CC BY
34
УДК 591.494(678.048):616-001.18/.19
В.А. Доровских, О.Н. Ли, Н.В. Симонова, М.А. Штарберг
ПЕРЕКИСНОЕ ОКИСЛЕНИЕ ЛИПИДОВ ПЕЧЕНИ ПРИ ТЕПЛОВОМ ВОЗДЕЙСТВИИ И ВВЕДЕНИИ РЕМАКСОЛА
Амурская государственная медицинская академия, 675000, ул. Горького, 95, тел. 8-(4162)-31-90-09, г. Благовещенск
Резюме
Современные условия окружающей среды резко повысили уровень радикалобразующих процессов в организме. Тепловое воздействие стимулирует генерацию активных форм кислорода, индуцирующих процессы перекисного окисления липидов, вследствие развития гипоксии. В экспериментальных условиях исследована возможность коррекции свободнорадикального окисления липидов мембран введением сукцинатсодержащего препарата ремаксол (НТФФ «Полисан», Санкт-Петербург). Животные были разделены на 4 группы, в каждой по 30 крыс: интактные животные, которые содержались в стандартных условиях вивария; контрольная группа, где крысы подвергались тепловому воздействию в течение 45 минут ежедневно; подопытная группа, где животным перед тепловым воздействием ежедневно вводили ремаксол в дозе 50 мг/кг; подопытная группа, где крысам перед тепловым воздействием ежедневно вводили ремаксол в дозе 100 мг/кг. Установлено, что ежедневное тепловое воздействие в течение 45 минут способствует повышению в ткани печени животных содержания гидроперекисей липидов (на 34-41 %), диеновых конъюгатов (на 45-50 %), малонового диальдегида (на 62-74 %) на фоне снижения активности основных компонентов антиоксидантной системы. Введение крысам ремаксола в условиях теплового воздействия способствует достоверному снижению в печени гидроперекисей липидов на 22-34 %, диеновых конъюгатов - на 21-33 %, малонового диальдегида - на 33-43 % по сравнению с крысами контрольной группы. При анализе влияния ремак-сола на активность компонентов антиоксидантной системы было установлено, что содержание церулоплазмина в печени животных было достоверно выше аналогичного показателя у крыс контрольной группы на 35-44 %, витамина Е - на 28-43 %. Таким образом, использование ремаксола в условиях длительного теплового воздействия на организм экспериментальных животных приводит к стабилизации процессов пероксидации на фоне повышения активности основных компонентов антиоксидантной системы.
Ключевые слова: ремаксол, тепловое воздействие, перекисное окисление липидов биологических мембран, продукты пероксидации (гидроперекиси липидов, диеновые конъюгаты, малоновый диальдегид), антиоксидантная система.
V.A. Dorovskikh, O.N. Li, N.V. Simonova, M.A. Shtarberg LIPID PEROXIDATION OF THE LIVER DURING HEAT EXPOSURE AND THE INTRODUCTION OF REMAXOL
Amur state medical academy, Blagoveschensk Summary
Modern environmental conditions dramatically increased the level radiculopathic processes in the body. Heat exposure stimulates the generation of reactive oxygen species, inducing peroxidation of lipids, resulting in the development of hypoxia. In experimental conditions the possibility to correct free radical lipid oxidation of rats' organism membranes was studied with the introduction of the succinate containin drug called remaxol (Polysan, St. Petersburg). The animals were divided into 4 groups and each of them had 30 rats: intact animals which were held in standard conditions of vivarium; the control group in which rats were exposed to heat during forty-five minutes daily; the experimental group in which before the effects of heat animals had a daily intake of the remaxol in a dose of 50 mg/kg; the experimental group in which before the effects of heat animals had a daily intake of the remaxol in a dose of 100 mg/kg. It was found out that in the liver tissue of experimental animals a daily heat exposure during forty-five minutes contributes to the increase of lipid hydroperoxides level (by 34-41 %), of diene conjugate (by 45-50 %), and of malonic dialdehyde (by 62-74 %) against the decrease of antioxidant system activity in the liver of intact animals. The introduction of the remaxol to rats in the conditions of heat exposure contributes to the reliable decrease in the liver of lipid hydroperoxides by 22-34 %, of diene conjugates - by 21-33 %, and of malonic dialdehyde by 33-43 % in comparison with the rats of the control group. While analyzing the effect of the remaxol on the activity of the components of antioxidant system it was shown that the level of ceruloplasmin in the liver of animals was reliably higher by 35-44 %, of vitamin E by 28-43 % in comparison with the same parameters of the rats of the control group. So, the application of the remaxol in the conditions of long heat exposure of the organism of animals under experiment leads to the stabilization of the processes of peroxidation against the increase of antioxidant system activity.
