CC BY
12
© Зайцева О.В., Павлычева C.B. УДК 615.9:666.186
СОСТОЯНИЕ ПРОЦЕССОВ НЕЙРОГУМОРАЛЬНОЙ РЕГУЛЯЦИИ В ОРГАНИЗМЕ БЕЛЫХ КРЫС ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ГЛИКОЛЕЙ В ПОДОСТРОМ ЭКСПЕРИМЕНТЕ
Зайцева О.В., Павлычева C.B.
Харьковский национальный медицинский университет, г. Харьков
Вивчено вплив гликолей ПОПГ-202, ПОЕГ-402 i ПОПГ-502-2-10 на оргатзм бглих щургв на pieii показнитв процеЫв нейрогуморалъног регуляци. Дослгджувався eMicm бюгенних моноамгтв та гх попереднитв у печтщ та головному мозку, циклгчних нуклеотидгв у плазмг кровг. Було встановлено, що ксенобютики в дозах 1/10;1/100 ДЛ50 викликаютъ глибоку перебудову систем регуляци метаболгчних процесгв та нейромедгаторних систем, що забезпечуютъ гомеостатичну функцю в умовах адаптацй оргатзму при суб-токсичнгй дгг.
Ключов1 слова: ксенобютик, нейрогуморальна регуляц1я, бюгены моноамши, цикп1чш нукпеотиди, 6mi щури популяци' Bicrap.
Известно, что нормальная жизнедеятельность организма характеризуется цепью адаптационных реакций, направленных на сохранение постоянства внутренней среды. Вряд ли было бы правильным предполагать, что в процессе эволюции сформировались и закрепились лишь специфические ответные реакции на каждый из бесчисленного множества раздражителей физиологического или патологического характера. Скорее можно думать об эволюционном закреплении относительно небольшого количества элементарных стереотипных реакций, направленных на восстановление нарушенного гомеостаза. Процесс адаптации в значительной степени является функцией времени, и в результате морфологического преобразования организма корригируются не только его структурно-энергетические возможности, но и общая неспецифическая резистентность. Поэтому на различных этапах воздействия (химические, физические факторы) могут включаться различные приспособительные физиологические механизмы обеспечения гомеостатической функции организма.
Следует отметить, что в начале процесса адаптации в экстренно сложившейся ситуации, когда организм не может отреагировать соответствующей и полностью адекватной специфической формой приспособительной реакции, срабатывают неспецифические механизмы, включающие и адаптационный синдром. Важная роль в этих механизмах принадлежит биогенным моноаминами и их предшественникам, а также циклическим нуклеотидам [2]. Обычный ход возникновения любой стрессовой реакции представляется в таком виде: гипоталамус ^ гипофиз ^ адренокортикотропный гормон
(АКТГ) ^ усиление активности коры надпочечников и увеличение секреции кортикостероидов. Вместе с тем бывают случаи, когда токсическое воздействие не проявляется активацией коры надпочечников, тогда в процессе адаптации организма большое значение играет симпатоад-рено-медуллярная система, способная синтезировать биогенные моноамины, которые выполняют функцию нейромедиаторов. Оценка показателей биогенных аминов дает основание понять патогенез развивающихся клинических проявлений интоксикации.
Большая роль в поддержании гомеостаза принадлежит нейротрансмиттерам циклическому аденозинмонофосфату (цАМФ) и циклическому гуанозинмонофосфату (цГМФ). Известна тесная связь обмена цАМФ с биогенными аминами - норадреналином, адреналином, дофамином, серотонином, глутаматаминомасляной кислотой (ГАМК), глутаминовой кислотой, фос-форилированием [1]. В этой связи большой интерес представляет изучение активности нейромедиаторов и вторичных мессенджеров при действии на организм токсических агентов с целью обоснования особенностей механизма их биологического действия, выяснения изменений энергетического обеспечения приспособительных процессов.
Целью работы явилось изучение состояния нейрогуморальной регуляции в организме теплокровных животных под воздействием гликолей в подостром эксперименте.
Материалы и методы исследования
Исследовалось действие гликолей марок ПОПГ-202 (полиоксипропиленгликоль, молекулярная масса 200), ПОЭГ-402 (полиоксиэтилен-
Том 11, №5-6, 2007 рш
гликоль, молекулярная масса 400) и ПОПГ-502-2-10 (полиоксипропиленгликоль, молекулярная масса 500), которые относятся к классу простых олигоэфиров и широко используются в различных отраслях народного хозяйства для получения эмульгаторов, флотореагентов, антикоррозийных веществ, тормозных, гидравлических и охлаждающих жидкостей и т.п., вследствие чего они выступают одним из важных факторов загрязнения окружающей среды.
Половозрелые белые крысы популяции Ви-стар (п = 90) с исходной массой тела 0,18-0,21 кг подвергались воздействию в подостром опыте гликолями в дозах 1/10, 1/100 и 1/1000 ДЛ50. Для П0ПГ-202 ДЛ50 составляла 3,04 г/кг массы животного; для П0ЭГ-402 ДЛ50 = 43,4 г/кг; ПОПГ-502-2-10 ДЛ50 = 1,83 г/кг.
