CC BY
5
DOI 10.31718/2077-1096.20.1.55 УДК 615.356-071
Тарасенко Я.А., Тихонова О.О., Дейнега Т.Ф., Волкова О.А. ПОР1ВНЯННЯ ПРОФ1ЛАКТИЧНО1 Д11 АНТИОКСИДАНТ1В ЗА УМОВ ТРИВАЛОГО ВПЛИВУ АМ1ННО1 СОЛ1 2,4-ДИХЛОРФЕНОКСИОЦТОВО1 КИСЛОТИ
УкраТнська медична стоматолопчна академiя, м. Полтава
Стаття присвячена вивченню ефективностi застосування засоб/'в з антиоксидантними власти-востями для фармакопрофлактики насл'дюв токсичного впливу пестицид/в. Одним з найбльш розповсюджених у сльському господарствi сполук е похiднi 2,4-дихлорфеноксиоцтовоУ кислоти, а саме амнна сль 2,4-дихлорфеноксиоцтовоУ кислоти. В якостi унверсального механзму пошко-дження бiологiчних мембран при хроычно'У iнтоксикацИ пох'дними феноксикислот розглядаеться активац'я вльнорадикальних процес'т, тому метою дано)' роботи е порiвняння профшактично'У д'УУ синтетичних та природних антиоксидант'т за умов тривалого впливу ам'тноУ солi 2,4-дихлорфеноксиоцтовоУ кислоти. Експеримент проведено на щурах-самцях л'ш Встар, яким на тлi введення токсиканту вводили синтетичн та природнi антиоксиданти. Тривалий вплив пестициду викликало активацю процес'т вльнорадикального перекисного окислення л/'п/'д/'в, зниження ан-тиоксидантноУ забезпеченостi та активностi антиоксидантних ферментiв. Введення препарат'т з антиоксидантними властивостями сприяло зниженню р'тня продукт/в вльнорадикальних проце-с/в, гальмуванню падiння антиоксидантноУ забезпеченостi органзму та нормалiзацiУ активностi антиоксидантних ферментiв. Але за експериментальними даними найбльш вираженими коригува-льними властивостями волод 'е комплекс природних антиоксидант'т (токоферолу ацетат, аскор-бнова кислота та кверцетин); це дае можливсть рекомендувати Ух застосування з метою фармаколог 'нно'У корекц/У патолог 'чних зм/'н при тривалому впливi пестицид 'т.
Ключов1 слова: пестициди, ам1нна сть 2,4-дихлорфеноксиоцтовоТ кислоти, антиоксиданти, втьнорадикальне перекисне окислення л1тд1в
Стаття е фрагментом планово)' науковоУ-досл/дницькоУ роботи „Досл/дження специф/чноУ фармаколог/чноУ активност/ бо-логiчно-активних речовин рослинного походження"; № держреестрацп' 0101V001130.
Останшм часом все гострше постае проблема забруднення навколишнього середовища ре-човинами антропогенного походження, в тому чи^ засобами хiмiчного захисту стьськогоспо-дарських культур: щорiчно на 40 млн. га стьсь-когосподарських угщь УкраТни вноситься 36 тис. тон пестицидiв [1,10]. Одним з найбтьш розповсюджених у стьському господарс^ сполук е похщы 2,4-дихлорфеноксиоцтовоТ кислоти, а саме амшна сть 2,4-дихлорфеноксиоцтово' кислоти (2,4-ДА). Дослщження останнього часу ви-св^люють провщну роль штенсифкацп процеав втьнорадикального перекисного окиснення (ВРПО) лт^в у мехашзмах розвитку морфофу-нкцюнальних змш на ™ тривалого впливу пес-тицидiв [7,9]. У фiзiологiчних умовах окисно-вщновы процеси, як забезпечують енергетичн потреби кл^ин i утилiзацiю кисню в тканинах, контролюються регуляторними системами, що пщтримують збалансовану взаемодш реакцiй утворення продуктiв оксидацп i антиокислюва-льних факторiв. Порушення ^еТ взаемоди, яке супроводжуеться активацiею вiльнорадикальних процесiв i накопиченням продуктiв перекисного окислення лт^в, розглядаеться в якост уывер-сального механiзму пошкодження бюлопчних мембран, що лежить в основi хронiчноТ штокси-кацп похiдними феноксикислот [6]. Це свщчить за зниження захисту кл^ин i тканин вщ ушко-джуючоТ дм вiльних радикалiв з боку ендогенноТ антиоксидантноТ системи [5,7]. Все вищевикла-дене зумовлюе актуальнiсть застосування пре-
паратiв з антиоксидантними властивостями для фармакопрофтактики наслщш токсичного впливу похiдних феноксиоцтовоТ кислоти.
