CC BY
3322. Meirow D., Epstein M., Lewis H. et al. //Human production, 2001. - V. 16. - № 4. - P. 632-637.
23. Patierno S.R., Sugiyama M., Basilion J.P. // Cancer. Res., 1985. - V 45. - P. 5787-94.
24. Pedersen T. // Repr. Fertil, 1970. - V. 21. -P. 81-93.
25. Redfiell R.J. // Nature, 1994. - V. 369 (6476). - P. 145-147.
26. Russell L.B., Hunsicker P.R., Shelby M.D. // Mutat. Res., 1996. - V. 358. - P. 25-35.
27. Saxholm H.J.K., Reith A., Brogger A. // Cancer. Res., 1981. - V. 41. - Р. 4136-4139.
28. Searle A.G., Beechey C.V., Green D. et al. // International Journal of Radiation Biology, 1982. - V. 42. - № 3. - P. 235-244.
29. Tore S., Chinnie K.T., Lawrence G.S. et al. // IPPJ-REV, 1989 (0300). - V. 3 - P. 264-273.
Материал поступил в редакцию 29.04.08.
M.G.Domshlak, Ye.N.Makarova-Zemlyanskaya RESEARCH ON GENETIC SENSITIVENESS OF OOCYTES TO NICKEL SULFATE IN WR MICE
Institute of Occupational Health, Russian Academy of Medical Sciences, Moscow
A single administration of nickel sulfate in the dose range of 0.5 to 5.0 mg/kg (~1/20 — 1/2 Limac) to WR female mice did not induce greater incidence of dominant lethal mutations in respect to any indicators under investigation (death of embryos before implantation, after implantation and general one) in oocytes on different stages of maturation.
УДК 615.917:547.281.2
Н.Я.Головенко, В.Б.Ларионов, Н.В.Овчаренко, Ж.Н.Цапенко ТОКСИКОКИНЕТИКА АЦЕТАЛЬДЕГИДА В ОРГАНИЗМЕ БЕЛЫХ МЫШЕЙ
Физико-химический институт им. А.В.Богатского НАНУкраины, Одесса
Изучена токсикокинетика 114С-ацетальдегида в организме белых мышей при его внутривенном и интрагаст-ральном введениях. Установлено, что независимо от способа введения ацетальдегид быстро распределяется в организме, а также быстро элиминирует при интрагастральном способе введения, что выражается в увеличении общего клиренса. Соотношение концентраций радиоактивных продуктов в головном мозге и плазме крови свидетельствует о нелинейном процессе поступления ацетальдегида в мозг в интервале доз 10—20 мМоль/кг и о большей степени его проникновения в мозг по сравнению с этанолом.
Ключевые слова: ацетальдегид, токсикокинетика.
Введение. Ацетальдегид является одним из метаболитов этилового спирта, в значительной степени определяющим его токсичность даже при наличии специфических биохимических систем, обеспечивающих его дальнейшую биотрансформацию [1]. Острая токсичность ацетальдегида, вводимого в желудок, на порядок ниже его токсичности при введении внутривенно или внутрибрюшинно и практически не отличается от таковой для этилового спирта (так, для крыс при внутрижелудочном введении DL50 составляет 5,3 г/кг, тогда как для мышей при внут-рибрюшинном — 0,65 г/кг). Несмотря на общепризнанность ведущей роли ацетальдегида в токсикогенезе алкогольных интоксикаций [2, 3], в литературе не имеется сведений относительно
его токсикокинетики, которые могли бы быть использованы для построения описательных моделей его распределения в организме и прогнозирования исхода ацетальдегидзависимых интоксикаций. В связи с этим целью данной работы было изучение токсикокинетики ацетальде-гида в организме белых мышей при разных способах и дозах его введения.
