CC BY
74
УДК: 616.155.194: [615.277.3+612.014.46
ИССЛЕДОВАНИЕ КОМБИНИРОВАННОГО ДЕЙСТВИЯ ПРОТИВООПУХОЛЕВОГО АНТИБИОТИКА ДОКСОРУБИЦИНА И ПРОМЫШЛЕННОГО ЯДА АКРИЛОНИТРИЛА В ЭКСПЕРИМЕНТЕ. РОЛЬ ПРООКСИДАНТНОГО ЭФФЕКТА В ПАТОГЕНЕЗЕ РАЗВИТИЯ АНЕМИИ
М. М.Тарских
ГОУ ВПО «Красноярская государственная медицинская академия»
Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию России
Показано, что промышленный яд акрилонитрил (АН), вызывающий развитие опухолей у животных и человека, вводимый крысам-опухолгносигелям, приводит к снижению терапевтической активности противоопухолевого антибиотика доксорубици-на (Дрб). Комбинированное воздействие АН и Дрб вызывало у этих животных более значительное снижение эритроцитов и гемоглобина, чем у тех крыс с опухолью, которые получали Дрб без предварительной затравки АН. Гематотоксические эффекты АН, Дрб и перевитой опухоли обусловлены, по всей вероятности, стимуляцией перекисного окисления липидов.
Ключевые слова: акрилонитрил, доксорубицин, экспериментальные опухоли, гематоксичностъ.
EXPERIMENTAL INVESTIGATION OF COMBINATED ACTION ANTI-TUMOR ANTIBIOTIC DOXORUBICIN AND INDUSTRIAL MONOMF.RACRYI .ONITRII .F. IN VIVO. ROLE OF LIPID PEROXIDATION PN ANEMIA PATHOGENESIS
M.M. Tarskih
Krasnoyarsk State Medical Academy of Russian Federal Agencyfor Public Health and Human Services
Industrial monomer acrylonitrile (AN) stimulated cancerogenesis in rats and humans. Administration AN de-creased anti-tumor effect of anthracyclin antibiotic doxorubicin (Drb) in rats with Pliss limphosarcoma Acryloni-trile's and doxorubicin's combination decreased erythrocytes and haemoglobin in rats without tumor and with Pliss limphosarcoma more considerably than in rats with limphosarcoma pretreatment Drb. One of the possible mecha-nism of toxicity effect AN, Drb and limphosarcoma is the stimulation of lipid peroxidation.
Key words: acrylonitrile, doxorubicin, experimental tumors, hematological toxicity.
Акрилонитрил (АН) широко используется для производства полимеров, синтетических каучуков, а также в качестве промежуточного продукта в промышленных технологических циклах. Во всем мире подвержены воздействию АН в производственных условиях и в быту значительные контингенты людей [1], в том числе имеют профессиональный контакт с АН и на Красноярском заводе синтетического каучука, крупнейшем в России, где в недавних исследованиях было показано канцерогенное действие акрила-та на организм человека [10]. По данным Международного агентства по изучению рака (МАИР), АН относится к группе 2А, т.е. к химическим соединениям, возможно,
канцерогенным для человека с высокой степенью доказательности [5].
Исходя из этого, становится очевидной необхо-
димость изучения комбинированного действия АН и противоопухолевых лекарственных препаратов в эксперименте для понимания возникающих закономерностей в возможной клинической ситуации. В частности, нами изучалось комбинированное влияние АН и распространенного противоопухолевого антибиотика доксорубицина (Дрб). Известно, что Дрб является высокотоксичным препаратом, особенно по отношению к кроветворной системе [4]. По данным литературы, АН также обладает
гематотоксически-ми свойствами [6]. Поэтому при применении Дрб у лиц, имевших длительный контакт с АН, можно ожидать усиления его гематотоксического эффекта и, в частности, на красную кровь при возможном изменении антибластомного действия, что и явилось целью данного исследования.
