила высокую концентрацию суммарных метаболитов N0, почти достигшую исходных контрольных значений (табл.). Об эффективности влияния на процессы ПОЛ фабомотизола и активности энзимов антиоксидантной защиты клеток судили при помощи корреляционного анализа. Представленные данные у крыс с интоксикацией хлоридом кобальта, получавших терапию фабомотизолом, показали наличие однонаправленной корреляционной зависимости между концентрацией МДА и активностью каталазы на фоне фабомотизола соответственно (г=+0,59, р<0,001) и концентрацией ЦП (г=+0,61, р<0,001) и отрицательной связи между уровнем уменьшения концентрации МДА и увеличением активности СОД (г=-0,58, р<0,001). Анализ данных, отражающих концентрацию N0, показал возрастание величины этого показателя. Исследование взаимосвязи между показателями ПОЛ и содержанием оксида азота показало наличие обратно выраженной достоверной связи (г=-0,66, р<0,001).
Следовательно, изучаемый препарат положительно влиял на метаболические показатели, способные изменять содержание оксида азота - основного вазодилати-рующего метаболита, образующегося в гладкомышечной клетке сосудистой системы, оказывая при хроническом (30 дней) введении антиоксидантное действие, путем восстановления баланса в системе СРО-АОС.
Уменьшение продукции N0 у крыс в эксперименте при интоксикации хлоридом кобальта до лечения связано с дефицитом субстрата, поскольку N0 образуется из L-аргинина, а также повышенным содержанием ингибитора N0S-3, т. е. ассиметричного ди-метиларгинина. На эти регуляторы экспрессии еN0S возможно влияет препарат фабомотизол.
Терапия фабомотизолом вызывает статистически значимое уменьшение содержания общего ХС, повышение а-липопротеидов (р<0,001) и значительное снижение р-липопротеидов (р<0,001) и триглицери-дов (табл.). Исследование корреляционных связей между содержанием N0 и ЛПНП выявило наличие обратной связи между ними (г=-0,72). Следовательно, нормализация содержания ХС и его распределения в липопротеидах различного удельного веса при угнетении ПОЛ может способствовать увеличению доступности L-аргинина. Это подтверждается данными ряда ученых [5, 6] и нашей лаборатории [3], установивших, что при повышении МДА в плазме крови в пределах 2-10 мкмоль/л тормозится доступность L-аргинина и воспроизведение еN0S, что уменьшает продукцию оксида азота. В механизме угнетения eN0S лежит торможение превращения L-гуанидин-
ОРИГИНАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
oRiGiNAL RESEARCH
15/^-аргинина в 15^-нитрит, являющегося специфическим индикатором NOS-активности.
Следовательно, фабомотизол, угнетая СРО, улучшает биодоступность субстрата L-аргинина с увеличением концентрации суммарных метаболитов N0. Лучшей доступности L-аргинина к энзиму еN0S способствует и снижение в сыворотке крови не только общего ХС, но и р-липопротеидов, а также увеличение а-липопротеидов, являющихся антиатерогенны-ми. Можно считать, что фабомотизол оказывает влияние и на сам фермент eN0S, т. е. на его экспрессию, что установлено на других модельных состояниях [7]. Систематизация полученных результатов показала, что причиной сниженного содержания N0 могло быть угнетение N0-продуцирующей функции эндотелия, а фабомотизол стимулировал этот метаболический аспект, регулирующий продукцию оксида азота.
По данным литературы в механизме действия фа-бомотизола участвуют сигма-1 рецепторы, которые переносятся в область цитоплазматической мембраны и могут способствовать восстановлению фосфо-липидного состава клеточных мембран. Подавление свободно-радикальной агрессии обусловливает способность фабомотизола уменьшать активность индуцибельной NOS и увеличивать синтез эндотели-альной NOS (NOS-3), что и приводит к повышению содержания суммарных метаболитов оксида азота [8].
Заключение. Получены данные о восстановлении молекулярной структуры цитоплазматических мембран клеток висцеральных органов, повышении их гидрофобности и снижении проницаемости на фоне монотерапии фабомотизолом. Эти изменения являются следствием антиоксидантного действия препарата и демонстрируют достоверное снижение
Литература/References
1. Дзугкоев С. Г., Можаева И. В., Отиев М. А., Маргие-ва О. И., Дзугкоева Ф. С. Влияние L-карнитина, афоба-зола и их комбинации с L-аргинином на биохимические и гистологические показатели дисфункции эндотелия
При длительном введении хлорида кобальта окислительные процессы приобретают системный характер и приводят к повреждению клеток внутренних органов, показателем чего является снижение активности энзима АТФазы, активируемой Na и К, в гомо-генатах ренальной ткани, миокарде и гепатоцитах. Параллельно с этим выявлено повышение активности сывороточных, специфичных для органов, энзимов. Монотерапия фабомотизолом при экзогенной нагрузке хлоридом кобальта вызывает повышение активности Na,K-АТФазы в клетках висцеральных органов. Показателем терапевтической эффективности препарата также являются изменения специфичных для этих органов энзимов: трансаминаз, ГГТП и щелочной фосфатазы. Данные показали снижение их активности в сыворотке крови, что свидетельствует о восстановлении структуры клеточных мембран (табл.).