Материалы и методы исследования. 114С-ацет-альдегид (1,47 Кю/моль, 54,4 ГБк/моль) получали окислением 114С-этанола. Для этого к 10 см3 114С-этанола добавляли по каплям раствор 25 г К2Сг2О7 и 22 см3 Н28О4 в 90 см3 Н2О, а образующийся ацетальдегид отводили с током углекислого газа через обратный (для удаления следов этанола и уксусной кислоты) и нисходящий хо-
лодильник в приемник, охлаждаемый смесью льда с солью. Полученный сырой продукт перегоняли на водяной бане, отбирая фракцию с температурой кипения 19—24°С, прибавляли трехкратный объем нерадиоактивного ацет-альдегида и, после перемешивания, отбирали определенный объем (0,2—0,4 см3) для определения общей радиоактивности методом жидкостной сцинтилляционной фотометрии. Полученное соединение вводили мышам (22—24 г) внутривенно (10 ммоль/кг) и интрагастрально (10, 20 и 40 мМоль/кг) в растворе 0,9% №С1 за определенные промежутки времени (0,083, 0,25, 0,5, 1, 2, 4 и 6 ч) до забора биологического материала (плазма крови, головной мозг, печень). Животных содержали в условиях свободного доступа к воде и предварительной суточной пищевой депривацией. Для отбора биологического материала животных предварительно наркотизировали и декапитировали, собирая кровь в предварительно гепаринизированные центрифужные пробирки. Определение содержания радиоактивного материала в плазме крови (4 тыс. об./мин, 15 мин) осуществляли, отбирая алик-воту (0,2 см3) плазмы крови в сцинтилляцион-ные флаконы, добавляя 0,5—1 см3 Тритон Х-100,
10 см3 толуольно-спиртового сцинтиллятора. Содержание радиоактивного материала в головном мозге и печени проводили по вышеописанной методике после предварительной гомогенизации указанных органов в растворе NaCl (0,9%, 1:4, масса:объем, объем аликвоты 0,4 см3). Количество радиоактивного материала в пробах определяли на жидкостном сцинтилляцонном фотометре Canberra PACKARD TRI CARB 2700. Данные обработаны с помощью статистического пакета программ MS Excel.
Животных в эксперименте содержали в соответствии с «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных».
Результаты и обсуждение. Высокая растворимость ацетальдегида в воде и наличие активных ферментных систем [4] определяют достаточно высокую скорость его распределения в организме и элиминации (табл. 1). Заметно, что параметры а-фазы при внутривенном и интрагаст-ральном способах введения достаточно высоки (2,6±0,4 для внутривенного введения), что обусловливает быстрое его распределение между центральным и периферическим отсеками кинетической схемы. Отсутствие статистических раз-
Таблица 1
Фармакокинетические параметры внутривенного и интрагастрального введения 114С-ацетальдегида мышам (по данным в плазме крови)
Параметр Внутривенное введение, 10 Моль/кг Интрагастральное введение, Моль/кг
10 20 40
Предэкспоненциальный множитель А 79,0+12,4 1,63+0,23 7,67+1,14 6,96+1,83
Параметр а фазы, а 2,6±0,4 1,32+0,19 1,15+0,17 1,10+0,29
Предэкспоненциальный множитель В 19,0+3,7 1,27+0,13 2,2+0,3 17,8+4,7
Параметр ß фазы, ß 0,042+0,008 0,088+0,009 0,037+0,005 0,16+0,04
Константа скорости переноса из периферической камеры в центральную к21, ч-1 0,533+0,189 0,63+0,16 0,283+0,077 0,84+0,44
Константа элиминации из центральной камеры, к13, год-1 0,204+0,088 0,19+0,06 0,15+0,05 0,20+0,13
Константа скорости переноса из центральной камеры в периферическую, k12, ч-1 3,554+2,178 1,73+0,74 2,76+1,31 1,21+1,10
Кинетический объем распределения, Vc, см3/кг 102+33 346+66 203+45 162+81
Объем распределения периферической камеры, Vß, см3/кг 493,1+202,4 727+188 830+245 214+133
Стационарный объем распределения V^, см3/кг 781,9+639,7 1298+724 2186+1360 396+485
Общий клиренс С1общ., см3/ч-кг 20,8+17,5 64+36 30,3+19,2 33+42
Период полураспределения, ta1/2, ч 0,27+0,04 0,52+0,08 0,60+0,09 0,63+0,17
