CC BY
28
УДК 615.9:613.63
ИНТЕГРАЛЬНАЯ ОЦЕНКА ОКИСЛИТЕЛЬНОГО СТРЕССА
ПРИ ОТРАВЛЕНИИ ГЕПАТОТОКСИЧЕСКИМИ СРЕДСТВАМИ
111 1 2 Мышкин В.А. , Бакиров А.Б. , Репина Э.Ф. , Каримов Д.О. , Гимадиева А.Р. ,
Тимашева Г.В. 1, Хуснутдинова Н.Ю.1, Срубилин Д.В.3
1-ФБУН «Уфимский НИИ медицины труда и экологии человека», Уфа, Россия
2-ФГБУН «Уфимский институт химии РАН», Уфа, Россия 3-ГОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет», Уфа, Россия
Цель работы: объединить два взаимосвязанных процесса - перекисное окисление липидов (ПОЛ) и антиокислительную систему (АОС) - и одним цифровым значением показать направленность и глубину изменений в условиях их коррекции антиоксидантами и при отсутствии таковой.
В статье рассматривается возможность применения интегрального показателя окислительного стресса (ОС) в токсикологическом эксперименте. Приводятся конкретные результаты использования дибунола и оксиметилурацила при отравлении тетрахлорметаном, дихлорэтаном, этанолом, ПХБ-содержащим препаратом «Совтол-1», а также их комбинациями. Введение подопытным животным в качестве антиоксиданта оксиметилурацила, а также дибунола в значительной степени нормализует взаимодействие систем ПОЛ-АОС, приближая его к практически здоровым животным. Использование показателя ОС позволяет в более компактной форме представлять экспериментальный материал и расширяет возможности его теоретического обобщения.
Ключевые слова: коэффициент окислительного стресса К, гепатотоксические средства, оксиметилурацил, дибунол, перекисное окисление липидов, антиоксилительная система
INTEGRAL ASSESSMENT OF OXIDATIVE STRESS IN POISONING WITH HEPATOTOXIC AGENTS
Myshkin V.A.1, Bakirov A.B.1, Repina E.F.1, Karimov D.O.1, Gimadieva A.R.2 Timasheva G.V.1, Khusnutdinova N.Yu.1, Srubilin D.V.3
1-Ufa Research Institute of Occupational Health and Hyman Ecology, Ufa, Russia
2-Ufa Institute of Chemistry of RAS, Ufa, Russia 3-Bashkirian State Medical University, Ufa, Russia
The purpose of the study is to unite two interconnected processes - lipid peroxidation (LPO) -antioxsidative system (AOS) and to determine the trend and in-depth changes using a single digit quantity under the conditions of their correction by antioxidants and without it.
The paper considers a possibility of using an integral index of oxidative stress (OS) in toxicologic experiments. Certain results of using dibunol and oximethyluracil in intoxication by tetrachlormethan, dichloretan, etanol, PCB-containing Sovtol-1 as well as their combinations. Administration of oximethyluracil as an oximethyluracil antioxidant into the experiomental animals as well asdibunol greatly normalizes a relat5ionship between LPO-AOS systems making it closer to
healthy animals. The use of the K OS index makes it possible to present the experimental material in a compact form and raises possibilities of its theoretical generalization.
Key words: oxidative stress K index, hepatotoxic agents, oximethyluracil, dibunol, lipid peroxidation, antioxidative system
Важнейшим патогенетическим фактором развития поражения печени ксенобиотиками (промышленными ядами, лекарственными средствами и др.) являются
свободнорадикальные процессы, сопровождающиеся усилением образования активных форм кислорода (АФК), ПОЛ и ослаблением АОС.
Для характеристики процессов ПОЛ в токсикологических исследованиях определяются диеновые конъюгаты (ДК) и ТБК-реагирующие продукты (ТБК-рп). Для характеристики системы ингибирующих процессы образования свободных радикалов или инактивирующих продукты ПОЛ на клеточном или субклеточном уровнях - ферменты: супероксиддисмутаза (СОД), глутатионпероксидаза (ГПО) или природные вещества, обладающие высокой антирадикальной активностью - токоферолы, тиолы или аскорбиновая кислота. Часто определяют активность SH-групп, восстановленного глутатиона, что связано с более простыми методами исследования и менее дефицитными и дорогостоящими реактивами [1, 5].
Длительное воздействие ксенобиотиков (гепатотоксических веществ) часто вызывает гиперметаболическое состояние печени с повышенным потреблением кислорода гепатоцитами. Уменьшается концентрация витаминов А и Е, а также глутатиона. Дефицит витамина Е усиливает ПОЛ, а нехватка витамина А способствует повреждению лизосом, снижение уровня глутатиона ведет к нарушению функций митохондрий и повышает чувствительность клеток к апоптозу. Все это приводит к истощению уровня АТФ и повреждению печени. Гипоксия, наряду с воспалением и стрессорной реакцией, является важнейшим патофизиологическим фактором усиления свободнорадикальных процессов в организме.
