CC BY
29
Элементный состав костной ткани при сочетанном применении тироксина и диазепама в условиях модельной канцеросистемы у мышей
А.А. АБДУВАЛИЕВ1, М.А. ИСМАЙИЛОВА, М.С. ГИЛЬДИЕВА, Т.С. СААТОВ
Elemental composition of the bone tissue in mice treated with a combination of thyroxin and diazepam in a model carcinogenic system
A.A. ABDUVALIEV, M.A. ISMAYILOVA, M.S. GIL'DIEVA, T.S. SAATOV
Институт биохимии Академии наук Республики Узбекистан, Ташкент
Установлено, что сочетанное использование тироксина и диазепама позволяет избежать негативного действия этих веществ на костную ткань. Взаимная регуляция активности тироксина и диазепама происходит вследствие конкурирования за сайты связывания рецепторов-мишеней. Сделано предположение, что главную роль в этом процессе играет стериче-ская доступность рецептора — близкое расположение мишеней для тироксина и диазепама может препятствовать одновременной активации рецепторов обоими лигандами, следствием чего могут быть описанные в данной работе эффекты сочетанного применения этих соединений.
Ключевые слова: тироксин, диазепам, нейтронно-активационный анализ, костная ткань, модельная канцеросистема.
It is shown that combined treatment with thyroxin and diazepam permits to avoid negative effect of either drug on the bone tissue. Mutual regulation of thyroxin and diazepam activities is mediated through their competitive binding to common receptors. It is hypothesized that the key factor in this process is steric availability of the receptor; in other words, close localization of thyroxin and diazepam targets may interfere with simultaneous activation of receptors by the two ligands and account for the effects of their combined administration described in the present work.
Key words: thyroxin, diazepam, neutron activation analysis, bone tissue, model carcinogenic system.
Конкурентное взаимодействие природных биологически активных веществ за сайты связывания рецепторов-мишеней вызывает большой интерес исследователей [1, 2] в связи с открывающимися перспективами практического использования подобного взаимного регулирования активности этих соединений. Одним из путей использования подобного конкурирования является обнаруженное взаимодействие тиреоидных гормонов — тироксина и трийодтиронина — с центрами специфического связывания периферических бензодиазепино-вых рецепторов на постсинаптических мембранах ГАМКергической системы центральной нервной системы и на мембранах митохондрий.
Гипотиреоз у крыс приводит к сокращению на 24% количества периферических бензодиазепи-новых рецепторов с одновременным увеличением д-опиоидных рецепторов в лобной (25%) и сен-сомоторной (65%) области коры головного мозга [3]. Таким образом, конкурирование тиреоидных гормонов с транквилизаторами за их связывающие сайты, с одной стороны, позволяет объяснить повышенную возбудимость больных гипертиреозом, а с другой — указать на потенциальные места свя-
зывания тиреоидных гормонов в митохондриях и ГАМКергической системе [4].
Ранее нами были продемонстрированы анти-пролиферативные эффекты тироксина в отношении опухолевых клеток различного гистогенеза [5, 6]. Однако применение тиреоидных гормонов в терапии патологических состояний приводит к нежелательным побочным эффектам, в основном это касается изменений в метаболизме костной ткани и сердечной мышцы [7, 8]. По нашему предположению, используя конкурирование тиреоидных гормонов с транквилизаторами за сайты связывания, можно добиться снижения проявлений нежелательных влияний гормона на нормальные ткани.
В своем настоящем исследовании рассмотрено влияние сочетанного применения тироксина и диазепама на изменение в элементном составе костной ткани в условиях модельной канцеросистемы у мышей.
Материал и методы
В экспериментах in vivo использовали мышей линии C57B1/6 массой 20—22 г, содержащихся в пластмассовых клетках (по 6 в клетке) при стандар-
© Коллектив авторов, 2010 ПРОБЛЕМЫ ЭНДОКРИНОЛОГИИ, 3, 2010
'e-mail: anvara@mail.ru
тизированных условиях относительной влажности (50—60%), температуры (22°С) и светового режима (по 12 ч темноты и света). Мыши получали стандартный коммерческий корм и питьевую воду ab libitum. Мышам подкожно перевивали штамм меланомы В-16, через 48 ч после имплантации опухоли животных разбивали на опытные группы по 6 животных в каждой: 1-я группа — животные получали тироксин в дозе 1 мг/кг внутривенно в физиологическом растворе (10 инъекций); 2-я группа — животные получали тироксин в дозе 0,1 мг/кг внутривенно в физиологическом растворе (10 инъекций); 3-я группа — животные получали диазепам в дозе 0,1 мг/кг внутривенно в физиологическом растворе (10 инъекций); 4-я группа — животные получали совместно тироксин и диазепам в дозе 0,1 мг/кг внутривенно в физиологическом растворе (10 инъекций); 5-я группа — контрольная, животные получали растворитель (физиологический раствор, 10 инъекций). У животных отбирали образцы опухоли и костной ткани не ранее чем через 7 дней после последнего введения исследуемых соединений и не позднее 20 дней со дня имплантации опухоли. Все болезненные манипуляции с лабораторными животными проводили под эфирным наркозом и в строгом соответствии с Хельсинкской декларацией о гуманном отношении к животным (Всемирная медицинская ассоциация, Эдинбург, 2000).
