CC BY
35
В1СНИК ВДНЗУ «Украхнська медична стоматологгчна академЫ»
and destructive nature that was accompanied by segmental demyelinization of mielinated nerve fibres with signs of axon transport delay and reactive remodelling of nerve-muscle endings. The alterations in metrical composition of peripheral nervous apparatus of the tongue resulted from the increase of quantity of mielinated nerve fibres, which were middle and large in their diameter (in 4 weeks) and small in diameter (in 8 weeks). Leading factor resulted in the affection of nerve-muscle endings of tongue in modelled diabetes mellitus type I is the impairment of their blood supply. The morphological alteration of structural components of capillary wall results in the disorder of transport processes that is cause of lowered permeability of vascular walls, the development of ischemia and hypoxia, spreading of indistinct connective tissue, impairing the structure of mielinated and unmielinated nerve fibres and myofibrils.
УДК: 616 - 099: 547. 593] - 036.11 - 092. 9: 577.112.3: 577.113 Наконечная С.А.
ХАРАКТЕР НЕЙРОМЕДИАТОРНОГО ОТВЕТА В ОРГАНИЗМЕ ЖИВОТНЫХ НА ВОЗДЕЙСТВИЕ КСЕНОБИОТИКОВ БЫТОВОГО НАЗНАЧЕНИЯ
Харьковский национальный университет им. В.Н. Каразина
В работе изучены некоторые стороны метаболизма биогенных аминов и их предшественников в условиях подострого опыта на белых крысах в 1/100 DL50 в случае воздействия неонола - ксенобиотиков нового поколения, а также систему вторичных нейромедиаторов. Установлено структурно-метаболическое нарушение медиаторных регуляции клеточных структур под влиянием исследуемых веществ и включение первичных механизмов адаптации организма животных к вредным факторам в течение длительного времени. Ключевые слова: биогенные амины, нейромедиаторы, ксенобиотики.
Исследование выполнено в рамках научно-исследовательской работы «Закономерности физиолого-биохимической и структурно-функциональной адаптации биологических систем к факторам среды в онтогенезе» (№ государственной регистрации 0109Ш05083)
Введение
Одним из наиболее существенных факторов, влияющих на здоровье человека, являются химические факторы, конкретно - поверхностно-активные вещества, которые могут иметь негативное влияние на состояние организма [11]. К таким факторам загрязнения водоемов относятся неонолы - оксиэтилированные производные фенолов, которые имеют поверхностно-активные свойства и неблагоприятно влияют на организм путем изменений биохимических реакций [8]. Поэтому действие неонолов можно рассматривать как стрессовое влияние на организм. Одним из путей приспособления к стрессу можно считать изменение функционального состояния. Это активный процесс, с помощью которого организм отвечает на повседневные нагрузки и поддерживает гомеостаз [14]. Такое состояние имеет место при очень сильном стрессе, снижении способности организма противостоять этому стрессу [12] или при действии хронического стресса [13]. При продолжительных интенсивных внешних воздействиях на организм проявляется повреждающий эффект стресс-реакции, который обусловлен чрезмерной активацией перекисного окисления липидов в мембранах клеток под влиянием катехоламинов [4], что приводит к повреждению клеточных мембран [1], сопровождающемуся ферментэмией. С активацией стресс-реализующей системы активируется стресс-лимитирующая система, которая ограничивает повреждающий эффект первой, тормозя выход релизинг-факторов и, как
следствие, выход катехоламинов [5]. Стресс-лимитирующие факторы в головном мозге синтезируются и выделяются определенной системой нейронов: у-аминомасляная кислота (ГАМК), дофамин, серотонин, глицин, опиоид-ные и другие пептиды [7]. Ведущая роль кате-холаминов в формировании долговременной адаптации при стрессорном повреждении состоит в том, что через а-адренорецепторы и р-аденилатциклазный комплекс они стимулируют ключевые ферменты гликолиза, гликогенолиза, липолиза и приводят к мобилизации углеводных и жирових депо [6], модификации жирнокислот-ного состава мембран, изменению состояния липидного спектра сыворотки крови [10]. Липот-ропный эффект катехоламинов также связан с активацией перекисного окисления липидов, вызывает изменение липидного окружения мем-браносвязанных ферментов ионных каналов и рецепторов, активируя их [9].