Период полуэлиминации, tß1/2, ч 16,4+3,2 7,8+0,8 19,0+2,4 4,47+1,18
Площадь под фармакокинетической кривой AUC0^„, мкМоль/см3ч 456,3+122,6 15,4+2,0 65+11 120+44
Среднее время удержания, MRT ч 22,2+8,4 10,7+1,9 25,0+5,7 6,2+3,2
Биодоступность, f 3,4+1,0 7,1+2,2 6,5+3,0
Таблица 2
Соотношение концентраций радиоактивного материала в головном мозге и плазме крови мышей при внутривенном и интрагастральном введениях
Время, ч Внутривенное введение 10 мМоль/кг Интрагастральное введение, мМоль/кг
10 20 40
0,083 1,29+0,28 1,56+0,14 0,94+0,19 0,83+0,29
0,25 1,29+0,29 1,74+0,28 0,73+0,10 0,87+0,32
0,5 1,83+0,41 2,26+0,33 0,84+0,15 1,34+0,46
1 2,99+0,66 2,24+0,35 1,41+0,20 1,16+0,41
2 2,38+0,50 3,43+0,51 1,44+0,29 1,32+0,49
4 2,06+0,59 3,10+0,26 1,54+0,27 1,19+0,43
6 2,32+0,55 4,08+0,45 1,56+0,20 1,28+0,44
среднее значение 2,15+0,50 2,81+0,36 1,25+0,21 1,19+0,42
личий данного показателя при интрагастраль-ном введении увеличивающихся доз ацетальде-гида (1,63+0,23 при 10 мМоль/кг, 1,15+0,17 при 20 мМоль/кг, 1,10+0,29 при 40 мМоль/кг) позволяет предположить отсутствие влияния дозы на процесс его всасывания из желудочно-кишечного тракта и на дальнейшее его распределение в организме. Для ацетальдегида, в отличие от этанола, характерно меньшее значение параметра а-фазы (для этанола а = 2,88+0,18), которое приводит и к большей величине времени полу-
80 70 60 50 40 30 20 10 0
35 30 25 20 15 10 5 0
-10 мМоль/кг 20 мМоль/кг - 40 мМоль/кг
'-а-в---.
5 6
Время, ч
-в—10 мМоль/кг -0 - - 20 мМоль/кг -А— 40 мМоль/кг
Рис. Изменение концентрации 114С-альдегида в печени (а) и головном мозге (б) мышей при интрагастральном введении в зависимости от введенной дозы
распределения (1а1/2 для ацетальдегида 0,60+0,09 ч, а для этанола 0,24+0,02 ч при интрагастральном введении в дозе 20 мМоль/кг [5]).
Величины межкамерного обмена (переноса из центральной камеры в периферическую (к12 = 3,554+2,178 ч-1) и обратно (к21 = 0,533+0,189 ч-1) также указывают на высокую скорость обмена ацетальдегида в организме и его элиминацию (к13 составляет 0,204+0,088 ч-1 для внутривенного введения). Подобный факт, вероятно, обусловливает и невысокую величину кинетического объема распределения (102+33 см3/кг при внутривенном введении и 346+66 см3/кг при интрагастральном введении ацетальдегида в дозе 10 мМоль/кг, тогда как при интрагастральном введении этанола она составляет 780+102 см3/кг [5]). Вместе с тем, некоторое увеличение общего клиренса ацетальдегида при его интрагастральном введении является следствием более быстрой элиминации в печени (где, по данным [6], окисляется от 60 до 90% ацетальдегида) из-за наличия эффекта первичного прохождения. При увеличении вводимой интрагастраль-но дозы (10, 20 40 мМоль/кг) наблюдается увеличение площади под фармако-кинетической кривой (15,4+2,0, 65+11 и 120+44 мкМоль/см-ч соответственно), однако заметно (табл. 1), что биодоступность 114С-ацетальдегида в дозе 10 мМоль/кг (0,034+0,01) практически в 2 раза ниже, чем в более высоких дозах (0,071+0,022 при 20 мМоль/кг и 0,065+0,030 и при 40 мМоль/кг). Очевидно, это является следствием определенного насыщения альдегиддегидро-геназ, что и обеспечивает линейность протекающих процессов массоперено-са в дозах 20—40 мМоль/кг ацетальдеги-
3
б
Время, ч
а
б
да. В противоположность этому, биодоступность этанола составляет 0,7±0,13 [5] и является следствием как замедленного (по сравнению с реак-ционноспособным ацетальдегидом) метаболизма, так и более высоким значением липофиль-ности, вследствие чего он легче диффундирует через липидные клеточные мембраны. Также существует мнение [7, 8], что имея высокую реакционную способность, ацетальдегид связывается с макромолекулами, что ограничивает его транспортные свойства в организме.