Key words: remaxol, heat exposure, biological membranes lipid peroxidation, products of peroxidation (lipid hydroperoxides, diene conjugates, malonic dialdehyde), antioxidant system.
Гипертермия стимулирует генерацию активных повреждения тканей, приводящей к разобщению окис-форм кислорода, индуцирующих процессы перекис- лительного фосфорилирования и нарушению синтеза ного окисления липидов, приводящие к химической АТФ, что по однотипности реакции организма можно модификации и разрушению биомолекул, вследствие сравнить со стрессорным повреждением [1, 2]. В усло-развития гипоксии, сопровождающей практически все виях напряжения и декомпенсации механизмов анти-
оксидантной защиты организма избыточная активация реакций свободнорадикального окисления липидов с накоплением первичных и вторичных продуктов пе-роксидации способствует развитию окислительного стресса [4, 9, 10]. В связи с этим, важным аспектом в регуляции воздействия температурного фактора на организм является назначение антигипоксантных и анти-оксидантных препаратов, в частности лекарственных средств, содержащих янтарную кислоту, являющуюся одним из метаболитов цикла Кребса, экзогенное поступление которой восстанавливает процессы энергообмена [3, 5, 7]. Исследование эффективности сук-цинатсодержащих препаратов в условиях воздействия высоких температур представляет несомненный интерес, так как восстановление энергетического потенциала клетки и предупреждение избыточной активации процессов свободнорадикального окисления на фоне повышения антиоксидантной активности расширяет пределы адаптации организма к экстремальным воздействиям окружающей среды.
Цель исследования - изучение влияния ремаксола на интенсивность процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) в печени при тепловом воздействии на организм.
Материалы и методы
Исследование одобрено Этическим комитетом Амурской государственной медицинской академии, соответствует нормативным требованиям проведения доклинических экспериментальных исследований.
эксперимент проводили на белых беспородных крысах-самцах массой 180-220 г в течение 21 дня. Для изучения эффективности ремаксола была использована тепловая модель эксперимента, созданная и внедренная на базе Донецкого медицинского университета (1992): животные подвергались воздействию температуры +40±1-2 °С в термостате воздушном лабораторном ТВЛ-К (Санкт-Петербург) с соблюдением адекватных условий влажности (45 %) и вентиляции. Животные были разделены на 4 группы, в каждой по 30 крыс: 1-я - интактная группа, животные находились в стандартных условиях вивария; 2-я - контрольная группа, животные подвергались тепловому воздействию по 45 минут ежедневно в течение 21 дня на фоне ежедневного внутрибрюшинного введения животным непосредственно перед перегреванием экви-объемного вводимому ремаксолу количества раствора натрия хлорида 0,9 % (2 мл/100 г массы животного); 3-я и 4-я - подопытные группы, животным перед тепловым воздействием (время экспозиции - 45 минут) ежедневно внутрибрюшинно вводили ремаксол, соответственно, в дозах 50 мг/кг и 100 мг/кг по сукцина-ту. Исследование проводилось одновременно во всех группах в течение 21 дня, забой животных производился путем декапитации на 7-й, 14-й, 21-й дни эксперимента. Интенсивность процессов ПОЛ в печени оценивали, исследуя содержание гидроперекисей ли-пидов, диеновых конъюгатов, малонового диальдеги-да и основных компонентов антиоксидантной системы (АОС) - церулоплазмина, витамина Е по методикам, изложенным в ранее опубликованных нами работах [6, 11]. Статистическую обработку биохимических дан-
ных проводили с помощью параметрического метода с использованием ^критерия Стьюдента.