Материал и методы
Эксперименты проведены на 180 белых беспородных крысах-самцах, 120 из которых перевивалась лимфосаркома Плисса. Животные подвергались предварительной затравке АН в течение 28 дней путем ежедневного однократного подкожного введения в дозе 20 мг/кг [1]. На 19-е сут затравки проводили перевивку лимфосаркомы Плисса стерильной гомогенной 30 % взвесью клеток опухоли в среде 199, вводимой крысам подкожно в область правого бока в количестве 0,4 мл. Спустя 9 сут после перевивки опухоли раз в день внутрибрюшинно вводили Дрб в дозе 0,5 мг/кг (1/10 ЬБ50) в течение 10 дней. Контрольные животные получали эквивалентное раствору ксенобиотика количество растворителя. Кровь для исследования забирали на 29, 35, 41 и 47-е сут от начала эксперимента. Исследовалось содержание эритроцитов периферической крови и гемоглобина (Нв) с использованием унифицированного
гемиглобинциа-нидного метода. О наличии
антибластомного эффек-
та судили по торможению роста опухоли, измеряя ее массу в динамике. Активность перекисного окисления липидов (ПОЛ) биомембран определялась по накоплению малонового диальдегида (МДА) в эритроцитах и плазме крови крыс и выражалась в нмоль/мг Нв или нмоль/мл плазмы [9]. Математический анализ проведен с помощью пакета программы Microsoft Excel для Windows '98', различия считались значимыми при р<0,05.
Результаты и обсуждение
Результаты исследований показали, что АН гема-тотоксичен в отношении красного ростка кроветворения. Наиболее значительное снижение количества эритроцитов (табл. 1) и Нв (табл. 2) наблюдалось на 29-е сут, то есть непосредственно по окончании затравки крыс. Через неделю после прекращения введения АН количество эритроцитов у крыс достоверно не отличалось от того же показателя у контрольных животных (табл. 1).
Таблица 1
Динамика содержания эритроцитов в крови интактных крыс и крыс с перевитой лимфосаркомой Плисса, подвергавшихся изолированному и комбинированному воздействию акрилонитрила (АН) и доксорубицина (Дрб)
Количество эритроцитов, х 10'2/л
Сутки Контроль Опухоль АН Дрб АН + Дрб
без опухоли с опухолью без опухоли с опухолью без опухоли с опухолью
29 5,14 ± 0,15 5,00 ±0,21 4,07±0,21** 4,26±0,23§
35 6,70 ± 0,26 5,20 ±0,18* 6,40 ± 0,24 5,80 ±0,17 4,60 ±0,13** 4,40 ± 0,19s 4,60 ±0,12** 3,50±0,395
41 6,20 ±0,21 5,20 ±0,19* 5,82 ±0,19 4,25 ±0,37 5,19±0,1 б** 4,28±0,18§ 4,89 ±0,20** 3,68±0,218
47 7,62 ± 0,37 6,00 ± 0,49* 6,83 ± 0,20 5,49 ±0,30 6,55 ±0,24 6,09 ±0,31 6,61 ±0,40 5,28 ±0,50
Примечание: * - различия достоверны при сравнении группы с опухолью и контроля; ** -
различия достоверны при сравнении экспериментальных групп без опухоли с контролем;
§ - различия достоверны при сравнении экспериментальных групп с опухолью (затравленные и леченые животные) с животны-ми-опухоленосителями, не подвергавшимися другим воздействиям.
Количество Нв остается достоверно сниженным у затравленных животных до 35-х сут (табл. 2). У животных с перевитой лимфосаркомой Плисса отмечается снижение как количества эритроцитов, начиная с 15-х сут после перевивки опухоли, так и Нв, который оставался сниженным и через 28 дней после перевивки, то есть на 47-е сут эксперимента (табл. 2). Количество эритроцитов и содержание Нв у животных-опу-холеносителей, подвергавшихся
затравке АН, по срав-
нению с группой, имевших только опухоль, уменьшилось в более ранний срок - на 29-е сут затравки, то есть через 10 дней после перевивки опухоли (табл. 1, 2). При этом Нв остается низким и к 41 -м сут эксперимента по сравнению с крысами-опухоленосителями, не подвергавшимися отравлению АН (табл. 2). Показатели красной крови у получавших Дрб крыс с лимфосаркомой Плисса и без нее были достоверно ниже таковых у интактных животных и животных-опухоле-
Исследование комбинированного действия противоопухолевого антибиотика доксорубицина и промышленного яда акрилонитрила в эксперименте. Роль проксидантного эффекта
в пантогенезе развития анемии
Таблица 2
Динамика содержания гемоглобина в крови интактных крыс и крыс с перевитой лимфосаркомой Плисса, подвергавшихся изолированному и комбинированному воздействию акрилонитрила (АН) и доксорубицина (Дрб)
Сут- Концентрация гемоглобина, г/л
ки Контроль Опухоль АН Дрб АН + Дрб
без опухоли с опухолью без опухоли с опухолью без опухоли с опухолью
29 128,8 і2,25 129,9і5,60 108,2і6,70** 113,4і5,20§
35 144,4 і 6,30 124,0і5,07* 126,2і4,24** И,4і2,088 125,0і3,60** 108,2і0,198 125,4і4,80** 105,2і5,208
41 135,2 і5,20 117,3і4,90* 130,0і3,40 104,3і2,108 123,0і0,89** 100,4і4,00§ 121,0і2,50** 96,5і6,60§
47 127,8 і3,20 104,0і7,50* 124,8і4,80 123,8і2,00 123,8і2,00 119,3і9,50 116,8і2,80** П0,0і8,90
Примечание: * - различия достоверны при сравнении группы с опухолью и контроля;- ** - различия достоверны при сравнении экспериментальных групп без опухоли с контролем; § - различия достоверны при сравнении экспериментальных групп с опухолью (затравленные и леченные животные) с животными-опухоленосителями, не подвергавшимися другим воздействиям.
