CC BY
56
УДК 616-092.8 + 577.115
ВЛИЯНИЕ ЭКЗОГЕННОГО ГЛЮКОКОРТИКОИДА НА АКТИВНОСТЬ ПРООКСИДАНТНЫХ И АНТИОКСИДАНТНЫХ ФЕРМЕНТОВ И КОЛИЧЕСТВО ЯДРОСОДЕРЖАЩИХ КЛЕТОК ИММУННЫХ ОРГАНОВ У КРЫС С РАЗЛИЧНЫМИ ФЕНОТИПАМИ МИКРОСОМАЛЬНОГО ОКИСЛЕНИЯ
О.Б. Цейликман, М.Е. Мишарина, А.Э. Батуева, Р.В. Деев, О.С. Абрамовких, М.В. Комелькова, М.С. Лапшин, А.А. Никитина, Е.А. Мекешкин, Ю.В. Горбачева, А.П. Солодков, С.С. Лазуко
Исследованы особенности уровня активности прооксидантных и антиоксидантных ферментов крови у крыс при введении экзогенного глюкокортикоида. В ходе исследования, в зависимости от продолжительности гексеналового сна, животных разделяли на быстрых и медленных метаболизеров. В изученных образцах определены основные параметры активности прооксидантных и антиоксидантных ферментов, чувствительность лимфоидной ткани к действию экзогенных глюкокортикоидов. Показано, введение экзогенного глюкокортикоида привело к снижению активности глутатионтрансфе-разы в крови у быстрых метаболизеров, что отражает способность глюкокортикоидов осуществлять негативную регуляцию биотрансформации ксенобиотиков. У медленных метаболизеров после введения триамциналона ацетонида имеется дисбаланс между прооксидантными и антиоксидантными системами.
Ключевые слова: прооксидантная и антиоксидантная системы, быстрые и медленные метаболизеры, гексенал.
Введение. В настоящее время данные по глю-кокортикоид-зависимой регуляции свободно-радикального окисления в условиях стресса весьма противоречивы. С одной стороны, имеются данные о глюкокортикоид-зависимом усилении свободно-радикального окисления в условиях стресса. Установлено, что введение кортикостерона как в высоких, так и в низких дозах сопровождается угнетением активностей супероксиддисмутазы (СОД), каталазы, глутатионтрансферазы и глутатионре-дуктазы, при одновременном увеличении окисления белков в мозге, печени и сердце [8]. С другой стороны, имеются данные противоположного характера о том, что стрессорные воздействия с повышенным содержанием кортикостерона приводят к снижению в печени перекисного окисления липидов, при одновременном увеличении экспрессии СОД, каталазы, глутатионредуктазы и глутатион-пероксидазы, при одновременном снижении экспре-сии транскрипционного фактора №-кВ [6]. Поэтому целью нашей работы является изучение глю-кокортикоид-зависимого изменения соотношения между прооксидантными и антиоксидантными системами при введении экзогенного глюкокортико-идного препарата - триамцинолона ацетонида (ТА).
Методика. Состояние микросомального окисления оценивали по «времени гексеналового сна», с помощью теста «гексеналовый сон» [4]. Гексенал вводили внутрибрюшинно в виде 5 % водного раствора из расчета 60 мг на 1 кг массы. Длительность сна оценивали по времени нахождения животных в боковом положении. Окончанием сна считали
момент восстановления рефлекса переворачивания. Это позволило по скорости метаболизма гек-сенала разделить особей на фенотипические группы по каталитической активности изоформ цитохрома Р-450 зависимых монооксигеназ. Каталазную активность определяли по методу [2]. Активность миелопероксидазы определялась по методу [3]. Определение активности ксантиноксидазы в гомогенатах почек и сыворотке крови производилось по методу [7]. Активность глутатионтрансферазы определялась по методу С.Н. Власовой и соавт. [1]. Содержание кариоцитов в тимусе и селезенки рассчитывали на весь орган, на 1 мг массы органа и на 1 г массы тела [5].
Результаты обрабатывались общепринятыми методами вариационной статистики и выражались в виде среднеарифметической (М) и ее стандартной ошибки (м).