Метою даноТ роботи е порiвняння профтак-тичноТ дм синтетичних та природних антиокси-дантiв за умов тривалого впливу амшноТ солi 2,4-дихлорфеноксиоцтовоТ кислоти.
Матерiали та методи
Експеримент проведено на 5 групах щурiв-сам^в лiнiТ Вiстар вагою 170-200г. 20 щурiв склали iнтактну групу, яка протягом експеримен-ту утримувалася в умовах вiварiю по 5 тварин в кликах (1 група). Тваринам 2 групи (10 сам^в) протягом 30 дiб вводили внутршньошлунково 2,4-ДА в дозi 120мг/кг. Iншi експериментальнi групи тварин включали по 10 щурiв-самцiв, яким на ™ введення пестициду (2,4-ДА в дозi 120мг/кг) вводили препарати з антиоксидантною дiею, а саме: щури 3-Т групи додатково отриму-вала синтетичний антиоксидант (АО) тютриазо-лiн у дозi 100 мг/кг, 4-Т - мексидол в дозi 50 мг/кг внутршньошлунково; тваринам 5 групи додатково вводили комбшацш АО, яка включала: а-токоферолу-ацетат (0,01 г/кг), кверцетин (0,02 г/кг), аскорбшову кислоту (0,02 г/кг).
Евтаназш щурiв здшснювали пiд гексенало-вим наркозом (50мг/кг маси тiла) шляхом забору кровi з серця до його зупинки. Проводилася оцн нка загальносоматичних показниш - ваги, стану шерстi, рухпивосп та дослiдження бiохiмiчних показникiв. В тканинах печшки дослiджували рь
вень продук^в, що реагують i3 2-тiобарбiтуровою кислотою (ТБК-реактанти) [3]. Принцип оснований на здiбностi малонового дн альдегiду реагувати 3i ТБК з утворенням триме-тинового комплексу, який мае рожеву окраску, штенсивнють окраски пропорцюнальна концент-рацп ТБК-реактантiв. Активнють супероксиддис-мутази (СОД) визначали за здатнютю адреналн ну самоокислюватись в лужному середовище с генера^ею супероксиданюнрадикалу; у присут-ностi сод швидкють реакци знижуеться. [2]. Активнють каталази тканин дослiджували по здiб-ностям перекиси водню утворювати с солями молiбдену стiйкий пофарбований комплекс [4]. В тканинах печшки визначали рiвень аскорбiновоl кислоти. Принцип методу [8] базуеться на екст-ракцп дигiдроаскорбiновоl кислоти (ДАК) та ас-кор6шово!' кислоти (АК) за допомогою трихлоро-цтовоТ кислоти, окисленнi АК до ДАК за участю 2,6-дихлорфенолшдофеноляту натрiю, визна-чення суми (АК+ДАК) и ДАК. Рiвень АК визнача-ють за рiзницею (АК+ДАК)-ДАК. ДАК при реакци с динiтрофенiлгiдразином утворюе пофарбований продукт. У тканинах печшки та ам'яниш визначали рiвень вiдновленого глютатiону за методикою Е1тапа G.L.[11]. Вщновлений глютатiон взаемодiе з б^-дитю-бю-^-штробензошою) кислотою, утворюючi кiнцевий продукт i тюытро-фенольний анiон, який мае коефiцiент молярной екстинкцп при 412 нм 11400 1/Мол.см, а ктькють його молей вiдповiдае числу молей сульфгщри-льних груп, якi прореагували. Розрахунок проводили за стандартним графком. Активнють ГР визначали за методикою Pinto R.E. [12] у реак-
Бiохiмiчнi пок
цшноТ' сумЫ, яка мютить фосфатний буфер (рН 8,0), 1мМ ЕДТА, 7,5 мМ окислений глютатюн, 1,2 мМ НАДФН. Рiвень активностi визначали за зменшенням НАДФН при 370С протягом 10 хви-лин при довжинi хвилi 340 нм.