20
5
і і
6
** СІ5
3
— У
і 0.5 ¿
1 I
$10
і *
£ і
й
З 9
и
10-дневная перевитая
лимфосаркома Плисса
І
І
і ! 1 і
к
о
Эритроциты
Плазма
Рис. 1. Влияние подострого отравления АН (в течение 28 сут) на содержание малонового диальдеги-да (МДА) в плазме крови и эритроцитах интактных крыс и с перевитой лимфосаркомой Плисса с ростом опухоли в течение 10 дней: К - контрольная группа животных; А - животные, подвергавшиеся затравке АН в течение 14 сут; Б - животные, подвергавшиеся затравке АН в течение 28 сут; a -животные с 10-дневной опухолью; б - животные с 10-дневной опухолью, подвергавшиеся воздействию АН в течение 28 дней; * -'различия достоверны, по сравнению с контрольной группой
(Р<0,05)
16-дневная перевитая лимфо-саркома Плисса
И
'^ри финиш
Плат! а
Рис. 2Ь. Влияние изолированною и комбинированного вошействия АН (в течение 28 шей) и Дрб (в течение 10 дней) на содержание малинового днальдегила (МДА) в нлатме и »ритроии-тах интактных крыс и крыс с перевитой лимфосаркомой Примечание: К - контрольна* группа животных; <1 группа животных-опухоленосителсй. б грутш жнвотных-опухоленоентелей, подвергавшихся воздействии! АН; « группа животных-опухоленоентелей. подвергавшихся воздействии' АН и получавших Дрб; г группа живот-ных-опухоленоентелей, получавших Дрб; Л - группа ин тактных животных, получавших Дрб; е- группа интактных животных, иолучавшнх АН и Дрб; * различия достоверны, но сравнению с контрольной группой (р- 0.05)
СИБИРСКИЙ ОНКОЛОГИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ. 2007. №1 (21)
Исследование комбинированного действия противоопухолевого антибиотика доксорубицина и промышленного яда акрилонитрила в эксперименте. Роль проксидантного эффекта
в пантогенезе развития анемии
носителей. Различия между вышеперечисленными группами исчезали лишь на 47-е сут эксперимента, спустя 9 дней после прекращения введения Дрб (табл. 1, 2). Воздействие Дрб на фоне АН также приводило к снижению показателей красной крови (табл. 1, 2). У животных с лимфосаркомой Плисса, предварительно затравленных АН и получавших Дрб, содержание эритроцитов и Нв было также значительно ниже, чем в группе крыс-опухоленосителей, леченных Дрб без предварительной затравки АН (табл. 1,2). Опыты показали также увеличение массы опухоли под влиянием АН на 47-й день (табл. 3). Отмечается закономерное ее снижение под влиянием Дрб и отсутствие влияния на рост опухоли комбинированного воздействия «АН +Дрб» (табл. 3).
Кроме того, в следующей серии опытов было показано, что подострое отравление крыс АН сопровождалось накоплением МДА в эритроцитах спустя 14 дней с начала введения яда и в плазме крови через 28 сут после начала опыта (рис. 1). Стимуляция ПОЛ биомембран в красных клетках крови возникает и при введении животным Дрб через 6 и 10 дней после его введения интактным крысам (рис. 2А, Б), что соответствует литературным данным [8, 12]. У
животных-опухоленосителей с 10, 16 и 22-дневной опухолью Плисса также наблюдалось усиление накопления МДА как в плазме крови, так и в эритроцитах (рис. 1, 2А, Б). Это находится в соответствии с уже известными фактами, свидетельствующими о том, что рост злокачественных новообразований сопровождается
Таблица 3 Сравнительная динамика роста опухоли у крыс с лимфосаркомой Плисса, не подвергавшихся и подвергавшихся изолированному и комбинированному воздействию акрилонитрила (АН) и доксорубицина (Дрб)
Сутки Масса опухоли, г
Крысы-опухоносители Группы животных, подвергавшихся воздействию
АН Дрб АН + Дрб
29 1,40 і0^ 1,S0 і0,52
35 24,40 і 3,00 27,10 ±8,50 1S,50 і2,60* 1S,50 і4,00
41 51,05 і6,30 52,50 і 22,S 30^ і6,10* 52,09 і 5,60
47 60,00 і 4,60 S0,10 і6,10* 45,40 і3,90* 51,00 і13,0
усилением реакций ПОЛ в организме-носителе опухоли [2,3,7].