Водные растворы веществ вводились животным экспериментальных групп (по п=10 в каждой) в течение 30 суток, ежедневно (одноразово) утром натощак перорально с помощью металлического зонда. Животным контрольной группы (п = 10) аналогично вводили водопроводную очищенную воду. По завершении опытов животных экспериментальных и контрольной групп забивали декапитацией под легким эфирным наркозом. После чего в их тканях исследовалось содержание биогенных моноаминов, их предшественников и циклических нуклеотидов.
Содержание моноаминов и их предшественников в печени и головном мозге изучали по методу У.Еп^, У.А.Одига [5]. Разделение аминов проводили на колонке с карбоксиметилцеллю-лозой. Определение уровней биогенных аминов и их предшественников осуществляли на спектрофотометре МПР-4 фирмы «Хитачи». Длина волны возбуждения для триптофана составляла Лв = 290 нм, люминесценция наблюдалась на длине волны Лл = 345нм, для серотонина эти длины волн соответствовали Лв = 303 нм и Лл =
Влш и головном
330нм. Содержание норадреналина и дофамина изучали после окисления катехоламинов [6]. Длины волн возбуждения и люминесценции составляли для норадреналина Лв = 395 нм; Лл = 385нм, для дофамина, диоксифенилаланина (ДОФА) соответственно Лв = 330 нм, Лл = 375нм.
Уровни циклических нуклеотидов (цАМФ и цГМФ) в плазме крови белых крыс определяли радиоимунным методом с использованием наборов реактивов для радиоизотопных исследований. Статистическая обработка полученных результатов проводилась с использованием 1 -критерия Стьюдента. Достоверными считались результаты суровнем значимости р < 0,05.
Экспериментальные исследования на животных выполнялись в соответствии с Национальными «Общими этическими принципами экспериментов на животных» (Украина, 2001).
Результаты и их обсуждение
Ответная реакция моноаминов на воздействие ксенобиотиков была неоднозначной. Так, П0ПГ-502-2-10 в дозе 1/100 ДЛ50 повышал в головном мозге содержание ДОФА, норадреналина и снижал в печени содержание норадреналина, ДОФА и адреналина. Не изменялась динамика содержания дофамина, адреналина в головном мозге и дофамина в печени. Сходные изменения в концентрациях биогенных моноаминов и их предшественников наблюдались у групп животных, затравленных П0ПГ-202 и П0ЭГ-402 (табл.1).
Все вещества в дозе 1/100 ДЛ50 снижали в печени содержание триптофана, повышали содержание серотонина в печени и в головном мозге (табл.2). Уровни триптофана в головном мозге не изменялись. При дозе 1/1000 ДЛ50 гли-коли не влияли на обмен биогенных аминов и их предшественников.
Таблица 1
з гликолей на содержание нейромедиаторов в печени зге белых крыс в подостром опыте (М±т, 1/100 ДЛ50)
Вещество ДОФА Дофамин Норадреналин Адреналин
Головной мозг
Контроль 2,02±0,12 3,40±0,54 0,77±0,22 0,11±0,02
П0ПГ-502-2-10 2,85±0,14* 3,10±0,26 2,40±0,35* 0,13±0,06
П0ПГ-202 2,74±0,13* 2,95±0,30 2,64±0,24* 0,14±0,09
П0ЭГ-402 2,80±0,17* 3,20±0,22 2,70±0,31* 0,12±0,03
Печень
Контроль 4,01±0,31 1,76±0,19 0,81±0,10 0,15±0,02
П0ПГ-502-2-10 2,30±0,18* 1,82±0,15 0,43±0,12* 0,06±0,003*
П0ПГ-202 2,65±0,36* 1,86±0,20 0,52±0,08* 0,09±0,002*
П0ЭГ-402 2,73±0,34* 1,90±0,24 0,47±0,06* 0,08±0,002*
Примечание: содержание выражено в мкг/г ткани; * - р<0,05 относительно контроля.
Таблица 2
Влияние гликолей на содержание серотонина и триптофана в печени и головном мозге белых крыс в подостром опыте (М±т, 1/100 ДЛ50)
Вещество Головной мозг Печень
триптофан серотонин триптофан серотонин
Контроль 6,03±0,75 2,70±0,24 14,21±0,83 3,07±0,26
ПОПГ-502-2-10 6,10±0,44 5,75±0,28* 6,40±0,37* 7,64±0,53*
ПОПГ-202 5,90±0,38 6,20±0,42* 5,80±0,56* 8,30±0,62*
ПОЭГ-402 6,30±0,52 4,60±0,30* 7,90±0,65* 5,47±0,46*
Примечание: содержание выражено в мкг/г ткани; * - р<0,05 относ
Изменение фонда биогенных моноаминов и их предшественников тесно связано с внутриклеточными нейротрансмиттерами цАМФ и цГМФ. Любой гормон или нейромедиатор воздействует на клетку через систему циклических нуклеотидов - универсальных регуляторов метаболизма, пролиферации и дифференцировки [3]. Внутриклеточные концентрации цАМФ и цГМФ претерпевают противоположно направленное изменение в ответ на один и тот же стимул в зависимости от связывания лиганда с типом рецептора.
