CC BY
27
© Ларичева О. М.
УДК 57.023+57.04+577.171.5
Ларичева О. М.
ПРОЦЕСИ ВШЬНОРАДИКАЛЬНОГО ПЕРЕКИСНОГО ОКИСНЕННЯ ТА СТАН АНТИОКСИДАНТНОГО ЗАХИСТУ ЛЕГЕНЬ ЩУР1В 13 ЗНИЖЕНОЮ АКТИВН1СТЮ ЕП1Ф1ЗУ
МиколаГвський нацiональний унiверситет iменi В. О. Сухомлинського (м. МиколаГв)
Дослiдження проведенi в рамках науково-до-слiдноI роботи бiологiчного факультету Микола-1вського нацiонального унiверситету iм. В. О. Сухомлинського «Вплив бюлопчно-активних речовин епiфiзу на морфо функцюнальний стан вiсцеральних систем органiзму тварин» (№ державно! реестраци 0112и002854).
Вступ. Роль мелатонiну (МТ) в органiзмi людини в останнi роки привертае до себе увагу багатьох до-слiдникiв. Вiдомi його чисельнi ефекти [1,14,20], але виключно важливими е дан вiдносно антиоксидант-них властивостей мелатоншу [2,5]. На нашу думку, вш (МТ) мае особливе значення в антиоксидантному захист (АОЗ) легень, де проходить обмш кисню мiж повiтрям i кров'ю, тому юнуе великий ризик переводу кисню на активы форми Оксигену (АФО) [17].
На сьогодн залишаються вщсутыми данi про вплив недостатньо! юлькост або надлишку мела-тонiну на змЫи прооксидантно-антиоксидантно! системи (ПАС), вщ стану яко! залежить функцюну-вання багатьох систем оргаызму. Тому доцтьним е вивчення прооксидантно-антиоксидантного балансу в умовах рiзного рiвня активной шишкоподiбноI залози.
У тварин при утриманн в умовах постмно-го осв^лення пригнiчуеться мелатонiнутворююча функцiя епiфiзу. Виявлено, що утримання тварин в умовах природного або постмного освiтлення при-зводить до суттево бiльш швидкого розвитку спон-танних пухлин [7]. В деяких дослщженнях на старих самцях щурiв популяцiI Wistar показано, що курсове введення МТ викликае дозозалежну морфофункц^ ональну активацiю пЫеалоци^в, яка супроводжу-валася збiльшенням пло1^ ядер, оптично! щiльностi ядер та цитоплазми при використанн гiстохiмiчного забарвлення на нуклеIновi кислоти, що було розц^ нено авторами [8] як ознаки стимуляци епiфiзарноI продукцiI гормоыв як iндольноI, так i пептидно! при-роди.
Питання впливу МТ на прооксидантно-антиокси-дантний стан легень у лiтературi пщкреслено тiльки з iмунологiчноI точки зору [9,10].
Мета дослщження. Метою роботи було досл^ дження стану прооксидантно-антиоксидантно! системи в легенях щурiв в умовах 10- та 30-добово! не-стачi мелатоыну в легенях щурiв.
laricheva72@gmail.com
Об'ект I методи досл1дження. Дослiдження проводили на 42 щурах-самцях лши Wistar масою 240-260 г, яких утримували в стандартних умовах в^ варю Дослiдження складалося з двох серм: перша серiя - визначення стану ПАС легень в умовах 10-до-бово! нестачi мелатонiну; друга - визначення стану ПАС легень в умовах 30-добово! нестачi мелатоыну. В кожнм серi! дослiджень тварини були рандомiзо-ванi на три групи по 7 тварин: штактна група, 10-до-бова та 30-добова ппофунк^я епiфiзу.