Результаты и обсуждение
В результате проведенных исследований было установлено (табл. 1), что воздействие на крыс высоких температур сопровождается активацией процессов ПОЛ и накоплением продуктов пероксидации в ткани печени контрольных животных: увеличением содержания гидроперекисей липидов на 41 % (7-й день), 34 % (14-й день) и 38 % (21-й день эксперимента) в сравнении с аналогичным показателем в группе интактных крыс, диеновых конъюгатов - на 45 %, 50 % и 50 % соответственно, малонового диальдегида - на 62 %, 67 % и 74 %. В свою очередь, введение ремаксола в условиях теплового воздействия сопровождалось достоверным снижением содержания продуктов радикального характера в сравнении с показателями в контрольной группе: на фоне применения ремаксола в дозе 50 мг/кг концентрация гидроперекисей липидов уменьшилась на 23 % (7-й день), 22 % (14-й день) и 27 % (21-й день эксперимента), диеновых конъюгатов - на 21 %, 23 % и 25 %, соответственно, малонового диальдегида - на 33 %, 38 % и 40 %; на фоне введения ремаксола в дозе 100 мг/кг содержание гидроперекисей липидов снизилось на 30 % (7-й день), 30 % (14-й день) и 34 % (21-й день эксперимента), диеновых конъюгатов - на 28 %, 31 % и 33 %, соответственно, малонового диальдеги-да - на 36 %, 43 % и 43 %, соответственно. Указанные изменения согласуются с результатами исследований, опубликованными нами ранее, которыми было показано стабилизирующее влияние ремаксола на накопление продуктов радикального характера в крови лабораторных животных в условиях гипо- и гипертермии
[5, 6].
Таблица 1
Содержание продуктов ПОЛ (нмоль/г) в ткани печени крыс при тепловом воздействии на фоне применения ремаксола в дозах 50 мг/кг и 100 мг/кг
Показатели Сроки эксперимента Группа 1, интактная (П=30) Группа 2, тепло (контроль) (П=30) Группа 3, ремаксол в дозе 50 мг/кг + тепло (П=30) Группа 4, ремаксол в дозе 100 мг/кг + тепло (П=30)
Гидроперекиси липи-дов 7-й день 82,6±5,5 116,2±6,8* 89,4±6,0* 80,6±6,1*
14-й день 85,4±5,8 114,6±6,9* 89,8±6,8, Р2,3>0,05 80,0±5,2*
21-й день 85,5±5,4 118,0±7,0* 86,5±6,5* 78,2±5,5*
Диеновые конъю-гаты 7-й день 138,4±10,2 200,6±12,4* 158,4±9,6, Р2,3>0,05 144,2±8,5*
14-й день 134,5±8,5 202,0±12,0* 155,6±8,9* 140,1±7,8*
21-й день 136,6±8,6 205,5±12,8* 154,0±8,5* 138,6±7,5*
Малоновый диаль-дегид 7-й день 8,5±0,8 13,8±1,0* 9,2±1,0* 8,9±1,4*
14-й день 8,9±0,9 14,9±1,1* 9,2±1,6* 8,5±1,5*
21-й день 8,6±1,0 15,0±1,0* 9,0±1,6* 8,5±1,6*
Примечание.* и ** - различия, достоверные по отношению к ин-тактной * и контрольной ** группам животных.
