CC BY
60
претации информации повышает объективность оценки результатов проводимых исследований и принимаемых на их основе решений и прогнозов. НСТ позволяют интенсифицировать экспериментальные исследования и поднимают их на новый организационный уровень, снимая при этом необходимость привлечения внешних специалистов из области математики, программирования, системной аналитики и др. НСТ делают доступным для специалистов средней подготовленности (уровня компетенции) участие в процессе принятия решений по результатам сложных аналитических методов исследования (анализ электрофоретических спектров белков, методы молекулярного маркирования генома, иммуногистохимический и цитогенетический анализ).
Широкое внедрение нейросетевых технологий в научнопрактическую деятельность должно представлять интерес для многих естественнонаучных дисциплин, базирующихся на активном эксперименте и требующих использования современных теоретических и технологических подходов к обработке и интерпретации полученной информации.
Литература
1.Есъков В.М. и др. Синергетика в клинической кибернетике.- Ч. I. Теоретические основы системного синтеза и исследований хаоса в биомедицинских системах.- Самара: ОФОРТ, 2006.
2.Ланкин Ю.П. / В сб. Первой нац. конф. «Информационновычислительные технологии в решении фундаментальных научных проблем и прикладных задач химии, биологии, фармацевтики и медицины (ИВТН-2002)».- М., 2002.- С. 138-139.
3.Россиев Д.А. / В кн.: Нейроинформатика.- Новосибирск: «Наука», 1998.- С. 138-211.
4Руанет В.В. Нейросетевые технологии в медикобиологических исследованиях.- Тула: ТулГУ, 2007.
5.Руанет В.В. и др. // ВНМТ.- 2007.-№ 2.- С. 148-149.
6.Рыбина Г.В. Проектирование систем, основанных на знаниях МИФИ.- М., 2000.
7.Терехов С.А. // В кн.: Нейроинформатика.- Новосибирск: Наука, 1998.- С. 98-137.
8.Фин В.К. // Новости искусств. интеллекта.- 2004.- №3.-С. 49-57.
9.Фролов Ю.В. Интеллектуальные системы и управленческие решения.- М., 2000.
УДК 616-091.8
ОСОБЕННОСТИ ОКИСЛИТЕЛЬНОГО МЕТАБОЛИЗМА НЕЙТРОФИ-ЛОВ У КРЫС С ПНЕВМОНИЕЙ, ПРОТЕКАЮЩЕЙ В УСЛОВИЯХ ВВЕДЕНИЯ ГИДРОКОРТИЗОНА И АДРЕНАЛИНА НА ФОНЕ ПОНИЖЕННОЙ ПРОДУКЦИИ ИНСУЛИНА
Л.В. ВОХМИНЦЕВА*
Обладая широким спектром функций (фагоцитоз, респираторный взрыв, секреция защитных белков и ферментов деградации) нейтро-филы играют важную роль в организме в норме и при разных патологических состояниях. Изучение функциональных свойств нейтро-филов важно потому, что они представляют собой первый эшелон «доиммунной» защиты от инфекции, а также от трансформированных или поврежденных клеток организма и изменение их свойств может определять направленность, характер и тяжесть течения воспалительного процесса.
В регуляции функциональной активности клеток, участвующих в реализации воспалительной реакции организма помимо медиаторных систем участвуют и эндокринные железы [4, 11]. Выделяя гормоны, они оказывают влияние не только на течение всех фаз этого компенсаторно-приспособительного процесса, но и обуславливают коррекцию метаболизма повреждённых орга-нов-мишеней.Динамика и исход воспалительного процесса во многом зависит от функциональной активности полиморфноядерных лейкоцитов, санирующая активность которых обусловлена продукцией активных метаболитов кислорода.
Цель работы - исследование влияния адаптивных гормонов на окислительный метаболизм нейтрофилов в условиях экспериментальной пневмонии.