Гiпофункцiю епiфiзу та ппомелатоншемт викли-кали цiлодобовим освiтленням штенсивнютю 10001500 Лк двома лампами з обох боюв клiтки впродовж 10 i 30 дiб [19]. Евтаназю щурiв проводили згiдно норм бюетики у вiдповiдностi до положень «бвро-пейсько! конвенцi! про захист хребетних тварин, як використовуються для наукових експеримен^в та iнших наукових цтях» (Страсбург, 1986), а також «Загальних етичних принципiв експериментiв на тваринах», ухвалених першим нацiональним кон-гресом з бiоетики (Ки!в, 2001). Леген видалялися, перфузувалися розчином хлориду натрiя та визна-чалася !х вага. Далi визначали масовий коефМент легень за формулою: загальна маса оргатв /вага тварини х 100%.
Для оцшки iнтенсивностi процесiв пероксидацi! в гомогенатах оргаыв визначали вмiст первиннихi вторинних !! продуктiв: дiенових кон'югатiв (ДК), оксидiенiв, триенiв та ТБК-активних продук^в. Ефективнiсть антиоксидантного захисту легень оцшювалася за активнiстю супероксиддисмута-зи (СОД), каталази (КТ), глутатюнпероксидази (ГПО) та концентрацм вiтамiнiв А, а-токоферолу та р-каротину.
Продукцiю АФО оцiнювали за вмютом супероксиду. Продукцiю супероксиданюнрадикалу в гомогенатах тканин визначали за реак^ею з ытроси-ым тетразолiем (НСТ) [18]. Концентрацiю дiенових кон'югатiв визначали за методом I. Д. Стально! (1977) [15]. Концентра^ю ТБК-активних продуктiв визначали за методом I. Д. Стально!, Т. Г. Гаршв^ (1977) за реак^ею з 2-тюбарбггуровою кислотою [16].
Активнють каталази визначали за методом М.О. Каролюк iз спiвавторами (1988) [11]. Активнють супероксиддисмутази визначали за реак^ею аутоокислення адреналiну у лужному середовищi з
генерац1ею супероксиданюнрадикалу к1нетичним методом [6]. Активн1сть глутатюнпероксидази ви-значали за методом В.О. Пахомово'| i3 сп1вавторами [13]. Загальну протеолiтичну активнiсть визначали за гiдролiзом казешу [12].
Концентрацiю триeнiв, окси^еыв, а-токоферолу, вiтaмiну А та ß-каротину визначали за модифкова-ною методикою [6].
Статистичну обробку проводили за допомогою програми Microsoft Office Excel 2003.
Перевiрку на нормальний розподт проводили з використанням критерю W Шапiро-Уiлка [3]. Оцiнку достовiрностi рiзницi мiж групами з нормаль-ним розподiлом ознак проводили з використанням притерт Ст'юдента [4]. При порiвняннi двох груп з втьним розподiлом ознак використовували непа-раметричний 1_1-критерм Уiлкоксона (Манна-Уiтнi). Розходження вважали статистично значущими при р < 0,05.
Результати дослщжень та ïx обговорення.
10-добова дiя свiтла не викликала зниження маси тiла дослщних тварин у порiвняннi з штактною гру-пою (табл. 1 ).
Внаслщок 10-добового освiтлення щурiв кон-центрацiя первинних продуктiв перекисного окис-нення вiрогiдно не змiнилася, а концентра^я ТБК-активних продуктiв в легенях вiрогiдно збiльшилася на 22% (р<0,05) (табл. 2). Пiдвищення вмюту ТБК-активних продуктiв може вказувати як на посилення процеЫв втьнорадикального неферментативного перекисного окиснення бiополiмерiв (ВРПО), так i на зменшення антиоксидантного захисту внаслщок нестачi мелатонiну.
Таблиця 1.
Змши маси легень тварин п1д впливом десятидобового осв1тлення
Група Легеневий!ндекс(%)
1нтакт (n=7) 0,360+0,023
10-добова ппофункщя ет<^зу (n=7) 0,395+0,022
Примпжи: в ц1й та наступних таблицях р>0,05 не вказано.