Активация процессов ПОЛ при воздействии на организм высоких температур сопровождается напряжением и истощением АОС, что, по-видимому, связано с воздействием недоокисленных продуктов метаболиз-
ма на эритроцитарные мембраны, прогрессирующим гемолизом, снижением общего числа эритроцитов и гемоглобина, обусловливающих формирование вторичной тканевой гипоксии, накопление лактата и развитие ацидоза в условиях активирующегося гликолиза, повышение проницаемости лизосомальных мембран и активацию лизосомальных ферментов, которая, в свою очередь, способствует усилению деструкции клеточных структур и ферментов, угнетая антиоксидантную систему. Наши суждения согласуются с результатами проведенных исследований: содержание церулоплаз-мина в ткани печени контрольных крыс в сравнении с интактными животными снизилось на 43 % (7-й день), 44 % (14-й день) и 47 % (21-й день эксперимента); витамин Е - на 42 %, 45 % и 48 % соответственно (табл. 2). Использование ремаксола для коррекции теплового воздействия способствовало повышению активности АОС в печени подопытных животных: на фоне введения ремаксола в дозе 50 мг/кг содержание церулоплазмина выросло на 35 % (7-й день), 37 % (14-й день), 41 % (21-й день эксперимента) по сравнению с аналогичным показателем в группе контрольных крыс; на фоне введения ремаксола в дозе 100 мг/ кг - на 39 %, 44 % и 39 %, соответственно. Уровень витамина Е при использовании ремаксола в дозе 50 мг/ кг в эксперименте увеличился на 33 % (7-й день), 28 % (14-й день) и 43 % (21-й день), в дозе 100 мг/кг - на 38 %, 36 % и 35 % соответственно относительно контрольных животных.
Таблица 2
Содержание компонентов АОС в ткани печени крыс при тепловом воздействии на фоне применения ремаксола в дозах 50 мг/кг и 100 мг/кг
Показатели Сроки эксперимента Группа 1, интакт- ная (П=30) Группа 2, тепло (контроль) (П=30) Группа 3, ремаксол в дозе 50 мг/кг + тепло (П=30) Группа 4, ремаксол в дозе 100 мг/кг + тепло (П=30)
Церуло-плазмин (мкг/г) 7-й день 27,0±2,2 15,5±1,6* 20,9±1,5, Р2,3>0,05 21,5±1,8, Р2,4>0,05
14-й день 26,8±2,5 14,6±1,5* 20,0±1,2* 21,0±1,6*
21-й день 27,2±2,8 14,5±1,6* 20,4±1,5, Р2,3>0,05 20,2±1,2*
Витамин Е (мкг/г) 7-й день 52,0±4,5 30,2±2,8* 40,2±2,1* 41,6±2,8*
14-й день 56,0±4,7 30,8±3,0* 39,6±1,4* 41,8±2,0*
21-й день 54,8±4,0 28,5±3,0* 40,8±2,5* 38,6±1,9*
Примечание. * и ** - различия, достоверные по отношению к интактной * и контрольной ** группам животных.