Аналогичные результаты были получены и в том случае, когда опухоль перевивалась животным, предварительно подверженным воздействию АН. При этом наблюдалось усиление накопления МДА в крови крыс с 10,16 и 22-дневной лимфосаркомой Плисса (рис. 1, 2А, Б). Увеличение накопления МДА в плазме крови опытных животных отмечалось и при введении Дрб крысам с 16-дневной опухолью (рис. 2А) и отсутствовало при введении Дрб в течение 10 дней, хотя отмечалось увеличение ПОЛ в эритроцитах (рис. 2Б). Подавление ПОЛ в плазме крови у крыс с опухолью Плисса, по всей вероятности, обусловлено анти-бластомным действием Дрб, который вводился животным с 22-дневной опухолью длительное время-в
течение 10 дней (рис. 2Б). При введении
животным-опу-холеносителям, подверженным
воздействию АН, он не уменьшал накопления МДА в крови этих животных (рис. 2А, Б). Это могло быть обусловлено нарушением перехода Дрб в активную форму [4,11] вследствие повреждающего действия акрилата на микросомальную метаболизируюшую систему [1] и, значит, снижением противоопухолевого действия антрациклина.
Таким образом, комбинированное воздействие АН и Дрб вызывало у
животных-опухоленосите-лей более значительное снижение эритроцитов и Нв, чем при лечении их Дрб без воздействия АН, а также приводило к снижению противоопухолевой активности антрациклина. Гематотоксические эффекты АН, Дрб и перевитой опухоли обусловлены, по всей вероятности, стимуляцией ПОЛ.
ЛИТЕРАТУРА
1. Акрилонитрил. Гигиенические критерии состояния окружающей среды. Женева, ВОЗ. 1987. № 28. 113 с.
2. Бармина С.Э. Характеристика эритрона к активности ПОЛ у крыс с лимфосаркомой Плисса при введении антиокси-дантов // Актуальные проблемы фармакологии и поиска новых лекарственных препаратов. Томск, 1990. С. 148-151.
3. Билян Л.Ф. Состояние некоторых звеньев фосфоли-пидного обмена в мембранах эритроцитов больных острым лейкозом и эффекты антиоксидантов // Тез. докл. VI Закавказской конференции патофизиологов. Ереван, 1985. С. 48.
4. Гольдберг Е.Д., Новицкий В.В. Противоопухолевые антибиотики антрациклинового ряда и система крови. Томск,
1986. С. 74-80.
5. Канцерогенные вещества: Справочник / Под ред. B.C. Турусова // Материалы Международного агентства по изучению рака. М., 1987. С. 143.
6. Кузнецов П.П., Шустов В.Я. Гематологические показатели при воздействии акрилонитрила // Гигиена труда и проф. заболевания. 1986.№ 7. С. 41А43.
7. Морозкина Т.С. Энергетический обмен и питание при злокачественных заболеваниях. Минск, 1989. С. 96-111.
8. Пальмина Н.П., Бурмакова Е.Б. Противоопухолевые агенты как инициаторы ПОЛ // Вести АМН СССР. 1985. № 1. С. 85-91.
9. Стальная И.Д., Гаришвили Т.Г. Метод определения малонового диальдегида с помощью тиобарбитуровой кислоты // Современные методы в биохимии. М., 1977. С. 63-64.
10. Тарских ММ., Климацкая Л.Г. Исследование загрязнения производственной среды акрилонитрилом и вероятных механизмов его онкогенного действия // «Сибирь-Восток». Ежемесячный Всероссийский медицинский научно-производственный журнал. 2005. № 9. С. 8-11.
11. Butler J., Holy BM. Are reduced quinones necessarily involved in the antitumor activity of quinone drugs? // Brit. J. Conur.
1987. Vol. 35, № 8. P. 53-59.
MMimnaugh E.G., Trush M.A., Cram I.E. A possible role lipid peroxidation in anthracycline nephrotoxicity // Biochem. Pharmacol. 1989. Vol. 35, № 23. P. 4327-4335.
Поступила 11.10.06
