CC BY
58
УДК 613.632 + 616.36 - 092.9 Матв '1енко Т.М., Саргош О.Д.
СТАН В1ЛЬНОРАДИКАЛЬНОГО ОКИСЛЕННЯ ТА АНТИОКСИДАНТНОГО ЗАХИСТУ В ТКАНИНАХ ПЕЧ1НКИ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ТВАРИН ЗА УМОВ ВПЛИВУ РУХОМИХ ФТОРИД1В
ВДНЗУ «Украшська медична стоматологiчна акаде1^я», м. Полтава
Фториди в дозах , що перевищують гранично допустим/ концентрацп, порушують функцИ органзму на рiзних рiвнях, але даних про вплив фторидчону на перекисне окислення л'п'д'т недостатньо. Метою роботи було дослдження впливу сполук фтору на стан процеш пероксидацИ та антиоксидантного захисту в тканинах печiнки морських свинок / встановлення Ух дозозалежних ефектiв. Експеримент виконувався на 31 морсьюй свинц¡, як були розд 'тен'! на 3 групи - 2 досл'дн'! i 1 -!нтактна (контроль). 1 досл'дна група отримувала фторид натрiю протягом 100 днв у доз'! 10 мг/кг маси тла на добу; 2 - протягом 100 днв отримувала фторид натрiю в дозi 25 мг/кг маси тла на добу. Об'ектом досл'дження були тканини печiнки тварин. Рiвень перекисного окислення оцнювали по накопиченню малонового д'альдег'ду, антиоксидантний захист - за вмстом глютатонпероксидази, аскорб'тово)' та дег'дроаскорб'ново)' кислот. Активнсть цитохромоксидази визначали для оценки тканинного дихання. Не встановлено дозозалежне пдвищення перекисного окислення лШд 'т у тканинах печiнки при 100-денному утриманн морських свинок в умовах щоденноУ '¡нтоксикацИ в дозах 10 i 25 мг/кг. Антиоксидантний захист при надмiрному надходженн в тканинах печiнки знижуеться.
Ключов1 слова: перекисне окислення лодш, антиоксидантний
Дшчий екзогенний чинник будь-якоТ природи викликае дестаб^зацш фiзiологiчних процеав оргашзму, який на це реагуе гомеостатичними реак^ями, що включають в себе i гомеостатичний мехашзм детоксикацп [5, 8]. В процесах детоксикацп активну участь приймають бюлопчш мембрани, на рiвнi яких також видтяють ушверсальш мехашзми реалiзацiТ дм токсичних ендо- та екзогенних чинниш, в тому чи^ i окисний стрес, що супроводжуеться актива^ею
неферментативного втьнорадикального
окислення та перекисного окислення лш^в (ПОЛ) [2, 5, 8].
Несприятливим чинником навколишнього середовища е надлишкове надходження фторидiв [1, 9, 10]. Вщомо, що фториди в дозах, що перевищують гранично допустимi концентрацп (ГДК), викликають порушення функцш оргашзму на рiзних рiвнях [1, 2, 4], але даних вщносно впливу фторид-юну на перекисне окислення лт^в недостатньо. На тепершнш час е ттьки окремi дослщження стану функцш оргашзму, що мають захисно-пристосувальне, вщновно-компенсаторне
значення при надлишковому надходженн легко розчинних фторидiв [4, 8, 11, 12, 13, 14].
Мета роботи
Дослщження впливу сполук фтору на стан процеав пероксидаци i антиоксидантного захисту в тканинах печшки морських свинок та виявлення Тх дозозалежних ефек^в.
Матерiал та методи
В експеримент на лабораторних тваринах ми намагались вщтворити токсиколопчне
захист, фториди, печ1нка
навантаження сполуками фтору, яке отримують мешканц ПолтавськоТ областi. Водопостачання у Полтавськш областi органiзовано в основному за рухунок пщземних вод бучакського водоносного горизонту. Води бучакського водоносного горизонту мютять до 15 мг/дм3 фтору, спе^альш методи обробки (дефторування) для цих вод не застосовуються. Тому для вщтворення фтористоТ штоксикацп тваринам вводили щоденно фторид натрю в дозi 10 мг/кг та 25 мг/кг, осктьки такi дози можуть бути спiвставленi з реальним навантаженням легкорозчинними фторидами.