Цель исследования
Актуальным являлось изучение нейромедиа-торного ответа организма животных на воздействие химического стрессорного фактора, включающее в себя оценку изменений содержания катехоламинов печени и их предшественников.
Объект и методы исследования
Объектом исследования являлось содержание катехоламинов печени экспериментальных животных под влиянием действия оксиэтилиро-ванных производных фенолов в условиях формирования регуляторных изменений в составе
общего адаптационного синдрома. В опытных и контрольных группах насчитывалось по 15 животных (белые крысы самцы) линии Вистар. Вещества в виде водных растворов вводились в желудок утром натощак с помощью зонда в течение 45 суток. В течение дня велось наблюдение за поведением и состоянием животных. Испытаны дозы 1/10, 1/100, 1/1000 DL5o (для АФ 912 3,4±0,8 г/кг и для АФС 9-6 КМ 2,2±1,0 г/кг массы тела). Контрольная группа животных получала дистиллированную воду в соответствующем объеме: 1мл на 100 г веса [2]. Экспериментальные манипуляции с лабораторными животными проводились в соответствии с «Общими принципами экспериментов на животных» и отвечали нормам «Европейской Конвенции о защите позвоночных животных, которые используются для экспериментальных и других научных целей» (г. Страсбург, 1985 г.). В качестве модуляторов стресса использовано два поверхностно-активных вещества с определенными свойствами: неонол АФ9-12 - оксиэтилированный алкил-фенол на основе тримера пропилена со степенью оксиэтилирования 12 и неонол АФС9-6КМ представляет собой натриевую соль карбокси-
Таблица 1.
Оценка изменений содержания катехоламинов печени и их предшественников у экспериментальных животных под влиянием ксенобиотиков бытового назначения в подостром опыте в дозе 1/100 DL5o (печень, 45 сутки, мкг/г)
метилированного этоксилата на основе изоно-нилфенола со степенью оксиэтилирования 6. Определялся уровень адреналина, норадрена-лина, дофамина, ДОФА, триптофана, серотони-на в гомогенате печени на 45-е сутки эксперимента. Для связывания биогенных моноаминов и их предшественников из гомогенатов использовали карбоксиметилцеллюлозу фирмы «Reanal». Окисление катехоламинов и ДОФА проводили по методу Slabo G. [15]. Определение уровней биогенных моноаминов после колоночной хроматографии осуществляли спект-рофлюориметрически ^PF-4 «Хитачи», Япония).
Результаты исследования и их обсуждение
Оценка регуляторной системы катехоламинов печени показала увеличение содержания норадреналина в 4,2 раза при действии Аф 9-12 и в 6,2 раза при действии АФС 9-6 КМ, триптофана в 1,8 раза при действии АФ 9-12 и в 1,6 раза при действии АФС 9-6 КМ, серотонина в 1,9 раза при действии АФ 9-12 и в 1,8 раза при действии АФС 9-6 КМ (табл. 1).
