CC BY
26УДК 619:616-001.28/.29:636:612.014.482
ВЛИЯНИЕ АПИФИТОПРЕПАРАТА «ВИТА-ФОРЦЕ М» НА ОКСИДАТИВНЫЙ РАДИАЦИОННЫЙ СТРЕСС
М.З.Тухфатулов - соискатель.
ФГБНУ «Федеральный центр токсикологической, радиационной и биологической безопасности», г.Казань (420075, Казань, Научный городок-2, тел. +7-(843)-239-53-20, e-mail: vnivi@mail.ru).
Модель экспериментального радиационного стресса (РС) воспроизводилась на 40 белых крысах, разделенных на 4 группы. I группа - опытные животные; II группа - облученные животные; III группа - облученные и получавшие в качестве стресс-протектора апифитопрепарат «Вита-Форце М», IV группа - животные, получавшие в качестве стресс-протектора апифитопрепарат «Вита-Форце М» с последующим облучением. Моделирование радиационного стресса проводили путем однократного внешнего облучения животных в дозе 7,7 Гр на гамма установке «Пума» с источником излучения Co60. В течение 10 дней до (III группа) и в течение 10 дней после облучения (IV группа), животные ежедневно получали с кормом апифитопрепарат «Вита-Форце М» в количестве 0,1 г/кг корма. Для оценки антиоксидантной эффективности препарата исследовали степень накопления малонового диальдегида, и активность одного из ключевых ферментов антиоксидантной защиты - пероксидазы. Установлено, что радиогенный стресс индуцировал интенсификацию процессов пероксидации липидов, увеличивая концентрацию малондиальдегида (МДА) в сыворотке крови на 39,8% по сравнению с контролем с одновременным ингибированием активности фермента - пероксидазы. Применение апифитопрепарата на фоне радиогенного стресса сопровождалось благоприятным течением острой лучевой болезни (выживаемость 66% при 100% гибели летально облученных животных), при которой активность пероксидазы и концентрация МДА приближалась к показателям контрольной (необлученной) группы.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: радиогенный стресс, гамма-облучение, фермент антиоксидантной защиты пе-роксидаза, продукт перекисного окисления малондиальдегид, апифитопрепарат «Вита-Форце М».
Одной из важнейших сторон метаболизма и играющей существенную роль в обеспечении процессов жизнедеятельности организма животных является свободнорадикальное окисление липидов (СРОЛ), нарушение которого приводит к развитию оксидативного (окислительного) стресса, что диктует необходимость своевременной коррекции этих нарушений препаратами природного происхождения [3].
Модификация рационов кормления животных путем введения в их состав биологически активных веществ, обладающих способностью регулировать функциональную активность организма, является перспективным направлением ведения животноводства в условиях интенсивного техногенеза.
С учетом изложенного нами разработана натуральная биологически активная кормовая добавка «Вита-Форце М» на основе продуктов пчеловодства (прополис, перга, трутневый расплод, пчелиный подмор), животного (кровяная мука), растительного (хвоя, травяная мука) и минерального (бентонит) происхождения, обладающая полифункциональными (метаболизм стимулирующим, иммуностимулирующим, про-тивомикробным, радиозащитными свойствами) [2]. В связи с вышеизложенным, целью настоящей работы было изучение антиоксидантного действия препарата «Вита-Форце М» на модели радиационного стресса.
Материалы и методы. Опыты по оценке антиок-сидантного действия апифитопрепарата «Вита-Форце М» проводили на 40 белых крысах, разделенных на 4 группы по 10 животных в каждой.
Первая группа животных, не подвергнутая радиационному стрессу и, получавшая обычный рацион, без кормовой добавки служила биологическим контролем. Животные II группы были подвергнуты радиационному стрессу путем гамма облучения в дозе 7,7 Гр, вызывающей тяжелую степень острой лучевой болезни (ОЛБ) (контроль облучения - радиационный стресс). III группа - облученные в дозе 7,7 Гр животные в течение 10 дней до облучения получали с обычным рационом кормовую добавку «Вита-Форце М» в количестве 0,1 г/кг корма. Облученные в вышеуказанной дозе гамма-лучами животные IV группы в течение 10 дней после облучения получали в составе обычного рациона кормовую добавку «Вита-Форце М» в дозе 0,1 г/кг корма.
Фармакоррекцию окислительного радиационного стресса оценивали по ингибированию интенсивности процессов окисления липидов - снижение накопления МДА [4], содержанию уровня антиокислительного фер-мента-пероксидазы в сыворотке крови облученных и получавших апифитопрепарат «Вита-Форце М» [5]. Об активности перекисного окисления липидов (ПОЛ) судили по содержанию малонового диальдегида, образующего реакцию окрашивания с тиобарбитуратовой кислотой (ТБК), интенсивность которого регистрировали спектрофотометром СФ-46 при длине волны 535 нм. В качестве окисляемого субстрата при определении пе-роксидазной активности использовали пирогаллол, который окисляясь превращается в пурпурогаллин с максимумом поглощения 430 нм. Измерения оптической плотности проводили на спектрофатометре СФ-46.
