CC BY
34
Богатов М.А.
Оренбургская государственная медицинская академия E-mail: orgma@esso.ru
ВЛИЯНИЕ МАЛЫХ КОНЦЕНТРАЦИЙ ЖЕЛЕЗА НА ИНТЕНСИВНОСТЬ ПРОЦЕССОВ СВОБОДНОРАДИКАЛЬНОГО ОКИСЛЕНИЯ У ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ
Изучено влияние низких концентраций ионов Fe2+ на интенсивность спонтанной и железоиндуцированной хемилюминесценции и активности антиоксидантных ферментов.
Ключевые слова: СОД, каталаза, хемилюминесценция, мПв, свободнорадикальное окисление.
Известно, что поражающее воздействие ё-металлов реализуется двояко: МПВ могут накапливаться (кумулироваться) в органах и тканях, с одной стороны, с другой стороны, они способны вызывать активацию процессов СРО. При этом эффект активации СРО, может проявляться непосредственно еще до начала аккумуляции металлов в организме. Итогом подобной активации процессов СРО выступает состояние, обоснованно определяемое, как «окислительный стресс» [1, 2, 3].
Среди инициаторов процессов СРО из числа ё-металлов наиболее изученными прооксидантами в настоящий момент являются катионы железа и меди. В то же время, в исследованиях, проводимых до настоящего времени, рассматривается влияние на процессы СРО металлов в концентрациях равной и превышающей 1 ПДК. По данным в среде обитания металлы присутствуют в значительно меньших концентрациях. Вместе с тем, данные объясняющие зависимость интенсивности процессов свободно радикального окисления от концентрации металлов не превышающей 1 ПДК в настоящее время отсутствуют.
В связи с этим, целью настоящего исследования было изучение влияние ионов железа в концентрациях, меньших 1 ПДК, на про- и ан-тиоксидантный статус в эксперименте на лабораторных животных.
Материалы и методы
Материалом исследования являлась кровь 50 здоровых, половозрелых крыс-самкок линии Wistar массой 250-300 г.
Животные получали с питьевой водой соль, содержащую катионы Fe2+(FeSO4*7H2O) в концентрациях, равных 1 ПДК; 0,5 ПДК; 0,33
ПДК. Продолжительность эксперимента составляла 30 дней.
Для проведения биохимических исследований животных под легким наркозом декапити-ровали. Антиоксидантный статус оценивали по активности эритроцитарных антиоксидантных ферментов супероксиддисмутазы (Сирото Т.В.) и каталазы (методика H. Zuck, 1963). Проокси-дантный статус оценивали по интенсивности спонтанной и Fe2+-индуцированной хемолюминесценции (ХЛ) (Р.Р. Фахрутдинов 2002). Результаты обрабатывали с помощью непараметрического метода Манн Уитни.
Результаты и обсуждение
Установлено, что Fe2+ в различных концентрациях приводит к интенсификации процессов СРО, что проявляется в увеличении описываемых показателей спонтанной и Fe2+-индуци-рованной ХЛ во всех опытных группах по сравнению с контролем.
Спонтанная светимость в сыворотке крови животных при экспозиции Fe2+ в концентрации 1 ПДК увеличивалась на 46%, по сравнению с контрольной группой. В сыворотке крови крыс, получавших ионы Fe2+ в концентрации 0,5 ПДК, увеличение исследуемого ана-лита было в 2,3 раза больше данного показателя у интактных животных. В группе, потреблявших воду с концентрации ионов Fe2+ 0,33 ПДК, достоверных изменений величины спонтанной светимости зафиксировано не было. Для данной группы животных наблюдалась лишь тенденция к повышению анализируемого параметра.
Таким образом, увеличение спонтанной светимости в сыворотке опытных крыс, подвергавшихся воздействию в течении 30 дней МПВ
в питьевой воде показывает зависимость степени активации СРО от концентрации ионов Ре2+.