Експеримент виконувався на 31 морськш свинц масою 200-400 г, як пiсля двотижневого карантину були подтеш на 3 групи - 2 дослщш i 1 штактну (контроль): 1 дослiдна група протягом 100 дшв одержувала фторид натрш у дозi 10 мг/кг маси тта на добу; 2 - протягом 100 дшв одержувала фторид натрш у аналопчному виглядi в дозi 25 мг/кг маси тта на добу. Фторид натрш вводили у виглядi 1,5 % водного розчину з Тжею.
Об'ектом дослщження були тканини печшки експериментальних тварин. Годування, нагляд та забш лабораторних тварин проводили у вщповщносп з прийнятими методиками [3]. Тканини забирали наступного дня пюля закшчення експерименту. Забiр матерiалу проводили у вах тварин з одшеТ' i ™т ж областi.
Рiвень перекисного окислення оцшювали за накопиченням у бюсубстратах ТБК-активних продуктiв, зокрема малонового дiальдегiду (МДА) (вторинного продукту перекисного окислення лш^в, вуглеводiв, бiлкiв, нуклеТнових кислот), яка обумовлена вiльнорадикальним окисленням лш^в [2]. Стан антиокислювального
захисту (АОЗ) оцшювали за вмютом глютатюнпероксидази, аскорбшовоТ кислоти та дегщроаскорбшовоТ кислоти [7]. Активнють цитохромоксидази визначалась для оцшки тканинного дихання [6].
Одержан результати обробляли методами варiацшноТ статистики з використанням критерш вiрогiдностi Ст'юдента.
Результати дослiдження та 1х обговорення
В тканинах печшки (табл. 1) спостер^алось значне пiдвищення накопичення малонового дiальдегiду за 3 год. шкубаци, хоча рiвень ТБК-активних продук^в як до, так i пюля шкубаци змiнювався незначно. Очевидно, це свщчить про посилення процесiв ПОЛ у мембранах и клiтин. Особливо значним було накопичення МДА у тварин 2 дослщноТ групи - 74,2%, в той час як у тварин 3 дослщноТ групи накопичення МДА становило 47%. Можливо це пов'язано iз виснаженням субстра^в перекисного окислення внаслщок глибокоТ деструкци клiтинних мембран.
Активнiсть ферментiв, таких як глютатюнпероксидаза та цитохромоксидаза знижувалась, концентраци ж аскорбшовоТ кислоти та ТТ метаболiту дегщроаскорбшовоТ кислоти дещо змшювались, але не вiрогiдно. Зниження активност цитохромоксидази, особливо виражене у тварин, що зазнали впливу фторидiв у дозi 25 мг/кг, свiдчить про глибок порушення тканинного дихання, яке може привести до зниження споживання кисню на ферментативне окислення та посилення тим самим рiвню пероксидаци в кровi. Виявленi змiни в антиоксидантнш системi печiнки, очевидно, свщчать про глибокi порушення в баланс дослiджуваних ферментiв, а також про
прогресування патолопчних змiн, викликаних ПОЛ.
В тканинах печшки, судячи з незмшносп концентраци вторинних продук^в ПОЛ до шкубаци, ютотних змiн рiвню пероксидацiТ не спостерiгалось. Однак знижуються можливостi АОЗ, про що можна зробити висновок з росту концентраци ТБК-активних продук^в пюля iнкубацiТ та приросту МДА за час шкубаци. Це також пщтверджуеться зниженням активносп глютатюнпероксидази та деяким зменшенням концентраци аскорбшовоТ кислоти при одночасному збтьшенн долi
дегiдроаскорбiновоТ кислоти. Фтор шпбував активнiсть цитохромоксидази, що знижувало споживання кисню на ферментативне окислення та посилювало цим можливосп пероксидаци в кровк Привертало до себе увагу зниження активносп цитохромоксидази, хоча
мiтохондрiальне окислення в умовах iнтоксикацiТ та опромшення вкрай необхiдне для синтезу АТФ, яка використовуеться для енергетичних потреб репараци. Частково в умовах фтористоТ iнтоксикацiТ не тiльки фторид впливае на цитохромоксидазу, а й вичерпання фонду НАДН2, необхщного для АДФ-рибозилювання ядерних бiлкiв, що приймають участь в репараци. В результат з мiтохондрiй та цитоплазми вщкачуеться НАДН2 i клiтина гине вщ енергетичного виснаження [5, 8].
Отже, експериментальний вплив фтору як одного з несприятливих еколопчних чинниш, викликае змши балансу прооксидантно-антиоксидантноТ системи оргашзму, що порушуе життевий цикл кл^ин та приводить до патолопчних зрушень в онтогенезi.
