CC BY
72
ЭКПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ МЕДИЦИНА
УДК 615.217.22:616-092.9 [575.224.46+575.224.6]
МУТАГЕННАЯ И АНТИМУТАГЕННАЯ АКТИВНОСТЬ ЛИГАНДОВ а- И Р-АДРЕНОРЕЦЕПТОРОВ В КЛЕТКАХ КОСТНОГО МОЗГА МЫШЕЙ
Миляуша Якубовна Ибрагимова1-2*, Валерий Васильевич Семенов2, Ренад Ибрагимович Жданов1,3
'Казанский (Приволжский) федеральный университет, 2Казанский государственный медицинский университет, 3НИИ общей патологии и патофизиологии РАМН, г. Москва
Реферат
Представлены результаты экспериментов по оценке антимутагенного действия стимуляторов и блокаторов адренорецепторов при мутагенезе, индуцированном этилметансульфонатом и циклофосфамидом, в клетках костного мозга мышей. Впервые установлено, что в сферу действия биологически активных веществ, взаимодействующих с рецепторами, входит не только индукция специфических физиологических функций, но и активация систем, защищающих генетический аппарат от повреждений.
Ключевые слова: мутагенез, антимутагенез, адреномиметики, адреноблокаторы.
MUTAGENIC AND ANTTMUTAGENIC ACTIVITY OF LIGANDS OF a- AND P- ADRENOCEPTORS IN MOUSE BONE MARROW CELLS
M.Y. Ibragimova12*, V.V. Semenov2, R.I. Zhdanov1-3
'Kazan (Volga region) Federal University,2Kazan State Medical University, 3Scientific Research Institute of General Pathology and Pathophysiology, Moscow
Summary
Presented were the results of experiments of assessing the antimutagenic effect of stimulants and blockers of adrenergic receptors in the mutagenesis induced by ethyl methanesulphonate and cyclophosphamide in bone marrow cells of mice. For the first time it was established that the scope of activity of the biologically active compounds that interact with receptors includes not only the induction of specific physiological functions, but also the activation of systems that protect the genetic apparatus from damage.
Key words: mutagenesis, antimutagenesis, adrenoceptor agonists, adrenoceptor blockers.
Ежегодно увеличивается число ксенобиоти- путем цервикальной дислокации. За 2,5 часа до ков, ухудшается экологическая ситуация и, как следствие этого, повышается вероятность повреждения генотипа живых организмов — от бактерий до человека. Возрастает удельный вес заболеваний, связанных с повреждением генетического аппарата человека, — это касается прежде всего наследственной патологии, врожденных пороков развития, опухолевых и других заболеваний. В настоящее время активно ведется поиск антимутагенов, веществ, защищающих генетический аппарат клеток человека от повреждения [2, 7, 9, 10, 11].
Цель работы — определение влияния лиган-дов адренорецепторов на интенсивность процессов индуцированного мутагенеза в клетках животных [3, 5].
Исследования были выполнены на мышах (самцы) линии С 57В4/6 массой 25-30 г (1,5-2-месячный возраст). Соединения вводили подкожно однократно 5-6 мышам, через 8 часов внутрибрюшинно индуктор мутаций, а именно этилметансульфонат (ЭМС) и циклофосфамид (ЦФ). Мутаген и биологически активные вещества (БАВ) растворяли в физиологическом растворе непосредственно перед введением животным. Через 24 часа после инъекции мышей умерщвляли
* Автор для переписки: [email protected]
окончания опыта им внутрибрюшинно вводили 2,5 мг/кг колхицина. Препараты костного мозга готовили стандартным способом [12].
Костный мозг из бедренных костей мышей вымывался 0,95% раствором лимонокислого трех-замещенного цитрата натрия. После термостати-рования (40 мин) и центрифугирования (5 мин, 1000 оборотов/мин) остаток трижды фильтровали в смеси метанол:ледяная уксусная кислота (3:1). Суспензию с помощью капельницы помещали на охлажденные предметные стекла и высушивали в струе теплого воздуха. Препараты окрашивали азур-эозином. У каждого животного анализировали по 100 метафаз. Регистрировали клетки с модальным числом в 40 хромосом с хорошим разбросом, без наложений. Подсчитывали фрагменты и обмены хромосом. Гепы не учитывали.
