CC BY
11
STATE OF PROOXIDATIVE AND ANTIOXIDATIVE SYSTEMS IN THE BLOOD OF CHILDREN FROM ECOLOGICALLY UNFAVOURABLE TERRITORY
Tkachenko H.M., Skaletska N.M.
СТАН ПРООКСИДАНТНО1 ТА АНТИОКСИДАНТНО1 СИСТЕМ КРОВ1 Д1ТЕЙ, ЩО ПРОЖИВАЮТЬ В ЕКОЛОПЧИО НЕСПРИЯТЛИВОМУ РЕГ1ОИ1
ТКАЧЕНКО Г.М., СКАЛЕЦЬКА Н.М.
Львiвський нацiональний медичний уыверситет iM. Данила Галицького
УДК: 613.95:616-053. 2-092:612.015.11:614.76
СОСТОЯНИЕ ПРООКСИДАНТНОЙ И АНТИОКСИДАНТНОЙ СИСТЕМ КРОВИ ДЕТЕЙ, ПРОЖИВАЮЩИХ В ЭКОЛОГИЧЕСКИ НЕБЛАГОПРИЯТНОМ РЕГИОНЕ Ткаченко Г.М., Скалецкая Н.М. Представлены результаты исследований особенностей изменений антиоксидантного состояния организма у 67 детей 8-10 лет, больных флюорозом I и II степеней, которые проживают на экологически загрязненной территории в г. Сосновка Сокальского района Львовской области. Установлен рост интенсивности процессов переокиснения и усиления прооксидантно-антиоксидантного дисбаланса в крови детей с этой патологией.
умовах зростаючо! еколопчно несприятливоТ ситуаци I поси-лення впливу багатьох антро-погенних чинниюв знижуеться резистентнють дитячого орга-шзму, що неминуче про-являеться збтьшенням захво-рюваност1 [1]. Довготривалий вплив на оргаызм д1тей заб-рудненого довюпля сприяе ви-никненню значних зм1н в ендо-кринн1й систему органах трав-лення, кровооб1гу, опорно-ру-хового апарату та порушенню функцм центральноТ I перифе-ричноТ нервовоТ систем. Зни-жуються специф1чн1 та неспе-циф1чн1 захисн1 сили оргаызму, що виявляються у д1тей як сим-птоми загальноТ 1нтоксикац1Т [2, 3]. Таю комплексы синдроми, що виникають в умовах забруд-нення довюлля, належать до синдром1в еколопчно'Т дез-адаптац1Т. Вони розвиваються при комб1нованому вплив1 де-к1лькох ксенобютиюв, коли кон-центрац1я кожного з них недо-статня для того, щоб викликати специф|чн1 симптоми [4]. Про-ф1лактична спрямован1сть виз-начае необхщнють оц1нити по-казники здоров'я населення на донозолопчному р1вн1. Тому оц1нка стану здоров'я д1тей та його прогноз I надал1 залиша-ються одними з найб1льш дис-кус1йних питань I потребують системного тдходу [5, 6].
Протягом двох-трьох десят-к1в рок1в як основы критерп оц1нки здоров'я д1тей викори-стовують не лише вивчення захворюваност1, функцюналь-ний стан оргашв I систем, сту-п1нь гармон1йност1 розвитку, вм1ст м1кроелемент1в у бюсуб-стратах, але й визначення ак-тивност1 фермент1в, вм1ст суб-страт1в антиоксидантного за-хисту та Ытенсивнють процес1в перекисного окиснення л1п1д1в (ПОЛ) [7, 8]. Останшми деся-
© Ткаченко Г.М., Скалецька Н.М. СТАТТЯ, 2009.