Статистичну обробку результат проводили з використанням критерiю Ст'юдента.
Результати та обговорення
Хронiчне надходження прооксидан^в експе-риментальним тваринам обумовило змши зага-льносоматичних та бiохiмiчних показникiв тканин. У тварин 2 групи вага не зазнала достовiр-них змш (з 180,0 до 189,0, р<0,1), в них знизився апетит, спостер^алась агресивнiсть, кволють, тьмяна, волога шерсть. Аналiз бiохiмiчних пока-зникiв свiдчить, що у тварин цих груп достовiрно зрю рiвень промiжних продуктiв ВрПО лт^в: рн вень ТБК-реактантiв у тканинах печшки склав 183,2±15,1 нмоль/г (р1-3<0,001), у тканинах йм'янимв - 29,21±2,74 нмоль/г, р1-3<0,002, порiв-няно з показниками iнтактних тварин. При дослн дженнi активностi АФ у тканинах тварин 2 групи також виявлено достовiрне зниження активност СОД у порiвняннi з показниками штактних тварин: у печшц в 1,2 рази (р1-3<0,01), у ам'яниках в 1,4 рази, (р1-3<0,001). Активнiсть каталази зазнала аналопчних змiн у порiвняннi з штактними: у печiнцi знизилась в 1,5 рази, (р1-3<0,05); у сiм'яниках - у 1,6 разiв, (р1-3<0,001). При дослн дженнi антиоксидантноТ забезпеченостi тканин печшки - вмюту АК, виявлене достовiрне його зниження до 186,0±5,7 мг/кг у порiвняннi з показниками штактних тварин (р1-3<0,001) (табл. 1).
Таблиця 1
и в тканинах щур'в, як отримували 2,4-ДА протягом 30 д'б
Бiохiмiчнi показники lнтактнi (1 група) Введення 2,4-ДА 30 Ai6 (2 група)
СОД, % Г печшка 71,2±3,5 57,5±2,6 р1-2<0,01
сiм'яники 74,7±3,1 52,23±2,78 р1-2<0,001
Каталаза, ммоль/хвт печшка 2,01±0,32 1,37±0,1 р1-2<0,05
Ым'яники 0,433±0,03 0,272±0,015 р1-2<0,001
АК, мг/кг печiнка 262,0±7,6 186,0±5,7 р1-2<0,001
ГР, мкмоль/хвт печiнка 39,35±2,2 33,81±2,7 р1-2<0,02
npuMimKa: р1-2 - достовiрнiсть м'ж iнтактною групою та се: Рiвень вщновленого глютатюну у тканинах печшки складае 4,2±0,28 мкмоль/г, що свщчить за достовiрне його зниження у порiвняннi з показниками штактних тварин, у яких вш складае 5,45±0,3 мкмоль/л (р1-3<0,01). Тривалий вплив токсиканта також призводить до «виснаження» захисно!' глютатюнзалежно'!' системи - активнiсть ГР у печшки достовiрно знижуеться порiвняно з показниками штактних тварин та тварин 2-У групи. Враховуючi, що функ^я ГР в метаболiзмi
тварин, яш отримували пестицид протягом 30 di6. глютатюну пов'язана з утворенням вщновленого глютатюну з його окислено^ форми, пригшчення IT активност призводить до зниження рiвня вщновленого глютатюну та посилення явищ шток-сикацп.
Тваринам опитних груп вводили синтетичн та природы антиоксиданти, як оказували неодна-ковий вплив на показники у залежност вiд типу тканин.