В эксперименте использовали следующие лекарственные препараты: эпинефрина гидротар-трат (ЭГТ), фенилэфрин (ФЭР), орципреналин (ОРП), пророксан (ПРС) и пропранолол (ППЛ). В качестве индуктора мутаций использовали супермутаген — этилметансульфонат (ЭМС, "Sigma") и алкилирующий цитостатический препарат — циклофосфамид (ЦФ, АО "Биохимик" г. Саранск) в концентрациях 1,61х 10-3 М и 30 мг/ мл соответственно [1, 8]. Антимутагенный эффект (АЭ) рассчитывали по формуле, позволяющей установить процент снижения аберраций хромо-
Максимальный антимутагенный эффект и диапазоны активных концентраций исследованных веществ в опытах
на клетках костного мозга мышей
Вещества Концентрация веществ, мг/кг Параметры и индукторы мутаций
этилметансульфонат (ЭМС) циклофосфамид (ЦФ) ДАК, мг/кг
частота аберраций, % МАЭ, % Р Частота аберраций, % МАЭ, % Р ЭМС ЦФ
Эпинефрина гидротартрат 510-3 -50 4,20±0,90 65 <0,001 8,60+1,25 55,2 <0,001 10-3-10-1 10-3-10-1
Фенилэфрин 110-3 -10 8,40±1,24 34,4 <0,05 11,00+1,40 35,3 <0,01 10-3 10
Орципреналин 510-3 — 5 9,80±1,33 35,5 <0,01 9,40+1,31 50 <0,001 5; 0,5 5.10-2-5
Пророксан 110-3 -10 Не активен
Пропранолол 110-3 -10 8,80+1,27 34,3 <0,05 10,80+1,39 32,5 <0,05 1 110-2
Примечание. МАЭ — максимальный антимутагенный эффект, ДАК — диапазон активных концентраций.
сом относительно индуктора мутаций [6]:
АЭ = (М, - М2) / М*100,
где Mj — процент метафаз с нарушениями при действии мутагена, М2 — процент метафаз с нарушениями при действии мутагена и протектора.
Исследование генетической активности БАВ осуществляли в два этапа: на первом — изучали мутагенную активность соединений, на втором — антимутагенную, что дало возможность отобрать для второго этапа протекторной активности немутагенные концентрации препаратов. Таким образом, мутагенный эффект БАВ не перекрывал антимутагенный. Большинство взятых для исследования БАВ в изученных концентрациях не обладали мутагенной активностью, за исключением эпинефрина гидротартрата, который в концентрации 50 мг/кг достоверно увеличивал уровень аберраций в 2,9 раза относительно контроля (р<0,001). В дальнейшем его использовали в немутагенных концентрациях.
В таблице представлены данные, отображающие максимальный антимутагенный эффект (МАЭ) и диапазон активных концентраций (ДАК) препаратов в зависимости от индуктора мутаций.
Анализ результатов показал, что антимутагенный эффект в опытах in vivo на мышах наблюдался как у стимуляторов, так и у блокаторов ад-ренорецепторов. Из всех препаратов наибольшим антимутагенным эффектом и диапазоном активных концентраций обладали эпинефрина гидро-тартрат и орципреналин. ЭМС-индуцированный мутагенез поддавался коррекции в большей мере, чем ЦФ-индуцированный.
Оценивалась способность адренотропных БАВ индуцировать в клетке два, в сущности, противоположных эффекта — мутагенез и антимутагенез. Вполне понятно, что добиться этого можно было лишь при изучении генетической активности исследуемых препаратов в широком диапазоне концентраций. Такой подход позволил выявить небольшой, но достоверный мутагенный эффект высоких концентраций эпинефрина 250
(адреналина) на мышах (50 мг/кг). В настоящее время мы затрудняемся оценить этот феномен с биологических позиций. Однако известно, что в экстремальных ситуациях у животных и человека их стресс-реализующая система, в том числе адренергическая, может быть причиной резкого возрастания уровня аберраций в клетках. Подобный факт неоднократно имел место в ряде исследований [4]. По сравнению с другими препаратами эпинефрин оказался наиболее эффективным генопротектором — у него один из наиболее высоких антимутагенных эффектов (табл. 1). Анализ результатов показал, что БАВ по- разному действуют на мутагенез, индуцированный различными индукторами мутаций. В одних случаях протекторы эффективнее снижали уровень аберраций, индуцированный ЭМС, в других — ЦФ. Каких-либо закономерностей при этом обнаружить не удалось. Однако понятно, что механизм мутагенеза, индуцируемый различными мутагенами (даже находящимися в одной химической группе — алкилирующие вещества), различен, и целесообразность применения того или иного протектора должна определяться на основе фармакологической концепции антимутагенеза [4].
ЛИТЕРАТУРА
1. Журков В. С, Сычева Л. П. Роль системы микросо-мальных моноксигеназ в модификации эффекта мутагенов // Вестн. РАМН. — 1993. — № 1. — С. 41-46.
2. Ибрагимова М.Я., Семенов В.В., Харитонов В.С. и др. Имеется ли мутагенная и антимутагенная активность у стимуляторов а- и p-адренорецепторов? // Казанский мед. ж. — 2007. — Т. 88, № 3. — С. 280.
3. Семенов В.В., Ибрагимова М.Я., Барабанщиков Б.И. Модификация адреналином мутагенного действия этилметансульфоната // Бюлл. экспер. биол. — 1998. — Т. 126, № 10. — С. 427-429.
4. Середенин С.Б., Дурнев АД. Фармакологическая защита генома. — М.: ВИНИТИ, 1992. — 160 с.
5. Тарасов В.А Молекулярные механизмы репарации и мутагенеза. — М.: Наука, 1982. — 226 с.
6. Урбах В. Ю. Биометрические методы. — М.: Наука, 1964. — 415 с.