23 Environment & Health № 3 2009
тил1ттями зросла защкавле-н1сть клЫчними аспектами дослщження процесу вшьно-радикального окиснення, зо-крема й при розвитку синдро-м1в еколопчноТ дезадаптацп. Це зумовлено тим, що дефект у цм ланц1 метабол 1зму здат-ний ютотно знизити рези-стентн1сть дитячого оргашзму до впливу несприятливих чинниюв середовища, а також створити передумови до фор-мування, прискореного розвитку та посилення тяжкост1 переб1гу захворювань. Зва-жаючи на це, виникае актуаль-не питання щодо патогенетич-ноТ рол1 активаци втьноради-кальних процес1в та стану ан-тиоксидантноТ ланки захисту (АОЗ) у кров1 д1тей, як1 мешка-ють на еколог1чно забруднешй територ1Т. Це й стало метою нашого досл1дження.
Матерiали та методи досш-дження. Було обстежено 67 д1-тей в1ком 8-10 роюв з флюорозом I та II ступеыв, як1 мешкають у м. Сосшвка Сокальського району Льв1вськоТ област1. Для встановлення д1агнозу було за-стосовано анамнестичн1 досш-дження. Ус1х д1тей цього рег1ону було подтено на три групи за-лежно в1д стоматолог1чного статусу: I група — 21 здорова дити-на, II група — 31 хвора на флюороз I ступеня, III група — 15 хво-рих на флюороз II ступеня д1тей. Нами також обстежено 15 д1тей вком 8-10 роюв, яю проживають у вщносно еколог1чно чист1й мю-цевост1 (м. Старий Самб1р). Цю територ1ю ми обрали як кон-трольний район. Вивчення ¡н-тенсивност1 процес1в лтопе-роксидац1Т ми оц1нювали за на-громадженням у кров1 д1тей первинних продукт1в (ацилп-дроперекис1в л1п1д1в) та вторин-них продукт1в переокиснення — продукт1в, як1 взаемод1ють з тю-барб1туровою кислотою (ТБК-активн1 продукти), зокрема малонового д1альдег1ду (МДА) [9].
Активнiсть ферментiв антиокси-дантного захисту дослiджували у гемолiзатах кровi та плазмi, ак-тивнiсть супероксиддисмутази — за швидкiстю окиснення кверцетину [10], каталази — з молiбдатом амонiю [11], актив-нiсть глутатюнпероксидази — за швидкiстю окиснення вщновле-ного глутатiону за наявностi п-дроперекису третинного бутилу [12]. Активнють глутатюнредук-тази дослiджували за методом реестраци зменшення оптичноТ щiльностi розчину, зумовленою окисненням NADPН2 у присут-ностi окисненого глутатюну [13], вмют церулоплазмiну — у реак-ци окиснення р-фенiлендiамiну [9]. Усi результати статистично обробляли загальноприйняти-ми методами з використанням середнього арифметичного (М), стандартно! похибки середнього арифметичного (т), 1-крите-рю Ст'юдента, рiвня значущостi р, коефiцiента кореляцií г. ЗмЫи вважали достовiрними при р<0,05.
Результати дослiдження та '|'х обговорення. Було встано-влено достовiрне пщвищення у кровi дiтей, якi хворють на флюороз I i II ступешв та меш-кають на еколопчно забрудне-нiй територií (м. Сосшвка Со-
кальського району Львiвськоí областi), первинних продуктiв лiпопероксидацií на 63,46% та 67,31% (р<0,001) вiдповiдно до контрольних значень, отрима-них у кровi здорових дiтей з ци е! територи (рис. 1А).
При цьому вiрогiдних вщмш-ностей мiж рiзними ступенями тяжкост флюорозу не вщзна-чаеться. Таким чином, у пато-генезi спостерiгаеться поси-лення пероксидацií, яку можна пояснити актива^ею втьнора-дикальних процеав. Встано-влено, що за дм значних доз фтору активуються процеси ми тохондрiального окиснення з утворенням активних форм кисню. Останш атакують кли тиннi компоненти та набувають характеру ланцюгово! реакцií, яка веде до утворення лтопе-рекиав та оксидативно моди-фiкованих бшюв [14].