Таблиця 1.
комплексу пiдвищених доз фтору на стан ПОЛ, активнють дази та антиоксидантний статус печшки морських свинок.
lнтактнi тварини (п=10) Дослщн тварини
Показники, що вивчалися Стат.показники 10мг/кг (п=11) 25 мг/кг (п=10)
М 10,62 2,86 >0,05 14,43
Рiвень ТБК-активних +т 12,60 1,26
продукт до шкубаци (мкмоль/кг) Р Р1 0,94 >0,05 >0,05
М 18,50 21,2
Рiвень ТБК-активних +т 15,96 1,56 1,85
продукпв через 3 години шкубаци (мкмоль/кг) Р Р1 0,92 >0,05 <0,02 >0,05
М +т Р Р1 3,37 7,88 6,77
Накопичення МДА в процес шкубаци 0,35 0,98 <0,01 0,78 <0,001
(мкмоль/кг, (%)) >0,05
(26,7%) (74,2%) (47%)
М 0,61 0,03 <0,01 0,49
Активнють цитохромоксидази (од/г) +т Р 0,82 0,05 0,07 <0,01
Р1 >0,05
М +т Р 49,0 28,5 24,3 5,9 <0,1
Активнють глютатюнпероксидази (од/мл/хв) 12,0 8,54 >0,05
Р1 >0,05
М 1,546 0,239 1,305 1,252
Концентра^я аскорбшовоТ кислоти (ммоль/кг) +т 0,100 0,117
Р >0,05 >0,05
p1 >0,05
М 0,907 0,153 >0,05 0,759
Концентра^я дегщроаскорбшовоТ кислоти (ммоль/кг) +m p p1 0,867 0,136 0,109 >0,05 >0,05
Загалом можна передбачити, що, осктьки оргаызми людини та морських свинок е бiльш подiбними в процесах обмшу в кровi та печiнцi, то аналопчы процеси можуть мати мюце за дм пiдвищених доз фтору на оргаызм людей. Можна також передбачити, що надходження пщвищених доз фтору буде посилювати рiвень процеав пероксидаци та послаблювати АОЗ, що може привести до патолопчних порушень стану здоров'я людини. Одержан результати свщчать про необхщнють розробки заходiв з профiлактики негативних наслiдкiв дм фтору на органiзм людини.
Висновки
1. Не виявлене дозозалежне пщвищення перекисного окислення лiпiдiв в тканинах печшки при 100-денному утриманнi морських свинок в умовах щоденноТ штоксикаци в дозах 10 i 25 мг/кг.
2. Антиоксидантний захист при надлишковому надходженнi фторидiв в тканинах печшки ослаблюеться.
Лiтература
1. Авцын А.П., Жаворонков А.А., Риш М.А., Строчкова Л.С. / Микроэлементозы человека. - М. : Медицина, 1991. - 496 с.
2. Жаворонков А.А. Микроэлементы и апоптоз II Актуальные проблемы общей и частной патологии. Сб. трудов ИМЧ РАМН.
- М. : 1996. - С.1-4.
3. Западнюк И.П., Западнюк В.И., Захария Е.А., Западнюк Б.В. Лабораторные животные. Разведение, содержание, использование в эксперименте. - 3 изд. - К. : Вищашкола, 1983. - 383 с.
4. Михайлова Н.Н., Анохина А.С., Уланова Е.В. Экспериментальные исследования патогенеза хронической фтористой интоксикации / Н.Н. Михайлова, А.С. Анохина, Е.В. Уланова [и др.] // Патолог. физиология и эксперим. терап. - 2006.
- №3. - С.19-21.
5. Мищенко В.П., Мищенко И.В., Цебржинский О.И. Перекисное окисление липидов, антиоксиданты и гемостаз : монография / Полтава : АСМИ, 2005. - 159 с.
6. Тиунов Л.А. Механизмы естественной детоксикации и антиоксидантной защиты // Вестник РАМН. - 1995. - №3. - С.9-13.
7. Шарманов Т.М. Аскорбиновая кислота (витамин С) // Экспериментальная витаминология: Справочное руководство.
- Минск: Наука и техника, 1979. - С.481-500.
8. Цебржинский О.И. Прооксидантно-антиоксидантный гомеостаз животных в норме и при различных воздействиях: автореф. дис. д.б.н. - Белгород : 2001. - 32 с.