Исследования проведены на самцах крыс Вистар массой 200-220 г (ЦНИЛ Новосибирского госмедуниверситета). Содер-
* Новосибирский ГМУ, 690091, г. Новосибирск, Красный проспект, 52, Контактные телефоны: 8(383)2731785
жание, питание, уход за животными и выведение из эксперимента осуществляли в соответствии с требованиями «Правил проведения работ с использованием экспериментальных животных» (Приложение к приказу МЗ СССР от 12.08.1077 г. №755). Животные были на полноценном общевиварном рационе со свободным доступом к воде. Животным 1-й группы (n=12) моделировали пневмонию интратрахеальным введением под эфирным наркозом суспензии сефадекса А-25 («Pharmacia Uppsala», Швеция) в дозе 0,5 мг/100 г; 2-й группе крыс (n=12) вводили гидрокортизон (0,3* 10-9 М/100 г) и адреналин (0,6* 10-6 М/100 г) в течение 3 дней через неделю после введения аллоксана (120 мкг/100 г массы тела). Этой группе животных сефадекс А-25 вводили на следующий день после последнего приёма гормонов. Крыс выводили из опыта на 2, 10 и 20 сутки после заключительного воздействия. Контролем служил материал от интактных животных (n=16), находившихся на общевиварном рационе.
Окислительный метаболизм нейтрофилов оценивали с помощью спонтанного НСТ-теста (сНСТ-тест) в модификации Д.Н. Маянского [1]. Результат выражали в процентах диформазан-положительных нейтрофилов от общего числа подсчитанных клеток. Для определения функционального резерва нейтрофилов использовали индуцированный НСТ-тест (зНСТ-тест) [1], для этого в среду инкубации дополнительно добавляли суспензию зимозана (конечное разведение 10 мкг/100 мкл). Результат выражали в процентах диформазан-положительных клеток на 100 нейтрофилов и в единицах индекса стимуляции, который рассчитывали отношением значений зНСТ-теста к сНСТ-тесту. Для приготовления гомогената образцы ткани лёгких растирали в фарфоровой ступке с предварительно истолчённым стеклом при 4° С и суспендировали в 9 объёмах 0,25 М раствора сахарозы с
0,001 М ЭДТА, рН 7,4. Стекло и оставшиеся неразрушенные соединительно-тканные элементы удаляли центрифугированием (1000 об/мин в течение 3 мин) при охлаждении. Надосадочную часть гомогената лёгких использовали для определения содержания малонового диальдегида (МДА) и восстановленного глута-тиона (GSH). Активность свободно'-радикальных процессов оценивали по содержанию малонового диальдегида в сыворотке крови и гомогенате лёгких, концентрацию которого определяли по образованию триметинового комплекса при взаимодействии МДА с тиобарбитуровой кислотой по методу М.С. Gutteridgel и T.R. Tickner (1978), и выражали в нмоль МДА на 1 мл сыворотки и в нмоль МДА на 1 мг белка в гомогенате лёгких. Содержание восстановленного глутатиона в гомогенате лёгких и гемолизате определяли методом I. Kagiw и K.C. Mirfit (1960). Концентрацию GSH выражали в гомогенате лёгких в мкмоль на 1 г белка, в гемолизате - в мкмоль на 1 мл крови. Содержание белка в гомогенате лёгких определяли по методу J.H. Lowry с соавт. (1951) и выражали в г/л. В качестве стандарта использовали бычий сывороточный альбумин («Serva», Германия).
При статистическом анализе данных использовались следующие показатели вариационной статистики: среднее арифметическое значение (М), стандартная ошибка среднего значения (m). Определение достоверности различий сравниваемых параметров между разными выборками проводили с использованием непарного критерия Стьюдента (достоверным считали различия при р<0,05). Основным продуцентом активных метаболитов кислорода в очаге воспаления служит НАДФН-оксидаза нейтрофи-лов. Для оценки активности последней и интенсивности зависимых окислительных процессов проведён НСТ-тест и исследованы содержание малонового диальдегида (интегрального показателя процессов липопероксидации) в сыворотке крови и гомогенате лёгких, уровень основного внутриклеточного антиоксиданта и ключевого метаболита в антиоксидантной защиты лёгких - восстановленного глутатиона в гомогенате лёгких и гемолизате.
На всех сроках эксперимента у крыс с пневмонией, протекающей без гормональных нарушений, показатели спонтанного НСТ-теста были значительно выше, чем у интактных животных (табл.1). Максимальное повышение сНСТ-теста и стимулированного зимозаном НСТ-теста наблюдали на 10 сутки с момента введения сефадекса А-25, которое составило 272% для сНСТ-теста и 150% для зНСТ-теста. К 20 суткам эксперимента показатели спонтанного и стимулированного НСТ-тестов оставались высокими. Следует отметить, что на 20 день значения зНСТ-теста практически не отличались от таковых в сНСТ-тесте, что свидетельствует о резком снижении резерва биоцидности нейтрофилов
у крыс с экспериментальной пневмонией. Изменение индекса стимуляции свидетельствует о начале падения резервов биоцид-ности активности уже на вторые сутки после введения сефадекса А-25 в дыхательные пути крыс. Если на начальных этапах эксперимента отмечалась лишь тенденция к его снижению, то на 20 сутки обнаружилось его достоверное падение до уровня 1,1і0,11 в сравнении с 1,8і0,21 у контрольных животных.
