CC BY
99
Таким образом, МЭКЛ оказывал про- 2. Бритов А.Н., Орлов А.А. Роль ингибиторов ГМГ-
1 КоА редуктазы (статинов) в лечении и профилактике
тективное действие на фракции фосфоли- v 1
атеросклероза // Росс. мед.ж. — 2004. — Т. 12, №7. —
пидов ткани печени крыс, измененных с. 452 — 455.
под воздействием холестерина. 3. Галявич А.С., Салахова Л.Р. Нарушение обмена
жирных кислот при атеросклерозе и возможности
ЛИТЕРАТУРА
1. Арутюнов Г.П. Сахарный диабет и атеросклероз.
его коррекции // Кардиология. — 2006. — №12. — С. 36 — 39.
4. Кузденбаева Р.С.. Перспективы применения фитопрепаратов на основе местного растительного сырья
Какова оптимальная стратегия сдерживания атеро- // Мед. ж. Запад. Казахстан. - 2004. - № 1. - С. 22 - 24.
склеротического процесса? // Сердце. — Т. 3, №1 (13). — 5. Павелковская Г.П. Лучшие лекарства надо ис-
2004. - С. 36 - 40. кать в природе // Фармац. Казахст. - 2008. - №7. -
С. 43 - 46.
УДК 616.322-002: 579.862.1: 612.6.052.4
НЕСТАБИЛЬНОСТЬ ГЕНОМА ПРИ АНГИНЕ СТРЕПТОКОККОВОЙ ЭТИОЛОГИИ
Ирина Эдуардовна Кравченко1*, Валерий Васильевич Семёнов1, Елена Святославовна Кошпае-
ва, Анна Леонтьева Масленникова2
‘Казанский государственный медицинский университет, 2Республиканская клиническая инфекционная
больница, г. Казань
Реферат
Цель. Изучение мутагенной активности экстракта и живой культуры S. pyogenes в модельных системах, а также состояния генома соматических клеток и интенсивности процессов липопероксидации.
Методы. Живая культура S. pyogenes была выделена от больного лакунарной ангиной. Использовались цитогенетические методы регистрации перестроек хромосом в клетках меристемы семян скерды и анализ микроядер в нормохромных эритроцитах периферической крови мышей.
Результаты. Установлено, что нестабильность генома, инициируемая экстрактом и живой культурой S. pyogenes, может быть реализована через потенциальные повреждения ДНК по механизму продлённого мутагенеза с участием активных форм кислорода. У больных стрептококковой ангиной регистрируется высокий уровень эритроцитов с микроядрами на фоне активации процессов перекисного окисления липидов.
Выводы. Формирование нестабильности генома при ангине, обусловленной S. pyogenes, является сложным мультифакториальным процессом, при котором необходимо принимать во внимание влияние как самого агента, так и вторичных метаболических факторов.
Ключевые слова: нестабильность генома, стрептококк, мутагенез, микроядра, хромосомные аберрации.
GENOMIC INSTABILITY IN TONSILLITIS OF STREPTOCOCCAL ETIOLOGY I.E. Kravchenkol, V.V. Semenovl, E.S. Koshpaeva, A.L. Maslennikova2. 1Kazan State Medical University, 2Republican Clinical Hospital of Infectious Diseases, Kazan city Aim. To study the mutagenic activity of the extract and the living culture of S. pyogenes in model systems, as well as the status of the genome of somatic cells and the intensity of lipid peroxidation. Methods. The live culture of S. pyogenes was isolated from a patient with lacunar tonsillitis. Used were cytogenetic methods for the detection of chromosome aberrations in meristem cells of hawksbeard’s seed and analysis of micronuclei in normochromic erythrocytes of the peripheral blood of mice. Results. It was established that genomic instability, initiated by an extract and live culture of S. pyogenes, can be realized through the potential DNA damage by the mechanism of prolonged mutagenesis involving reactive oxygen forms. In patients with streptococcal tonsillitis recorded were high levels of erythrocytes with micronuclei secondary to the activation of lipid peroxidation. Conclusions. Formation of genomic instability during tonsillitis caused by S. pyogenes, is a complex multifactorial process, during which the impact of both the agent itself and the secondary metabolic factors should be taken into account. Key words: genomic instability, streptococcus, mutagenicity, micronuclei, chromosomal aberrations.