Показатели (M±m) Вещество Контроль
АФ 9-12 АФС9-6 КМ Вода
ДОФА 6,9 ± 1,3 7,8 ± 0,4 12,2 ± 2,4
Дофамин 3,15 ± 0,84 5,47 ± 0,62 6,35 ± 0,62
Норадреналин 1,26 ± 0,43* 1,88 ± 0,14* 0,30 ± 0,17
Адреналин 0,36 ± 0,07 0,36 ± 0,06 0,39 ± 0,07
Триптофан 18,35 ± 1,44 15,63 ± 1,15 9,87 ± 0,93
Серотонин 10,26 ± 0,73 9,60 ± 0,48 5,39 ± 0,64
Примечание. * - различия достоверны по отношению к контролю,
Напротив, при этих условиях наблюдалось снижение ДОФА в 1,7 раза при действии АФ 912 и в 1,4 раза при действии АФС 9-6 КМ, дофамина в 2 раза при действии АФ 9-12 и в 1,2 раза при действии АФС 9-6 КМ. При этом влияние указанных веществ в дозе 1/100 DL50 приводило к повышению уровня норадреналина, триптофана, серотонина в большей степени, чем в дозе 1/1000 DL50: норадреналин на 10% АФ 9-12 и на 40% АФС 9-6 КМ, триптофан на 13% АФ 9-12 и на 24% АФС 9-6 КМ, серотонин на 10% АФ 912 и на 11% АФС 9-6 КМ. Полученные результаты свидетельствуют о схожести действия ксенобиотиков на адренэргическую и серотонинэрги-ческую системы. Эти данные отлично совпадают с результатами исследований по влиянию оксиэтилированных производных фенолов на рецепторное звено цитоплазматических мембран [3] и могут свидетельствовать об активации симпатоадреналовой системы, которая является ведущим эфферентным звеном первой стадии адаптации.
Динамика содержания адреналина выходила на нормальный уровень в группах животных, подвергавшихся действию обоих детергентов к
Р < 0,05
45-м суткам воздействия (табл. 1). Нами данный феномен рассматривается как послестрессие, наступающее к 45-м суткам эксперимента, и которое возможно лишь потому, что в организме развиваются процессы, характерные для формирования устойчивости к высоким дозам чужеродных агентов благодаря действию низких доз этих же веществ.
Выводы
По изменению концентрации катехоламинов и их предшественников в ходе эксперимента показано включение первичных механизмов адаптации организма животных к вредным факторам в течение длительного времени воздействия, что является отображением реакции организма на воздействие экзогенных факторов различной химической природы. С одной стороны, это молекулярные механизмы повреждающего действия, а с другой - процессы, связанные с компенсацией повреждающего действия, направленной на сохранение и поддержание гомеостаза.
Перспективы дальнейших исследований
Полученные данные освещают весомые, но далеко не все аспекты адаптационных возмож-
В1СНИК ВДНЗУ «Украгнська медична стоматологгчна академЫ»
ностей организма животных. В дальнейшем планируется продолжить исследование липот-ропного эффекта катехоламинов, который связан с активацией перекисного окисления липидов и вызывает изменение липидного окружения мембраносвязанных ферментов ионных каналов и состояния липидного спектра сыворотки крови животных в ответ на воздействие химических модуляторов стресса в виде поверхностно-активных веществ.
Литература
1. Барабой В. А. Окислительно-антиоксидантный гомеостаз в норме и патологи: в 2-х частях / В. А. Барабой, Д. А. Сутковой. Под ред. Ю. А. Зозули. — К.: Чернобыльинтеринформ. — 1997. — Ч. 1. — 200 с.; Ч.2. — 220 с.
2. Елизарова О. Н. Пособие по токсикологии для лаборантов / О. Н. Елизарова, Л. В. Жидкова, Т. А. Кочеткова. - М: Медицина, 1974. - 168 с.
3. Зайцева О.В. Действие оксиэтилированного ксилита марки Л-655 на рецепторный аппарат и систему медиаторной регуляции внутриклеточного метаболизма / О.В. Зайцева, В.И. Жуков, Н.А. Ващук [и др.] // Експерим. i клн медицина. - 2006. - № 3. -С. 66-69.
4. Наконечна О. А. Вплив простих полiефiрiв на вмют адреналшу i норадреналшу у сироватц кровi щурiв / О. А. Наконечна // Екс-периментальна та клтчна медицина. - 2010. - № 4(49) - С. 4548.
5. Пшенникова М. Г. Врожденная эффективность стресс-лимитирующих систем, как фактор устойчивости к стрессорным повреждениям / М. Г. Пшенникова // Успехи физиологических наук. — 2003. — Т. 34, № 3. — С. 55—67.
6. Севериновская О. В. 1^тинний склад й антиоксидантш власти-вост кровi щурiв при моделюванш еколопчного навантаження на оргашзм / О. В. Севериновская // Вюник проблем бюлогп i медицини. — 2006. — Вип. 1. — С. 42—49.