Введення препара^в з антиоксидантними
властивостями позитивно впливало на загально-соматичнi показники тварин: щури добре переносили препарат, у них пщвищився апетит, зросла маса тта, не спостер^алось агресивносп.
Застосування препаратiв сприяло зниженню
Вплив антиоксидант1в
рiвня продуктiв ВРПО лт^в (ТБК-реактантiв), гальмуванню падiння антиоксидантноТ забезпе-ченостi органiзму та нормалiзацN активностi ан-тиоксидантних ферметчв (СОД, каталази, глю-татiонзалежних ферментiв) (табл. 2).
Таблиця 2
б'юх'ш'мш показники в тканинах щурв на тл1 введення 2,4-ДА
Бiохiмiчнi показники Введення 2,4-ДА Введення 2,4-ДА Введення 2,4-ДА
+тютриазолш +мексидол +комбiнацiя АО
(3 група) (4 група) (5 група)
ТБК-реактанти,
нмоль/г 106,8±9,5 97,5±4,5 99,3±4,1
печшка Р 1-3<0,05 р1-4<0,05 Р 1-5<0,002
Р 2-3<0,002 р2-4<0,05 Р 2-5<0,02
ТБК-реактанти,
нмоль/г 21,06±2,1 19,15±2,8 16,08±0,8
сiм'яники Р 1-3<0,01 р1-4<0,5 Р 1-5<0,05
Р 2-3<0,05 р2-4<0,05 Р 2-5<0,001
СОД, % Г
печшка 68,5±2,1 64,7±2,4 66,4±4,3
Р 1-3<0,25 Р 1-4<0,25 Р 1-5<0,5
Р 2-3<0,01 Р 2-4<0,05 Р 2-5<0,05
СОД, % Г
Ым'яники 65,0±2,71 69,07±3,13 78,02±2,21
Р 1-3<0,05 Р 1-4<0,25 Р 1-5<0,5
Р 2-3<0,01 Р 2-4<0,002 Р 2-5<0,001
Каталаза, ммоль/хв г
печшка 1,8±0,04 2,19±0,2 2,23±0,15
Р 1-3<0,25 Р 1-4<0,5 Р 1-5<0,5
Р 2-3<0,001 Р 2-4<0,002 Р 2-5<0,002
Каталаза, ммоль/хв г
Ым'яники 0,34±0,03 0,299±0,04 0,375±0,042
Р 1-3<0,02 Р 1-4<0,01 Р 1-5<0,5
Р 2-3<0,05 Р 2-4<0,25 Р 2-5<0,05
АК, мг/кг
печшка 233,09±4,6 230,8±2,8 235,1+2,3
Р 1-3<0,1 Р 1-4<0,01 Р 1-5<0,01
Р 2-3<0,05 Р 2-4<0,001 Р 2-5<0,001
Глютатюн, кмоль/г
печшка 4,9±0,31 5,15±0,4 5,9±0,4
Р 1-3<0,1 Р 1-4<0,1 Р 1-5<0,5
Р 2-3<0,01 Р 2-4<0,05 Р 2-5<0,002
ГР, мкмоль/хвт
печшка 36,8±2,5 37,7±2,4 41,2±2,8
р1-5<0,5 р1-7<0,5 р1-12<0,5
р3-5<0,5 р3-7<0,05 р3-12<0,05
При аналiзi результат необхщне вщм^ити, що дослiджуванi препарати в^зняються за ступенем лiкувально-профiлактичного ефекту. У цтому, аналiз експериментальних даних свщ-чить про достатньо виражену ефективнють застосування синтетичних препара^в АО тютриа-золiну та мексидолу в умовах хроычноТ' штокси-кацп пестицидом 2,4-ДА термiном 30 дiб. Тх за-хисна дiя в умовах введення токсиканта 2,4-ДА обумовлена здiбнiстю вщновлювати фермента-тивну ланку САЗ - СОД, каталази, глютатюнза-лежних фермен^в; пiдвищився вмiст АК та акти-внiсть вiдновленого глютатюну у дослiджуваних тканинах [7].
