CC BY
50
УДК 615.832/.835
О. Н. Просвирина, А. В. Зорькина
ВЛИЯНИЕ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ АЭРОИОНОВ КИСЛОРОДА НА НЕКОТОРЫЕ МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ И ВЕСОВЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ ХИМИОТЕРАПИИ РУБОМИЦИНОМ В УСЛОВИЯХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ НЕОПЛАЗИИ
В статье изложены результаты исследования влияния отрицательных аэроионов кислорода на некоторые показатели эндотоксикоза и весовые характеристики опухоленосителей при экспериментальной неоплазии в условиях применения антрациклинового антибиотика рубомицина.
Введение
Отрицательные аэроионы кислорода действуют как биокатализаторы, нормализующие и стимулирующие обмен веществ, что повышает сопротивляемость ко всем неблагоприятным воздействиям [1], способствуют снижению содержания в крови малонового диальдегида и увеличивают антиокси-дантные свойства плазмы [2, 3], стимулируют фибринолиз, уменьшают скорость и степень агрегации тромбоцитов [4], ограничивают рост опухоли в эксперименте [5].
Целью работы явилось исследование влияния отрицательных аэроионов кислорода на некоторые показатели эндотоксикоза и весовые характеристики опухоли при экспериментальной неоплазии в условиях применения антрациклинового антибиотика рубомицина.
Методы исследования
В работе использовался опухолевый штамм холангиоцеллюлярного рака РС-1 опухолевого банка РОНЦ им. Н. Н. Блохина. Эксперимент выполнен в весенний период на 30 нелинейных белых крысах обоего пола массой 80-90 г. Животные содержались в стандартных условиях вивария. На 20-е сутки роста опухоли животные были разделены на три серии (и123 = 10). Рубомицин вводили в дозе 4 мг/кг внутрибрюшинно на 20-е, 22-е, 24-е, 26-е сутки роста опухоли. Терапия отрицательными аэроионами кислорода, генерированными электроэффлювиальной люстрой «Эффлювион» (научно-производственный центр «Альфа-ритм», г. Саранск), проводилась ежедневно по 6 ч при концентрации 100000 аэроионов в 1 см3 в сутки с 20-х суток роста опухоли. Забой животных производился гильотинным способом на 36-е сутки после внутри-брюшинного введения тиопентала натрия в дозе 50 мг/кг.
В плазме крови определяли содержание АлТ, АсТ, креатинина, мочевины, глюкозы, концентрацию общего (ОКА) и эффективного (ЭКА) альбумина, вычисляли резерв связывания альбумина (РСА), индекс токсичности (ИТ) и индекс лейкоцитарной интоксикации (ИЛИ). В крови и гомогенатах печени, почек, сердца и опухоли определяли активность каталазы, суперок-сидисмутазы (СОД), содержание малонового диальдегида (МДА) и железом индуцированного малонового диальдегида (Бе-МДА), антиокислительную активность (АОА). В краевой зоне опухоли при увеличении х300 определяли
количество кровеносных сосудов для оценки влияния исследуемых препаратов на процесс ангиогенеза в опухолевой ткани и количество митозов [6].
Статистическая обработка результатов исследований проведена с помощью г-критерия Стьюдента с использованием программы Microsoft Excel. Вычисляли среднюю арифметическую выборочную (М), ошибку средней арифметической (m), коэффициент достоверности Стьюдента (г), критерий соответствия (%2). Изменения считали достоверными прир < 0,05.
Результаты и их обсуждение
Развитие опухоли в организме сопровождалось значительными изменениями в биохимических показателях. Так, у опухоленосителей выявлен рост маркеров цитолитического синдрома: активность аспарагиновой трансаминазы повысилась с 0,75 ± 0,05 до 2,12 ± 0,07 моль/с-л (р < 0,05), активность аланиновой трансаминазы - до 1,65 ± 0,18 моль/с-л (р < 0,001). Кроме того, выявлено снижение содержания глюкозы на 57% (с 9,15 ± 0,25 до 3,97 ± 0,32 ммоль/л, р < 0,001), что отражает мнение об опухоли как о ловушке глюкозы [7]. У животных-опухоленосителей наблюдалось повышение уровня креатинина с 0,05 ± 0,002 до 0,078 ± 0,01 мкмоль/л (р < 0,001), мочевины с 4,68 ± 0,24 до 7,87 ± 1,09 ммоль/л (р < 0,05) (рис. 1). Выявлены изменения электронно-акцепторных свойств альбумина: концентрация эффективного альбумина снизилась в четыре раза, ОКА - в 1,7 раза. О накоплении в крови токсинов свидетельствовало снижение РСА в три раза, увеличение ИТ в пять раз, ИЛИ - в 3,3 раза (рис. 2).