Таблиця 2. Показники втьнорадикального перекисного окиснення лтщ1в (ВРПО) тканин легень щур1в в умовах короткотривало'Г г1пофункцГГ еп1ф1зу
Група Показники 1нтакт (n=7) 10-добова ппо-функц1я ешф1зу (n=7)
Дiеновi кон'югати (ммоль/кг) 10,140+0,810 9,723+0,316
Триени (мкмоль/кг) 216,757+43,374 151,669+27,872
Оксидiени (мкмоль/кг) 531,231+71,307 398,334+37,938
ТБК-активнi про-дукти (мкмоль/г) 8,423+0,354 10,290+0,692 р<0,05
Внаслщок ппофункцп епiфiзу вiдмiчалося вiро-гщне зростання концентраци супероксиданюнради-калу (*02) в гомогенатi легень експериментально'| групи щурiв вiд усiх джерел: вщ мiтохондрiального електронно-транспортного ланцюга (ЕТЛ) - на 63% (р<0,01), вiд мiкросомального ЕТЛ та NO-синтази -на 44% (р<0,01) та вiд фагоци^в - 42% (р<0,01) (рис. 1 ).
Активнiсть антиоксидантних та протеол^ичних ферментiв в тканинах легень щурiв експеримен-тально'| групи у порiвняннi з iнтактною суттево не змiнилася, хоча у тварин, як знаходились в умовах нетривалого постмного освiтлення, активнiсть каталази вiрогiдно зменшилася на 8% (р<0,01) (табл. 3).
РЧ
О
■s -
s
35 30 25 20 15 10 5 0
19,9
32,5*
30,22*
mm
21
4.1S
5,72*
НАДН НАДФН пiрогенал
I1нтакт ЕЗГшофункщя
Рис. 1. Концентращя супероксиданiонрадикалу в гомогенатi легень в умовах гострого експерименту
Примпжа: * - статистично в1рог1дно (р<0,01)
Таблиця 3. Показники антиоксидантноГ ланки ПАС легень при 10-добовш св1тловш експозицГГ
Група Показники 1нтакт (n=7) 10-добова ппофункц1я еп1ф1зу (n=7)
Активнiсть каталази (мкат/кг) 4,691+0,017 4,311+0,078 р<0,01
Активнють СОД (ум.од./г) 0,091+0,021 0,195+0,086
Активнють ГПО (мкат/кг) 5,500+0,431 4,959+0,282
Загальна протео-лiтична активнiсть (мкат/кг) 57,320+10,160 68,210+12,400
Вiтамiн А (мкмоль/ кг) 337,578+22,139 221,433+35,945 р<0,05
ß-каротин (мкмоль/ кг) 73,439+13,187 44,298+17,319
а-токоферол (мкмоль/кг) 525,685+40,563 351,258+22,098 р<0,01
У щурiв з короткотривалою гiпофункцiею епiфiзу спостер^алося зниження вмiсту вiтамiну А на 34% (р<0,05) та а-токоферолу - на 33% (р<0,01) вщнос-но показниюв iнтактних щурiв.
У тварин, як знаходились в умовах постмного освiтлення впродовж 30 дiб, масовий коефщент легень був достовiрно меншим (р<0,01), нiж у Ытак-тних тварин (табл. 4).
У щурiв з хроычним зниженням активностi ет-фiзу спостерiгалася змiна концентрацi! деяких пер-винних продуктiв пероксидацi! в гомогенат легень у порiвняннi з штактною групою: збiльшення концен-траци дiенових кон'югатiв - на 19% (р<0,01) та змен-шення концентраци оксидiенiв - на 37% (р<0,05 ) (табл. 5). Достовiрно! рiзницi мiж концентрацiею оксидiенiв та ТБК-активних речовин мiж двома гру-пами не виявлено.
При оцшц рiвня та джерел генераци суперокси-данiонрадикалу в гомогенатi тканин легень щурiв експериментально! групи виявлено зростання його вмюту за абсолютними значеннями вщ м^охондр^ ального ЕТЛ на 18%, мiкросомального ЕТЛ та N0-синтази - на 29% та вщ фагоцитiв тканин - на 10%, але ц змЫи не були достовiрно значущими (рис. 2).
Тривале осв^лення призвело до 9%-го (р<0,01) зниження активностi каталази в гомогенат досл^ джуваних оргаыв щурiв у порiвняннi з штактними тваринами без змiни активностi супероксиддисму-тази, глютатiонпероксидази та загально! протео-лiтично! активностi (табл. 6). Серед нефермента-тивних антиоксидантiв спостерiгалося достовiрне зниження вмiсту а-токоферолу на 29% (р<0,05).