Статистические взаимосвязи изучали при помощи непараметрического корреляционного анализа, выполняя расчет коэффицентов корреляции рангов по Спирмену^). Для обработки результатов исследования использован пакет прикладных программ Statistica 6.0 for Windows.
Результаты исследования и их обсуждение. В зависимости от продолжительности гексеналового сна (см. рисунок) животные в ходе исследования были разделены на быстрых метаболизеров (БМ) и медленных метаболизеров (ММ).
Причем эти группы существенно отличаются друг от друга по массе печени. Это проявлялось в более высоком массовом индексе печени у быстрых
мин 6O
5O 4O 3O 2O 1O O
Продолжительность гексеналового сна у быстрых и медленных метаболизеров (обработка произведена с использованием непараметрического критерия Манна-Уитни)
* у
-г
БМ ММ
метаболизеров (3,1 ± 0,14) по сравнению с медленными метаболизерами (2,21 ± 0,25; P = 0,042U). Важно отметить, что у быстрых метаболизеров обнаружена отрицательная корреляция между продолжительностью гексеналового сна и значением массового индекса печени (Rs = -0,767; P = 0,01В). Вероятно, более высокое значение массового индекса печени у быстрых метаболизеров отражает более высокую мощность микросомаль-ного окисления. В пользу этого предположения косвенно свидетельствует то, что между медленными и быстрыми метаболизерами обнаружены различия по уровню активности печёночной глу-татионтрансферазы, играющей существенную роль в метаболизме ксенобиотиков. Так быстрые мета-болизеры характеризовались более высоким уровнем ферментативной активности по сравнению с медленными.
Важно отметить, что у быстрых метаболизе-ров обнаружена отрицательная корреляция между продолжительностью гексеналового сна и уровнем активности глутатионтрансферазы печени (Rs = = -0,825; P = 0,012). Помимо этого, высокий уровень глутатионтрансферазной активности у быстрых метаболизеров по сравнению с медленными обнаружен в крови. Возможно, у быстрых метабо-лизеров более высокие аэробные возможности в целом, что ассоциируется с более высоким уровнем активности прооксидантных ферментов и вследствие этого и более высоким уровнем анти-оксидантной защиты. Это предположение подтверждается полученными нами результатами. Так в крови быстрых метаболизеров обнаружен более высокий уровень активности антиоксидантных ферментов: глутатионпероксидазы и каталазы, а также прооксидантных ферментов ксантиноксида-зы и миелопероксидазы (табл. 1).
При введении экзогенного глюкокортикоида триамцинолон ацетонида (ТА) нивелировались различия между быстрыми и медленными метабо-
лизерами по активности прооксидантных и анти-оксидантных ферментов. Это означает, что ТА у быстрых метаболизеров вызывал более резкое падение ферментативной активности, чем у медленных. Это особенно наглядно проявляется в случае ксантиноксидазы, где введение ТА привело к снижению активности в 4 раза у медленных метаболи-зеров и в 15 раз - у быстрых. В 3 раза снижена активность глутатионтрансферазы у медленных метаболизеров и в 7 раз - у быстрых. Кроме того, у быстрых метаболизеров наблюдалось двухкратное снижение активности каталазы в крови, в то время как у медленных метаболизеров после введения ТА активность этого антиоксидантного фермента снизилась в 15 раз. Активность каталазы у быстрых метаболизеров снижалась также более отчетливо по сравнению с медленными метаболи-зерами. Основным атрибутивным признаком ТА считается вызываемая им гипоплазия иммунных органов (табл. 2).
Наши исследования показали, что этот феномен одинаково эффективно воспроизводился как у быстрых, так и у медленных метаболизеров. При этом между ними не были обнаружены исходные фоновые различия. Их отсутствие может означать, что уровень микросомального окисления не оказывает непосредственное влияние на процессы, определяющие численность клеток в иммунных органах, то есть на соотношение между уровнем пролиферации и апоптоза, а также клеточной миграцией.
Выводы
1. Введение экзогенного глюкокортикоида нивелирует различия между быстрыми и медленными метаболизерами по активности проокси-дантных и антиоксидантных ферментов крови.
2. Фенотип микросомального окисления не оказывает влияния на чувствительность лимфоидной ткани к гипоплазирующему действию экзогенных глюкокортикоидов.