Насыщением альдегиддегидрогеназ (линейное возрастание скорости метаболизма вещества в плазме крови в концентрации 10 мкМ [9]) может быть объяснено уменьшение среднего времени удержания (MRT) радиоактивных продуктов в этой ткани (табл. 1). Поскольку ацетальде-гид быстро метаболизирует с образованием уксусной кислоты [4, 9], это приводит к более длительной циркуляции продуктов его метаболизма в организме и, как следствие, к уменьшению константы элиминации из организма, тогда как при введении в больших дозах (40 мМоль/кг), в условиях насыщения ферментов, ацетальдегид быстрее выводится из организма.
Концентрационный профиль 114С-ацетальде-гида в печени, являющейся основным органом, осуществляющим биотрансформацию ацеталь-дегида [6], значительно изменяется в зависимости от вводимой дозы вещества (рис., а). Так, в дозе 10 и 20 мМоль/кг отмечается пропорциональное увеличение концентрации радиоактивных продуктов в печени в период от 0 до 2 ч после интрагастрального введения, в то время, как в дозе 40 мМоль/кг содержание радиоактивных продуктов находится на уровне 50—60 мкМоль/г. Как уже упоминалось, столь значительное увеличение концентрации ацетальдегида в печени может быть следствием насыщения НАД-зави-симой альдегиддегидрогеназы. Недостоверное повышение содержания радиоактивных продуктов в печени к 6 ч после интрагастрального введения 114С-ацетальдегида связано, вероятно, с накоплением в печени продуктов метаболизма ацетальдегида.
В отличие от печени, (рис., б) концентрационный профиль ацетальдегида в мозге носит существенные отличия. Прежде всего следует отметить отсутствие симбатности в графиках при дозах 10 и 20 мМоль/кг и значительное (четырехкратное) увеличение концентрации радиоактивных продуктов при дозе 40 мМоль/кг. На основании анализа полученных данных (а также принимая во внимание тот факт, что в мозге ацет-альдегид обнаруживается только при концентрации в крови более 250 нМоль/см3 [9]), можно заключить, что в интервале доз 10—20 мМоль/кг
поступление ацетальдегида в головной мозг протекает нелинейно (а также, по-видимому, наблюдается транспорт ацетальдегида и продуктов его метаболизма из головного мозга в кровь), тогда как большое количество радиоактивных продуктов в мозге в дозе 40 мМоль/кг является следствием повышенной диффузии его через гемато-энцефалический барьер (ГЭБ).
Одной из количественных характеристик проницаемости ГЭБ и поступления соединений в головной мозг является соотношение концентраций исследуемого соединения в мозге и плазме крови [10]. Заметно (табл. 2), что в течение времени эксперимента соотношение концентраций радиоактивных продуктов в головном мозге и плазме крови претерпевает определенные изменения, достигая максимума к перовому часу после внутривенного введения (2,99+0,66), тогда как при интрагастральном введении максимум соотношения концентраций отмечается к окончанию эксперимента. Если в случае внутривенного введения данный факт обусловлен достижением равновесия массопереноса 114С-ацет-альдегида между кровью и мозгом, то в случае интрагастрального введения, вероятно, это может происходить вследствие окисления до ацетата и дальнейшего его накопления в мозге. Подтверждением этого может быть и то, что при ин-трагастральном введении соотношение «головной мозг-плазма крови» уменьшается (2,81+0,36 при 10 мМоль/кг, 1,25+0,21 при 20 мМоль/кг и 1,19+0,42 при 40 мМоль/кг), поскольку в данном случае увеличение дозы вводимого вещества приводит к увеличению концентрации немета-болизированного соединения, циркулирующего в крови. Следует отметить также то, что ацеталь-дегид, в отличие от этанола, в гораздо большей степени проникает в головной мозг (для этанола соотношение «головной мозг-плазма крови» составляет 0,77+0,17 [5]).
Заключение. Определены фармакокинетиче-ские параметры и изучены особенности распределения ацетальдегида в организме мышей при разных дозах и способах его введения. Установлено, что в зависимости от дозы ацетальдегида при его интрагастральном введении содержание его в печени увеличивается линейно в интервале до 10—20 мМоль/кг, тогда как в мозге такая зависимость отсутствует. Соотношение концентраций «головной мозг-плазма крови» уменьшается с увеличением вводимой интрагастрально дозы.
Список литературы
1. Бардина Л.Р., Пронько Л. С, Сатановская В.И. и др. Влияние ацетальдегида на этанол- и ацетальдегидметаболизирующие системы печени и мозга крыс // Укр. б1ох1м. журн, 2003. — Т. 75. — № 6. - С. 129-133.
