CC BY
33
БИОЛОГИЯ
УДК 577
ВЛИЯНИЕ ОЗОНИРОВАННОГО ФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО РАСТВОРА НА АКТИВНОСТЬ ГЛУТАТИОН^-ТРАНСФЕРАЗЫ В КРОВИ БОЛЬНЫХ МЕТАБОЛИЧЕСКИМ СИНДРОМОМ
© 2009 г. М.В. Ведунова 2, Е.А. Блёсткина 1,2 , К.Н. Конторщикова 2
1 Нижегородский госуниверситет им. Н.И. Лобачевского
2 Нижегородская государственная медицинская академия
Поступила в редакцию 30.01.2009
Проведен эксперимент in vitro у больных с метаболическим синдромом с целью изучения влияния различных концентраций озона на активность глутатион^-трансферазы и окислительной модификации белка плазмы крови. Низкие терапевтические дозы озона наиболее благоприятно влияют на активность фермента, достоверно снижая ее. Возможно, это связано с уменьшением количества субстрата данного фермента за счет активации антиоксидантной и детоксицирующей систем. Также происходит снижение спонтанной и индуцированной окислительной модификации белка. Наибольшее снижение обнаружено при воздействии озонированного физиологического раствора с концентрациями озона 0.65 мг/л и 0.33 мг/л.
Ключевые слова: глутатион-трансфераза, окислительная модификация белков, озон.
Введение
Метаболический синдром (МС) характеризуется серьезным нарушением гомеостатических реакций организма. Данные нарушения вызывают накопление в крови большого количества промежуточных и конечных продуктов метаболизма, что может привести к истощению детоксицирующей системы и в дальнейшем к развитию эндогенной интоксикации [1; 2, с. 233].
Одним из детоксицирующих ферментов является глутатион^-трансфераза (^Т), который за счет восстановленного глутатиона осуществляет прямую регенерацию липоперекисей в мембранах, без предварительного фосфолипаз-ного гидролиза, снижая последствия окислительного стресса и эндогенной интоксикации [3]. Конъюгация с глутатионом токсичных продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ) и окислительной модификации белков (ОМБ) способствует их выведению из организма [4].
К числу биологически активных агентов, стимулирующих детоксицирующую и антиоксидантную систему организма, относится озон. При парентеральном введении озона происходит активизация целого каскада биохимических
процессов. Это проявляется в активизации системы антиоксидантной защиты. Терапевтические дозы озона, введенные парентерально, существенно усиливают микроциркуляцию и улучшают трофические процессы в органах и тканях, обладают выраженным иммуномодулирующим эффектом, способствуют резкой активизации детоксикационной системы защиты организма [5].
Биологический эффект озона реализуется посредством его влияния на клеточные мембраны и заключается в нормализации уровня продуктов ПОЛ и антиоксидантной защиты. Многообразие механизмов лечебного действия озона определило широту его лечебного применения [6, с. 14].
Целью нашего исследования явилось изучение влияния озонированного физиологического раствора различной концентрации на активность глутатион^-трансферазы и уровень ОМБ в крови больных с метаболическим синдромом.
Материалы и методы
Проведен эксперимент in vitro с кровью больных с МС по изучению влияния различных
Таблица 1
Ход эксперимента
№ опыта 1 2 3 4
Цельная кровь 1 мл 1 мл 1 мл 1 мл
Физиологический раствор 0.5 мл неозонированного 0.5 мл озонированного раствора с концентрацией 1.3 мг/л 0.5 мл озонированного раствора с концентрацией 0.65 мг/л 0.5 мл озонированного раствора с концентрацией 0.33 мг/л
Инкубация 1 час при комнатной температуре и нормальных условиях
Центрифугируем 15 мин при 3000 об./мин
Таблица 2
Активность глутатион^-трансферазы при воздействии различных концентраций озонированного физиологического раствора (M ± m)
№ опыта Активность rST в плазме (моль/л-мин) Активность rST в эритроцитах (моль/л-мин)
1 25.64±2.82 278.16±13.67
2 27.27±2.55 297.62±14.05
3 24. 51 ±2. 51 279.31±12.01
4 20.13±2.09 249.12±12.41
Примечание: достоверные различия (р < 0.05) обнаружены между 1 и 4, 2 и 4 опытами как в плазме, так и в эритроцитах.
1 - с добавлением неозонированного физиологического раствора
2 - с добавлением озонированного раствора с концентрацией 1.3 мг/л
3 - с добавлением озонированного раствора с концентрацией 0.65 мг/л
4 - с добавлением озонированного раствора с концентрацией 0.33 мг/л
концентраций озона на активность rST и ОМБ. Контролем служила цельная кровь с добавлением равного объема неозонированного физиологического раствора (табл. 1).
После центрифугирования в плазме и эритроцитах мы исследовали активность rST (Кар-пищенко, 2002), а также уровень ОМБ в плазме крови (Дубинина, 1995).
Метод определения активности rST основан на определении скорости ферментативного образования глутатион-2,4-динитробензола в катализируемой ферментом реакции восстановленного глутатиона с 1-хлор-2,4-динитро-бензолом, поскольку водный раствор образующегося продукта имеет максимум светопогло-щения при длине волны 340 нм [7, с. 400].
Метод определения окислительной модификации белков основан на реакции взаимодействия окисленных аминокислотных остатков белков с 2,4-динитрофенилгидразином с образованием 2,4-динитрофенилгидразонов, которые регистрируют спектрофотометрически.