Проблемы здравоохранения
Таблица 1
Уровень активности прооксидантных и антиоксидантных ферментов крови у быстрых и медленных метаболизеров
Показатель Медленные метаболизеры (n = 1В) Быстрые метаболизеры (n = 1В) Медленные метаболизеры +ТА (n = б) Быстрые метаболизеры + ТА (n = б)
Каталаза, кат/мл/мин 5,97 і 0,8б 1В,б4 і 0,45* 0,35 і 0,045** 9,3б і 0,В9**
Глутатионпер-оксидаза, мкМ/г Нв/мин 7,71 і 0,4б 9,2В і 1,5б 1,47 і 0,45* 1,5В і 0,б7*
Глутатион-трансфераза, мкМ/г Нв/мин 10,11 і 1,91 22,95 і 2,б2* 3,б і 0,45* 3,09 і 0, В*
Ксантино- оксидаза, мкМ/мл/мин б,б7 і 0,бб 19,3 і 1,7В* 1,17 і 0,14* 1,14 і 0,б9*
Миелопер- оксидаза, мкМ/л/мин 37,б5 і 2,1б 47,б3 і 3,19 * 33,15 і 3,23 30,17 і 1,41 *
Примечание. Здесь и в табл. 2 статистическая обработка проведена с использованием критериев Манна-Уитни, Вольда-Вольфовица, различия считали статистически значимыми при р > 0,05; статистически значимые различия между группами: * - «медленные метаболизеры» и «быстрые метаболизеры», ** - «триамциналона ацетонид» и «медленные метаболизеры», «триамциналона ацетонид» и «быстрые метаболизеры».
Таблица 2
Влияние триамцинолона ацетонида на содержание ядросодержащих клеток в иммунных органах
Показатель Медленные метаболизеры Быстрые метаболизеры Медленные метаболизеры +ТА (n = б) Быстрые метаболизеры + ТА (n = б)
ЯСК тимуса (х106клеток) 232,5 і 2В,4 235,34 і 19,25* 122,б5 і 24,43** 125,7 і 47,5
ЯСК селезенки (Х106клеток) 395,б2 і 44,б5 3В3,49 і 25,13* 213,2В і 3б,ВВ** 233,7 і 30,В1
ЯСК костного мозга В1,7 і 3,В2 В7,75 і 5,34 б5,0 і 2,73** б7,5 і 1,73**
Исследование выполнено при поддержке Министерства образования и науки Российской Федерации, соглашение 14.B37.21.0578 от 10.08.2012.
Литература
1. Власова, С.Н. Активность глутатионзави-симых ферментов в эритроцитах при хронических заболеваниях печени у детей / С.Н. Власова, Е.И. Шабунина, И.А. Переслегина // Лаборатор. дело. - 1990. - № 8. - С. 19-22.
2. Метод определения активности катала-зы / М.А. Королюк, Л.И. Иванов, М.Г. Майорова,
B.Е. Токарева // Лаборатор. дело. - 1988. - № 1. -
C. 16-19.
3. Симаков, П.В. Миелопероксидаза модификация метода / П.В. Симаков // Санитария и гигиена. - 1971. - № 10. - С. 89-91.
4. Сперанский, С.В. Оценка избирательности токсических поражений с помощью гексеналовой
пробы / С.В. Сперанский, Г.Г. Кравшева // Гигиена окружающей среды. - 19S0. - № 2S. - С. S0-S3.
З. Экспериментальное моделирование и лабораторная оценка адаптационных реакций организма / И.А. Волчегорский, И.И. Долгушин, О.Л. Колесников, В.Э. Цейликман. - Челябинск, 2000. - 167 с.
6. Chronic stress differentially affects antioxidant enzymes and modifies the acute stress response in liver of Wistar rats / J. Djordjevic, A. Djordjevic, M. Adzic et al. // Physiol Res. - 2010. - Vol. 39 (З). -P. 729-736.
7. Hashimoto, S. A new spectrophotometric Assay Method of Xantineoxidase in Grude Tissue Homoge-nate / S. Hashimoto // Analytical biochemistry. -1974. - Vol. 62. - P. 426-433.
S. Zafir, A. Modulation of in vivo oxidative status by exogenous corticosterone and restraint stress in rats/A. Zafir, N. Banu //Stress. - 2009. - Vol. 12 (2). -P. 167-177.