Элементный состав костной ткани экспериментальных животных определяли методом нейтронно-
активационного анализа. Высушенные образцы костной ткани взвешивали на аналитических весах с точностью до 0,0001 г и упаковали в чистые маркированные полиэтиленовые пакеты по 10—20 мг и облучали в вертикальном канале реактора потоком нейтронов 5-1013 нейтрон/см2-с в течение 15 ч. Измерение наведенной активности проводили сразу после облучения для определения содержания хлора, магния и кальция и через 2 ч для определения содержания натрия, калия, марганца и меди. Время измерения 100 с.
Для определения содержания брома и золота образцы костной ткани заворачивали в алюминиевую фольгу и облучали в мокром канале реактора потоком 61013 нейтрон/см2-с в течение 15 ч. Измерение наведенной активности проводили через 10 дней после облучения по соответствующим нуклидам, приведенным в таблице. Время измерения 200 с.
Для определения содержания селена, ртути, хрома, бария, стронция, серебра, скандия, железа, кобальта, цинка, рубидия и сурьмы пробы, облученные в течение 15 ч, измеряли через 1 мес после облучения по соответствующим радионуклидам. Время измерения 400 с. Все измерения проводили на спектрометрической установке, совмещенной с германиевым детектором и персональным компьютером.
Для определения содержания элементов были использованы различные стандарты: внутрилабо-раторные, полученные путем нанесения известного количества элемента на обеззоленную фильтро-
Содержание макро- и микроэлементов в костной ткани экспериментальных животных с имплантированной опухолью меланомы В-16
Группа
Показатель 1-я — тироксин 2-я — тироксин 3-я — диазепам 4-я — тироксин + диазепам 5-я — контроль
Доза, мг/кг 1,0 0,1 0,1 0,1+0,1 —
Mg, % 0,504+0,04 0,558+0,02 0,534+0,02 0,558+0,014 0,546+0,006
Mn, мкг/г 1,138+0,06 0,97+0,06 1,03+0,06 1,516+0,13 1,178+0,113
Na, мкг/г 4590+165,5* 5248+120,6* 5260+134,4* 5724+143,8 5829,8+163,3
K, мкг/г 3380+145,4* 3818+203,7* 4290+167,2* 3689,6+215,2* 2770+292,6
Cl, мкг/г 1900+187,8 1792+43,05* 2422+202,0* 2253+213,1* 1863+171,4
Ca, % 31,38+2,23* 33,3+1,77* 34,1+0,67* 35,86+0,35 38,98+1,71
Au, мкг/г 0,504+0,1 0,576+0,06 0,196+0,02 0,366+0,06 0,792+0,22
Br, мкг/г 2,06+0,22 1,46+0,07 1,64+0,2 2,18+0,19 1,54+0,16
Se, мкг/г 0,1+0,01 0,1+0,01 0,1+0,01 0,1+0,01 0,1+0,01
Hg, мкг/г 0,1+0,01 0,1+0,01 0,1+0,01 0,1+0,01 0,1+0,01
Cr, мкг/г 0,1+0,01* 0,1+0,01* 0,1+0,01* 2,882+0,75 1,88+0,37
Ba, мкг/г 20,0+0,01 20,0+0,01 20,0+0,01 20+0,01 20,0+0,01
Sr, мкг/г 258,8+24,2 252,6+16,7 199,6+28,2 288,8+7,69* 235,2+29,3
Ag, мкг/г 0,1+0,01 0,1+0,01 0,1+0,01 0,1+0,01 0,1+0,01
Sc, мкг/г 0,01+0,001 0,008+0,0009 0,007+0,0007 0,008+0,001 0,01+0,004
Rb, мкг/г 0,5+0,01 0,5+0,01 0,94+0,28 1,62+0,56 0,5+0,01
Fe, мкг/г 34,14+5,39* 61,86+5,41* 44,36+2,33* 57,82+5,3* 92,02+20,73
Zn, мкг/г 207+12,94 214,6+2,22 178,6+14,77 215,8+7,29 216+21,7
Co, мкг/г 0,01+0,002 0,024+0,002 0,018+0,001 0,05+0,01 0,08+0,02
Sb, мкг/г 0,144+0,01 0,036+0,026 0,396+0,05 0,12+0,03 0,45+0,14
Примечание. * — _р<0,05.