У свою чергу, у кровi хворих д^тей, якi мешкають на еколо-гiчно забрудненiй територи (м. Сосшвка), вiрогiдних змiн вмюту ТБК-активних продуктiв нами не виявлено; помiчено лише тенденцiю до приросту цього показника щодо значень у кровi здорових дiтей з те-риторií (рис. 1Б). Цей факт слiд розцiнювати як зменшення активной окремих ланок проце-су переокиснення у фазному переб^ оксидацiйного стресу, спричиненого впливом нес-приятливих чинниюв довкiлля на здоров'я дiтей з цього репо-ну. Зазначена модифкащя процесу ПОЛ може бути характерною для фази тривало)' адаптаци [15, 16]. Однак вмiст ТБК-активних продук^в у кровi всiх д^ей м. Соснiвка е значно вищим порiвняно зi значення-ми у д^ей iз контрольного ра-
йону (м. Старий Самбiр): на 29,63% (р<0,05), 31,11% та 40% (р<0,001) у здорових ди тей, хворих на флюороз I та II ступешв вщповщно. Це визна-чае особливост патогенезу, розвитку клiнiчних проявiв та ускладнень при цiй патологи.
У нормально функцюнуючих системах появi пошкоджуючоí дií вiльних радикалiв i перекис-них сполук запобiгае антиокси-дантна система, яка забезпе-чуе тонку регламентацiю реак-цiй ПОЛ у мембранних структурах за рахунок функцюнування системи ферментативних i не-ферментативних механiзмiв контролю над вмютом активних форм кисню, вшьних ради-калiв i продук^в ПОЛ, а також компартменталiзацiю субстра-тiв i каталiзаторiв вшьноради-кальних реакцм [16]. I тiльки порушення у системi регуляци ПОЛ, яю викликанi впливом несприятливого фактора на органiзм у цшому або на окремi клiтини, можуть бути причиною незбалансованого розвитку реакцш вiльнорадикального окиснення, а також порушення стввщношення прооксидант-них i антиоксидантних систем, що визначае т.з. "антиокси-дантний захист оргашзму". Тому виникае питання про зна-чення антиоксидантно[ системи клiтин, яка елiмiнуе активнi форми кисню. Дослщження ци еí системи й стало наступним етапом нашоí роботи.
Дослщження першоí ланки АОЗ показало, що активнють супероксиддисмутази е достовiр-но зниженою лише у кровi дтей з II стадiею флюорозу (табл.).
Достовiрних змiн в активно-стi ферментiв АОЗ у кровi здорових дiтей iз м. Сосшвки що-
Рисунок
Вмiст ацилгщроперекиЫв лiпiдiв (А) та ТБК-активних продуктiв (Б) у кровi дiтей,
як хворiють на флюороз I i II ступенiв
Примтка: * — змни BiporigHi пор'вняно з групою дтей i3 контрольного району (р<0,05);
** — змiни вiрогiднi порiвняно з групою здорових дтей м. ^CHiBKa (р<0,05).
№ 3 2009 Environment & Health 24
до значень у д1тей контрольного району немае, що може св1дчити про в1дсутн1сть сутте-вих порушень загального балансу у систем! про- та антиок-сидант1в, зокрема першоТ ланки АОЗ. Нами також виявлено зниження активност1 ферменту, який мае пероксидазну ак-тивн1сть та знешкоджуе перекис водню — каталази — на 18,4% (р<0,05) та СОД на 34,45% (р<0,01) у кров1 д1тей, як1 хвор1ють на флюороз II ступеня. Встановлено позитивний кореляцшний зв'язок се-редньоТ сили м1ж вм1стом ТБК-продукт1в та активн1стю СОД (г=0,356) та каталази (г=0,397) кров1 д1тей з I ступенем флюорозу. Стабшьнють процесу л1-попероксидац1Т, заф1ксоване на тл1 1нг1бування активност1 фермент1в АОЗ у грут д1тей з II ступенем флюорозу, може свщчити про виснаження адаптивних резерв1в та пору-шення процесу адаптац1Т до оксидацмного стресу. Ыпбу-вання каталази за цих умов, очевидно, е наслщком генеру-вання надлишку пероксиду водню, утворення якого Ыду-куеться у результат оксида-цiйного стресу [16]. Це й тд-тверджуеться кореляцшним зв'язком мiж активнiстю каталази та вмютом ТБК-продуктiв (г=0,497). Токсичний ефект фтору проявляеться у знижен-ш активностi ферментiв АОЗ [17, 18]. Зокрема, фторид-анiон шпбуе активнiсть СОД прямим та опосередкованим шляхами. Прямий шлях поля-гае у зв'язуваннi фторид-аню-ну з мiдьвмiсним активним центром ферменту [17], а опо-середкований шлях здмсню-еться завдяки цитотоксичшй дiТ фтору, який порушуе синтез ДНК, РНК та бтюв [18].