□ Интактные ПШ Контроль
□ Рубомицин □ Рубомицин + АИТ с 20-х суток
Рис. 1 Влияние аэроионотерапии (АИТ) и рубомицина на некоторые биохимические показатели организма опухоленосителя (в процентах к данным интактной группы животных): V - достоверность различия с данными интактной группы; * - достоверность различия с данными контрольной группы; # - достоверность различия с данными группы, получавшей только рубомицин
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0
□ Интактные Ф Контроль □ Рубомицин В Рубомицин + АИТ с 20-х суток
Рис. 2 Влияние комбинированного применения рубомицина и отрицательных аэроионов кислорода на некоторые показатели эндогенной интоксикации организма опухоленосителя (в процентах к данным интактной группы животных): v - достоверность различия с данными интактной группы; # - достоверность различия с данными контрольной группы; * - достоверность различия с данными группы, получавшей только рубомицин
В условиях роста холангиоцеллюлярного рака РС-1 выявлено значительное усиление процессов ПОЛ в организме животных на фоне резкого снижения антиоксидантной защиты. Указанные изменения наблюдались в крови и органах детоксикации. В эритроцитах и плазме крови отмечалось угнетение активности каталазы, повышение содержания МДА (рис. 3) на фоне снижения АОА. Усиление процессов ПОЛ и снижение антиоксидантной защиты выявлено в ткани печени, почках и кишечнике.
При моделировании химиотерапии рубомицином выявлено ограничение гипогликемии (см. рис. 1), увеличение РСА на 40% (р < 0,001) в сравнении с контролем (см. рис. 2).
Рубомицин в дозе 4 мг/кг способствовал повышению содержания МДА в плазме крови на 14% (р < 0,05), в гомогенатах печени на 26% (р < 0,05), в почках на 64% (р < 0,001) в сравнении с контрольной группой животных (см. рис. 2). При этом выявлено снижение активности СОД в ткани печени на 42% (р < 0,005), угнетение АОА в плазме крови на 52% (р < 0,01). К особенностям побочного действия антрациклиновых антибиотиков относится своеобразный кардиотоксический эффект [8, 9], связанный с образованием свободнорадикальных продуктов метаболизма ксенобиотика [10]. Так, при вве-
ЭКА ОКА РСА ИЛИ
дении рубомицина в дозе 4 мг/кг отмечалось угнетение активности ферментов антирадикальной защиты в сердце: активность каталазы уменьшилась на 54% (р < 0,05), активность СОД на 45% (р < 0,005) в сравнении с контролем. Наблюдалось угнетение АОА на 23% (р < 0,05) на фоне повышения содержания МДА на 49% (р < 0,05) в сравнении с контролем.
700 600 500 400
300
200
100
0
□ Интактные Н Контроль И Рубомицин 4 мг/кг □ Рубомицин 4 мг/кг + АИТ
Рис. 3 Влияние комбинированного применения рубомицина и отрицательных аэроионов кислорода на содержание МДА в крови и тканях опухоленосителя (в процентах к данным интактной группы животных): V - достоверность различия с данными интактной группы; # - достоверность различия с данными контрольной группы; * - достоверность различия с данными группы, получавшей только рубомицин
При оценке некоторых весовых характеристик опухоленосителей при проведении химиотерапии рубомицином выявлено снижение массы опухоли на 34%, ИМО на 38%. ИТРО составил 33,54 ± 7,05% (таблица 2). В микропрепаратах количество сосудов на одно поле зрения по сравнению с контролем уменьшилось на 46% (р < 0,001), митотическая активность в опухолевой ткани снизилась на 46% (р < 0,001), что говорит о выраженном противоопухолевом эффекте цитостатика.
В опухолевой ткани введение рубомицина вызывало активацию каталазы, при этом содержание вторичных продуктов ПОЛ, активность СОД и АОА достоверно не различались с контрольными данными (таблица 1).
Применяемые нами в эксперименте отрицательные аэроионы кислорода на фоне введения рубомицина корригировали показатели эндотоксикоза, нарушения в биохимическом звене гомеостаза, что проявлялось в снижении активности АсТ на 40% (с 1,95 ± 0,07 до 1,17 ± 0,09 моль/с-л, р < 0,001), уровня
V#
Эритроциты Плазма Печень Почки Сердце
креатинина на 19% (с 0,072 ± 0,003 до 0,058 ± 0,002 мкмоль/л, р < 0,005), повышении содержания глюкозы на 26% (с 5,1 ± 0,38 до 6,43 ± 0,27 ммоль/л, р < 0,05), нормализации уровня мочевины (см. рис. 1). Отрицательные аэроионы кислорода способствовали повышению ЭКА в 1,7 раза, снижению ИТ в 1,7 раза, повышению РСА в 1,4 раза в сравнении с данными животных, получавших только рубомицин (см. рис. 2).