вальную бумагу и стандартные образцы сравнения МАГАТЭ Cabbage IAEA 359 и Lichen IAEA 336, Soil-5, а также компараторный метод.
Статистическую обработку полученных данных проводили при помощи t-критерия Стьюдента. Различия показателей считали достоверными при p<0,05.
Результаты и обсуждение
Результаты проведенного элементного анализа костной ткани экспериментальных животных приведены в таблице.
Использование в эксперименте тироксина в дозах 1,0 и 0,1 мг/кг, диазепама в дозе 0,1 мг/кг привело к снижению содержания в костной ткани таких элементов, как натрий, кальций и хром. Костная ткань является донатором ионов натрия (при гипонатриемии, гипохлоремическом ацидозе) или их акцептором (при гипернатриемии, натриевой нагрузке, алкалозе). Кость — лабильный резервуар натрия: при ацидозе он поступает в межклеточную жидкость, при алкалозе и избытке в пищевом рационе накапливается в кости. В нашем случае, по-видимому, при действии как тироксина, так и диазепама, происходит закисление костной ткани за счет выделения в межклеточное пространство лактата и цитрата, что приводит к повышению активности гидролитических ферментов, в том числе лизосомальных протеиназ. Резорбционные процессы в костной ткани при действии тироксина и диа-
зепама характеризует также снижение содержания такого микроэлемента, как хром. Примечательно, что одновременно со снижением содержания хрома в костной ткани уменьшается также количество железа, которое в виде хелатирующих соединений может выступать в роли синергиста хрома.
Сочетанное применение тироксина и диазепама (4-я группа) не приводит к снижению содержания натрия, кальция и хрома, а количество стронция повышается. Полагают, что стронций участвует в процессах стимуляция выработки остеопротегерина остеобластами, приводя к подавлению активности остеокластов, одновременно с этим стимулируя созревание и усиление активности остеобластов [9]. Увеличение содержания стронция в костной ткани можно характеризовать как возможный фактор уменьшения резорбции кости.
Таким образом, сочетанное использование тироксина и диазепама позволяет избежать негативного действия этих веществ на костную ткань. Взаимная регуляция активности тироксина и диазепама происходит, по-видимому, из-за конкурирования этих веществ за сайты связывания рецепторов-мишеней. При этом главную роль в таком процессе играет стерическая доступность рецептора — близкое нахождение мишеней для тироксина и диазепа-ма может препятствовать одновременной активации рецепторов обоими лигандами, следствием чего и могут быть описанные в данной работе эффекты сочетанного применения тироксина и диазепама.
ЛИТЕРАТУРА
1. Martin J.V., Padrón J.M., Newman M.A. et al. Inhibition of the activity of the native gamma-aminobutyric acid A receptor by metabolites of thyroid hormones: correlations with molecular modeling studies. Brain Res 2004;1004:1—2:98—107.
2. Zamoner A., Funchal C., Heimfarth L. et al. Short-term effects of thyroid hormones on cytoskeletal proteins are mediated by GABAergic mechanisms in slices of cerebral cortex from young rats. Cell Mol Neurobiol 2006;26:2:209—224.
3. Ortiz-Butron R., Pacheco-Rosado J., Hernández-Garcia A. et al. Mild thyroid hormones deficiency modifies benzodiazepine and mu-opioid receptor binding in rats. Neuropharmacology 2003;44:1:111—116.
4. Crompton M., Virj S., Doyle V. et al. The mitochondrial permeability transition pore. Biochem Soc Symp 1999;66:167—171.
5. Абдувалиев А.А., Гильдиева М.С., Саатов Т.С. Тироксиновая регуляция пролиферации эстроген- и прогестеронотри-
цательных клеток рака молочной железы. Рос онкол журн 2006;2:15-18.
6. Абдувалиев А.А., Гильдиева М.С., Саатов Т.С. Биологические эффекты тироксина в экспериментальном канцерогенезе. Пробл эндокринол 2005;1:46-49.
7. Burggraaf J., Tulen J.H., Lalezari S. et al. Sympathovagal imbalance in hyperthyroidism. Am J Physiol Endocrinol Metab 2001;281:1:190—195.
8. Kowalczyk P., Sielanczyk A., Nowak J. Effects of L-thyroxine suppressive therapy on cardiac mass in patients with differentiated thyroid cancer. Pol Arch Med Wewn 2001;105:123-127.
9. Bruyere O., Delferriere D, Roux C. Effects of strontium ranelat on spinal osteoarthritis progression. Ann Rheum Dis 2008;67:335— 339.
