CC BY
41
УДК 612.664:014.46
З.Ж. Сейдахметова
ПОВЫШЕНИЕ РЕЗИСТЕНТНОСТИ МЕМБРАН СЕКРЕТОРНЫХ КЛЕТОК МОЛОЧНОЙ ЖЕЛЕЗЫ ПРИРОДНЫМИ АНТИОКСИДАНТАМИ ПРИ СВИНЦОВОЙ ИНТОКСИКАЦИИ
Институт физиологии человека и животных МОН РК, Алматы
Проведено исследование влияния свинцовой интоксикации на мембраны молочной железы лактирующих крыс. Показано, что интоксикация солями свинца (24 мг на кг массы тела) приводит к повреждению клеточных мембран молочной железы, повышению их чувствительности к индуцированному перекисному окислению липидов. Предварительное введение животным антиоксидантов — витаминов С, Е или стандартизованного экстракта Гинкго би-лоба ЕGb 761 защищало мембраны секреторных клеток молочной железы от повреждающего действия ацетата свинца, предотвращая негативное воздействие интоксикации на процесс молокообразования.
Ключевые слова: лактация, интоксикация, перекисное окисление липидов, мембраны молочной железы
Развитие промышленности и транспорта ведет к усилению интоксикации организма животных и человека их отходами. Особенно неудовлетворительное положение сложилось с вредными выбросами в атмосферу — в начале 90-х годов ХХ века в нее ежегодно поступало около 6 млн тонн загрязнений [5]. К числу опасных токсикантов относятся тяжелые металлы, в том числе
— свинец, которым в настоящее время загрязнены практически все пищевые продукты и вода. Показано, что у мужчин, работа которых связана применением свинца, угнетается секреция тестостерона [3], у женщин отмечают нарушение менструального цикла и генеративной функции. Свинцовая интоксикация ведет к резкому снижению концентрации катехоламинов в гипоталамусе до начала изменения менструального цикла. По-видимому, нарушение баланса биогенных аминов в гипоталамусе является одним из механизмов гонадотоксического действия свинцовых соединений. При поступлении свинца в организм с питьевой водой он обнаруживается в плаценте и мембранах хориона, в крови матери и плода [4]. Небольшое количество свинца в организме ребенка способно вызвать нейропсихические нарушения, прекращение роста. Установлена взаимосвязь между снижением массы тела при рождении и содержанием свинца в костях матери [8], его повышенным содержанием в пуповинной крови, что свидетельствует о возможности перехода свинца в организм плода через плаценту [11]. При
кормлении свинец накапливается в молочной железе и, по-видимому, выводится с молоком: женское грудное молоко содержит его в количестве 5-12 мкг/л, коровье — 40 мкг/л [6].
Механизм негативного воздействия свинца на организм связан с повреждением клеточных мембран, активацией в них процессов перекис-ного окисления липидов (ПОЛ) и, как следствие, нарушением проницаемости и активности мембраносвязанных ферментов. В то же время действие тяжелых металлов опосредуется и системными реакциями на уровне организма, которые непременно приводят к мобилизации его адаптивных резервов [2]. Истощение и срыв защитных механизмов во многом предопределяют характер и интенсивность формирования того или иного патологического процесса [1, 10]. Мишенью свинцовой интоксикации становятся и клетки молочной железы, и в случае срыва защитных механизмов, прежде всего различных звеньев системы антиоксидантной защиты, это приводит к угнетению ее секреторной функции. Целью настоящего исследования явилась оценка способности ряда антиоксидантов предупреждать вызванную свинцовой интоксикацией активацию процессов ПОЛ в мембранах секреторных клеток молочной железы лактирующих крыс. В работе использованы витамины Е, С, а также стандартизированный экстракт Гинкго билоба (EGb 761), биологическая активность которого определяется веществами группы флавоноидов
— билобалидов и гинкголидов — с высокой анти-радикальной активностью [13].
Материал и методы исследований
Работа выполнена на 30 белых лабораторных крысах массой 180-200 г в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных» (Приложение к приказу Министерства здравоохранения СССР от 12.08.1977 г. № 755). Животные содержались на стандартном рационе при свободном доступе к воде и корму. В течение 10 дней до начала лактации и 10 дней при лактации животные получали перорально ацетат свинца в дозе 24 мг/кг массы тела в день. За 5 дней до начала интоксикации и далее на ее фоне животные перорально получали аскорбиновую кислоту (Sigma), EGb 761 (France), витамин Е (а-токоферола ацетат, Санкт-Петербург) в дозе 100 мг/кг массы тела. После последнего введения препаратов животных дека-питировали под легким эфирным наркозом. Из секреторных клеток молочной железы выделяли микросомы в среде, содержащей 0,85% NaCl, 50 мМ КН2РО4, 0,1мМ ФМСФ, рН 7,4 при 4 °С. В мембранах микросом индуцировали ПОЛ внесением Fe2+ (10 нмоль/мг белка) + аскорбат (0,2 мМ) в той же среде и в течение 60 минут анализировали динамику развития ПОЛ по накоплению продуктов, реагирующих с 2-тиобарбитуровой кислотой (ТБК) согласно методу Ohkawa H.O. et al. [12]. Оптическую плотность измеряли при X — 532 нм. Содержание белка определяли по би-уретовой реакции.