Таблица 1
Влияние комбинированного применения рубомицина и аэроионотерапии на некоторые весовые характеристики животных-опухоленосителей при росте холангиоцеллюлярного рака РС-1 у крыс (М ± т)
Масса опухоли, г Индекс массы опухоли, % Индекс торможения роста опухоли,%
Контроль 55,43 ± 5,08 41,09 ± 4,29 —
Рубомицин 4 мг/кг 36,76 ± 4,08 р' < 0,05 25,53 ± 3,87 р' < 0,05 33,54 ± 7,05
Рубомицин 4 мг/кг + АИТ 19,33 ± 0,74 р < 0,001 р* < 0,005 17,48 ± 0,72 р < 0,001 р* < 0,05 64,1 ± 1,24 р* < 0,005
Примечания: р — достоверность различия с данными контрольной группы; р* -достоверность различия с данными группы, получавшей рубомицин.
Отрицательные аэроионы кислорода на фоне моделирования химиотерапии рубомицином повышали активность каталазы в плазме, почках, кишечнике на 144% (р < 0,001), 49% (р < 0,001) и 53% (р < 0,05) соответственно. При этом содержание МДА снизилось в эритроцитах на 8% (р < 0,05), в плазме на 52% (р < 0,001), в печени на 37% (р < 0,001), что говорит о подавлении активности процессов ПОЛ в этих тканях (рис. 3). На этом фоне отмечалось повышение АОА в эритроцитах, плазме, печени и кишечнике на 52% (р < 0,05), 106% (р < 0,001), 58% (р < 0,001) и 77% (р < 0,05) соответственно. В сердечной мышце отрицательные аэроионы кислорода способствовали уменьшению кардиотоксичности рубомицина, что выражалось в снижении содержания МДА на 49% (р < 0,005) на фоне повышения активности катала-зы на 71% (р < 0,001) и АОА на 110% (р < 0,001).
При использовании АИТ с 20-х суток эксперимента на фоне введения рубомицина в сравнении с группой животных, получавших только цитостатик, выявлено снижение массы опухоли на 47%, индекса массы опухоли на 32%, повышение ИТРО на 91% (таблица 1).
В ткани опухоли (таблица 2) наблюдалась стимуляция активности процессов липопероксидации: содержание МДА увеличилось на 50% (р < 0,05). При этом выявлено уменьшение АОА на 18% (р < 0,05) на фоне снижения активности каталазы на 60% (р < 0,001). При применении аэроионотерапии на фоне введения рубомицина количество кровеносных сосудов в краевой зоне опухоли уменьшилось в сравнении с контролем на 22% (р < 0,005), однако изученный показатель оказался на 82% (р < 0,001) выше, чем в группе животных, получавших только рубомицин. Отрицательные аэроионы кислорода оказали выраженное антимитотическое действие: количество митозов
уменьшилось на 51% (р < 0,001) в сравнении с таковым показателем в группе животных, получавших только химиопрепарат.
Таблица 2
Влияние комбинированного применения рубомицина и отрицательных аэроионов кислорода на некоторые показатели ПОЛ в опухоли (М ± т)
Каталаза, мКат/с • л МДА, ммоль/л Бе-МДА, ммоль/л АОА, ммоль/л СОД, у.е.
Контроль 0,71 ± 0,06 0,92 ± 0,06 17,4 ± 2,0 16,4 ± 1,9 67,3 ± 21,3
Рубомицин 1,31 ± 0,06 р' < 0,001 1,12 ± 0,18 р' > 0,05 14,4 ± 1,0 р' > 0,05 13,0 ± 1,1 р' > 0,05 39,9 ± 12,9 р' > 0,05
АИТ с 20-х суток + рубомицин 0,52 ± 0,04 р < 0,05 р* < 0,001 1,68 ± 0,08 р < 0,05 р* < 0,05 12,3 ± 0,4 р < 0,05 р* > 0,05 10,6 ± 0,3 р < 0,05 р* < 0,05 20,8 ± 1,9 р < 0,05 р* > 0,05
Примечания: р' - достоверность различия с данными контрольной группы, р* -достоверность различия с данными группы, получавшей рубомицин.
