Особливості процесів вільнорадикального окиснення ліпідів за умов експериментального геморагічного інсульту, а також вивчення дії антиоксидантних препаратів Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

Фізика живого, ТІ?, NoJ, 2009. С.І55-І58.

© Торгало Є.О., РаєцькаЯ.Б., Богданова О.В.,ОстапченкоЛ.І., Дробінська О. В., Строцька Є. А.

УДК 5??.І52.25

ОСОБЛИВОСТІ ПРОЦЕСІВ ВІЛЬНОРАДИКАЛЬНОГО ОКИСНЕННЯ ЛІПІДІВ ЗА УМОВ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ГЕМОРАГІЧНОГО ІНСУЛЬТУ, А ТАКОЖ ВИВЧЕННЯ ДІЇ АНТИОКСИДАНТНИХ ПРЕПАРАТІВ

Торгало Є.О., Раєцька Я.Б., Богданова О.В., Остапченко Л.І., Дробінська О. В.,Строцька Є.А.

Київський національний університет імені Тараса Шевченка, біологічний факультет, e-mail: [email protected]

Надіійшла до редакції 15.05.2009

Стаття присвячена дослідженню особливостей процесів вільнорадикального окиснення ліпідів за умов експериментального геморагічного інсульту, а також вивченню дії антиоксидантних препаратів на дану патологію з метою корекції захворювання за допомогою лікувально-профілактичних засобів. На підставі проведених досліджень встановлено, що цереброваскулярна патологія призводить до змін показників пероксидного окиснення ліпідів. Порушення процесів пероксидації в результаті геморагічного інсульту супроводжується змінами рівнів ТБК -активних продуктів, зміни активності ключових ферментів супероксиддисмутази (СОД), каталази та вмісту глутатіону.

Ключові слова: геморагічний інсульт, кверцетин, ліпофлавон, ліпосоми, антиоксидант.

ВСТУП

Геморагічний інсульт є одним із найпоширеніших та найнебезпечніших серцево-судинних захворювань. Рівень смертності внаслідок ГІ в Україні в 2,5 разів перевищує відповідний показник західноєвропейських країн. Летальність у гострому періоді становить 40-70% залежно від важкості крововиливу. Більшість пацієнтів, які перенесли інсульт, залишаються інвалідами, а 2025% з них потребують сторонньої допомоги упродовж всього подальшого життя [1].

У профілактиці і лікуванні в післяінсультному періоді застосувовують фармакологічні препарати, спрямовані на метаболічний захист мозку. Однак, більшість препаратів не досягають потрібної терапевтичної концентрації в зоні інсульту через слабке проникнення активної субстанції в структури мозку [2]. Тому, поряд з традиційними засобами лікування (гліатилін, оксибутират натрію, пірацетам, актовегін, солкосерил, церебролізин) останнім часом все більше уваги приділяється застосуванню біофлавоноїдів, зокрема найбільш перспективним з них - кверцетину та ліпофлавону.

Кверцетин нерозчинний у воді, що створює певні проблеми в дослідженні його механізму дії, особливо для внутрішньовенного введення препарату у дозі 10 мг/кг маси тіла тварини (препарат нового покоління - ліпосомальна форма

кверцетину, що розроблена в Інституті фармакології та токсикології (академік О.В. Стефанов і співроб.) під робочою назвою (“Ліпофлавон”). Тому нами, як альтернатива внутрішньовенному, був використаний

пероральний шлях введення, який за кордоном для біохімічних досліджень достатньо широко і досить давно застосовується в таких випадках.

Виходячи з того, що проблемою відтворення геморагічного інсульту на тваринах, особливо останнім часом, опікуються дуже інтенсивно як за кордоном, так і в Україні, що пояснюється високою смертністю [3]. Остання, в свою чергу, вимагає необхідність розробки, в тому числі і в першу чергу, фармакологічної корекції післяінсультних ускладнень. На теперішній час існують декілька методичних підходів моделювання геморагічного інсульту у піддослідних тварин, зокрема щурів.

Метою даної роботи було вивчення процесів пероксидного окиснення ліпідів за умов експериментального інсульту та після застосуванні різних лікарських форм кверцетину.