Для разработки наиболее эффективной патогенетической терапии токсического поражения печени необходимы исследования тонких молекулярно-клеточных механизмов развития повреждения, в том числе на основе взаимосвязи процессов ПОЛ и эндогенной АОС в зависимости от степени токсического поражения печени.
Материалы и методы.
Интегральную оценку окислительного стресса проводили по значению коэффициента окислительного стресса (К) по формуле:
^ _ /ТБК-РПо ДКо ИДСоЧ _ /КАТо ГПо Г-SHcA _ (ТБК-РПк ДКк ИДСк/ ' (КАТк ГПк Г-SНк/'
где ТБК-РПО - содержание ТБК-реагирующих продуктов в печени
отравленных крыс;
ТБК-РПК - содержание ТБК-реагирующих продуктов в печени здоровых крыс;
ДКО - содержание диеновых конъюгатов в печени отравленных крыс;
ДКК - содержание диеновых конъюгатов в печени здоровых крыс;
ИДСО - содержание изолированных двойных связей в печени отравленных крыс;
ИДСК - содержание изолированных двойных связей в печени здоровых крыс;
КАТО - активность каталазы в печени отравленных крыс;
КАТК - активность каталазы в печени здоровых крыс;
ГПО - активность глутатионпероксидазы в печени отравленных крыс;
ГПК - активность глутатионпероксидазы в печени здоровых крыс;
Г-SHО - содержание восстановленного глутатиона в печени отравленных крыс;
Г^к - содержание восстановленного глутатиона в печени здоровых крыс.
К определяли для каждого животного, получали среднее значение и ошибку средную для каждой группы.
Повреждение печени моделировали путем введения белым крысам-самцам гепатотоксических веществ в следующих дозах:
* этанол: 7мл/кг массы тела ежедневно в течение 7 дней;
* тетрахлорметан (ТХМ): 2 мл/кг массы тела через день в течение 30 дней;
* ПХБ-содержащий препарат Совтол-1: 0,25мл/100 г массы тела дважды в неделю в течение 28 суток + 10% раствор этанола для питья (Патент РФ № 2197018 от 16.02.2000);
* ТХМ: по 4 мл/кг массы тела крысы 50% масляного раствора, а через 3 часа этилового спирта в желудок по 12,5 мл/кг массы тела 40% раствора в течение 4 дней. Тестирование
" —7
показателей на 7 сутки;
* дихлорэтан: 0,01DL50 в течение 3 недель в 10% растворе оливкового масла в желудок;
* Совтол-1: 0,25мл/100 г массы тела дважды в неделю в течение 4 недель (Патент РФ № 2188457 от 27.08.2002).
Продукты ПОЛ - изолированные двойные связи (ИДС) и диеновые конъюгаты (ДК) -определяли спектрофотометрическим методом [3]. ТБК-реагирующие продукты по общепринятому методу [2]. Состояние АОС оценивали по активности каталазы, глутатионпероксидазы и содержанию в печени восстановленного глутатиона [4].
Таблица 1
Состояние окислительного стресса в печени при введении крысам гепатотоксических средств
Токсиканты Модели Показатели (относит. значения)
(группа крыс) Е ПОЛ Е АОС £ ПОЛ
£ АОС
Контроль норма 95,1 92,0 1,04
Этанол гепатит 6,67 2,38 2,8
Совтол-1 гепатопатия 8,13 3,03 2,68
ТХМ гепатит 5,57 1,71 3,25
ТХМ+этанол гепатит 5,36 1,48 3,62
2-ДХЭ гепатопатия 5,1 1,84 2,77
Совтол-1+этанол токсический цирроз 5,44 1,1 4,9
Примечание: ТХМ - тетрахлорметан, 2-ДХЭ - дихлорэтан.
Результаты и обсуждение.
Анализируя полученные данные (табл. 1), можно заключить, что при воздействии гепатотоксических средств в организме животных происходит срыв адаптационных механизмов: идет накопление продуктов ПОЛ и одновременно подавляется активность показателей АОС.
Введение подопытным животным антиоксидантов дибунола и оксиметилурацила в значительной степени нормализует баланс систем ПОЛ и АОС.
Для иллюстрации приводим данные по изучению протективного действия синтетических антиоксидантов дибунола в дозе 250 мг/кг и оксиметилурацила в дозе 50 мг/кг при профилактическом применении у крыс с токсическим циррозом печени, моделируемым ПХБ-содержащим препаратом Совтол-1 и этанолом (модель является оригинальной, разработанной в отделе токсикологии УфНИИ медицины труда и экологии человека; авторские права защищены патентом РФ № 2197018 от 16.02.2000). Полученные результаты представлены в таблице 2. Они показывают, что у крыс защищенных антиоксидантами, взаимодействие систем ПОЛ и АОС приближается к показателям аналогичных систем у здоровых животных.