STATE OF PROOXIDATIVE AND ANTIOXIDATIVE SYSTEMS IN THE BLOOD OF CHILDREN FROM ECOLOGICALLY UNFAVOURABLE TERRITORY Tkachenko H.M., Skaletska N.M.
The peculiarities of changes in blood of children of 8-10 years old with fluorosis were studied. These children live at ecologically unfavourable territory (Sosnivka, Sokal' district, Lviv region). Increase of lipid peroxidation and graduated aggravation of prooxidative-antioxidative imbalance in blood of children was determined.
Друга ланка АОЗ пов'язана з обмЫом глутатюну й активы-стю фермен^в глутатюнперок-сидази та глутатюнредуктази. Нами встановлено вiрогiдне зниження активност цих фер-мен^в у кровi обох груп хворих на флюороз д^ей i3 м. Сосшв-ка. Зокрема, активнють глутатюнредуктази знизилася до (98,89±3,17) та (79,23±4,32) мкмоль NADP^/хв мл у кровi д^ей з I i II ступенями флюорозу вщповщно, що становить 13% та 30,3% (р<0,01) порiвня-но зi значеннями у здорових ди тей цього регюну. Зниження активностi цього ферменту у кровi дiтей з флюорозом II ступеня (на 21,78%, р<0,05) вста-новлено нами й щодо значень у дiтей iз контрольного району. Останне, ймовiрно, пов'язане з виснаженням основного кофактора глутатюнредуктази NADPH2 та вiдновленого глута-тiону, що свщчить про розвиток недостатностi компенсаторних механiзмiв кровi цих дiтей у де-токсикацií продуктiв переокис-нення [15, 16]. Порушення у системi метаболiзму глутатiону призводить до модифкацп ак-тивностi другого ферменту глу-татiоновоí ланки АОЗ — глута-тiонпероксидази. Це пщтвер-джують отримаш нами данi. Зокрема, нами дослщжено до-
стов1рне зниження активност! цього ферменту у кров1 д1тей з I i II ступенями флюорозу на 38,9% та 43,7% (р<0,001) вщповщно порiвняно з групою здорових д^ей м. Соснiвки. Можливо, такi змiни засвщчу-ють наявнють системного ме-ханiзму функцiонування систе-ми АОЗ через стан глутатюно-воТ компоненти i прооксидант-но-антиоксидантною рiвнова-гою вiльнорадикального окиснення. Це зумовлюе регулюю-чий вплив у реалiзацiï фiзiоло-гiчних ефек^в на вплив шюдли-вих чинниюв на оргашзм.
До третьоï ланки АОЗ нале-жить система церулоплазмн трансферин, що регулюе ри вень юшв залiза, якi е потужни-ми iнiцiаторами вшьноради-кального окиснення. Тому на-ступним етапом нашого досли дження стало визначення вми сту церулоплазмiну — мщь-вмюного бiлка, який регулюе вiльнорадикальний метаболiзм i мае антиоксидантнi властиво-стк Вони полягають у здатностi до взаемодп з супероксидом i перекисом водню. Така фер-ментативна активнють необхд на для зв'язування затза з фе-ритином i зумовлюе оксидазн властивостi кровi [19].