интенсивности ПОЛ и повышение активности СОД в клетках ренальной, сердечной и печеночной тканей. Позитивные эффекты фабомотизола при кобальтовой интоксикации приводили к повышению N0-продуцирующей функции эндотелия и биодоступности N0 для гладкомышечной клетки вследствие снижения уровня атерогенных ЛП и повышения содержания антиатерогенных ЛП.
Информированное согласие: Содержание крыс в виварии и проведение экспериментов соответствовали Правилам проведения работ с использованием экспериментальных животных, разработанным и утвержденным МЗ СССР (1977 г.), а также принципам Хельсинкской декларации (2000 г.).
Конфликт интересов. Все авторы заявляют об отсутствии потенциального конфликта интересов, требующего раскрытия в данной статье.
при кобальтовой интоксикации у крыс. Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 2015;59(2):70-75. [Dzugkoyev S. G., Mozhayeva I. V., Otiyev M. A., Margiyeva O. I., Dzugkoyeva F. S. Patologicheskaya fiziologiya i eksperimentalnaya
Таблица
Изменение биохимических показателей крови и внутренних органов при кобальтовой интоксикации у крыс
Показатель Физраствор СоС2 СоС12 + фабомотизол
МДА (эритроциты), нмоль/мл 4,414±0,0541 5,65±0,045п 4,52±0,032
МДА (корковое вещество), нмоль/мг белка 2,162±0,042 2,87±0,027п 1,75±0,0372
МДА (мозговое вещество), нмоль/мг белка 2,698±0,056 5,41±0,019п 3,12±0,0662
МДА (сердце), нмоль/мг белка 2,51±0,05 3,64±0,015п 2,71±0,0132
МДА (печень), нмоль/мг белка 1,84±0,041 2,713±0,019п 2,01±0,0282
СОД (эритроциты), ед. акт. 87,18±0,98 62,76±0,99п 79,15±1,32
Каталаза (сыв. крови), мкат/л 224,7±5,16 359,3±4,24п 253,05±2,282
Церулоплазмин (сыв.крови), мг/л 343,8±7,84 377,19±4,241 347,05±4,022
1\Юх (сыворотка крови), мкМ 50,9±0,96 39,03±0,43п 46,04±0,52
ХС (сыв. крови), ммоль/л 1,79±0,042 3,67±0,043п 2,41±0,0342
ЛНП (сыв. крови), ммоль/л 1,12±0,029 3,09±0,012п 1,99±0,052
ЛВН (сыв. крови), ммоль/л 0,683±0,021 0,52±0,022п 0,604±0,0212
№, К, АТФаза (корк. вещ-во), мкмоль Рн/мг белка/час 2,29±0,013 1,405±0,014п 1,91±0,0382
№, К, АТФаза (мозг. вещ-во), мкмоль Рн/мг белка/час 6,47±0,185 3,9±0,277п 5,32±0,0112
№, К, АТФаза (сердце), мкмоль Рн/мг белка/час 1,388±0,038 0,96±0,015п 1,25±0,012
№, К, АТФаза (печень), мкмоль Рн/мг белка/час 1,17±0,051 0,84±0,015п 0,97±0,0112
АлАТ (сыв. крови), мкмоль/с*л 1,162±0,021 1,51±0,022п 1,28±0,032
АсАТ (сыв. крови), мкмоль/с*л 1,16±0,026 1,650±0,024п 1,29±0,0582
ГГТП (сыв. крови), нмоль/с*л 545,68±26,52 1100±25,6811 600,1±15,012
ЩФ (сыв. крови), нмоль/с*л 351±9,7 845,5±10,52п 395±7,032
Примечание: 11 - p<0,001; 1 - p<0,02 достоверность относительно контроля; 2 - p<0,001 достоверность СоС12+ фабомотизол относительно СоС12.
МЕДИЦИНСКИЙ ВЕСТНИК СЕВЕРНОГО КАВКАЗА
2019. Т. 14. № 1.2
medical news of north caucasus
Vоl. 14. Iss. 1.2
terapiya. - Pathological physiology and experimental therapy. 2015;59(2):70-75. (In Russ.)].
2. Пожилова Е. В., Новиков В. Е. Синтаза оксида азота и эндогенный оксид азота в физиологии и патологии клетки. Вестник Смоленской государственной медицинской академии. 2015;14(4):35-41. [Pozhilova E. V., Novikov V. Ye. Sintaza oksida azota i endogennyy oksid azota v fiziologii i patologii kletki. Vestnik Smolenskoy gosudarstvennoy meditsinskoy akademii. - Bulletin of the Smolensk State Medical Academy. 2015;14(4):35-41. (In Russ.)].