7. Хавинсон В. Х. Пептидэргическая регуляция гомеостаза / В. Х. Хавинсон, И. М. Кветной, И. П. Ашмарин // Российский химический журнал. — 2002. — Т.122, № 2. — С. 190—203.
8. Цыганенко А. Я. Системы биогенных моноаминов и циклических нуклеотидов у животных с индуцированной синтетическими детергентами иммуносупрессией / А. Я. Цыганенко // Експ. i клн мед. - 2001. - № 1. - С. 18-20.
9. Чекман I. С. Фiзiологiчнi властивост та перспективи корекцм функцп' аденозинтрифосфатчутливих калieвих кан^в / I. С. Чекман, К. В. Тарасова, В. Г. Шевчук // Фiзiологiчний журнал. — 2008. — Т. 54, № 1. — С. 94—106.
10. Шиш А. М. Модифика^я жирнокислотного складу мембран як фактор захисту мюкарда при стресорному його пошкодженш / А. М. Шиш, Т. В. Кукоба, Л. В. Тумановська [та ш.] // Фiзiологiч-ний журнал. — 2005. —Т. 51, №2. — С. 17—23.
11. Щербань Н. Г. Структурно-функциональное состояние мембран в оценке гомеостаза в условиях воздействия на организм ксенобиотиков / Н. Г. Щербань // Експериментальна i клтчна медицина. — 2006. — № 3. — С. 70—75.
12. Allostatic Load. / A revive of the literature, 2012. // Canberra: Department of Veterans' Affairs. - 2012. - 93 p.
13. Juster R. Allostatic load biomarkers of chronic stress and impact on health and cognition / R. Juster, B. S. McEwen, S. J. Lupien // Neuroscience and Biobehavioral Review. — 2009. — V. 35. — P. 2-—16.
14. Schulkin J. Rethinking Homeostasis: Allostatic Regulation in Physiology and Pathophysiology. / J. Schulkin. - MIT Press, 2008.
- 314 p.
15. Slabo G. Modified screening method for rapid simultaneous determination of dopamine, noradrenaline and serotonine in the same brain region / G. Slabo, G. L. Kovacs, G.A. Telegly // Acta Physiol. Bung. — 1983. — V. 61, № 1—2. — P. 51—57.
References
1. Baraboj V. A. Okislitel'no-antioksidantnyj gomeostaz v norme i patologi: v 2-h chastjah / V. A. Baraboj, D. A. Sutkovoj. Pod red. Ju. A. Zozuli. — K.: Chernobyl'interinform. — 1997. — Ch. 1. — 200 s.; Ch.2. — 220 s.
2. Elizarova O. N. Posobie po toksikologii dlja laborantov / O. N. Elizarova, L. V. Zhidkova, T. A. Kochetkova. - M: Medicina, 1974. -168 s.
3. Zajceva O.V. Dejstvie oksijetilirovannogo ksilita marki L-655 na receptornyj apparat i sistemu mediatornoj reguljacii vnutrikletochnogo metabolizma / O.V. Zajceva, V.I. Zhukov, N.A. Vashhuk [i dr.] // Eksperim. i klin. medicina. - 2006. - № 3. - S. 6669.
4. Nakonechna O. A. Vpliv prostih poliefiriv na vmist adrenalinu i noradrenalinu u sirovatci krovi shhuriv / O. A. Nakonechna // Eksperimental'na ta klinichna medicina. - 2010. - № 4(49) - S. 4548.
5. Pshennikova M. G. Vrozhdennaja jeffektivnost' stress-limitirujushhih sistem, kak faktor ustojchivosti k stressornym povrezhdenijam / M. G. Pshennikova // Uspehi fiziologicheskih nauk. — 2003. — T. 34, № 3. — S. 55—67.
6. Severinovskaja O. V. Klitinnij sklad j antioksidantni vlastivosti krovi shhuriv pri modeljuvanni ekologichnogo navantazhennja na organizm / O. V. Severinovskaja // Visnik problem biologii i medicini. — 2006. — Vip. 1. — S. 42—49.