Найбтьш вираженими лкувально-профiлактичними властивостями володie комплекс природних АО - токоферолу ацетат, аско-рбiнова кислота та кверцетин: спостер^аеться високий рiвень АК та вiдновленого глютатiону у тканинах печшки, каталази та СОД, а рiвень ТБК-реактантiв iстотно знизився. Враховуючi Тх природне походження, у них у меншш мiрi ре-
еструються побiчнi ефекти та знижене наванта-ження на системи бютрансформацп, особливо за умов тривалоТ штоксикацп; крiм цього, бiльш доцiльно комбшоване застосування лтщороз-чинних i пдрофтьних препаратiв, тому що про-цеси ВРПО лт^в при iнтоксикацiях можуть роз-винутися як у лтщнш, так i у воднiй фазi структур.
Отриманi результати пiдтверджують дан що-до антиоксидантних властивостей дослщжува-них препаратiв i дають можливють рекоменду-вати Тх застосування з метою фармаколопчноТ корекцп змiн показниш ВРПО лiпiдiв та активно-ст АФ при тривалому впливi пестицидiв.
Лiтература
1. Anuchina AV. Toksicheskoe dejstvie pesticidov na organizm cheloveka i zhivotnyh [The toxic effect of pesticides on the humans and animals]. [Internet]. Mezhdunarodnyj studencheskij nauchnyj vestnik. 2019;1.
2. Available from: http://eduherald.ru/ru/article/view?id=19454. (Russian)
3. Brusov OS. Vliyanie prirodnyh ingibitorov radikalnih reakcij na avtookislenie adrenalina [The effect of natural inhibitors of the radical reactions to the auto-oxidation of adrenaline]. Byulleten ekspert. biol. i med. 1976; 81(1): 33-5. (Russian)
3. Gavrilov VB. Analiz metodov opredeleniya produktov perekisnogo okisleniya lipidov v syvorotke krovi po testu s tiobarbiturovoj kislotoj [Analysis of the methods for determining of the lipid peroxidation products in blood serum by the test with thiobarbituric acid]. Voprosy medicinskoj himii. 1987; 1 : 118-22. (Russian)
Korolyuk MA, Ivanova LI, Majorova IG, Tokarev VE. Metod opredeleniya aktivnosti katalazy [Method for determination of cata-lase activity]. Laboratornoe delo. 1988; 1: 16-9. (Russian) Menshikova EB, Lankin VZ, Zenkov NK, Bondar IA, Krugovyh NF, Trufakin VA. Okislitelnyj stress. Prooksidanty i antioksidanty [Oxidative stress. Prooxidants and antioxidants]. M.: Slovo; 2006. 556 s.
Redka OG. Mehanizm diyi hlorfenoksigerbicidu 2,4 D na morfofunkcionalnij stan organizmu lyudini ta tvarin (oglyad literaturi) [Mechanism of the chlorofenoxide herbicide 2.4 D to the morphofunctional condition of the human organism and of the animals]. Pytannya bioindikaciyi ta ekologiyi. 2010; 2:187-94 Tarasenko YaA, Bobirov VM. Mehanizmi ushkodzhennya tkanini sim'yanikiv pri trivalomu vplivi pohidnih fenoksioctovoyi kisloti
[Mechanisms of the damage to the tissue of the testes during prolonged effect by phenoxyacetic acid derivatives]. Odeskij medichnij zhurnal. 2012; 3 (131): 21-25. (Ukrainian)
9. Trahtenberg IM, Sova ER, Sheftel FA, Onikienko FA. Problemy normy v toksikologi [Norm problems in toxicology]. M.: Medicina; 1991. 208 s. (Russian)
10. Chesnokova NP, Ponukalina EV, Bizenkova MN. Istochniki obrazovaniya svobodnyh radikalov i ih znachenie v biologicheskih sistemah v usloviyah normy [Sources of the formation of free radicals and their significance in biological systems under normal environment]. Sovremennye naukoemkie tehnologii. 2006; 6: 28-34. (Russian)
11. Devyatkina NM. Effect of Brassica oleracea extract on the erythron state during chronic yttrium salt intak. Wiadomosci lekarskie. 2018; LXXI(7): 1259-62.