Також нами було визначенно стан фосфоліпідного бішару мембран при взаємодії з різними формами кверцетину. Було показано що, взаємодія кверцетину з фосфатидилхоліном здійснюється в результаті гідрофобного вбудовування флавоноїду в бішар, що призводить до структурних змін у фосфоліпідному бішарі і п-

Торгало Є.О., Раєцька Я.Б., Остапченко Л.І., Дробінська О. В.,Строцька Є.А.

электронної системи кверцетину. Модифікація фосфоліпідного бішару кверцетином призводить до зниження ( у 1,5 рази) заряду його поверхні. Ліпосомальна форма кверцетину має значно більшу спорідненість з ізольованими мембранами ендоплазматичного ретикулуму клітин печінки щурів, ніж сольватований кверцетин.

МАТЕРІАЛИ І МЕТОДИ

В дослідах використовували білих щурів-самців лінії Вістар масою 18 0± 10 г, яких утримували на стандартному раціоні віварію. Тварини були поділені на 4 групи. Перша група (30 щурів) - контроль, склали тварини, які утримувалися за стандартних умов віварію. Друга група (30 щурів) - тваринам відтворили геморагічний інсульт за модифікованим методом [8]. Третя група (30 щурів) - тваринам відтворили геморагічний інсульт та вводили у дозі 10 мг/кг протягом 7-ми діб ліпосомальну форму кверцетину під робочою назвою “Ліпофлавон”, виробництва ЗАТ “Біолек” (м .Харків). Четверта група (30 щурів) - тваринам відтворили геморагічний інсульт та вводили перорально у дозі 10 мг/кг протягом 7-ми діб субстанцію кверцетину, виробництва Борщагівського хіміко-фармацевтичного заводу (м. Київ). Тварин декапітували на 7-му добу під легким ефірним наркозом. Вміст ТБК-активних продуктів ПОЛ у тканинах визначали за методом [4]. Активність СОД визначали використовуючи метод [5]. Активність каталази в тканинах щурів визначали, як рекомендовано в роботі [6]. Вміст відновленого глутатіону (08И) визначали за методом [9]. Експериментальні дані обробляли загальноприйнятими методами статистики [7].

РЕЗУЛЬТАТИ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

Відомо, що одним із універсальних механізмів пошкодження клітини на рівні біологічних мембран є процеси ПОЛ. В основі серцево-судинних патологічних процесів лежать порушення цілісності мембран кардіоміоцитів та клітин судин, що призводить до активації фосфоліпаз і оксигеназ, які стимулюють утворення вільних радикалів, провокуючи порушення у системі перекисного окислення ліпідів, впливають на характер перебігу мембранодеструктивних процесів у клітинах [10]. Одним з основних продуктів ПОЛ, що дозволяє судити про інтенсивність цих процесів є ТБК, таблиця 1.

При дослідженні вмісту ТБК нами було встановлено, що при експериментальній моделі геморагічного інсульту його значення у досліджуваних органах поверталося до контрольних значень. При введенні ліпофлавону при експериментальній моделі геморагічного інсульту вміст ТБК знижувався у всіх досліджуваних органах, особливо в головному мозку, порівняно з контролем. Введення кверцетину, призводило до повернення показників вмісту ТБК до контрольних значень в у всіх досліджуваних органах.

У основі розвитку ланцюгових вільрадикальних реакцій лежить порушення рівноваги між антиоксидантними та прооксидантними системами організму. Антиоксидантна система захисту організму контролює і гальмує всі етапи вільнорадикальних реакцій, починаючи від їх ініціації і закінчуючи утворенням гідроперекисів та ТБК [11]. У якості показників, що характеризують стан антиоксидантного захисту нами було обрано супероксиддисмутазу та каталазу (табл. 2,3).

Таблиця 1.

Вміст ТБК-активних продуктів в різних органах при експериментальній моделі геморагічного інсульту у

щуі рів за умов застосування різних форм кверцетину (нмоль/мг білка) (М±т, п = 5)

органи контроль інсульт

за відсутності препаратів введення кверцетину введення ліпофлавону

мозок 27,99±2,11 37,23±3,45* 23,68±2,08 20,18±1,08*

селезінка 15,35±1,52 32,38±3,23* 16,75±1,47 14,55±1,02

нирки 17,31±1,73 21,68±2,05* 15,24±1,63 12,27±1,05*

Примітки: * - р < 0,05 порівняно з контролем.

Таблиця 2.