3. Дзугкоев С. Г., Можаева И. В., Гиголаева Л. В., Тед-тоева А. И., Маргиева О. И. [и др.]. Изменение биохимических показателей крови на фоне регуляторов экспрессии эндотелиальной NO-синтазы при кобальтовой интоксикации. Патологическая физиология и экспериментальная терапия. 2014;(4):66-70. [Dzug-koyev S. G., Mozhayeva I. V., Gigolayeva L. V., Ted-toyeva A. I., Margiyeva O. I. [et al.]. Patologicheskaya fiziologiya i eksperimentalnaya terapiya. - Pathological physiology and experimental therapy. 2014;(4):66-70. (In Russ.)].
4. Середенин С. Б., Абрамова Е. В., Воронин М. В. Радио-лигандный анализ ст1 рецепторов в P2 и P3 фракциях головного мозга мышей в условиях эмоционального стресса и при введении афобазола. Экспериментальная и клиническая фармакология. 2017;80(2):3-7. [Seredinin S. B., Abramova E. V., Voronin M. V. Radioligandnyy analiz ст1 retseptorov v P2 i P3 fraktsiyakh golovnogo mozga myshey v usloviyakh emotsional'nogo stressa i pri vvedenii afobazola. Eksperimentalnaya i
Сведения об авторах:
klinicheskaya farmakologiya. - Experimental and clinical pharmacology. 2017;80(2):3-7. (In Russ.)].
5. Lankin V., Konovalova G., Tikhaze A., Shumaev K., Kumskova E. [et al.]. The initiation of free radical peroxidation of low-density lipoproteins dy glucose and its metabolite metilglyoxal: a common molecular mechanism of vascular wall injure in atherosclerosis and diabetes. Molecular and Cellular Biochemistry. 2014;395(1-2):241-252.
6. Ushkalov V. O., Turko Ya. I. Antioxidant system state of the rats organism at action of nanocobalt in chronic toxicological experiment. Науковий вiсник Львiвського национального унiверситету ветеринарноГ медицини та бiотехнологiй iменi С. З. Гжицького. 2016;18(1-1):238-243.
7. Дзугкоев С. Г., Можаева И. В., Гиголаева Л. В., Такоева Е. А., Дзугкоева Ф. С. [и др.]. Системный окислительный стресс и биохимические маркеры повреждения внутренних органов. Фундаментальные исследования. 2014;(7):478-481. [Dzugkoyev S. G., Mozhayeva I. V., Gigolayeva L. V., Takoyeva Ye. A., Dzugkoyeva F. S. [et al.]. Sistemnyy okislitelnyy stress i biokhimicheskiye markery povrezhdeniya vnutrennikh organov. Fundamentalnye issledovaniya. - Basic research. 2014;(7):478-481. (In Russ.)].
8. Vagnerova K., Hurn P. D., Bhardwaj A., Kirsch J. R. Sigma 1 receptor agonist act as neuroprotective drugs through inhibition of inducible nitric oxide synthase. Anesthesia and Analgesia. 2006;103(2):430-434. https://doi.org/10.1213/01.ane.0000226133.85114.91
Дзугкоев Сергей Гаврилович, доктор медицинских наук, заведующий отделом патобиохимии Института биомедицинских исследований; тел.: 89187072670; е-таИ: patbiochem@mail.ru
Дзугкоева Фира Соломоновна, доктор медицинских наук, профессор, ведущий научный сотрудник; тел.: 89888371352; е-таИ: patbiochem@mail.ru
Отиев Михаил Арамович, младший научный сотрудник; тел.: 89188212694; е-mail: patbiochem@mail.ru Маргиева Ольга Ивановна, младший научный сотрудник; тел.: 89188292109; е-mail: patbiochem@mail.ru Можаева Ирина Викторовна, младший научный сотрудник; тел.: 89188281997; е-mail: patbiochem@mail.ru
© А. В. Захаров, А. Л. Хохлов, 2019 УДК 616-002.5:546.57
DOI - https://doi.org/10.14300/mnnc.2019.14013 ISSN - 2073-8137
РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ПРИМЕНЕНИЯ НАНОЧАСТИЦ СЕРЕБРА ПРИ ТУБЕРКУЛЁЗЕ С ЛЕКАРСТВЕННОЙ УСТОЙЧИВОСТЬЮ ВОЗБУДИТЕЛЯ
А. В. Захаров \ А. Л. Хохлов 2
1 Областная клиническая туберкулёзная больница, Ярославль, Россия
2 Ярославский государственный медицинский университет, Россия
THE RESULTS OF EXPERIMENTAL STUDIES OF THE USE OF SILVER NANOPARTICLES IN TUBERCULOSIS DRUG-RESISTANT PATHOGEN
Zakharov A. V. 1, Khokhlov A. L. 2
1 Regional Clinical Tuberculosis Hospital, Yaroslavl, Russia
2 Yaroslavl State Medical University, Russia
Проводилась сравнительная оценка эффективности применения различных препаратов в лечении экспериментального лекарственно-устойчивого туберкулёза у мышей. У 10 животных в лечении использовался изониазид в дозе 50 мг/кг, к которому имелась устойчивость МБТ. Во 2 группе 20 мышей получали ежедневно внутримышечно нано-частицы серебра в дозах от 12,5 до 125 мкг/кг. В 3 группе у 20 животных изониазид в дозе 50 мг/кг использовался в