Полученные результаты статистически обрабатывали с использованием программы «Microsoft Excel» и критерия Стъюдента.
Результаты исследований
Как показали исследования, свинцовая интоксикация приводит к повышению исходного содержания продуктов ПОЛ в секреторных клетках молочной железы на 36% (Р<0,05). На рис. 1 представлена динамика накопления продуктов ПОЛ в мембранах секреторных клеток молочной железы в процессе инкубации с ионами двухвалентного железа и аскорбатом. Из приведенных данных видно, что свинец существенно увеличивает накопление продуктов ПОЛ, разница сохраняется на протяжении всего периода измерений. Так, через 20 минут инкубации содержание МДА в микросомах клеток молочной железы было в 1,9 раза, а через 60 минут — уже в 1,8 раза выше, чем у контрольных животных. При предварительном введении животным витамина С уменьшается негативный эффект свинца, что проявляется в снижении до контрольных величин как исходного содержания так и накопления продуктов ПОЛ в клетках молочной железы во все моменты измерения.
Витамин Е полностью предупредил вызываемое свинцом увеличение содержания продуктов ПОЛ в секреторных клетках молочной железы (Рис. 2), а также их накопление при индукции ПОЛ системой Fe2+ + аскорбат в микросомах в условиях in vitro.
Экстракт Гинкго билоба EGb 761 также повышал устойчивость мембран клеток лактирующей молочной железы, снижая содержание продуктов ПОЛ в ней и накопление их в процессе индукции. Так, уровень прироста продуктов ПОЛ при 60минутной индукции достигает 280%, тогда как у контрольных животных 214% (Р<0,05). Следует заметить, что при этом исходное значение при
Рис. 1. Влияние витамина С на индукцию ПОЛ в микросомах лактирующей молочной железы крыс, получавших ацетат свинца.
По оси абсцисс — время индукции, мин; по оси ординат — содержание МДА, нмоль/мг белка. 1 — контроль, 2 — интоксикация + витамин С, 3 — интоксикация.
■
Рис. 2. Влияние витамина Е на индукцию ПОЛ в микросомах лактирующей молочной железы крыс, получавших ацетат свинца
По оси абсцисс — время индукции, мин; по оси ординат — содержание МДА, нмоль/мг белка. 1 — контроль, 2 — интоксикация + витамин Е, 3 — интоксикация.
з
Рис. 3. Влияние экстракта Гингко билоба ЕGb 761 на индукцию ПОЛ в микросомах лактирующей молочной железы крыс, получавших ацетат свинца.
По оси абсцисс - время индукции, мин; по оси ординат - содержание МДА, нмоль/мг белка. 1 - контроль,
2 - интоксикация + EGb 761, 3 - интоксикация.
введении EGb 761 намного ниже (1,4 нмоль/мг) (Рис. 3).
Таким образом, свинцовая интоксикация приводит к повреждению клеточных мембран молочной железы, проявлением которого становится накопление продуктов ПОЛ в ней и рост чувствительности мембран при индукции в них процессов свободно-радикального окисления липидов. Очевидно, это происходит за счет изменения естественной антиоксидантной защиты и, несомненно, вызывает нарушение секреторных процессов.
Известно, что свинец, обладая высокими кумулятивными свойствами, избирательно депонируется в различных органах и оказывает токсическое воздействие длительное время. При этом наблюдается усиление ПОЛ, сопровождающееся угнетением активности антиоксидантных ферментов (СОД, каталазы, глутатионпероксида-зы, глутатионредуктазы) [14, 15]. Как показали наши исследования, подобная ситуация может развиваться и в молочной железе. Способность витамина E эффективно защищать организм в условиях окислительного стресса хорошо известна [7, 9]. Поэтому уровень снижения прироста ТБК-активных веществ аскорбиновой кислотой и EGb 761 мы сопоставляли с эффектом витамина E. Результаты исследований показали, что витамин С и EGb 761 так же, как и витамин Е, защищают мембраны секреторных клеток молочной железы от повреждающего воздействия свинца. Антиоксиданты снижают содержание продуктов ПОЛ в них, а также, можно полагать, предотвращают и негативное воздействие интоксикации на процесс образования и секреции молока. Полученные результаты указывают на перспективность использования антиоксидантов для предупреждения не-
гативных воздействий свинцовой интоксикации на функцию молочных желез.