Таблиця 5. Показники вшьнорадикального перекисного окиснення лiпiдiв (ВРПО) тканин легень щурiв в умовах тривалоГ гiпофункцГГ епiфiзу
Група Показники 1нтакт (п=7) 30-добова ппо-функц1я еп1ф1зу (п=7)
Д1енов1 кон'югати (ммоль/кг) 11,170+0,299 13,310+0,745 р<0,01
Триени (мкмоль/ кг) 112,489+24,798 55,641+19,608
Оксид1ени (мкмоль/кг) 425,119+56,432 267,892+41,639 р<0,05
ТБК-активш про-дукти (мкмоль/г) 9,816+1,104 12,750+2,131
Таблиця 6.
Показники антиоксидантно'Г ланки
ПАС легень при 30-добовш свiтловiй експозицГГ
Група Показники 1нтакт (п=7) 30-добова ппо-функц1я еп1ф1зу (п=7)
Активн1сть каталази (мкат/кг) 6,570+0,069 5,957+0,180 р<0,01
Активнють СОД (ум.од./г) 0,176+0,036 0,207+0,044
Активнють ГПО (мкат/кг) 7,380+1,009 5,250+0,626
Загальна протео-л1тична активн1сть (мкат/кг) 60,160+10,950 65,600+11,090
В1там1н А (мкмоль/ кг) 565,071+87,429 376,684+41,367
р-каротин (мкмоль/кг) 229,143+36,281 154,279+16,454
а-токоферол (мкмоль/кг) 467,712+46,931 333,605+29,122 р<0,05
■ 1нтакт □ Гiпофункцiя
Рис. 2. Концентрац1я супероксидан1онрадикалу в гомогенат1 легень в умовах хрон1чного експерименту
Висновки. Отриман данi свiдчать про те, що ко-роткотривале пригнiчення продукцi! мелатоыну ет-фiзу свiтлом викликало незначний дисбаланс ПАС з частковим пщсиленням процеЫв пероксидацi! та зменшенням потужност антиоксидантного захисту в легенях щурiв.
Тривала свiтлова експозицiя викликала бтьш значнi порушення балансу ПАС легень, ыж 10-добо-ве освiтлення, у бк активацi! прооксидантно! ланки й зниження антиоксидантного захисту на фон зниження маси тта експериментальних тварин.
Перспективи подальших досл1джень. В по-дальшому плануеться вивчення змш у прооксидант-но-антиоксидантнiй системi легень в умовах високо! активностi епiфiзу.
Таблиця 4.
Змiни маси легень тварин шд впливом тридцятидобового освiтлення
Група Легеневий шдекс (%)
1нтакт (п=7) 0,571+0,035
30-добова г1пофункц1я етф1зу та г1помелатон1нем1я (п=7) 0,439+0,018 р<0,01
Лiтература
1. Анисимов В. Н. Мелатонин: роль в организме и применение в клинике / В. Н. Анисимов- СПб: Система, 2007. - 40 с.
2. Арутюнян А. В. Полифункциональное антиоксидантное действие мелатонина / А. В. Арутюнян, Л. С. Козина // Всероссий-
ская научно-практическая конференция 50 лет мелатонину: итоги и перспективы исследований. - СПб, 2008. - С. 4-5.
3. Атраментова Л. О. Бiометрiя. Ч. I. Характеристики розпод^в: Пщручник / Л.О. Атраментова, О.М. Утевська. - Х. : Видавницт-
во «Ранок», 2007. - 176 с.
4. Атраментова Л.О. Бiометрiя. Ч. II. Порiвняння груп та аналiз зв'язку: Пщручник / Л. О. Атраментова, О. М. Утевська. - Х. : Ви-
давництво «Ранок», 2007. - 176 с.
5. Барабой В. А. Антиокислительная и биологическая активность мелатонина / В. А. Барабой // УкраУнський бiохiмiчний жур-
нал. - 2000. - Т. 72, №3. - С.5-11.