2. Quertemont Е, Tambour S., Tirelli Е. The role of acetaldehyde in the neurobehavioral effects of ethanol: A comprehensive review of animal studies//Progress in Neurobiology, 2005. - № 75. - P. 247-274.
3. Бонитенко Е.Ю., Ливанов Г.А., Васильев С.А. и др. Острая алкогольная интоксикация особенности фармакотерапии // Рос. биомед. журн., 2007. - Т. 4. - № 6. - С. 479-481.
4. Stowell A.R., Crow К.Е., Greenway R.M. et al. Determination of acetaldehyde in blood using automated distillation and fluorometry // Anal Biochem, 1978. - V. 84. - № 2. - P. 384-392.
5. Ларионов В.Б. Соотношение мозг/плазма крови концентраций этанола при его внутривенном и интрагастральном введениях мышам // Дост. биол. мед., 2007. - № 2 (10). - С. 42-46.
6. Lindros К.О. Regulatory factors in hepatic acetaldehyde metabolism during ethanol oxidation // Finnish Foundation for Alcohol Studies, 1975. - V. 23. - P. 67-81.
7. Charles S., Lieber M.D. Alcohol and the liver: methabolism and its role in hepatic and extrahepatic diseases //The Mount Sinai J. Med., 2000. - V. 67. -№ l. - P. 84-94.
8. Tslishiguchi M., Kinoshita H., Mostofa J. et al. Different blood acetaldehyde concentration following ethanol administration in a newly developed high alcohol preference and low alcohol preference rat model system // Alcohol and Alcoholism, 2002. - V. 37. - № 1. - P. 9-12.
9. Sippel Н., Eriksson С. In «The role of acetaldehyde in the actions of ethanol» // The Finnish Foundation for Alcohol Studies, 1975. - V. 23. - P. 149-157.
10. Haiging Dai, Ying Chen, Elmquist W.F. Distribution of the Novel Antifolate Pemetrexed to the Brain // J. Pharmacol. Exp. Therapeut, 2005. - V. 315. -№ l. - P. 222-229.
Материал поступил в редакцию 06.03.08.
N.Ya.Golovenko, V.B.Larionov, N.V.Ovcharenko, Zh.N.Tsapenko
TOXICOKINETICS OF ACETALDEHYDE IN THE ORGANISM OF WHITE MICE
A.V.Bogatskiy Physico-Chemical Institute, National Academy of Sciences of Ukraine, Odessa
Toxicokinetics of 114C-acetaldehyde in the organism of white mice was studied at its intravenous and intragastric intakes. It was found out that irrespective of the route of intake acetaldehyde distributes fast in the organism and eliminates fast as well at intragastric intake which manifests as an increased general clearance. Correlation of concentrations of radioactive products in brain and in blood plasma gives evidence that the intake of acetaldehyde by brain in the dose range of 10 to 20 mMol/kg is a non-linear process and that its penetration into brain is greater as compared to ethanol.
УДК 615.2/3
Г.Г.Юшков, В.В.Бенеманский, А.А.Гущина, А.Г.Юшков К ТОКСИКОЛОГИИ ХИРУРГИЧЕСКОЙ ГУБКИ «ФЕРАКРИЛ»
Ангарская государственная техническая академия Федерального агентства по образованию
Хирургическая губка «Феракрил» является гемостатическим средством и предназначена для наружного применения. В то же время, представляет интерес использование ее при повреждении и оперативных вмешательствах на внутренних органах. В связи с этим возникла необходимость изучения параметров токсического действия данного препарата на организм в условиях экспериментально-биологического моделирования.
Ключевые слова: гемостаз, «Феракрил», токсическое действие.
Введение. В хирургической лечебной практике нашел применение в качестве гемостатиче-ского средства 1% раствор феракрила [2]. Обладая определенными достоинствами как гемоста-тик, в практическом применении раствор ферак-рила не очень удобен. В настоящее время в практику внедряется видоизмененная лекарственная форма феракрила — губка «Феракрил», которая
может с успехом применяться как для наружного применения, так и при хирургическом вмешательстве на внутренних органах.
Хирургическая губка «Феракрил» представляет собой пористые круглые пластинки белого цвета с заданной толщиной и площадью. Препарат является смесью железистых солей полиакриловой кислоты со свойствами, указанными