Цейликман Ольга Борисовна, доктор медицинских наук, профессор кафедры адаптивной физической культуры и медико-биологической подготовки, Южно-Уральский государственный университет (Челябинск), [email protected].
Мишарина Мария Евгеньевна, аспирант кафедры биохимии, Южно-Уральский государственный университет (Челябинск), [email protected].
Батуева Альбина Эмильевна, доктор медицинских наук, профессор, заведующая кафедрой адаптивной физической культуры и медико-биологической подготовки, Южно-Уральский государственный университет (Челябинск), [email protected].
Деев Роман Владимирович, аспирант кафедры биохимии, Южно-Уральский государственный университет (Челябинск), [email protected].
Абрамовских Ольга Сергеевна, доктор медицинских наук, профессор кафедры микробиологии, вирусологии, иммунологии, Южно-Уральский государственный университет (Челябинск), [email protected].
Комелькова Мария Владимировна, аспирант кафедры биохимии, Южно-Уральский государственный университет (Челябинск), [email protected].
Лапшин Максим Сергеевич, кандидат биологических наук, доцент кафедры адаптивной физической культуры и медико-биологической подготовки, Южно-Уральский государственный университет (Челябинск), [email protected].
Никитина Анна Александровна, студент кафедры биохимии, Южно-Уральский государственный университет (Челябинск), [email protected].
Мекешкин Евгений Анатольевич, старший преподаватель кафедры адаптивной физической культуры и медико-биологической подготовки, Южно-Уральский государственный университет (Челябинск), [email protected].
Горбачева Юлия Владимировна, аспирант кафедры адаптивной физической культуры и медикобиологической подготовки, Южно-Уральский государственный университет (Челябинск), [email protected].
Солодков Александр Петрович, доктор медицинских наук, профессор, ректор, Витебский государственный университет им. П.М. Машерова (Витебск, Беларусь), [email protected].
Лазуко Светлана Степановна, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник научноисследовательской лаборатории, Витебский ордена Дружбы народов медицинский университет (Витебск, Беларусь), [email protected].
Bulletin of the South Ural State University Series “Education, Healthcare Service, Physical Education” __________________________________________________________________2013, vol. 13, no. 4, pp. 82-85
IMPACT OF THE EXOGENOUS GLUCOCORTICOID ON THE PROOXIDANT ENZYMES AS WELL AS ON THE ANTIOXIDANT ENZYMES ACTIVITIES AND THE CARIOCYTES NUMBER IN IMMUNE ORGANS OF RATS WITH DIFFERENT PHENOTYPE OF MICROSOMAL OXIDATION
O.B. Tseylikman, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, [email protected],
M.E. Misharina, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, [email protected],
A.E. Batueva, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, [email protected],
R.V. Deev, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, [email protected],
O.S. Abramovskih, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, [email protected],
M.V. Komelkova, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, [email protected],
M.S. Lapshin, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, [email protected],
A.A. Nikitina, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, [email protected],
E.A. Mekeshkin, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, [email protected],
Yu.V. Gorbacheva, South Ural State University, Chelyabinsk, Russian Federation, [email protected],
A.P. Solodkov, Vitebsk State University P.M. Masherova, Vitebsk, Belarus, [email protected],
S.S. Lazuko, Vitebsk State Ordena of Peoples Frendship Medical University, Vitebsk, Belarus, [email protected]
The features of the activity level of prooxidant and antioxidant enzyme levels in rats after administration of exogenous glucocorticoid. In the study, depending on the duration of hexenal sleep, animals were divided into fast and slow metabolizers. In the studied samples of the main parameters of prooxidant and antioxidant activity of enzymes associated lymphoid tissue sensitivity to exogenous glucocorticoids are examined. It has been shown, that the introduction of exogenous glucocorticoid led to reduced activity of glutathione levels in fast metabolizers that reflects the ability of glucocorticoids to carry negative regulation of biotransformation of xenobiotics. There is an imbalance between pro-oxidant and antioxidant systems slow metabolizers after the introduction triamtsinalone acetonide.
Keywords: prooxidant and antioxidant systems, fast metabolizers, slow metabolizers, hexenal, glucocorticoids.
Поступила в редакцию 1 октября 2013 г.