Целью настоящей работы было изучение процессов, связанных с формированием повреждений в геноме клетки при ангине стрептококковой этиологии - мутагенной активности экстракта и живой культуры S. pyogenes в модельных системах, а также состояния генома соматических клеток и интенсивности процессов липопероксидации в динамике заболевания. Экстракт был
* Автор для переписки: kravchencoie@mail.ru
приготовлен из штамма S. pyogenes «Гусев» музейной коллекции НИИ уха, горла и носа (г. Москва) путем центрифугирования и дезинтегрирования в Казанском НИИ эпидемиологии и микробиологии. Живая культура S. pyogenes была выделена от больного лакунарной ангиной в бактериологической лаборатории Казанской РКИБ. Использовали цитогенетические методы регистрации перестроек хромосом в клетках меристемы семян высшего растения Crepis capillaries (скерда) и анализ микроядер в нормохром-
%
уровень хромосомных пберрпцнй. индуцщ>уемый экстрактом Streptococcus pyogenes ур ив ень хромосомных пберрпщш. индуцируемый латой культурой Streptococcus pyogenes (понтонный уровень хромосомных пберрпщш (в опыте с днетнллщ>овпнной водой)
Рис. 1. Перестройки хромосом в клетках семян Crepis capillaris после их обработки экстрактом и живой культурой Streptococcus pyogenes.
Примечание: *р <0,05, **р <0,01, ***p<0,001 — в сравнении со спонтанным уровнем аберраций.
Ось абсцисс — шкала концентраций живой культуры S. pyogenes (в КОЕ/мл), шкала концентраций экстракта
S. pyogenes (в мкг/м), ось ординат — шкала уровня хромосомных аберраций (в %).
ных эритроцитах периферической крови мышей. Исследовали 5 доз экстракта S. руо-genes (3,75Ч0'2 мкг/мл, 3,75Ч0_1 мкг/мл, 3,75 мкг/мл, 37,5^мкг/мл, 375^мкг/мл) и 3 дозы живой культуры S. рyэgenes (5Ч05 КОЕ/мл, 1-106 КОЕ/мл, 2-106 КОЕ/мл). Интервал доз биосубстратов в нисходящем рабочем диапазоне различался на 1/10 (экстракт) и 1/2 (живая культура) начиная от дозы ED50. Последнюю дозу ED50 в эксперимент не включали. Мышам массой 15 г экстракт, живую культуру S. pyogenes или циклофосфамид (производства Teva, Израиль) вводили однократно внутрибрюшин-но. Каждую дозу исследовали на 3 мышах (группа контроля — 8 мышей). Микроядра подсчитывали до введения препарата и на 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 16-е сутки после введения. У больных ангиной, обусловленной S. pyogenes, в остром периоде заболевания (1-3-й дни болезни), ранней (7-9-й дни болезни) и поздней (через один месяц от начала заболевания) реконвалесценции был исследован уровень эритроцитов с микроядрами (82 пациента и 40 здоровых) [3] и содержание малонового диальдегида в плазме крови (25 больных и 30 здоровых).
Статистическую обработку полученных результатов производили путем вычисления критерия Манна-Уитни, сравнения средних значений по t-критерию Стьюдента.
Экстракт и живая культура S. pyogenes обладали кластогенной активностью
(рис. 1). Наибольшее количество аберраций хромосом регистрировалось при обработке семян экстрактом в концентрации 375 мкг/мл и живой культурой S. pyogenes в концентрации 1»106 КОЕ/мл.
Дальнейшее повышение концентрации не усиливало эффект, что может быть связано с наличием у обследуемого образца не только кластогенной, но и антикластоген-ной активности и токсичности. Следует также учитывать, что характер зависимости концентрация-эффект может определяться и метаболическими особенностями клеток-мишеней. Анализ перестроек хромосом показал, что они относятся в основном к хро-матидному типу. Хромосомных аберраций было примерно в три раза меньше. Поскольку по протоколу нашего опыта обработка клеток биосубстратами осуществлялась в начале предсинтетической стадии клеточного цикла, то в соответствии с теорией возникновения мутаций [2, 6] можно предположить, что часть первичных нарушений сохранялась в ДНК как потенциальные повреждения и, достигнув фазы S, реализовалась в видимые хроматидные аберрации. Необходимо было выяснить, способны ли экстракт и живая культура индуцировать в клетках семян скерды повреждения, которые могут сохраняться не только в одном клеточном цикле, но и трансформироваться в другой. Данное явление, названное продлённым мутагенезом, обнаружено у
Уровень мнкроядер "к
1-4-— Циклофосфамид
1 ' / ' \
1 *** Экстракт я \ Ж :* * * 1 V / #*\ ^ /*+
0,5 * Л А" / ^ —-Живая культура
Контроль *"•«—-**"“
1 2 3 4 5 б 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 Сутки после введения
Рис. 2. Динамика уровня эритроцитов с микроядрами в периферической крови мышей при обработке их цикло-фосфамидом, экстрактом S. pyogenes и живой культурой S. рyogenes.
Примечание: концентрация экстракта S. pyogenes — 3,75 мкг/мл; концентрация живой культуры S. pyogenes — 1 млн КОЕ/мл, циклофосфамида — 50 мг/кг. Уровень микроядер в контроле представлен горизонтальной линией. **р<0,01,***р<,001- в сравнении с контролем.