7. Havinson V. H. Peptidjergicheskaja reguljacija gomeostaza / V. H. Havinson, I. M. Kvetnoj, I. P. Ashmarin // Rossijskij himicheskij zhurnal. — 2002. — T.122, № 2. — S. 190—203.
8. Cyganenko A. Ja. Sistemy biogennyh monoaminov i ciklicheskih nukleotidov u zhivotnyh s inducirovannoj sinteticheskimi detergentami immunosupressiej / A. Ja. Cyganenko // Eksp. i klin. med. - 2001. - № 1. - S. 18-20.
9. Chekman I. S. Fiziologichni vlastivosti ta perspektivi korekciT funkciT adenozintrifosfatchutlivih kalievih kanaliv / I. S. Chekman, K. V. Tarasova, V. G. Shevchuk // Fiziologichnij zhurnal. — 2008. — T. 54, № 1. — S. 94—106.
10. Shish A. M. Modifikacija zhirnokislotnogo skladu membran jak faktor zahistu miokarda pri stresornomu jogo poshkodzhenni / A. M. Shish, T. V. Kukoba, L. V. Tumanovs'ka [ta in.] // Fiziologichnij zhurnal. — 2005. —T. 51, №2. — S. 17—23.
11. Shherban' N. G. Strukturno-funkcional'noe sostojanie membran v ocenke gomeostaza v uslovijah vozdejstvija na organizm ksenobiotikov / N. G. Shherban' // Eksperimental'na i klinichna medicina. — 2006. — № 3. — S. 70—75.
12. Allostatic Load. / A revive of the literature, 2012. // Canberra: Department of Veterans' Affairs. - 2012. - 93 p.
13. Juster R. Allostatic load biomarkers of chronic stress and impact on health and cognition / R. Juster, B. S. McEwen, S. J. Lupien // Neuroscience and Biobehavioral Review. — 2009. — V. 35. — P. 2—16.
14. Schulkin J. Rethinking Homeostasis: Allostatic Regulation in Physiology and Pathophysiology. / J. Schulkin. - MIT Press, 2008.
- 314 p.
15. Slabo G. Modified screening method for rapid simultaneous determination of dopamine, noradrenaline and serotonine in the same brain region / G. Slabo, G. L. Kovacs, G.A. Telegly // Acta Physiol. Bung. — 1983. — V. 61,№ 1-2. — R. 51—57.
Реферат
ХАРАКТЕР НЕЙРОМЕД1АТОРНО1 В1ДПОВ1Д1 В ОРГАН1ЗМ1 ТВАРИН НА ВПЛИВ КСЕНОБ1ОТИК1В ПОБУТОВОГО
ПРИЗНАЧЕННЯ
Наконечна С.А.
Ключовi слова: бюгены амЫи, нейромедиатори, ксенобютики.
В робот1 вивчено деяк сторони метабол1зму бюгенних амЫв та Т'хшх попередниш в умовах пщгос-трого дослщу на бтих щурах в 1/100 DL5o у випадку впливу неонол1в - ксенобютиш нового поколшня, а також систему вторинних нейромедиатор1в. Встановлено структурно-метабол1чне порушення меди-аторноТ регуляци кл1тинних структур пщ впливом дослщжуваних речовин та включення первинних ме-хан1зм1в адаптаци оргашзму тварин до шкщливих чинниш впродовж тривалого часу.
Summary
CHARACTER OF NEUROTRANSMITTER RESPONSE PRODUCED BY ANIMALS TO DOMESTIC XENOBIOTICS Nakonechnaya S.A.
Key words: biogenetical amines, neuromediators, xenobiotics.
This paper highlights some aspects of metabolism of biogenetical amines and their predecessors in subacute experiment on white rats in 1/100 DL50 in case of influence AF 9-12 and AFS 9-6 KM and also the system of secondary neuromediators. It was established that structural metabolic injury of mediator regulation in cellular units resulted from effects produced by the neonols. AF 9-12 caused more severe influence on intracellular metabolism. The results of research of PAV influence on membranes and membranous processes enabled to draw a conclusion about membranotoxical character caused by oxyethilirolized derivative of phenols.