Активация нейтрофилов периферической крови и их повышенное рекрутирование в поврежденные ткани, сопровождающие воспалительный процесс в лёгких, приводит к усилению продукции активных форм кислорода и, как следствие, развитию окислительного стресса, являющегося одним из патогенетических звеньев воспалительных процессов любого генеза. Наличие в лёгких всех условий для развития процессов свободнорадикального окисления (прямой контакт с кислородом воздуха, высокие концентрации субстрата окисления - ненасыщенных
т-' 2+
жирных кислот, наличие катализатора окисления - Ге , входящего в состав гемоглобина, присутствие альвеолярных макрофагов, продуцирующих в процессе фагоцитоза активные метаболиты кислорода) вносят дополнительный вклад в патогенез заболеваний лёгких. На 2 сутки после введения сефадекса А-25 уровень МДА в гомогенате лёгких увеличился в 2,8 раза (р<0,05) по сравнению с интактными животными и сохранился высоким и на 10 сутки эксперимента (табл.2).
Таблица 2
Динамика содержания малонового диальдегида в гомогенате лёгких и сыворотке крови крыс с экспериментальной пневмонией в условиях различного гормонального фона
Условия эксперимента Сыворотка, нмоль/мл Гомогенат лёгких, нмоль/г
Контроль 10,9 і 0,36 16,9 і 1,1
2 сутки I 14,2 і 0,48 * 46,4 і 2,2 *
II 22,5 і 1,27 *# 53,1 і 2,6 *#
10 сутки I 15,3 і 0,52 * 45,2 і 1,8 *
II 18,2 і 0,13 *# 73,9 і 3,9 *#
2G сутки I 14,6 і 0,54 * 30,0 і 2,5 *
II 21,8 і 1,92 *# 56,8 і 3,2 *#
К 20 суткам с момента введения сефадекса А-25 концентрация МДА в гомогенате лёгких оставалась выше контрольных значений на 84% (р<0,05). Определение в сыворотке крови содержания малонового диальдегида показало, что на всех сроках эксперимента его уровень превышал показатели интактных животных.
Таблица 3
Динамика содержания восстановленного глутатиона в гомогенате лёгких и гемолизате крыс с экспериментальной пневмонией, протекающей в условиях различного гормонального фона
Условия эксперимента Гемолизат, мкмоль/мл Гомогенат лёгких, мкмоль/г
Контроль 2,09 і 0,19 1,46 і 0,09
2 сутки I 13,6 і 0,78 * 7,3 і 0,13 *
II 5,9 і 0,05 *# 14,3 і 1,03 *#
10 сутки I 12,7 і 0,73 * 14,1 і 0,91 *
II 8,6 і 0,11 *# 11,0 і 0,84 *
2G сутки I 9,2 і 0,03 * 4,3 і 0,12 *
II 8,8 і 0,02 * 8,9 і 0,34 *#
Содержание МДА сыворотки мало отличалось в разные сроки и его повышение составляло от 30% (р<0,05) на 2 сутки эксперимента до 40% (р<0,05) на 10 сутки с момента введения сефадекса А-25. Исследование уровня восстановленного глутатиона, играющего важную роль в защите клетки от чрезмерной
липопероксидации, в гомогенате лёгких показало, что развитие воспалительного процесса характеризуется повышением уровня GSH на всех сроках исследования (табл.3). На 2 сутки с момента введения сефадекса А-25 уровень восстановленного глутатиона увеличился в 5 раз по сравнению с интактными животными, в последующие сроки эксперимента показатель снизился, но оставался выше контрольных значений примерно Таблица 1 в три раза (р<0,05). Этот уровень GSH сохранился к 20 суткам. Высокие значения восставленного глутатиона, вероятно, отражают не столько повышенное редокс-состояние в ткани лёгких, сколько усиление синтеза три-пептида в клетках лёгких, поскольку при тканевом повреждении и гипоксии активируются транскрипционные факторы, запускающие продукцию цитокинов и синтез ключевого фермента глутатиона у-
глутамилцистиинсинтетазы [9]. Поскольку изменение уровня восстановленного глута-тиона в эритроцитах обладает высокой информативностью при оценке активности патологического процесса, в работе определяли также содержание GSH в гемолизате эритроцитов. Уровень восстановленного глутатиона в гемолизате у крыс с пневмонией на 2 сутки с момента введения сефадекса А -25 увеличился в 6,5 раз по сравнению с контрольной группой (р<0,05), в последующем его уровень оставался высоким, к 20 суткам показатель был выше контроля в 4,4 раза (р<0,05).