В целом, экспериментально подтверждено наличие антиоксидантного и мембраностабилизирующего эффекта у сукцинатсодержащего препарата ремак-сол в условиях тепловой модели, что связано, на наш взгляд, с комбинацией входящих в состав компонентов, включающих, помимо янтарной кислоты, рибоксин, никотинамид, метионин, а также электролиты (натрия, магния и калия хлорид) и сольстабилизи-
рующий агент №метилглюкамин, обеспечивающие комплексное решение проблемы мембранопротекции: механизм действия ремаксола опосредуется биологическими эффектами его активных компонентов. Ме-тионин превращается в организме в адеметионин под влиянием метионинаденозилтрансферазы. Адеметио-нин участвует в трех типах биохимических реакций -трансметилировании, транссульфатировании и транс-аминировании. Реакции трансметилирования служат важным этапом синтеза фосфолипидов, в первую очередь, фосфатидилхолина, обеспечивая восстановление структуры и свойств клеточных мембран (текучесть, поляризация). Реакции транссульфатирования, протекающие при участии адеметионина, обеспечивают восстановление уровня эндогенного глутатиона. При гипоксии, развивающейся вследствие длительной гипертермии, для восстановления дыхательной цепи митохондрий необходима активация никотинамида-дениндинуклеотид НАД-зависимых ферментов. Введение одного из фрагментов НАД - никотинамида активирует НАД-зависимые ферменты клеток, в том числе антиоксидантные системы убихиноновых ок-сиредуктаз, защищающие мембраны клеток от разрушения радикальными частицами. Свойством усиления синтеза макроэргических молекул обладает активный компонент ремаксола - рибоксин, антиоксидант-ное действие которого реализуется за счёт активации синтеза НАД в митохондриях из никотинамида, где рибоксин выступает в качестве донора рибозы, стимуляции анаэробного гликолиза с образованием лактата и НАД+, ингибирования фермента ксантиноксидазы и подавления радикальных процессов. Наши выводы согласуются с результатами исследований, проведенных В.Ф. Павелкиной, Н.П. Амплеевой [8], отражающими антигипоксантную, антиоксидантную и гепатотроп-ную активность ремаксола при хронических вирусных гепатитах. Таким образом, активные компоненты ремаксола обладают взаимопотенциирующими эффектами и определяют его антиоксидантную активность в условиях воздействия высоких температур.
Выводы
1. Воздействие высоких температур на организм способствует формированию окислительного стресса в условиях накопления продуктов радикального характера и снижения активности основных компонентов АОС в ткани печени крыс.
2. Экспериментально подтверждена возможность коррекции параметров перекисного окисления липи-дов в печени крыс в условиях теплового воздействия введением сукцинатсодержащего препарата ремаксол.
3. Внутрибрюшинное введение лабораторным животным ремаксола в условиях длительной гипертермии снижает содержание продуктов пероксидации и увеличивает активность основных компонентов АОС в ткани печени. С увеличением дозы препарата (до 100 мг/кг по сукцинату) выраженность антиоксидант-ного эффекта возрастает.
Литература
1. Бачериков А.Н., Кузьминов В.Н., Ткаченко Т.В. и др. Современные представления о системе термо-
регуляции // Вестник психиатрической фармакотерапии. - 2006. - № 1. - С. 178-182.
2. Быстрова Н.А. Иммунометаболические эффекты, вызванные действием умеренно высокой внешней температуры // Тезисы докладов VIII Российского национального конгресса «Человек и лекарство». - М., 2001. - С. 551.
3. Ганапольский В.П., Шабанов П.Д. Метеоадап-тогенные свойства антигипоксантов // Экспериментальная и клиническая фармакология. - 2009. - № 6. -С. 36-41.
4. Доровских В.А., Симонова Н.В., Симонова И.В. и др. Адаптогены растительного происхождения в профилактике заболеваний органов дыхания у детей ясельного возраста // Дальневосточный медицинский журнал. - 2011. - № 1. - С. 41-44.
5. Доровских В.А., Симонова Н.В., Доровских Ю.В. и др. Коррекция холодового воздействия с помощью препарата, содержащего янтарную кислоту // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. - 2013. -№ 49. - С. 82-86.
6. Доровских В.А., Ли О.Н., Симонова Н.В. и др. Влияние сукцинатсодержащих препаратов на интенсивность процессов пероксидации в условиях холодового воздействия // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. - 2013. - Вып. 50. - С. 56-60.
7. Никонов В.В., Павленко А.Ю. Метаболическая терапия гипоксических состояний // Медицина неотложных состояний. - 2009. - № 3. - С. 22-23.
8. Павелкина В.Ф., Амплеева Н.П. Сравнительная эффективность гепатотропной активности ремаксола и эссенциале при хронических вирусных гепатитах // Экспериментальная и клиническая фармакология. -2014. - Т. 77, № 12. - С. 17-21.
9. Симонова Н.В., Доровских В.А., Штарберг М.А. Влияние адаптогенов растительного происхождения на интенсивность процессов перекисного окисления липидов биомембран в условиях ультрафиолетового облучения // Дальневосточный медицинский журнал. - 2010. - № 2. - С. 112-115.