Активність СОД у гомогенатах мозку, селезінки та нирок за умов експериментальної моделі інсульту, ум. од. / (мг білку * хв.) та за умов застосування різних форм кверцетину.

інсульт

органи контроль за відсутності препаратів введення кверцетину введення ліпофлавону

мозок 0,64±0,08 0,42±0,01* 0,68±0,05 0,81±0,06*

селезінка 0,39±0,06 0,30±0,05 0,51±0,01* 0,57±0,03*

нирки 0,15±0,02 0,10±0,01* 0,25±0,01* 0,28±0,03*

Примітки:* - р < 0,05 порівняно з контролем.

ОСОБЛИВОСТІ ПРОЦЕСІВ ВІЛЬНОРАДИКАЛЬНОГО ОКИСНЕННЯ ЛІПІДІВ ЗА УМОВ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ГЕМОРАГІЧНОГО ІНСУЛЬТУ, А ТАКОЖ ВИВЧЕННЯ ДІЇ АНТИОКСИДАНТНИХ ПРЕПАРАТІВ_____________

Таблиця 3

Активність каталази у гомогенатах мозку, селезінки та нирок за умов експериментальної моделі інсульту, мкмоль пероксиду водню / (мг білку * хв.) та за умов застосування різних форм кверцетину.

органи контроль інсульт

За відсутності препаратів введення кверцетину введення ліпофлавону

мозок 3,67±0,44 2,22±0,17* 4,72±0,21* 5,68±0,72*

селезінка 6,25±0,75 5,37±0,86 4,87±0,63* 5,99±0,31

нирки 3,83±0,56 2,85±0,58 3,92±0,47 3,34±0,51

Примітки:* - р < 0,05 порівняно з контролем.

Таблиця 4

Вміст відновленого глутатіону в різних органах при експериментальній моделі геморагічного інсульту за

умов застосування різних форм кверцетину (мкг/мг білка) (M ± m; n=6)

органи контроль інсульт

без введення препарату введення кверцетину введення ліпофлавону

мозок 122,01±13,41 95,01± 11,71* 117,03±7,61 116,01±8,21

селезінка 288,02±9,42 106,11±15,22* 225,01±21,51* 216,01±7,81*

нирки 220,01±43,81 140,01±12,51 * 136,01±6,81 * 197,03±5,72

Примітки:* - р < 0,05 порівняно з контролем

Нами було визначено активність основних ферментів антиоксидантного захисту - СОД і каталази. При експериментальній моделі геморагічного інсульту було встановлено зниження активності антиоксидантних ферментів у досліджуваних органах, що свідчить про швидке виснаження систем антиоксидантного захисту при інсульті. Введення ліпофлавону та кварцетину призводить до підвищення активності

досліджуваних АО-ферментів.

Важливим чинником, від якого залежить концентрація вільних радикалів у клітинах організму є кооперативна робота ферментів антиоксидантної системи, однією із ланок якої є система глутатіону (табл.4).

Система глутатіону, що складається

безпосередньо з відновленого глутатіону та пов’язаної з ним ферментної системи [12]. Встановлено, при геморагічному інсульті відбувається зростання рівня відновленого

глутатіону в порівнянні з контролем в усіх досліджуваних органів, зокрема, у мозку майже в три рази. Введення кверцетину та ліпофлавону приводить до зниження показників вмісту відновленого глутатіону до контрольних значень у досліджуваних органах.

ВИСНОВКИ

Таким чином, за умов геморагічного інсульту відбувається інтенсифікація процесів ПОЛ, про що свідчить встановлене нами підвищення вмісту

продуктів ПОЛ та зниження активності АО ферментів.

Введенні кварцетину та ліпофлавону призводить до нормалізації стану системи ПОЛ, а саме до зниження вмісту продуктів ПОЛ та активації антиоксидантного захисту.

Література

і. Возіанов О.Ф. Смертність населення України:головні причини, шляхи подолання негативних тенденцій // Журнал Академії наук України. - 1996. № 2.

- С. І9І-І98.

1. Жулев Н.М., Пустозеров В.Г., Жулев С.Н. Цереброваскулярные заболевания. Профилактика и лечение инсультов. - СПб.: "Невский диалект", 2002.- 384с.

2. Могурова Т.В., Лазарева Д.Н. Влияние лекарственных средств на свободно-радикальное окисление // Эксперим. и клин. фармакология.-2000. - Т.63, №і.-C.71-75.