7. Al Mofleh IA. Spices, herbal xenobiotics and the stomach: friends or foes? // World J. Gastroenterol. — 2010. — V. 16, № 22. — P. 2710-2719.
8. Anderson D, Bishop J. B, Garner R. C. et al. Cyclophosphamide: review of its mutagenecity for an assesment of potential germ cell risk // Mutat. Res. — 1995. — Vol. 330. — P. 115-181.
9. Boubaker J., Skandrani I., Bouhlel I. et al. Mutagenic, antimutagenic and antioxidant potency of leaf extracts from Nitraria retusa // Food Chem. Toxicol. — 2010. — Vol. 48, № 8-9. — P. 2283-2290.
10. Kim Y.J, Lee J.S., Hong K.S. et al. Novel application
УДК 615.847: 616.831.71: 612.084 [615.213+615.214.22]
of proton pump inhibitor for the prevention of colitis-induced colorectal carcinogenesis beyond acid suppression // Cancer Prev. Res. - 2010. - Vol. 3, № 8. - P. 963-974.
11. Pal D, Banerjee S, Mukherjee S. et al. Eugenol restricts DMBA croton oil induced skin carcinogenesis in mice: downregulation of c-Myc and H-ras, and activation of p53 dependent apoptotic pathway // J. Dermatol. Sci. — 2010. — Vol. 59, № 1. — P. 31-39.
12. Preston R.J., Dean B.J, Galloway S. et al. Mammalian in vivo cytogenetic assays. Analysis of chromosome aberrations in bone marrow cells // Mutat. Res. — 1987. — Vol. 189. — P. 157-165.
УСИЛЕНИЕ ПРОТИВОЭПИЛЕПТИЧЕСКИХ ЭФФЕКТОВ ДИАЗЕПАМА ПУТЕМ ЭЛЕКТРОСТИМУЛЯЦИИ КОРЫ МОЗЖЕЧКА НА МОДЕЛИ ОЧАГОВОЙ ЭПИЛЕПСИИ У КРЫС
Леонид Семенович Годлевский1 *, Евгений Владимирович Коболев1, Вадим Федорович Мустяца2,
Галина Александровна Дроздова2
1 Одесский государственный медицинский университет, 2Российский университет дружбы народов, г. Москва
Реферат
В остром эксперименте на крысах показано, что электрическая стимуляция каудальных отделов червя мозжечка в условиях системного применения бензодиазепиновых препаратов — диазепама или феназепама сопровождается увеличением выраженности противосудорожного эффекта как в течение самой электростимуляции, так и в постстимуляционном периоде, а также устранением облегчающих эпилептогенез влияний. Ключевые слова: диазепам, мозжечок, электростимуляция, эпилептическая активность.
ENCHANCEMENT OF THE ANTIEPILEPTIC EFFECTS OF DIAZEPAM
BY ELECTROSTIMULATION OF THE CEREBELLAR CORTEX ON A MODEL OF FOCAL EPILEPSY IN RATS
L.S. Godlevskiy1*, E.V. Kobolev1, V.F. Mustyatsa2, G.A. Drozdova2 'Odessa State Medical University,2Russian Peoples' Friendship University, Moscow
Summary
In acute experiments on rats shown was the fact that electrical stimulation of the caudal parts of the cerebellar vermis during systemic use of benzodiazepine drugs - diazepam, or phenazepam was accompanied by an increased expression of the anticonvulsant effect both during the electrical stimulation itself, and in the post-stimulation period as well as the removal of epileptogenesis facilitating influences.
Key words: diazepam, cerebellum, electrical stimulation, epileptic activity.
Целью настоящей работы было определение влияния предварительной электростимуляции (ЭС) коры червя мозжечка на противоэпилепти-ческое действие диазепама. Работа выполнялась на 39 крысах-самцах линии Вистар массой 270320 г. В каждой группе наблюдения было не менее 6 особей. В условиях эфирного рауш-наркоза животным осуществляли трехеостомию, трепанацию черепа, вживляли константановые биполярные электроды (0,12-0,15 мкм, межэлектродное расстояние —0,25 мм) в область коры червя мозжечка (IX-X дольки). Электроды крепили к костям черепа с помощью быстротвердеющей пластмассы "Но-ракрил". Введением d-тубокурарина (0,25 мг/кг,
* Автор для переписки: [email protected]
в/бр) ("Orion", Финляндия) животных переводили на искусственное дыхание. Наблюдение начинали через 2,5 часа с момента прекращения эфирного наркоза. 20 сеансов ЭС коры мозжечка (прямоугольные импульсы частотой 100- 300 Гц, 300- 400 мкА, длительность импульса- 0,25 мс, длительность ЭС — 5-7 с) проводили каждые три минуты с помощью электростимулятора ЭСУ-2 (Украина). Животным контрольной группы аналогичное вживление электродов производили без воздействия электрическим током.
После вскрытия твердой мозговой оболочки с помощью аппликации на фронтальные отделы коры головного мозга фильтровальной бумаги (2х2 мм), смоченной в свежеприготовленном растворе натриевой соли бензилпенициллина (10 000 МЕ/мл) создавали очаг эпилептической активно-