INCREASE RESISTANCE OF MEMBRANE SECRETORY CELLS OF MAMMARY GLAND BY NATURAL ANTIOXIDANTS AT LEADEN INTOXICATION
Z.ZH. Seydakhmetova
The influence leaden intoxication was studied upon membrane of the mammary gland nursing rats. Intoxication salt lead brings about damage cellular membranes of mammary gland that brings about increasing of sensitivity of membranes to induction processes lipids peroxide. Using vitamin С, E and preparation Egb 761 protect the membrane a secret cells of the mammary gland from damage actions of the acetate lead, thereby preventing negative influence intoxication on process of synthesis of milk. Литература
1. Абрамова Ж.И. Человек и противоокислительные вещества / Ж.И. Абрамова, Г.И. Оксенгендлер. — Л., 1985. — 350 с.
2. К проблеме носительства тяжелых металлов / И.М. Трахтенеберг, В.А. Тычинин, Ю.Ю. Талакин и др. // Ж. акад. мед. наук Украши. — 1999. — Вып. 5.
— № 1. — С. 87-95.
3. Косенко Т.П. Общие закономерности и различия реакции системы гипофиз-гонады на воздействия вредных факторов фосфорного и свинцового производства // Тез. докл. III Всесоюз. конфер. «Эндокринная система организма и вредные факторы внешней среды» / Т.П. Косенко, Ж.А. Абылаев. — Л., 1987. — С. 112.
4. Кирбасова Н.П. Особенности водного фактора внешней среды и молока родильниц в регионах экологического неблагополучия // Тезисы докл. 4 Меж-дунар. конгресса «Иммунореабилитация и реабилитация в медицине» / Н.П. Кирбасова, Л.П. Пономарева.
— Сочи, 1998. — С. 25.
5. Тасекеев М. Биоремедиация токсичных промышленных отходов // Промышленность Казахстана / М. Тасекеев. — Алматы, 2004. — № 5 (26). — С. 59-63.
6. Truska P. Концентрация кадмия, свинца и ртути в крови и плаценте матерей и их новорожденных / Р. Truska, L. Rosival // Журн. гигиены, эпидемиологии, микробиол. и иммунолог. — 1989. — Т. 33. — № 2. — С. 141-147.
7. Combination of ascorbate and alpha-tocopherol as a preventive therapy against structural and functional defects of erythrocytes in visceral leishmaniasis / G. Sen, R. Mukhopadhaya, J. Ghosal, T. Biswas // Free Radic Res.
— 2004. — Vol. 38 (5). — P. 527-534.
8. Decrease in birth weigth in relation to maternal bone lead burden / Т. Gonzales-Cossio, К.Е. Peterson, L.N. Sanin, et al. // FASEB J. [МФИШ] — 1997. — Vol. 11.
— № 3. — P. 610.
9. Guaiquil V.H. Mechanism of vitamin C inhibition of cell death induced by oxidative stress in glutathion- depleted HL-60 cells / V.H. Guaiquil, J.C. Vera, D.W. Golde // J. Biol. Chem. — 2001. — Vol. 276 (44). — P. 4095540961.
10. Irshad M. Oxidant-antioxidant system: role and significance in human body / M. Irshad, P.S. Chaudhuri // Indian. J. Exp. Biol. — 2002. — № 40 (11). — P. 12331239.
11. Maternal and neonatal lead exposure in southern Italy / R. Carbone, N. Naforgia, E. Crollo et al. // Biol. Neonato. — 1998. — Vol. 73. — № 6. — P. 362-366.
12. Ohkawa H.O. Assay for lipid peroxides in animal tissues by thiobarbituric acid reaction / Ohkawa H.O., Ohishi N., Yagi K. // Annal. Biochem. — 1979. — Vol. 95.
— № 2. — P. 351-358.
13. Oxygen-centered free radicals and their interac-
tion with Egb 761 or CP 202 / M. Gardes-Albert, C. Feraadini, A. Sekaki, M.T. Droy-Lefaix // C. Feraadini, M.T. Droy-Lefaix, Y. Christen (eds): Ginkgo biloba extract as free radical scavenger. Advances in Ginkgo biloba extract research. — 1993. — Vol. 2. — P. 1-12.
14. Sandhir R. Effect of lead on lipid peroxidation in liver of rats / R. Sandhir, K.D. Gill // Biol. Trace Elem. Res. — 1995. — Vol. 48. — № 1. — P. 91-97.
15. Sandhir R. Lipoperoxidative damage on lead exposure in rat brain and its implications on membrane bound enzymes / R. Sandhir, D. Julka, K.D. Gill // Pharmacol. Toxicol. — 1994. — Vol. 74. — № 2. — P. 66-71.