Таблица 2
Влияние дибунола и оксиметилурацила на состояние окислительного стресса у крыс при комбинированном поражении печени - Совтолом-1 и этанолом, (М±т), п=6
группы крыс
показатели ИДС, усл.ед. опт.пл./100 г
ДК, усл.ед. опт.пл./100 г
ТБК-РП, ммоль/г
КАТ, ммоль/мин/г белка
ГП, мкмоль/мин/г белка
Г-БИ, мкмоль/г
К, усл.ед.
Значение показателей в контрольной и опытной группах
III группа (оксиметил-урацил)
2,7±0,1
2,0±0,1
90,4±4,1
58,3±3,1
20,6±1,0
13,1±3,8
1,04
4,3±0,6
3,2±0,2
98,2±4,0
32,8±6,0
16,3±2,4
8,8±0,7
2,8
2,2±0,5
2,8±0,3
102,0±13,0
33,2±4,8
18,0±3,5
8,8±0,6
2,7
IV группа (Совтол-1+этанол)
5,5±0,2
4,1±0,6
123,3±3,4
13,9±2,6
11,4±4,1
4,2±0,25
4,9
Примечание: ИДС - изолированные двойные связи (А=220 нм); ДК - диеновые конъюгаты (К=232 нм); ТБК-РП - ТБК-реагирующие продукты (А=532 нм); КАТ - каталаза; ГП - глутатионпероксидаза; Г-SH - глутатион восстановленный; * р<0,05 между I и IV группами контроля; ** р<0,05 различие с группой VСовтол-1+этанол).
Таким образом, коэффициент окислительного стресса К является чувствительным параметром для оценки выраженности и глубины окислительного стресса на моделях токсического поражения печени этанолом, дихлорэтаном, тетрахлорметаном, ПХБ-
содержащим препаратом «Совтол-1», а также при комбинированном поражении: ТХМ +этанол и «Совтол-1»+этанол; позволяет одним цифровым значением выразить направленность и глубину изменений двух процессов - ПОЛ и АОС.
При интегральной оценке состояния ПОЛ и АОС у крыс с токсическим поражением печени с помощью расчетного коэффициента окислительного стресса К выявлено, что у крыс с алкогольным гепатитом его значение превышало норму в 2,8 раза, у крыс с совтоловой гепатопатией - в 2,68 раза, у крыс с тетрахлорметановым гепатитом - в 3,25 раза, у крыс с гепатопатией, вызванной введением дихлорэтана, - в 2,77 раза, а у крыс с комбинированным воздействием ТХМ+этанол и «Совтол-1»+этанол - в 3,62 и 4,9 раза соответственно.
Проводимая антиоксидантная терапия дибунолом и оксиметилурацилом оказывает коррегирующее влияние на выраженность окислительного стресса в группе крыс с комбинированным поражением печени ПХБ-содержащим препаратом «Совтол-1» и этанолом.
Использование коэффициента окислительного стресса К позволяет в более компактной форме представить экспериментальной материал и расширяет возможности его теоретического обобщения.
Можно констатировать, что в патогенезе токсических поражений печени важную роль играет окислительный стресс и дальнейшая разработка лекарственной терапии, направленной на коррекцию состояния эндогенной АОС и ПОЛ экзогенными антиоксидантами, является актуальной научной задачей.
Список литературы:
1. Абакумов М.М., Давыдов Б.В., Голиков А.П., Голиков П.П. и др. Способ интегральной оценки окислительного стресса при неотложных состояниях / Описание изобретения к Патенту от 27.03.2004 (Заявка 2002105650-152002105650-15, 05.03.2002).
2. Волчегорский И.А. Экспериментальное моделирование и лабораторная оценка адаптивных реакций организма / И.А. Волчегорский, И.И. Долгушин, О.С. Колесников. -Челябинск, 2000. - 167 с.
3. Копылова Т.Н., Майоре А.Я. Перекисное окисление липидов при остром и хроническом отравлении этанолом // Вопросы биохимии патологических процессов. - Рига: Знание, 1979. - С.24-27.
4. Львова С.П., Абаева и др. Антиоксидантная система тканей крыс при гипотермии и введении даларгина // Вопросы медицинской химии. - 2002. - Т.48. - С. 189-195.
5. Олейник А.Н. Влияние антиоксиданта на перекисное окисление липидов при комбинированном поражении печени //Фарм. и токс. - 1983. - № 3. - С. 102-105.