УДК 57.043: 577.352.4:547.42/43 Рамазанов В.В., Бондаренко В.А.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ АДЕНОЗИНТРИФОСФАТА И 2,3-ДИФОСФОГЛИЦЕРАТА В ЭРИТРОЦИТАХ ДОНОРСКОЙ КРОВИ ПРИ ЗАМОРАЖИВАНИИ
Институт проблем криобиологии и криомедицины НАН Украины (Харьков).
Ранее было показано, что среды, содержащие непроникающий и проникающий защитные компоненты при замораживании-отогреве образцов эритроцитов, обеспечивают устойчивость клеток к действию гипертонического и осмотического (постгипертонического) стрессов. Кроме того, эритроциты, замороженные в комбинированных средах с непроникающим и проникающим криоп-ротекторами, незначительно отличаются по осмотическим и морфологическим характеристикам от интактных клеток. Как известно, данные показатели зависят от концентрации внутриклеточного аденозинтрифосфата (АТФ), потеря которого при гипотермическом хранении или замораживании эритроцитов сопровождается потерей 2,3-дифосфоглицерата (2,3-ДФГ). В работе исследовали содержание главных фосфоорганических соединений эритроцитов (АТФ и 2,3-ДФГ) после замораживания в среде с декстраном и в комбинированной среде с декстраном и 1,2-пропандиолом (1,2-ПД). Показано, что при замораживании эритроцитов в среде с декстраном отмечается значительная потеря АТФ и 2,3-ДФГ. Комбинирование в среде замораживания декстрана и проникающего криопротектора 1,2-ПД обеспечивает удовлетворительное сохранение данных фосфоорганических соединений. Полученные результаты, вероятно, связаны с тем, что включение в среду проникающего криопротектора и проникновение его в клетки обеспечивает ослабление их «критического» сжатия при охлаждении. Это способствует сохранению нормальной локализации ферментов на мембранных структурах и поддержанию клеточного метаболизма в размороженных эритроцитах.
Ключевые слова: эритроциты, замораживание, комбинированный криоконсервант, аденозинтрифосфат, 2,3-дифосфоглицерат.
Данная работа является фрагментом темы «Исследование чувствительности эритроцитов животных к охлаждению, дегидратации и замораживанию при действии модифицирующих факторов и криопротекторов» (№ гос. регистрации 0114Ш001318).
В системе микроциркуляции тканей низкое парциальное давление кислорода и механическая деформация эритроцитов запускают последовательность реакций в клетке, в результате которой происходит высвобождение молекул аденозинтрифосфата (АТФ). После выхода из клеток молекулы АТФ связываются с эндотели-альными пуринергическими рецепторами и инициируют «сигнальный» механизм, который приводит к релаксации микрососудов. При этом увеличивается приток крови к органам и тканям, обеспечивая необходимую поставку кислорода [11,16]. При гипотермическом хранении эритроцитов (4-6°С) отмечается нарушение реологических свойств клеток (деформируемость, адгезия) [8]. Такие эритроциты после переливания больным при неотложных состояниях не всегда обеспечивают нормализацию гемодинамики и поставки кислорода тканям [15,20].
Содержание АТФ и 2,3-дифосфоглицерата (2,3-ДФГ), а также реологические характеристики эритроцитов после хранения являются основными показателями для предсказания осложнений трансфузионной терапии [11,16]. При длительном хранении эритроцитов отмечается потеря АТФ и 2,3-ДФГ, а также блокада клеточного механизма высвобождения молекул АТФ при деформирующем воздействии [16,20]. Потеря 2,3-ДФГ при хранении эритроцитов является основной причиной их неспособности увеличивать поставку кислорода в ткани при переливании [12]. Поэтому после хранения необходимо «омоложение» эритроцитов при инкубации в специальных средах, которое приводит к восстановлению концентраций АТФ, 2,3-ДФГ и реологических характеристик клеток [8,14]. С целью исключения процедуры «омоложения» разработан консервант, не содержащий хлоридных ани-