В группе животных, у которых пневмония протекала при введении гидрокортизона и адреналина на фоне пониженной продукции инсулина показатели сНСТ-теста, были более высокими, по сравнению с крысами, у которых воспаление протекало на фоне нормального гормонального фона, что отражает усиление окислительного метаболизма нейтрофилов периферической крови (табл.1). Максимальную разницу в показателях сНСТ-тест, которая составила 20,3 % (р<0,05) диформазан-положительных нейтрофилов, отмечали на 20 сутки с момента введения сефадек-са А-25. Значения зНСТ-теста были также высокими в течение всего времени наблюдения, однако более низкие показатели индекса стимуляции в этой экспериментальной группе свидетельствуют о снижении резервов биоцидности полиморфно-ядерных лейкоцитов. Динамика изменения индекса стимуляции характеризовалась его снижением в течение всего эксперимента и достигла минимальных значений к 20 суткам. Повышение активности основных клеток-эффекторов воспалительного процесса -нейтрофилов при введении адреналина и гидрокортизона на фоне сниженной продукции инсулина свидетельствует о провоспали-тельных эффектах данных гормонов. Полученные результаты согласуются с данными других авторов, которые показали про-воспалительные эффекты глюкокортикоидов и адреналина, несмотря на то, что адаптивные гормоны, высвобождаемые надпочечниками во время стресса, имеют, как известно, антивовоспа-лительное действие. Вопреки существующему мнению, увеличиваются доказательства, что глюкокортикоиды оказывают не только антивоспалительные эффекты в поврежденной ткани, но фактически могут проявлять провоспалительные свойства. В ряде работа показано, что адреналин стимулирует образование активных форм кислорода в макрофагах в широком диапазоне концентраций (10-7-10-5 М). Стимулирующее действие адреналина на хемилюминесценцию макрофагов возможно связано с образованием его семихинонового радикала - адренохрома, способного инициировать свободнорадикальные процессы [3]. Предполагается, что прооксидантный потенциал адреналина реализуется in vivo, например, при стрессе, когда уровень гормона в крови значительно возрастает, превышая базальный в десятки раз, и может достигать 10-7-10-6 М. В.А Фролов с соавторами выявили снижение продукции активных форм кислорода нейтрофилами под влиянием антагониста p-адренорецепторов - пропранолола как в контрольных, так и предварительно праймированных клетках [2]. Кроме того, инкубация с пропранололом приводила к дозозависимому ускорению спонтанного апоптоза нейтрофилов. Несмотря на то, что глюкокортикоиды ингибируют экспрессию многих провоспалительных цитокинов, они увеличивают экспрессию, по крайней мере, одного потенциального провоспалительного медиатора - фактора ингибирования миграции макрофагов. Его
Изменение показателей НСТ-теста у крыс в динамике развития экспериментальной пневмонии, протекающей в условиях различного гормонального фона
Показатели Контроль 2 сутки 10 сутки 20 сутки
I II I II I II
сНСТ-тест 10,4±1,00 18,8±1,76* 24,3±1,89*# 38,7±1,21* 42,8±2,90* 20,8±2,13* 41,1±3,01*#
зНСТ-тест 18,8±1,42 28.0±2.66* 32.0±2.45*# 47,0±2.98* 45,7±3,12* 24.2±0.94* 38.5±2.45*#
Индекс стимуляции 1,8±0,06 1,5±0,07* 1,3±0,07*# 1,2±0,08* 1,1±0,04* 1,1±0,04* 0,8±0,04*#
Примечание здесь и далее: I группа - пневмония, протекающая на фоне нормального уровня гормонов, II группа - пневмония, протекающая на фоне введения адаптивных гормонов; статистически значимые различия обозначены * - при сравнении показателей различных сроков эксперимента с контрольной группой, р<0,05;, # - при сравнении пневмонии, протекающей на фоне гормонального дисбаланса, с пневмонией с нормальным уровнем гормонов, р<0,05