6. Беркало Л. В. Методи клЫчних та експериментальних до^джень в медицин / Л. В. Беркало, О. В. Бобович, Н. О. Боброва
та ш..; пщ ред. Кайдашева I. П. - Полтава : Полiмет, 2003. - 320 с.
7. Виногардова И. А. Влияние светового режима на развитие спонтанных опухолей у самок крыс / [И. А. Виноградова, А. В. Бу-
калев, М. А. Забежинский и др.] // Вопросы онкологии. - 2007. - Т. 53, №5. - С. 554-561.
8. Губина-Вакулик Г. И. Морфологический ответ пинеальной железы старых животных на курсовое введение мелатонина /
Г.И. Губина-Вакулик, Л. А. Бондаренко, А. Р. Геворкян // Успехи геронтологии. - 2009. - Т. 22, № 4. - С. 626-630.
9. Дадамбаев Е. Т. Состояние иммунологической реактивности и содержание мелатонина при бронхопневмонии у детей
раннего возраста с увеличенной вилочковой железой: автореф. дис. д-ра мед. наук : 14.00.09 / Е. Т. Дадамбаев-Москва, 1986. - 24 с.
10. Евсюкова Е. В. Мелатонин и аспириновая бронхиальная астма. - В кн.: Российская научно-практическая конференция «50 лет мелатонину: итоги и перспективы исследований». - Санкт-Петербург, 2008. -14 с.
11. Каролюк М. А. Метод определения активности каталазы / [Каролюк М. А., Иванова Л. И., Майорова Н. Т., Токарев К. Е.] // Лабораторное дело. - 1988. - №1. - С. 16-18.
12. Левицкий А. П. Пищеварительные ферменты слюнных желез: автореф. дис. канд. биол. наук : 03.00.04 / А. П. Левицкий. -Одесса. 1974. - 53 с.
13. Пахомова В. А. Способ определения активности глутатионпероксидазы в биологических тканях / [Пахомова В. А., Крюкова Г. Н., Козлянина Н. П. и др.] // А.С. 922637 СССР, МКИ в G 01. Опубл. 23.04.1982. Биол. ИиО №15. - 2 с.
14. Пшак В. П. Шишкоподiбне тто i бiохiмiчнi основи адаптацп / В. П. Пшак. - Чершвцг Медакадемiя, 2003. - 152 с.
15. Стальная И. Д. Современные методы в биохимии / И. Д. Стальная // М.: Медицина, 1977. - С. 66-68.
16. Стальная И. Д. Современные методы в биохимии / И. Д. Стальная, Т. Г. Гаришвили // М.: Медицина, 1977. - С.63.
17. Сыромятникова Н. В. Метаболическая активность легких / Н. В. Сыромятникова, В. А. Гончарова, Т. В. Котенко // - Л. Медицина, 1987. - 168 с.
18. Цебржинский О. И. Дифференцированное спектрофотометрическое определение продукции супероксида в тканях НСТ-тестом / О. И. Цебржинский. - Актуальш проблеми сучасноУ медицини. - Вип.1. -2002. -Т. 2. -С. 96-97.
19. Чеботар Л. Д. Кардюгенш ефекти мелатошну: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. бюл. наук: спец. 03.00.13 <^зюлопя людини та тварин» / Л. Д. Чеботар. - Симферополь, 2010. - 21 с., включ. обкл.
20. Reiter R. J. Melatonin: Lowering the High Price of Free radicals / R. J. Reiter. - News Phisiol. Sci. - 2000. - Vol. 15. - P. 246-250.
УДК 57.023+57.04+577.171.5
ПРОЦЕСИ В1ЛЬНОРАДИКАЛЬНОГО ПЕРЕКИСНОГО ОКИСНЕННЯ Л1П1Д1В ТА СТАН АНТИОКСИ-ДАНТНОГО ЗАХИСТУ ЛЕГЕНЬ ЩУР1В 13 ЗНИЖЕНОЮ АКТИВН1СТЮ ЕП1Ф1ЗУ
Ларичева О. М.