При оценке высоты быстрой вспышки, которая зависит от содержания в биологической системе гидроперекисей, в сыворотке крови у всех опытных животных имело место повышение этого показателя. Так, в сыворотке крови крыс, получавших ионы Ре2+ в концентрации равной 1 ПДК, отмечалось достоверное повышение высоты быстрой вспышки по сравнению с величиной исследуемого параметра у интактных животных, повышение составляло 12%. Более выраженным на интенсивность и длительность быстрой вспышки было влияние меньших концентраций металла: быстрая вспышка увеличивалась на 40% и 30% при концентрациях 0,5 ПДК и 0,33 ПДК, соответственно.
Воздействие ионов железа в любых концентрациях приводило к угнетению ферментов антиоксидантой системы эритроцита.
Так, поступление Ре2+ в 1 ПДК вызывало падение активности СОД на 21%, при концентрации 0,5 ПДК - на 29%, а при концентрации
0,33 ПДК снижение активности СОД составило 24% по сравнению с контрольной группой. Описанное снижение активности супероксид-дисмутазы происходит на фоне снижения активности каталазы. Активность каталазы достоверно снижается на 36% при получении ионов Ре2+ в концентрации 1 ПДК, на 23% в концентрации 0,5 ПДК и на 24% при получении ионов Ре2+ в концентрации 0,33 ПДК по сравнению с активностью этого фермента в эритроцитах интактных животных.
Полученные данные свидетельствуют о высокой чувствительности антиоксидантных ферментов эритроцитов к хроническому воздействию ионов железа уже в небольших концентрациях.
Таким образом, результаты исследования показывают, что поступление ионов Ре в концентрациях меньших ПДК в течении 30 дней, приводят к развитию в организме животных «окислительного стресса», который проявляется активизацией процессов свободно радикального окисления с одновременным снижением активности антиоксидантных ферментных систем.
22.02.2011
Список литературы:
1. Боев В.М. Микроэлементы и доказательная медицина. - М.: Медицина, 2005. - 208с.
2. Будников Г.К. Тяжелые металлы в экологическом мониторинге водных систсем. //Соросовский образовательный журнал.- 1998.-,т. 4. №5,.-С.23-29
3. Владимиров Ю.А. Свечение, сопровождающие биохимические реакции. // Соросовский образовательный журнал.-1999.-,т.5, №6,- С.25-32
4. Зоров Д.Б., Банникова С.Е., Белоусов В.В. и др.Друзья или враги /.Активные формы кислорода и азота\\ Биохимия, -2005.- т.70, вып. 2.-С.265-272.
5. Кулинский В.И.. Активные формы кислорода и оксидативная модификация макромолекул: польза, вред и защита. // Соросовский образовательный журнал.- 1999.-, т.5, №1.- С.2-7
6. Сазонтова Т.Г., Архипенко Ю.В. Значение баланса прооксидантов и антиоксидантов - равнозначных участников метаболизма // Патологическая физиология и экспериментальная терапия.- 2007.- №3, С. 2-18
7. Фахрутдинов Р.Р. Свободнорадикальное окисление в биологическом материале и хемилюминесцентные методы исследования в экспериментальной и клинической медицине. - Уфа, 2002. - С. 102-104.
Сведения об авторе:
Богатов Михаил Анатольевич, аспирант кафедры химии и фармацевтической химии, Оренбургская государственная медицинская академия Росздрава 460000, г. Оренбург, ул. М. Горького, 45, тел. (3532) 776321, e-mail: bm-orenttural@yandex.ru
UDC 577.1: 546.2:616-092.9: 612.015.1 Bogatov M.A.
Orenburg State Medical Academy E-mail: orgma@esso.ru
INFLUENCE OF SMALL CONCENTRATION OF IRON ON INTENSITY OF PROCESSES OF FREELY RADICAL OXIDATION AT LABORATORY ANIMALS
The description of the effect of low concentrations of Fe2+ ions on the intensity of spontaneous and Fe-induced luminescence, and activity of antioxidant enzymes.
Key words: catalase, chemoluminescence, free-radical oxygenation