высвобождение из внутриклеточного пула в макрофагах и Т-клеток приводит к активации продукции оксида азота и фактора некроза опухолей-а аутокринным образом [13]. Глюкокортикои-ды, снижая экспрессию провоспалительных цитокинов, одновременно повышают экспрессию соответствующих цитокиновых рецепторов, тем самым, усиливая их действие. Кроме того, в ряде работ показано, что в поврежденных и воспалённых тканях при некоторых локальных ответах, и при некоторых определённых условиях провоспалительное действие глюкокортикоидов проявляется в усилении продукции цитокинов (фактора некроза опухо-лей-а, интерлейкина-1 и интерлейкина-8) и ингибировании продукции трансформирующего фактора роста-р [6]. В обзоре M.P. Yeager с соавт. представлены данные о стимулирующих эффектах глюкокортикоидов на многие компоненты воспалительного ответа при низких концентрациях гормонов или концентрациях близких к наблюдаемым in vivo во время базального нестимули-рованного состояния. Глюкокортикоиды активируют острофазовый ответ в печени, секрецию цитокинов, экспрессию рецепторов к цитокинам и хемокинам [13]. Еще одним из возможных механизмов усиления нейтрофильного воспаления под действием глюкокортикоидов является ингибирование апоптоза нейтрофи-лов [10]. Многие работы показывая провоспалительные эффекты глюкокортиокидов не могут в полной мере объяснить, когда глюкокортикоиды проявляют про- или антивоспалительные эффекты, каким образом регулируется изменение направление действия этих адаптивных гормонов. Для проявления про- или анти-воспалительных эффектов гормонов важны тип глюкокортикои-дов, их концентрация, время экспозиции и состояние иммунной системы. Ряд авторов, считают, что низкие дозы глюкокортикои-дов, короткое время экспозиции и введение гормонов перед воспалением приводят к провоспалительынм эффектам глюкокорти-коидов, тогда как высокие дозы, длительная экспозиция и введение глюкокортикоидов после начала воспалительного процесса ведут к их антивоспалительным эффектам [6, 14].
Высокие показатели сНСТ-теста и зНСТ-теста при моделировании пневмонии на фоне введения адаптивных гормонов, по-видимому, и являются причиной усиления окислительного стресса в данной экспериментальной группе. На всех сроках эксперимента наблюдали достоверное превышение показателей МДА по сравнению с группой животных, у которых пневмония протекала на фоне нормального гормонального фона (табл.2). Определение МДА в гомогенате лёгких показало превышение его уровня на всех сроках эксперимента. Максимальное значение наблюдали на
10 сутки эксперимента (превышение в 4,5 раза, р<0,05). К 20 суткам МДА в гомогенате лёгких оставался выше контрольных значений в 3,5 раза (р<0,05). Наибольший уровень малонового диальдегида в сыворотке крови наблюдали на 2 сутки с момента введения сефадекса (концентрация МДА была выше в 2 раза, р<0,05). К 20 суткам эксперимента уровень МДА остался на таком же высоком уровне.
Уровень восстановленного глутатиона в гомогенате лёгких в группе животных с пневмонией, протекающей на фоне введения адаптивных гормонов, значительно превышал показатели у крыс с пневмонией, протекающей при неизменном гормональном фоне, что соответствовало более высокому уровню окислительных процессов в повреждённых тканях лёгких в этой экспериментальной группе (табл.3). Полученные результаты согласуются с данными других авторов, поскольку известно, что продукты липопероксидации (4-гидрокси-2-ноненаль) увеличивают транскрипцию и стабилизацию мРНК обеих субъединиц у-глутамилцистеинсинтетазы - ключевого фермента синтеза глута-тиона [8]. Кроме того, показано, что клетки лёгких высвобождают провоспалительные медиаторы в ответ на окислительный стресс, некоторые из них (фактор некроза опухолей-а, интерлейкин-1 р) являются активаторами транскрипции у-
глутамилцистеинсинтетазы [12]. Глюкокортикоиды также усиливают транскрипцию тяжелой субъединицы фермента [9]. На 2 сутки с момента введения сефадекса А-25 концентрация восстановленного глутатиона в гомогенате лёгких выросла в 9,8 раз (р<0,05) по отношению к контролю. В дальнейшем показатели постепенно снижались, но оставались высокими (на 20 сутки превышение по сравнению с интактными крысами составило 6,1 раза, р<0,05). Содержание восстановленного глутатиона в гемолизате также характеризовалось увеличением показателей на всех сроках эксперимента по сравнению с контрольными животными.