ВЕТЕРИНАРНАЯ ФАРМАКОЛОГИЯ С ТОКСИКОЛОГИЕИ
Используемый раствор содержал 0,8 мл 0,006М натрий-фосфатного буфера рН 6,8; 0,12 мл, ферментной вытяжки (сыворотка крови); 0,5 мл 0,15%-ной Н2О2; 1,1 мл Н2О и 0,5 мл 0,003М пирогаллола. В контроле вместо Н2О2 добавляли 0,5 мл Н2О.
Активность фермента определяли по формуле: А = - 0,1 / 12 - 11 / С, где А - активность фермента, 0 - оптическая плотность, , - время (с), С - концентрация. Измерения проводили в течение 5-3 минут.
В качестве интегрального показателя антирадикальной защиты организма на фоне радиогенного стресса использовали выживаемость летально облученных животных, получавших в качестве биоантиок-сиданта - кормовую добавку «Вита-Форце М».
Результаты исследований. Динамика изменения концентрации продуктов липопероксидации липидов и антиоксидантного фермента - перокси-дазы в сыворотке крови подвергнутых радиогенному стрессу и получавших на этом фоне потенциальный биооксидант - апифитопрепарат «Вита-Форце М» представлена в таблице.
Из данных таблицы видно, что содержание продуктов пероксидации липидов (ПОЛ), представленных в виде МДА в крови облученных в дозе 7,7 Гр животных, получавших стандартный рацион кормления, достоверно увеличивается после воздействия гамма-лучей (радиогенный стресс).
Таблица
Динамика МДА и фермента антиоксидантной защиты - пероксидазы в организме крыс на фоне применения апифитопрепарата «Вита-Форце М»
Группа Фон Срок исследования, сут
5 10 15
МДА мкмоль/л
I 1,15+1,13 1,18+0,03 1,15+0,01 1,13+0,01
II 1,17+0,13 2,48+0,05* 2,51+0,07** 2,57+0,03**
III 1,15+0,11 1,77+0,04* 1,79+0,03* 1,25+0,05
IV 1,13+0,17 1,81+0,03 1,83+0,03* 1,31+0,07
Пероксидаза х10-3 (с-1 мг-1)
I 0,04+0,01 0,05+0,03 0,03+0,01 0,04+0,01
II 0,03+0,01 0,01+0,001** 0,007+0,0001*** 0,003+0,001***
III 0,05+0,01 0,04+0,01 0,04+0,001 0,04+0,001
IV 0,04+0,01 0,03+0,007 0,02+0,001 0,03+0,001
* - Р<0,05; ** - Р<0,01; *** - Р<0,001.
Так, через 5 сут после радиогенного стресса (II группа), концентрация продуктов ПОЛ в сыворотке крови возросла в 2,12 раза, через 10 - в 2,14 раза и через 15 сут - 2,2 раза (Р<0,01) по сравнению с не-облученными животными. При этом активация ПОЛ, по видимому, была связана как с увеличением скорости генерации О2- [1], так и со снижением активности ан-тиоксидантных ферментов [6].
Результаты параллельных биохимических исследований сыворотки крови подвергнутых радиогенному стрессу животных показали, что радиоиндуцирован-ное повышение продуктов липопероксидации липидов (ПОЛ) сопровождалось реципрокным ингибированием активности антиоксидантного фермента - перокси-дазы (табл.). Как видно из данных таблицы, в ответ на воздействие гамма-излучения, концентрация перок-сидазы в сыворотке крови облученных животных (II группа) понижалось на 33,3 %, 42,8% и 100% на 5, 10 и 15 сут после радиогенного стресса соответственно (Р<0,01, Р<0,001).
Внесение в кормовой рацион добавки «Вита-Фор-це М» приводило к нормализации прооксидантно-ати-оксидантной системы организма, снижая содержание продуктов липопероксидации на 5 и 10 сут после облучения в 1,4 раз (Р<0,01) и на 15 сут - в 2,06 раза (Р<0,01) по сравнению с облученными животными, содержащими на обычном рационе. Добавление в рацион кормления апифитопрепарата как до, так и после облучения обеспечивало сохранение активности антиоксидантно-го фермента - пероксидазы, концентрация которой во все сроки исследования недостоверно отличалась от таковой контрольной (необлученной) группы животных.
Нормализация системы прооксидантно-антиокси-дантной системы организма на фоне применения апи-фитопрепарата «Вита-Форце М» сопровождалось повышением резистетности организма к стрессирующему агенту ионизирующей радиации - выживаемость летально облученных животных на фоне применения испытуемого препарата («Вита-Форце М») составила 64,6% при 100%-ной гибели только облученных животных.