Таким образом, в организме опухоленосителя на фоне роста холангио-целлюлярного рака РС-1 отмечалось увеличение содержания вторичных продуктов перекисного окисления липидов, уменьшение антиоксидантной активности во всех органах дезинтоксикации. Повышение индекса лейкоцитарной интоксикации и индекса токсичности, снижение эффективной части альбумина, способного транспортировать токсины, резерва связывания альбумина свидетельствовало о высоком уровне эндогенной интоксикации организма. Полученные нами результаты согласуются с литературными данными [11, 12]. При моделировании химиотерапии рубомицином наблюдался выраженный противоопухолевый эффект цитостатика, а также наблюдалось проявление кардиотоксичности рубомицина, что проявлялось в повышении активности процессов перекисного окисления в гомогенатах миокарда. Активация процессов ПОЛ при введении рубомицина отмечалась и в органах детоксикации. Комбинированное применение цитостатика и отрицательных аэроионов кислорода оказало благотворное влияние на состояние органов детоксикации, увеличивая активность фермента тканевого дыхания, снижая процессы перекисного окисления липидов, увеличивая антиоксидантную активность. Отрицательные аэроионы повышали эффективную и общую концентрацию альбумина, резерв связанного альбумина. В биохимических показателях наблюдалось снижение активности маркеров цитолитического синдрома, креатинина, повышение уровня глюкозы в плазме. Использование АИТ способствовало повышению противоопухолевой активности рубомицина.
Выводы
1. Комбинированное применение рубомицина (4 мг/кг) и отрицательных аэроионов кислорода в условиях экспериментальной неоплазии вызывает снижение уровня эндогенной интоксикации и активности процессов пере-кисного окисления липидов в крови и тканях.
2. Использование отрицательных аэроионов кислорода при моделировании противоопухолевой химиотерапии рубомицином холангиоцеллюляр-ного рака РС-1 у крыс повышает противоопухолевую активность цитостати-
ка, способствуя снижению массы опухоли, индекса массы опухоли, ингибируя митотическую активность в опухолевой ткани.
Список литературы
1. Чижевский, А. Л. Руководство по применению ионизированного воздуха в промышленности, сельском хозяйстве и медицине / А. Л. Чижевский. — М., 1959. — 57 с.
2. Зорькина, А. В. Влияние гиподинамии на развитие патологических изменений легких в эксперименте, их профилактика и коррекция : автореф. дис. ... канд. мед. наук / А. В. Зорькина. — Казань, 1995.
3. Мельников, В. М. Влияние аэроионов кислорода на перекисное окисление липидов и некоторые антиоксидантные ферменты при комплексной фармакотерапии острого перитонита : автореф. дис. . канд. мед. наук / В. М. Мельников. — Саранск, 1997. — 17 с.
4. Скипетров, В. П. Функциональная оценка резервов системы гомеостаза. Физиология и патология гемостаза / В. П. Скипетров, В. В. Мартынова. — Полтава, 1991. — С. 170—171.
5. Богдашкина, О. Н. Влияние ЛБК-149 и отрицательных аэроионов кислорода на некоторые показатели эндотоксикоза при экспериментальной неоплазии : авто-реф. дис. . канд. мед. наук. — Саранск, 2002.
6. Карамышева, А. Ф. Ангиогенез опухоли: механизмы, новые подходы / А. Ф. Карамышева // Канцерогенез / под ред. Д. Г. Заридзе. — М. : Научный мир, 2000. — 432 с.
7. Ш апот, В. С. Биохимические аспекты опухолевого роста / В. С. Шапот. — М., 1975.
8. Личиницер, М. Р. Применение кардиоксана в качестве кардиопротекторного средства при противоопухолевой химиотерапии / М. Р. Личиницер, Г. В. Вышинская, Е. Д. Миньков [и др.] // Клиническая медицина. — 1996. — № 5. — С. 65—67.
9. Гершанович, М. Л. Кардиоксан: профилактика кардиотоксичности антрацик-линов / М. Л. Гершанович // Вопросы онкологии. — 2004. — № 4. — С. 108—112.
10. Г лушков, С. И. Состояние системы глутатиона в тканях сердца крыс при острых отравлениях доксорубицином / С. И. Глушков, С. А. Куценко, Т. М. Новикова // Вопросы онкологии. — 2005. — № 1. — С. 108—112.
11. Розенко Л. Я., Сидоренко Ю. С., Франциянц Е. М. // Вопросы онкологии. — 1999. — Т. 45. — № 5. — С. 538—541.
12. Троицкий, Г. В. Изменения структуры и изменчивость сывороточного альбумина в норме и при патологии / Г. В. Троицкий, Г. Ю. Ажицкий, С. Н. Багдасарян [и др.] // Молекулярная биология. — 1997. — № 12. — С. 89—98.