Внеклеточный сигнал может быть переведен на язык внутриклеточных процессов путем изменения концентрации внутриклеточного медиатора и модуляции цАМФ-зависимых протеин-киназ. Подобный механизм может регулировать внутриклеточный метаболизм структурно-функциональных единиц клетки [4]. Внутриклеточные медиаторы оперативно реагируют в ответ на повышение требований, заключающих-
Влияние гликолей
чъно контроля.
ся в необходимости более интенсивного функционирования органов, систем или всего организма. Когда функция организма стремится к своему пределу, циклические нуклеотиды выступают в качестве звена мобилизации внутренних ресурсов - звена перестройки метаболизма на новый, более высокий уровень. Учитывая обнаруженное нами влияние исследуемых гликолей на биогенные нейромедиаторы, есть основание ожидать изменения в состоянии функциональной активности внутриклеточных медиаторов (цАМФ и цГМФ).
Эксперименты показали, что вещества в дозе 1/100 ДЛ5о повышали в плазме содержание цАМФ и снижали - цГМФ (табл.3). Результаты исследований позволяют сделать вывод о структурно-метаболическом нарушении медиатор-ной регуляции клеточных единиц под влиянием П0ПГ-502-2-10, П0ПГ-202 и П0ЭГ-402.
Таблица 3
содержание цАМФ и цГМФ в плазме крови белых крыс в подостром опыте (М±т, 1/100 ДЛ50)
Вещество цАМФ цГМФ
Контроль 112,40±10,24 9,12±0,43
П0ПГ-502-2-10 183,4±20,6* 4,50±0,30*
П0ПГ-202 169,8±17,2* 5,15±0,27*
П0ЭГ-402 176,2±14,5* 6,20±0,35*
Примечание: содержание выражено в пмоль/мл; * -p<0,05 относительно контроля.
Выводы
Исследуемые гликоли П0ПГ-200, П0ЭГ-402 и П0ПГ-502-2-10 в дозах 1/10 и 1/100 ДЛ50 вызывают глубокую перестройку систем регуляции метаболических процессов и нейромедиаторных систем, обеспечивающих гомеостатическую функцию в условиях адаптации организма при субтоксическом воздействии ксенобиотиков, что лежит в основе формирования структурно-метаболических нарушений со стороны органов, систем и функций организма.
Литература
1. Бабийчук Г.А., Шифман М.И. Нейрохимические процессы в центральной нервной системе. - Киев: Наукова думка, 1989.-136с.
2. Денисов В.М., Рукавишникова С.М., Жуков В.И. Биохимия миокарда, поврежденного адреналином. -Харьков: РИП «Оригинал»,1999.-183с.
3. Кухарь В.П., Луйко А.И. Химия биорегуляторных процессов. - Киев: Наукова думка, 1991.-367с.
4. Кучеренко Н.Е., Германюк Я.Л., Васильев А.Н. Молекулярные механизмы гормональной регуляции обмена веществ. - Киев: Высшая школа, 1986. -247с.
5. Endo J., Ogura J. Separation of biogenic amines in rat brain on a phosphorylated cellulose column // Europ. J. Pharmacol., 1973. - № 21. -P.293-298.
6. Schlupt M., Liichtensteiger W., Langemann H. A fluorimetric micromethod for the simultaneous determination of serotonin, noradrenalin and dophamine in milligram amounts of brain tissue // Biochem. Pharmacol., 1998. - Vol. 23. -P.2437-2446.
Tom 11, №5-6, 2007 piK
Summary
STATUS OF PROCESSES OF NEUROHUMORAL REGULATION IN WHITE RATS UNDER THE EFFECT OF GLICOLES IN THE SUBTOXIC EXPERIMENT Zaytseva O.V., Pavlicheva S.V.
Key words: xenobiotic, neurohumoral regulation, biogenic monoamines, cyclic nucleotides, Wistafs white rats.
It was studied effect of glicoles POPG-202, POEG-402, and POPG-502-2-10 on white rats on level of parameters of neurohumoral regulation processes. Contents of biogenic monoamines and their predecessors in liver and brain, cyclic nucleotides in blood plasma are investigated. It was established xenobiotics in doses 1/10; 1/100 LD50 lead to great reorganization of metabolic processes regulation systems and neurotransmitter systems which ensure the homeostatic function in conditions of organism adaptation in the subtoxic effect.
Kharkiv State Medical University, Kharkiv
Mamepian Hadiumoe do pedaKU,i'i 30.12.07.