ЖУРНАЛ ДЛЯ ПРОФЕССИОНАЛОВ ОТ ПРОФЕССИОНАЛОВ
37
Заключение. Обобщая полученные данные по влиянию апифитопрепарата «Вита-Форце М» на систему антиоксидантной защиты организма, можно сделать заключение, что испытуемая биологически активная кормовая добавка обладает антирадикальным, анти-оксидантным свойством, что подтверждается установленной взаимосвязью между продуктом пероксидации
Литература
липидов и антирадикальным ферментом (пероксида-зой). Кроме того, полученные результаты дополняют имеющиеся в литературе сведения о механизмах функционирования животных в условиях техногенеза и внесет определенный вклад в вопросы, связанные с повышением адаптационных возможностей животных к условиям среды с высокой стрессгенностью.
1. Барабой, В.А. Перекисное окисление и радиация / В.А.Барабой, В.Э.Орел, И.М.Карноух. - Киев: Наук. Думка, 1991. - 256с.
2. Патент RU № 2522339, МПК А23К 1/16, A23K 1/00. Натуральная биологически активная кормовая добавка «Вита-Форце М» / А.В.Иванов [и др.]; заявитель и патентообладатель ФГБУ «ФЦТРБ-ВНИВИ». - № 2013108131/13; заявлено 22.02.2013; опубл. 10.07.2014, Бюл. № 19. - 8 с.
3. Зинков, Н.К. Окислительный стресс / Н.К.Зинков, В.З.Ломкин, Е.Б.Меньшикова. - М.: Наука, 2004. - 343 с.
4. Кудряшов, Ю.Б. Роль радиотоксинов в реализации лучевых поражений / Ю.Б.Кудряшов, Е.Н.Гончаров. // Инф. Блог. Радиобиол. - 1964. - В. 30. - С. 3-5.
5. Кушманова, О.Д. Руководство к лабораторным занятиям по биологической химии / О.Д.Кушманова, Г.М.Иванченко. - М.:Медицина, 1983. - 267с.
6. Halliwell, B. Free Radicals in biology and medicine. - Oxford: Univ. Press, 2002. - 936p.
INFLUENCE OF APIPHYTOPREPARATION "VITA-FORCE M" ON OXIDATIVE RADIATION STRESS
Tukhfatulov M.Z. - applicant.
Federal Center for Toxicological, Radiation and Biological Safety, Kazan (e-mail: vnivi@mail.ru).
The model of the experimental radiation stress (RS) was applied on 40 white rats divided into four groups: 1 group - experimental animals; 2 group - animals exposed to radiation; 3 group - irradiated and taken stress protector apiphytopreparation "Vita-Force M" followed by exposure. The modeling of radiation stress was carried out by once external exposure of animals at a dose of 7.7 g on the gamma-installation "Puma" with radiation source of Co 60. Every day, the animals was taken 0.1 g/kg apiphytopreparation "Vita-Force M" with feed for 10 days before exposure (3 group) and for 10 days after exposure (4 group). To evaluate antioxidant efficacy of the preparation we studied degree of malonic dialdehyde accumulation as well as activity of one of the main enzymes of antioxidant protection - peroxidase. The radiogenic stress was found to induce the intensification of lipid peroxidation processes, increasing the concentration of malondialdehyde (MDA) in the blood serum by 39.8% compared to the control while inhibiting the activity of peroxidase enzyme. The use of apiphytopreparation on the background of radiogenic stress was accompanied by a favorable course of acute radiation sickness (survival rate of 66% with 100% death of lethally irradiated animals), at which peroxidase activity and MDA concentration were close to those of the control (nonirradiated) group.
KEYWORDS: radiogenic stress, gamma-exposure, enzyme of antioxidant protection - peroxidase, the product of peroxidation malondialdehyde, apiphytopreparation "Vita-Force M".
References
1. Baraboy, V.A. Perekisnoe okislenie I radiatsiya [Peroxide oxidation and radiation] // V.A.Baraboy, V.E.Orel, I.M.Karnoukh. - Kiev: Naukova dumka, 1991. - 256 p.
2. Patent RF № 2522339, MPK A23K 1/16, A23K 1/00. Naturalnaya biologicheski aktivnaya kormovaya dobavka "Vita-Force M" [Natural biologically active additive "Vita-Force M"] / A.V.Ivanov [et al]; applicant and patentee FGBU "FCTRB-VNIVI". - № 2013108131/13; declared 22.02.2013; published 10.07.2014, Bulletin № 19. - 8 p.
3. Zinkov, N.K. Okislitelny stress [Oxidative stress] / N.K.Zinkov, V.Z.Lomkin, E.B.Menshikova. - M.: Nauka, 2004. - 343 p.
4. Kudryashov, Yu.B. Rol radiotoksinov v realizatsii luchevykh porazheniy [The role of radiotoxins in the implementation of radiation damages] /Yu.B.Kudryashov, E.N.Goncharov // Informatsionny blog Radiobiologii. - 1964. - Issue 30. - P. 3-5.
5. Kushmanova, O.D. Rukovodstvo k laboratornym zanyatiyam po biologicheskoy khimii [Manual to laboratory studies in biological chemistry] / O.D.Kushmanova, G.M.Ivanchenko. - M.: Medicina, 1983. - 267 p.
6. Halliwell, B. Free Radicals in biology and medicine. - Oxford: Univ. Press, 2002. - 936 p.