Нами встановлено, що у д^ей з I стадiею флюорозу спостери
Таблиця
Активнють ферменлв антиоксидантного захисту у KpoBi дiтей, якi хворiють на флюороз I i II ступенiв
Досл1джений показник Контрольний район (м. Старий Самб1р) Здоров1 (м. Сосн1вка) Флюороз I ст. (м. Сосн1вка) Флюороз II ст. (м. Сосн1вка)
Супероксиддисмутаза, од. акт./хв ■ мл 573,28±40,07 461,2±46,61 472,2±24,151 302,32±19,421, 2
Каталаза, мкмоль/хвл 9,58±0,22 9,32±0,56 8,64±0,41 7,61±0,531, 2
Глутатюнредуктаза, мкмоль NADPH2/xe! мл 101,29±9,84 113,70±7,91 98,89±3,17 79,23±4,321, 2
Глутат1онпероксидаза, мкмоль/хв на 1 г Hb 327,20±10,13 338,48±13,44 206,81±7,971, 2 190,58±8,91, 2
Церулоплазм1н, мг/л 167,53±8,80 187,07±21,45 219,52±14,891 181,50±10,66
Примтка: 1 — змни Bipor^Hi порiвняно з групою дтей ¡з контрольного району (р<0,05);
2 — змiни вipoгiднi пopiвнянo з групою здорових дтей з м. СоCHiBKa (р<0,05).
25 Environment & Health № 3 2009
гаеться тенденцiя до збтьшен-ня BMicTy церулоплазмiну. Це може свщчити, що за цих умов оксидазн властивостi кровi цих д^ей залишаються на високо-му piBHi. Можливо, такi ефекти спpямованi на пщтримання компенсаторних механiзмiв i ni-двищення антиоксидантно-за-хисних функцiй кpовi за умов оксидацiйного стресу. Водно-час у кpовi дiтей з II ступенем флюорозу вмiст церулоплазми ну залишаеться на piвнi значень групи здорових д^ей м. Сосшв-ки та контрольного району. Це може формувати основы адаптации механiзми за дií шкщли-вих фактоpiв довкiлля, пов'яза-них з функцюнуванням залiзов-мiсних бiлкiв кpовi [19].
Отpиманi нами результати зб^аються з клiнiчними даними та узгоджуються з патофiзiоло-гiчними механiзмами захворю-вання. Зниження АОЗ поpiвня-но з контролем може свщчити про антиоксидантну недостат-нiсть кpовi д^ей з piзним сту-пенем флюорозу та посла-блення ензиматичних мехашз-мiв детоксикацií перекисних сполук. Аналiз i узагальнення одержаних нами даних дають змогу детальнее з'ясувати го-ловнi механiзми зкоординова-ностi пpоцесiв метаболiзму залежно вщ ступеня тяжкостi флюорозу у д^ей. Це, у свою чергу, допомагае розробити оптимальну тактику та страте-гю теpапií дiтей з флюорозом та профшактику вipогiдних ускладнень.
Висновки
У дiтей з флюорозом, яю мешкають на екологiчно заб-pудненiй теpитоpií (м. Соснiвка Сокальського району Львiв-ськоí областi), незалежно вщ ступеня тяжкостi вiдзначаеться пщвищення активной пере-кисного окиснення лт^в (вмiст ацилгiдpопеpекисiв лти дiв, ТБК-продуклв). Цi змiни корелювали зi зниженням ак-
тивной ферментiв антиокси-дантного захисту оргашзму. Виявленi змiни можна у по-дальшому корегувати шляхом введення до загальноТ терапй' метаболiчних препаратiв, якi б сприяли посиленню резервних можливостей дитячого оргашзму та попереджали розви-ток ускладнень.
Л1ТЕРАТУРА
1. Даутов Ф.Ф., Лисенко ГН., Лисенко А.И. Факторы риска и стоматологическая заболеваемость детей в крупном промышленном городе // Гигиена и санитария. — № 5. — 2005. — С. 16-17.
2. Дычко Е.Н., Афанасьева Э.П. Распространенность и интенсивность заболеваний зубов и околозубных тканей у детей в условиях интенсивной промышленной зоны // Профилактика и лечение стоматологических заболеваний: Сб. науч. трудов. — Днепропетровск, 1998. — С. 65-66.