Если на 2 сутки с момента введения сефадекса А-25 уровень GSH превысил контрольные значения в 2,8 раза (р<0,05), то в дальнейшем концентрация восстановленного глутатиона возросла и достигла максимальных значений на 10 сутки эксперимента (показатели превысили контрольные значения в 4,1 раза, р<0,05). Более низкие значения GSH в группе животных с изменённым гормональным фоном по сравнению с группой животных, у которых пневмония протекала без введения адаптивных гормонов, вероятно, обусловлены повышенным его потреблением в реакциях инактивации продуктов липопероксидации, активность которой при введении адаптивных гормонов увеличивается в большей степени как в гомогенате лёгких, так и в сыворотке крови (табл.2). Другой причиной полученных результатов является, возможно, снижение его синтеза, поскольку эритроциты ограничены в своих возможностях белкового синтеза, а уровень GSH в них зависит от скорости восстановления глутатиондисульфида в глутатионредуктазной реакции, эффективность которой лимитируется дефицитом НАДФ*Н2, связанным со снижением активности гюкозо-6-фосфатдегидрогеназы и функционирования пентоз-ного цикла в целом в условиях развития воспалительного процесса в организме. Гибель инсулинпродуцирующих р-клеток поджелудочной железы in vivo, обусловленная увеличением продукции супероксидного анион-радикала при введении животным аллоксана [7], приводит к снижению уровня инсулина, который, как известно, является положительным регулятором экспрессии Y-глутамилцистеинсинтетазы, увеличивая её активность и уровень мРНК тяжелой субъединицы фермента [5]. В результате снижения продукции инсулина повышение уровня глутатиона во время воспалительного процесса было несколько ниже, по сравнению с группой животных с неизменным гормональным фоном. Наличие более активных нейтрофилов периферической крови и их миграция в очаг повреждения в группе животных с экспериментальной пневмонией, протекающей на фоне введения адаптивных гормонов, сопровождались усилением оксидативного стресса в ткани лёгких, что привело к большей гибели клеток и деструкции межклеточного матрикса и, как следствие, к усилению воспалительного процесса в органе и развитию серозно-гнойной пневмонии. Результаты гистологического исследования опубликованы ранее.
Таким образом, введение гидрокортизона и адреналина на фоне сниженной продукции инсулина крысам с пневмонией, привело к увеличению содержания в крови нейтрофилов с большим кислородзависимым биоцидным потенциалом, но сниженными резервами биоцидности, повышению активности процессов липопероксидации и, как следствие, увеличению содержания малонового диальдегида в сыворотке и ткани лёгких, увеличению уровня восстановленного глутатиона в лёгких, что является реакцией на оксидативный стресс в органе, но снижению его содержания в эритроцитах.
Литература
1. Диагностическая ценность лейкоцитарных тестов: Методические рекомендации / Под ред. Д.Н. Маянского.- Новосибирск, 1996.
2. Фролов В.А. и др. // Бюлл. экспер. биол. мед.- 2008.-Т. 141, № 6.- С. 622-624.