9. Chachra D., Vieira А. Р. G. F., Grynpas М. D. Fluoride and mineralized tissues // Critical Reviews in Biomedical Engineering. -2008. - V.36, №2-3. - P.183-223.
10. Fluoride in Drinking Water: A Scientific Review of EPA's Standards // National Academies Press. - 2006. - 497 p.
11. Inkielewicz I, Krechniak J. Fluoride effects on glutathione peroxidase and lipid peroxidation in rats // Fluoride. - 2004. - V.37, №1. - Р.7-12.
12. Krechniak J., Inkielewicz 1. Correlations between fluoride concentrations and free radical parameters in soft tissues of rats // Fluoride. - 2005. - V.38, №4. - P.293-296.
13. Ranjan R., Swamp D., Patra R. C. Oxidative stress indices in erythrocytes, liver, and kidneys of fluoride-exposed rabbits // Fluoride. - 2009. - V.42, №2. - P.88-93.
14. Shanthakumari D., Srinivasalu S., Subramanian S. Effect of fluoride intoxication on lipidperoxidation and antioxidant status in experimental rate II Toxicology. - 2004. -V.204, №2-3. - P.219-228.
Реферат
СОСТОЯНИЕ СВОБОДНОРАДИКАЛЬНОГО ОКИСЛЕНИЯ И АНТИОКСИДАНТНОЙ ЗАЩИТЫ В ТКАНЯХ ПЕЧЕНИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЖИВОТНЫХ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ЛЕГКОРАСТВОРИМЫХ ФТОРИДОВ Матвиенко Т.Н., Саргош О.Д.
Ключевые слова: перекисное окисление липидов, антиоксидантная защита, фториды, печень
Фториды в дозах, превышающих предельно допустимые концентрации, нарушают функции организма на разных уровнях, но данных о влиянии фторид-иона на перекисное окисление липидов недостаточно. Целью работы было исследование влияния соединений фтора на состояние процессов пероксидации и антиоксидантной защиты в тканях печени морских свинок и установление их дозозависимых эффектов. Эксперимент выполнялся на 31 морской свинке, которые были разделены на 3 группы - 2 опытные и 1 - интактная (контроль). 1 опытная группа получала фторид натрия в течение 100 дней в дозе 10 мг/кг массы тела в сутки; 2 - в течение 100 дней получала фторид натрия в дозе 25 мг/кг массы тела в сутки. Объектом исследования были ткани печени животных. Уровень перекисного окисления оценивали по накоплению малонового диальдегида, антиоксидантную защиту - по содержанию глютатионпероксидазы, аскорбиновой и дегидроаскорбиновой кислот. Активность цитохромоксидазы определяли для оценки тканевого дыхания. Не установлено дозозависимое повышение перекисного окисления липидов в тканях печени при 100-дневном содержании морских свинок в условиях ежедневной интоксикации в дозах 10 и 25 мг/кг. Антиоксидантная защита при избыточном поступлении в тканях печени снижается.
Summary
STATE OF FREE RADICAL OXIDATION AND ANTIOXIDANT PROTECTION IN LIVER TISSUES OF EXPERIMENTAL ANIMALS EXPOSED TO READILY SOLUBLE FLUORIDES Matvienko T.N., Sargosh O.D.
Keyword: lipid peroxidation, antioxidant protection, fluorides, liver.
Fluorides in doses exceeding the maximum allowable concentration disrupt the body's functions at different levels, but there is little information about effects produced by fluoride ions on lipid peroxidation. This research was aimed was aimed to study the influence of fluorine on the state of peroxidation processes and antioxidant defense in the liver of guinea pigs and to determine their dose-dependent effects. The experiment involved 31 guinea pigs divided into 3 groups: 2 test groups and 1 control group. The 1st test group received sodium fluoride in a dose of 10 mg / kg of body wt in a day for 100 days; the 2nd group received sodium fluoride in a dose of 25 mg / kg of body wt in a day for 100 days. Live tissues of experimental animals were an object to be tested. The level of peroxidation was evaluated by the concentration of malonic dialdehyde, and the level of antioxidant protection was assessed by the content of glutathione peroxidase, ascorbic and dehydroascorbic acids. The cytochrome oxidase activity was detected to evaluate tissue respiration. It was revealed no dose-related increase in lipid peroxidation in live tissues of guinea pigs under 100 day sodium fluoride exposure in a dose of 10 mg / kg of body wt. Antioxidant protection was registered to decrease due to excessive sodium fluoride intake.