10. Симонова Н.В., Доровских В.А., Симонова Н.П. Ультрафиолетовое облучение и окислительный стресс. Возможности фитокоррекции. - Благовещенск: АГМА, 2014. - 140 с.
11. Симонова Н.В., Доровских В.А., Штарберг М.А. Влияние настоя на основе сбора из листьев крапивы, березы и подорожника на интенсивность процессов пероксидации в условиях ультрафиолетового облучения // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. -2012. - № 44. - С. 90-94.
Literature
1. Bacherikov A.N., Kuzminov VN., Tkachenko T.V, et al. Modern ideas about the system of thermoregulation // Bulletin of the psychiatrist. Pharmacotherapy. - 2006. -№ 1. - P. 178-182.
2. Bystrova N.A. Immunometabolic effects of moderately high ambient temperature // Proc. dokl. VIII congruence «Man and medicine». - M., 2001. - P. 551.
3. Ganapol'sky VP., Shabanov P.D. Meteoadaptogenic properties of antihypoxants // Experimental and clinical pharmacology. - 2009. - № 6. - P. 36-41.
4. Dorovskikh VA., Simonova N.V., Simonova I.V., et al. Adaptogens of vegetable origin in prophylaxis of respiratory diseases in babyhood children // Far Eastern Medical Journal. - 2011. - Vol. 1. - P. 41-44.
5. Dorovskikh VA., Simonova N.V., Dorovskikh Yu.V, et al. Correction of cold effect by means of the drug with succinic acid // Bulletin physiology and pathology of respiration. - 2013. - Vol. 49. - P. 82-86.
6. Dorovskikh V.A., Li O.N., Simonova N.V, et al. Effect of succinate containing drugs on the intensity of peroxidation in the conditions of cold exposure // Bulletin physiology and pathology of respiration. - 2013. -Vol. 50. - P. 56-60.
7. Nikonov VV, Pavlenko A.Yu. Metabolic therapy of hypoxic conditions // Medicine of urgent conditions. -2009. - № 3. - P. 22-23.
8. Pavelkina V F., Ampleeva N.P. Comparative efficiency of remaxol and essentiale hepatotropic activity in chronic viral hepatitis // Experimental and Clinical Pharmacology. - 2014. - Vol. 77. - № 12. - P. 17-21.
9. Simonova N.V., Dorovskikh VA., Shtarberg M.A. Effect of adaptogens of plant origin on the intensity of the processes of peroxidation of lipids of membranes under conditions of ultraviolet irradiation // Far Eastern Medical Journal. - 2010. - № 2. - P. 112-115.
10. Simonova N.V., Dorovskikh V.A., Simonova N.P. Ultraviolet radiation and oxidative stress. The possibility of phitocorrection. - Blagoveshchensk: AGMA, 2014. -140 p.
11. Simonova N.V., Dorovskikh V.A., Shtarberg M.A., et al. The effect of infusion based on the collection of the leaves of nettle, birch and plantain on the intensity of peroxidation in ultraviolet radiation // Bulletin physiology and pathology of respiration. - 2012. -Vol. 44. - P. 90-94.
Координаты для связи с авторами: Доровских Владимир Анатольевич - д-р мед. наук, профессор кафедры госпитальной терапии с курсом фармакологии АГМА, заслуженный деятель науки РФ, тел. 8-(4162)-31-90-11; Ли Ольга Николаевна - канд. мед. наук, ассистент кафедры физиологии и патофизиологии АГМА, тел. 8-(4162)-31-90-15; Симонова Наталья Владимировна - д-р биолог. наук, доцент кафедры госпитальной терапии с курсом фармакологии АГМА, тел. 8-(4162)-31-90-15, e-mail: simonova.agma@yandex.ru; Штарберг Михаил Анатольевич - канд. мед. наук, старший научный сотрудник ЦНИЛ АГМА.
□□□