3. Подолянська В.В. Розпов-сюдженють iмунопатологiчних синдромiв серед д^ей, що мешкають на територи, заб-рудненш фтором та солями важких металiв // Педiатрiя, акушерство та гiнекологiя. — 2000. — № 6. — С. 46-50.
4. Лук'яненко Н.С., Чайков-ська Г.С., Печеник С.О., Кос-цикН.Р. Стан ендогеннот Ыток-сикацп у дiтей, що проживають на територи, забруднешй солями важких метатв та фтором // Вюник Сумського державного унiверситету. — 2002. — № 11 (44). — С. 92-96.
5. Гончарук 6.Г, Бардов В.Г, Сергета 1.В., Омельчук С.Т. Комплексна оцЫка стану здоров'я д^ей i пщл™в як ппетчна проблема: методологiчнi та приклады аспекти (огляд л^ерату-ри) // Журнал АМН УкраТни. — 2003. — Т. 9, № 3. — С. 523-541.
6. Квашнша Л.В. Поняття адаптаци та адаптованост як штегральних показниюв здоров'я (огляд л^ератури) // Пе-ринатологiя та педiатрiя. — 2000. — № 1. — С. 33-36.
7. Баранов А.А., Щепляги-на Л.А. Фундаментальные и прикладные исследования по проблеме роста и развития детей и подростков // Рос. педиатрический журнал. — 2000. — № 5. — С. 5-10.
8. Лук'янова О.М. Медико-со^альы аспекти збереження здоров'я д^ей, забезпечення Тх гармошйного фiзичного та ш-
телектуального розвитку // Журнал АМН УкраТни. — 2001.
— Т. 7, № 3. — С. 408-415.
9. Камышников В.С. Справочник по клинико-биохимиче-ским исследованиям и лабораторной диагностике. — М.: МЕДпресс-информ, 2004.
10. Костюк В.А., Попович А.И., Ковалева Ж.В. Простой и чувствительный метод определения супероксиддис-мутазы, основанный на реакции окисления кверцитина // Вопр. мед. химии. — 1990. — № 2 — С. 88-91.
11. Королюк М.А., Иванова Л.И., Майорова И.Г., Токарев В.Е. Метод определения активности каталазы // Лаб. дело. — 1988. — № 1. — С. 16-19.
12. Моин В.М. Простой и специфический метод определения активности глутатионпе-роксидазы в эритроцитах // Лаб. дело. — 1986. — № 8. — С. 724-727.
13. Glatzle D., Vuilleumier J.P., Weber F, Decker K. Glutathione reductase test with whole blood, a convenient procedure for the assessment of the riboflavin status in human // Experientia. — 1974. — 30. — P. 665-667.
14. Costantini P., Etienne J., Didier D., Guido K. Mitochondrion as a novel target of anticancer chemotherapy // J. Natl. Cancer Inst.
— 2000. — 92. — Р. 1042-1053.
15. Зенков Н.К., Ланкин В.З., Меньщикова Е.Б. Окислительный стресс: биохимический и патофизиологический аспекты. — М.: МАИК Наука/Интерпериодика, 2001. — 343 с.
16. Герасимов А.М., Деле-нян Н.В., Шаов М.Т. Формирование системы противокисло-родной защиты организма. — М.: Изд-во АПН, 1998. — 187 с.
17. Zhan X.A., Wang M., Xu Z.R., Li W.F, Li J.X. Effects of fluoride on hepatic antioxidant system and transcription of Cu/Zn SOD gene in young pigs // Biochemie. — 2005. — 19. — Р. 1-5.
18. Song J.S., Lee H.Y Cytoto-xicity and apoptosis induction of sodium fluoride in human promy-elocytic Leukemia (HL-60) // Cell Environ. Toxicol. Pharm. — 2002.
— 11. — Р. 85-91.
19.Добротина Н.А., Рутниц-кий А.Ю., Гладышева М.В., Ежова Г.П. Полифункциональность церулоплазмина, обоснование применения // Успехи современной биологии. — 1999. — Т. 119, № 4. — С. 375-379.
Надйшло до редакцп 31.03.2009.
№ 3 2009 Environment & Health 26