3. Барабой В.А., Орел В.Э., Карнаух И.М. Пероксидное окиснение и радиация. - K.: Наук. думка, І99І. - 256 с.

4. Королюк МА., Иванова Л.И., Майорова И.Г., Токарев В.И. Метод определения активности каталазы // Лаб. Дело. - І988. - № І. - С. І6-І7.

5. Сирота Т.В. Новий подход в исследовании процесса

аутоокисления адреналина и использование его для измерения активности супероксиддисмутазы. //

Вопросы мед. химии. - І999. - № 3. - С. І-2.

6. Брандт З. Статистические методы анализа наблюдений. - М.: Мир, І975. - 312с.

7. Ярош О.К., Кириченко С.В., Данілов М.М. Метод відтворення інтрацеребральної геморагії у білих щурів. // Журн. кровообіг та гомеостаз. - 2005. -№1. - С.77-8І

Торгало Є.О., Раєцька Я.Б., Остапченко Л.І., Дробінська О. В.,Строцька Є.А.

8. Lay M.-M., Casida J. E. Dichloroacetamide antidotes enhance thiocarbamate sulfoxide detoxification by elevating corn root glutathione content and glutathione-S-transferase activity // Pesticide Biochem. and Physiol. 1976. - Vol. 18, N 6. - P. 442-456.

9. Li J.X., Xue B., Chai Q., Liu Z.X., Zhao A.P., Chen L.B. Antihypertensive effect of total flavonoid fraction of Astragalus complanatus in hypertensive rats // Chin. J Physiol. - 2005. - Vol. 30, № 48. - P. 101-106.

10. Manach C, ScalbertA., Morand C., Re'me' sy C., Jimenez L. Polyphenols: food sources and bioavailability // Am. J. Clin. Nutr. - 2004. - Vol. 79. - P. 727-747.

11. 12. Rajendran M., Manisankar P., Gandhidasan R., Murugesan R. Free radicals scavenging efficiency of few naturally occurring flavonoids: a comparative study // J. Agric. Food Chem. - 2004. - Vol. 52, № 24.

- P. 7389-7394.

ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕСОВ СВОБОДНОРАДИКАЛЬНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ ПРИ УСЛОВИЯХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ГЕМОРАГИЧНОГО ИНСУЛЬТУ, А ТАКЖЕ ИЗУЧЕНИЕ ДЕЙСТВИЯ АНТИОКСИДАНТНЫХ ПРЕПАРАТОВ

Торгало Е.А., Раецкая Я.Б., Богданова Е.В., Остапченко Л.И., Дробинская А.В., Строцкая С.А.

Статья посвящена особенностям процессов свободнорадикального окисления липидов в условиях цереброваскулярной патологии, а также изучению действия антиоксидантних препаратов на эти процессы. На основании проведенных исследований было установлено, что геморрагический инсульт приводит к изменениям показателей пероксидного окисления липидов. Нарушение процессов пероксидации в результате геморрагического инсульта сопровождалось изменениями содержания ТБК-активных продуктов, активности ключевых ферментов супероксиддисмутазы (СОД) и каталазы, уровня глутатиона.

Ключевые слова: геморрагический инсульт, кверцетин, липофлавон, липосомы, антиоксидант.

FEATURES OF THE PROCESSES OF FREE-RADICAL LIPIDS OXIDATION UNDER THE EXPERIMENTAL HEMORRHAGIC STROKE, AND ALSO RESEARCH OF ANTIOXIDANT DRUGS ACTION

Torgalo E.A., Raetska Ya. B., Bogdanova O.V., Ostapchenko L.I., Drobinska O.V., Strotska E. A.

The thesis deals with the peculiarities of the processes of free radical oxidation of lipids under the influence of cerebrovascular pathology. The thesis also deals with the impact of medicine on these processes with the purpose to correct cerebrovascular pathology through treatment and preventive means. On the basis of the conducted research it was established that hemorrhage apoplexy results in changes of peroxide oxidation of lipids. Changes in the processes of oxidation caused by hemorrhage apoplexy was accompanied by changes in the activity of TBK - active products. Key ferments of superoxide-dismutasu and katalasu, system of glutation.

Key words: hemorrhage apoplexy, quercetin, lipoflavon, liposomes, antioxidant.