Резюме. Короткотривале зниження активност епiфiзу у щурiв викликало незначний дисбаланс про-оксидантно-антиоксидантно! системи з частковим пщсиленням процеЫв пероксидаци та зменшенням по-тужност антиоксидантного захисту в легенях щурiв.
Тривала свгглова експози^я викликала бтыш значн порушення прооксидантно-антиоксидантного балансу легень, ыж 10-добове осв^лення, у бк активаци прооксидантно! ланки й зниження антиоксидантного захисту, при цыому вiдмiчалося i зниження маси тта експериментальних тварин.
Ключовi слова: мелатонш, перекисне окиснення, антиоксидантн ферменти, дieновi кон'югати, ТБК-активн продукти, супероксиддисмутаза, каталаза, глютатюнпероксидаза.
УДК 57.023+57.04+577.171.5
ПРОЦЕССЫ СВОБОДНОРАДИКАЛЬНОГО ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ И СОСОЯНИЕ АНТИОКСИДАНТНОЙ ЗАЩИТЫ ЛЕГКИХ КРЫС СО СНИЖЕННОЙ АКТИВНОСТЬЮ ЭПИФИЗА
Ларичева Е. Н.
Резюме. Кратковременное снижение активности эпифиза у крыс вызывало незначительный дисбаланс прооксидантно-антиоксидантной системы с частичным усилением процессов пероксидации и снижением антиоксидантной защиты в легких крыс.
Длительная световая экспозиция вызывала более существенные нарушения прооксидантно-антиокси-дантного баланса легких, чем 10-суточное освещение, в сторону активации прооксидантного звена и снижения антиоксидантной защиты, при этом отмечалась потеря массы тела экспериментальных животных.
Ключевые слова: мелатонин, перекисное окисление, антиоксидантные ферменты, диеновые конъюга-ты, ТБК-активные продукты, супероксиддисмутаза, каталаза, глютатионпероксидаза.
UDC 57.023+57.04+577.171.5
THE PROCESSES OF FREE RADICAL LIPID PEROXIDATION AND ANTIOXIDANT STATUS OF THE LUNGS OF RATS WITH REDUCED EPIPHYSIS ACTIVITY
Larycheva O.
Abstract. 10-day light exposure has not caused weight loss of experimental animals compared to the intact group.
As a result of 10-day lighting of the rats, the concentration of TBA-active products in the lungs has increased by 22% (p<0.05). In consequence of epiphysis hypothyroidism, the expectable increase of the superoxide anion radical concentration in the lung homogenate of the experimental group of rats has been observed under the impact of all the sources: mitochondrial electron transport chain - by 63% (p<0.01); microsomal ETL and NO-synthase - by 44% (p<0.01); phagocytes - by 42% (p<0.01).
In the organisms of animals exposed to short-term permanent lighting, catalase activity has decreased by 8% (p<0.01). In the organism of rats with short-term epiphysis hypofunction the decrease of vitamin A content by 34% (p<0.05) and a-tocopherol - by 33% (p<0.01) relative to the indicators of intact rats has been observed.
Among the animals exposed to continuous lighting for 30 days, pulmonary mass index was reliably lower (р<0,01) than in intact animals.
Prolonged lighting led to 9% (p<0.01) decrease in catalase activity in homogenate of the rats studied in comparison with intact animals without altering the activity of superoxide dismutase, glutathione peroxidase and general proteolytic activity. Among non-enzymatic antioxidants a significant reduction of a-tocopherol by 29% (p <0.05) has been observed.
Short-term reduction of activity in epiphysis of rats caused a slight imbalance in prooxidant-antioxidant system with partial reinforcement of peroxidation processes and reduced antioxidant protection capacity in the lungs of
Prolonged light exposure caused more significant disturbance of prooxidant-antioxidant balance in the lungs, than maintaining 10-day lighting, toward the activation of prooxidant link and decrease of antioxidant protection, while the decrease in body weight of experimental animals was observed.
Keywords: melatonin, lipid peroxidation, antioxidant enzymes, diene conjugates, TBA-active products, superoxide dismutase, catalase, glutathione peroxidase.
Рецензент - проф. Непорада К. С.
Стаття надшшла 22.09.2015 р.