3. Behonick G.S. et al. // J. Appl. Toxicol.- 2001.- Suppl. 1.-S. 15-22.
4. Bergmann M, Sautner T. // Wien Klin. Wochenschr.- 2002.-Vol. 114, № 17-18.- P. 3752-3761.
5. Cai J. et al // Biochem. J.- 1997.- Vol. 326.- P. 167-172.
6. Elenkov IJ., Chrousos G.P. // Ann. N. Y. Acad. Sci. - 2002.-Vol. 966.- P. 290-303.
7. Fischer LJ., Hamburger S.A. // Diabetes.- 1980.- Vol. 29, № 3.- P. 213-216.
8. Iles K.E., Liu RM. // Free Radic. Biol. Med.- 2005.- № 5.-P. 547-556.
9. Rahman I. // Biochem. Pharm.- 2000.- № 8.- P. 1041-1049.
10. Saffar A.S. et al // J. Allergy Clin. Immunol.- 2008.-Vol. 121, № 2.- P. 492-498.
11. Tait A.S. et al // J Leukoc. Biol.-2008.- №4.- P. 924-931.
12. Yang H. et al // Biochem. J.- 2005.- Vol.391, Pt.2.- P. 399.
13. Yeager M.P. et al. // Acta Anaesthesiol. Scand. - 2004.-Vol. 48, № 7.- P. 799-813.
14. Yeager M.P. et al. // Anesth. Analg.- 2008.- Vol. 107, № 5.- P. 1726-1734.
THE PARTICULAR FEARTURES OF OXIDATIVE METABOLISM OF NEUTROPHILS IN RATS WITH PNEUMONIA IN CONDITIONS OF HYDROCORTISONE AND EPINEPHRINE INJECTION ON BACKGROUND OF REDUCED GLUTATHIONE
L.V. VOKHMINTSEVA Summary
To study the effect of adaptive hormones (0,3-10-9 M /100 g hydrocortisone and 0,6-10-6 M/100 g epinephrine during 3 days a week after 120 mkg/100g alloxan injection) on blood neutrophils oxidative metabolism in a rat model of Sephadex-pneumonia (intratracheal injection of Sephadex A-25 at a concentration of 5 mg/kg body weight) the authors investigated the spontaneous and stimulated by zymosan peripheral blood neutrophilic nitroblue tetrazolium test, the content of malondialdehyde in lung homogenate and serum, reduced glutathione in lung homogenate and hemolysate. Hormonal dysbal-ance induced by administration adaptive hormones in rat with lung inflammation leads to the increase spontaneous and stimulated ni-troblue tetrazolium test, the elevation of serum and lung malondialde-hyde levels, the increase the content reduced glutathione in lung and diminution in hemolysate.
Key words: nitroblue tetrazolium, hemolysate
УДК [618.15-002:579.61]-07
ЭФФЕКТ ВОЗБУЖДЕНИЯ МИТОГЕНИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ НИЗКОИНТЕНСИВНЫМ БАКТЕРИАЛЬНЫМ ВОЗДЕЙСТВИЕМ
В.Г. АЛЕКСАНДРОВ, А.А. ЯШИН *
Приведены результаты экспериментов по бактериальному возбуждению митогенической активности микробиологической системы почвы низкоинтенсивным бактериальным воздействием. Высказано предположение, что «механизм» низкоинтенсивного возбуждения пассивной почвенной микрофлоры сообществом физиологически подобных микроорганизмов носит информационный характер и может быть объяснён с позиции теоретических принципов развития живых систем Э.С. Бауэра. Практическая ценность эффекта бактериального возбуждения активности почвы заключается в том, что на его основе возможно создание технологии регулирования содержания в почве водорастворимых элементов питания растения в агрономически значимых пределах.
Цель эксперимента - определение тенденций изменения показателей продуктивности почвы, в зависимости от интенсивности бактериального воздействия на почву препаратом физиологически подобных микроорганизмов (в дальнейшем препарат). В качестве объектов изучения выбраны основные показатели почвенной продуктивности: динамика изменения подвижных форм азота, фосфора, калия; динамика изменения численности аммонифицирующей, нитрифицирующей, азотфиксирующей групп микроорганизмов и организмов, участвующих в разложении почвенного гумуса; динамика изменения подвижных форм гумуса почвы, динамика изменения содержания в почве белковых соединений, изменение агрегатного состава почвы. Исследования проводились лабораторно на модельной почвенной установке. Динамика изменения численности аммонифицирующей, нитрифицирующей, азотфиксирующей групп микроорганизмов и организмов, участвующих в разложении почвенного гумуса, определялась на основании данных микробиологических анализов почвенных проб на стандартных, твёрдых селективных средах: МПА, КАА, Эшби, гумат-агар. На среде МПА выделяются группировки аэробных аммонификаторов, среди которых присутствуют, как бактерии, так и актиномицеты родов: бактерии - Pseudomonas fluorescens, Ps. Denitrificans,Bacillus mesentericus-subtilis, Bac. Megaterium; актиномицеты - Act. Albus, Act. Globisporum, Act. Griseilus, Act. Roseus, Act. Longisporus rubber . Эти группировки микроорганизмов участвуют в превращениях азот содержащих почвенных субстратов, таких как различные белковые соединения (останки почвенной мезофауны и микроорганизмов, перегнойные кислоты, мочевину органических удобрений).