Статистическая обработка проводилась с помощью пакета программ Microsoft Exel, Biostat 4.3.
Результаты и их обсуждение
Проведено исследование активности ^Т при различных концентрациях озонированного физиологического раствора. Полученные результаты представлены в табл. 2.
Из таблицы видно, что достоверное изменение активности фермента наблюдается при минимальной концентрации озона. Добавление озонированного физиологического раствора с концентрацией 1.32 мг/л вызывает незначительное увеличение активности фермента и в 18% случаев высокий процент гемолиза, что может быть связано со снижением перекисной устойчивости мембран при развитии эндогенной интоксикации. Таким образом, именно применяемые низкие терапевтические дозы озона, которые соответствуют концентрации озона в организме больного при озонотерапии, наиболее благоприятно влияют на активность фермента, достоверно снижая ее.
Кроме активности ^Т, нами был исследован уровень ОМБ - одного из субстратов данного фермента (табл. 3). Изучение ОМБ важно для понимания особенностей работы фермента,
Таблица 3
Уровень спонтанной и индуцированной окислительной модификации белков плазмы крови при воздействии различных концентраций озонированного физиологического раствора (М ± т)
№ опыта Спонтанное окисление Индуцированное окисление
1 76.36±2.256* 246.2±30.36
2 60.92±12.68* 136.6±30.65
3 57.64±6.11* 120.6±5.736
4 34.5±5.969* 62.69±7.761
- достоверные различия (р < 0.05) обнаружены между 1 и 4, 2 и 4 опытами при спонтанном окислении.
поскольку модификация белкового окружения и молекул фермента влияет на работу ^Т.
Низкие дозы озона способны снижать спонтанную и индуцированную ОМБ за счет активации антиоксидантной системы. Несмотря на то, что озон является сильным окислителем и может выступать индуктором окисления белковых молекул, эффекты, связанные с активацией антиоксидантной системы, преобладают при всех используемых дозах озона. Наибольшее воздействие на спонтанное и индуцированное окисление оказывают концентрации, равные
0.33 и 0.65 мг/л. Существенное снижение ОМБ в эксперименте обнаружено для продуктов, регистрируемых при 430 и 530 нм. Согласно литературным данным, именно продукты, регистрируемые на этих длинах волн, увеличиваются при атеросклерозе и гипертонической болезни (заболеваниях, входящих в комплекс МС) [8]. Ранее нами были получены данные о том, что применение низких доз озона при коррекции метаболических нарушений приводит к снижению этих продуктов.
Следовательно, применяемые дозы озона способны влиять на активность ^Т плазмы и эритроцитов, снижая ее. Также происходит снижение окислительной модификации белков плазмы крови. Изменение активности ^Т, на наш взгляд, связано с уменьшением количества субстрата данного фермента за счет активации антиоксидантной и детоксицирующей систем.
Список литературы
1. Строев Ю.И., Цой Л.П., Чурилов Л.П., Шишкин А.Н. Классические и современные представления о метаболическом синдроме // Вестник Санкт-Петербурского университета. 2007. Сер. 11. Вып 1. С. 3-15.
2. Метаболический синдром / Под ред. Ройтберг. М.: Изд-во «Медпресс», 2007.
3. Колеснеченко Л.С., Кулинский В.И. Глутати-онтрансферазы // Успехи современной биологии.
2000. Т. 107. Вып. 2. С. 179-194.
4. Tateishi N., Wang W. Glutathione: metabolism and physiological functions // Pharmacol. Reviews.
2001. V. 50. № 3. P. 335-355.
5. Конторщикова К.Н. Озонотерапия: биологические механизмы эффективности // Экспериментальная и клиническая дерматокосметология. 2004. № 3. С. 13-21.
6. Перетягин С.П. Озонотерапия. Методические рекомендации. Н. Новгород, 1996.
7. Медицинские лабораторные технологии / Под ред. А.И. Карпищенко. СПб., 2002. Т. 2.
8. Коробейникова Э.Н., Кудревич Ю.В., Яшина Л.М. Окислительная модификация белков сыворотки крови у больных ишемической болезнью сердца и гипертонической болезнью сердца с дислипопротеи-немией и без нее // Клиническая лабораторная диагностика. 2006. № 4. С. 22-24.
9. Kahn R., Buse J., Ferrannini E., Stern M. The metabolic syndrome: time for critical appraisal: Joint statement of ADA and EASD // Diabetologia. 2005. V. 48. P. 1684-1699.
IMPACT OF THE OZONIZED PHYSIOLOGICAL SOLUTION ON GLUTATHIONE S-TRANSFERASE ACTIVITY IN THE BLOOD OF PATIENTS WITH METABOLIC SYNDROME
M. V. Vedunova, E.A. Blyostkina, K.N. Kontorshchikova
An in vitro experiment has been carried out for metabolic syndrome patients to study the impact of different ozone concentrations on the glutathione-S-transferase activity and oxidative modification of blood plasma proteins. Low therapeutic ozone doses most favorably influence the enzyme activity showing a reliable reduction. This is possibly related to the decrease of the enzyme substrate due to the activation of antioxidant and detoxic systems. There has also been a decrease in spontaneous and induced oxidative protein modifications. The most significant decrease was found for solutions with ozone concentrations 0.65 mg/l and 0.33 mg/l.
Keywords: glutathione-S-transferase, oxidative modification of proteins, ozone.