растительных и животных объектов, а также в клетках человека [5]. Продлённый мутагенез исследовали на семенах скерды путём сравнительного анализа уровней индуцированных изолокусов со слиянием и концевых хроматидных делеций в первом и втором митозе, при обработке клеток экстрактом в фазе G1 I клеточного цикла. Результаты опыта показали, что относительное число изолокусов со слиянием и концевых хроматидных делеций во втором митозе по сравнению с первым составляло соответственно 90,9% и 83,6%, что существенно перекрывало теоретически ожидаемый уровень переживания этих мутаций.
При изучении динамики содержания микроядер в периферической крови мышей было обнаружено (рис. 2), что на протяжении первых трёх суток после введения экстракта и живой культуры уровень микроядер в эритроцитах мышей не превышал контрольных показателей. На 4 и 5-е сутки отмечалось достоверное повышение числа эритроцитов с микроядрами, на 8-е и последующие сутки (до 16-х) уровень микроядер снизился до контрольных значений.
В отличие от биосубстратов, циклофос-фамид индуцировал пик уровня микроядер в эритроцитах периферической крови на 2-е сутки, и только на 6-е сутки их содержание снизилось до контрольных значений. Известно, что ферментативная модификация промутагена циклофосфамида в микросо-
мальной системе приводит к образованию активных форм кислорода, которые, в свою очередь, активируют самоподдерживаю-щиеся радикал-генерирующие системы, например процессы перекисного окисления липидов [1, 7]. С этих позиций можно предположить, что анеугенный эффект исследованных нами факторов является производным двух составляющих — первичных (активированная форма циклофосфамида и активные компоненты биосубстратов) и вторично-наведённых продуктов метаболизма (свободные радикалы и метаболиты-мутагены). Данную гипотезу мы попытались проверить при параллельном изучении содержания в крови больных ангиной эритроцитов с микроядрами и малонового диальдегида в динамике заболевания.
Исследована динамика содержания микроядер в эритроцитах и малонового диальдегида в плазме крови больных ангиной (п=82). На 2-3, 7-8-е дни болезни и через один месяц от начала заболевания уровень эритроцитов с микроядрами в крови соответствовал следующим величинам — 0,17±0,02%, 0,23±0,03% и 0,14±0,01% и был достоверно выше уровня здоровых лиц (п=40) — 0,11±0,01% (р<0,01). Содержание малонового диальдегида в плазме крови у больных данной группы (п=25) в те же сроки составляло соответственно 7,43±0,517, 6,31±0,26 и 4,53±0,16 мкМоль/л и также достоверно отличалось от показателя здоровых лиц
415
(n=30) — 2,00±0,14 мкМоль/л (p<0,001). Эти данные свидетельствуют о том, что оба процесса (нестабильность генома и интенсификация перекисного окисления липидов) развиваются достаточно быстро, достигая максимума в первые дни заболевания, и остаются высокими через месяц от начала заболевания. Можно предположить, что высокий уровень микроядер в эритроцитах поддерживается за счет не только генерации активных форм кислорода из активированных типовых патологических процессов [4], но и метастабильного состояния генома, в которое последний трансформировался в периоде заболевания [6]. С этих позиций нестабильность генома является эволюционно детерминированным свойством живого, закономерно развивающимся при любой экстремальной ситуации как проявление адаптационных механизмов. Формирование нестабильности генома при ангине, обусловленной S. pyogenes, является сложным, мультифакториальным процессом, при котором необходимо принимать
во внимание влияние как инфекта, так и вторичных метаболических факторов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Дурнёв АД, Середенин С.Б. Мутагены. — М.: Медицина, 1998. — 328 с.
2. Ильинских И.Н., Новицкий В.В., Ильинских Е.Н. и др.. Инфекционная кариопатология. — Томск: Изд. Томского ун-та, 2005. — 196 с.
3. Кравченко И.Э., Зарипова Р.Г., Фазылов В.Х. и др. Нестабильность генома у больных ангиной и возможности фармакологической коррекции ксимедоном // Казанский мед. ж. — 2006. — Т. 87, № 4. — С. 257 — 260.
4. Крыжановский Г.Н. Дизрегуляционная патология. — М.: Медицина, 2002. — 632 с.
5. Мазурик В.К., Михайлов В.Ф. Радиационно-ин-дуцируемая нестабильность генома: феномен, молекулярные механизмы, патогенетическое значение // Радиац. биол. радиоэкол. — 2001. — Т. 41. № 3. — С. 272 — 289.
6. Семенов В.В., Кошпаева Е.С., Семенов А.В., Погорельцев В.И. Нестабильность генома у человека при патологических состояниях не наследственного генеза / Сб.: Естествознание и гуманизм. — Т. 4, №2. — Томск, 2007. — С. 35 — 36.
7. Kanekal S., Kehrer J. P. Metabolism of cyclophosphamide by lypoxygenases.// Drug. Metab. Dispos. — 1994. — Vol. 22. — P. 74 — 78.