' Кыргызско-Российский Славянский Университет, 720001, г. Бишкек, ул. Киевская, дом 44, 8(996) 555 940867, 312 472698, E-mail: vi-
[email protected] . ТулГУ, медиинститут
На среде КАА выделяются группировки амилолитических микроорганизмов и олигонитрофилов, среди которых присутствуют, как бактерии, так и актиномицеты родов: Pseudomonas, Arthobacter, Fungi, Rhodococcus sp-На среде Эшби выделяются группировки микроорганизмов, фиксирующих атмосферный азот, среди которых присутствуют роды бактерий: Azotobac-ter(chroococcum, agill), Azotomonas. Группировки этих микроорганизмов увеличивают в почве содержание органического азота, который под действием аммонификаторов переходит в доступное состояние для корневого питания растения.
На среде гумат-агар выделяются группировки микроорганизмов, участвующие в деструкции почвенного гумуса, среди которых присутствуют роды: бактерии - , Arthobacter globiforme, Bact. Proteusr, Ps. Aurantiaca, Bact. Mycoides, актиномицеты -Act. Melanocyeiclys, Act. Albus, Proactinomyces albus. Эти группировки микроорганизмов участвуют в уменьшении молекулярной массы гуминовых, креновых и апокреновых кислот. Это, в свою очередь, способствует обогащению почвенного раствора биологически активными веществами и увеличивает в почве содержание подвижных форм гумусовых веществ, которые проникают через клеточные мембраны и подвергаются внутри клетки превращениям при участии различных оксиредуктаз.
Влияние, внесённых концентраций препарата «Гумовит», на изменение во времени содержания подвижных форм NPK, свободных гуминовых кислот и микроорганизмов в модельной почвенной установке, изучали на основании агрохимических и микробиологических анализов почвенных проб, проводимых согласно стандартным методикам. Усреднённая почвенная проба, по каждому варианту, составлялась из почвенных образцов, периодически отбираемых из пяти точек по схеме «конверт». Описание результатов эксперимента: контроль без внесения препарата; препарат - 100%, доза 300л/га; препарат - 10%, доза 300л/га; препарат - 1%, доза 300л/га. Возмущающее биологическое воздействие одноразовое. Плотность микрофлоры исходного 100 процентного препарата составляла 39* 109 кое/мл. Инокуляция почвы Препаратом производилась в борозду на глубину 3 см, объём зоны инокуляции составлял 0,16% от объёма почвенного модельного образца. Интенсивность возбуждения почвы составляла: 0% (контроль), 10-3% (Вариант 1), 10-4% (Вариант 2), 10-5% (Вариант 3). Влажность регулярно поддерживалась на уровне 60% от полной полевой влагоёмкости, температура поддерживалась на уровне 25-280С. Эксперимент 4-кратно повторялся.
Динамика изменения микробиологических и агрохимических показателей активности почвы в зависимости от интенсивности бактериального воздействия. Контрольный вариант. В начале эксперимента (15.09) значение рН в контрольном варианте (табл. 1) было 6,96. Не значительное падение рН к 20.09 объясняется низкой активностью микрофлоры (медленным ростом её численности). Падение содержания подвижного фосфора объясняется преобладанием его биологического поглощения над образованием его подвижной формы, т.к. для повышенного образования подвижного фосфора не хватает кислотности почвы. Азот в это время остаётся на одном уровне, т. е. мобилизация и иммобилизация подвижного азота имеют одинаковую интенсивность. Содержание подвижного калия не значительно увеличилось в почве, что объясняется не значительным преобладанием образования его подвижной формы над биологическим поглощением, т.е. не значительным ростом активности силикатобактерий . Рост активности микрофлоры с 20.09 до 04.10, вызвал снижение рН, при этом тенденция изменения содержания подвижных форм азота, фосфора и калия осталась прежней. С 04.10 активность микрофлоры падает и достигает начального уровня к 18.10, при этом значение рН достигло своего минимума - 6,76. На этом отрезке времени возросло содержание общего подвижного азота, произошло снижение калия и возрастание содержания фосфора.
Общий азот увеличился за счёт увеличения нитратного азота, так аммонийный азот остался на прежнем уровне 10-11 мг/кг, а нитратный азот вырос до 49 мг/кг. Нитратный азот возрос за счёт снижения активности микрофлоры, т. е. за счёт снижения интенсивности его биологического поглощения. Снижение содержания подвижного калия произошло так же за счёт снижения активности силикатобактерий и за счёт снижения его биологического поглощения. Увеличение содержания подвижного фосфора произошло за счёт снижения рН и за счёт снижения его биологического поглощения. Рост активности микрофлоры с 18.10 до 01.11, вызвал не значительное повышение рН, при этом содержа-