12. Elman GL. Tissue sulphydril groups. Arch. Biochem. 1959; 82: 707.
13. Pinto RE. The effect of age and sex on glutathione reductase and glutathione peroxidase activities and aerobic glutathione oxidation in rat liver homogenates. Biochem. J. 1969; 121: 109-15.
Реферат
СРАВНЕНИЕ ПРОФИЛАКТИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ АНТИОКСИДАНТОВ В УСЛОВИЯХ ДЛИТЕЛЬНОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ АМИННОЙ СОЛИ 2,4-ДИХЛОРФЕНОКСИУКСУСНОЙ КИСЛОТЫ Тарасенко Я.А., Тихонова О.А., Дейнега Т.Ф., Волкова О.А.
Ключевые слова: пестициды, аминная соль 2,4-дихлорфеноксиоцтовои кислоты, антиоксиданты, свободнорадикальное перекисное окисление липидов.
Статья посвящена изучению эффективности применения средств с антиоксидантными свойствами для фармакопрофилактики последствий токсического воздействия пестицидов. Одними из самых распространенных в сельском хозяйстве соединений являются производные 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты, а именно аминная соль 2,4-дихлорфеноксиоцтовои кислоты. В качестве универсального механизма повреждения биологических мембран при хронической интоксикации производными феноксикислот рассматривается активация свободнорадикальных процессов, поэтому целью данной работы является сравнение профилактического действия синтетических и природных антиоксидантов в условиях длительного воздействия аминной соли 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты. Эксперимент проведен на крысах-самцах линии Вистар, которым на фоне введения токсиканта вводили синтетические и природные антиоксиданты. Длительное воздействие пестицида вызвало активацию процессов свободнорадикального перекисного окисления липи-дов, снижение антиоксидантной обеспеченности и активности антиоксидантных ферментов. Введение препаратов с антиоксидантными свойствами способствовало снижению уровня продуктов свободно-радикальных процессов, торможению падения антиоксидантной обеспеченности организма и нормализации активности антиоксидантных ферментов. Наиболее выраженными корректирующими свойствами обладает комплекс природных антиоксидантов (токоферола ацетат, аскорбиновая кислота и кверцетин), что дает возможность рекомендовать их применение с целью фармакологической коррекции патологических изменений при длительном воздействии пестицидов.
Summary
COMPARISON OF PREVENTIVE ACTION OF ANTIOXIDANTS UNDER PROLONGED EXPOSURE TO AMINE SALT OF 2,4-DICHLOROPHENOXYACETIC ACID
Tarasenko Y.A., Tykhonova O.O., Deynega T.F., Volkova O.A.
Key words: pesticides, amine salt of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid, antioxidants, free radical lipid peroxidation.
The article describes the study on the effectiveness of remedies possessing antioxidant properties for chemoprevention of the consequences caused by pesticides toxic effects. 2,4-dichlorophenoxyacetic acid derivatives, and namely, amine salt of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid are known as one of the most widely distributed compounds in agriculture. The activation of the free radical processes is considered as a universal mechanism of the damage to biological membranes during chronic intoxication by phenoxyacid derivatives. This work is aimed to compare the preventive effect of the synthetic and natural antioxidants under long-term exposure to the 2,4 - dichlorophenoxyacetic acid. The experiment was performed on Wistar male rats, which received synthetic and natural antioxidants against the background of toxicant administration. Long-term effects of the pesticide caused the activation of the processes of free radical lipid peroxidation, reduced antioxidant supply and activity of antioxidant enzymes. The introduction of medicines with antioxidant properties helped to reduce the content of products of free radical processes, to inhibit the drop of body antioxidant supply and to normalize the activity of antioxidant enzymes.
According to the experimental data obtained, the complex of natural antioxidants (tocopherol acetate, ascorbic acid and quercetin) has the most pronounced corrective properties. This enables us to recommend them for chemocorrection of pathological changes resulted from prolonged exposure to pesticides.
4
5
6
7
8
