CC BY
95
Экспериментальная медицина
УДК 613.84:612.015.11
ВЛИЯНИЕ ТАБАЧНОГО ДЫМА НА СВОБОДНОРАДИКАЛЬНОЕ ОКИСЛЕНИЕ IN VITRO И IN VIVO
М.М. Аль-Табиб, И.В. Петрова, Р.Р. Фархутдинов, Л.П. Герасимова,
ГБОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет», г. Уфа
Фархутдинов Рафагат Равильевич - e-mail: [email protected]
Изучали действие табачного дыма на свободнорадикальное окисление (СРО) в модельных системах, генерирующих активные формы кислорода (АФК), и в которых протекали реакции перекисного окисления липидов (ПОЛ), а также на ротовую жидкость курильщика. Для оценки состояния СРО использовался метод регистрации хемилюминесценции (ХЛ) - свечения, возникающего при взаимодействии радикалов. Измеряли ХЛ модельных систем до и после пропускания через них табачного дыма, а также ХЛ ротовой жидкости до и после курения. По разнице интенсивности ХЛ судили об изменении процессов СРО. Установлено, что табачный дым при пропускании через модельные системы, генерирующие активные формы кислорода и в которых протекают реакции перекисного окисления липидов, усиливает процессы образования свободных радикалов. Сразу после курения в ротовой жидкости подавляется генерация радикалов, обладающих микробицидными свойствами. В последующие 1-2 часа в ротовой жидкости отмечается увеличение свободных радикалов, инициирующих перекисное окисление липидов.
Ключевые слова: табачный дым, свободнорадикальное окисление, активные формы кислорода, модельные системы, слюна.
The impact of tobacco smoke on FRO was studied in model systems generating reactive oxygen species (ROS) in which lipid peroxidation (LPO) reactions took place and on smoker's mouth fluid. To assess the FRO state, the method of recording chemiluminescence (CL) - glow resulting from radical interaction was used. The model system CL was measured before and after passing tobacco smoke therethrough as well as the moth fluid CL before and after smoking. FRO process changes were assessed as per differing CL intensity. It was found that tobacco smoke while passing through model systems generating reactive oxygen species in which lipid peroxidation reactions took place enhanced free radical formation processes. The generation of radicals with microbicidal properties was suppressed in the mouth fluid at once after smoking. Within next one or two hours in the mouth fluid an increasing number of free radicals initiating lipid peroxidation was noted.
Key words: tobacco smoke, free radical oxidation, reactive oxygen species, model systems, spittle.
Согласно современным представлениям, появление активированных кислородных метаболитов (АКМ) -продуктов, образующихся в ходе одноэлектронного восстановления кислорода: свободных радикалов кислорода, азота и хлора, перекисей и других продуктов, обладающих высокой реакционной способностью, является первым в цепи реакций свободнорадикального окисления (СРО) в организме [1, 2]. Они инициируют процессы перекисного
окисления липидов (ПОЛ), повреждают биологические мембраны, вызывают оксидативноый стресс. Действие неблагоприятных факторов, в том числе загрязнение окружающей среды [3], приводит к нарушению регуляции СРО, развитию различных заболеваний, становится причиной роста нетрудоспособности и смертности населения. Одним из распространенных негативных экзогенных воздействий на организм является курение. При горении табака происходит
Экспериментальная медицина
IVh
МЕДИЦИНСКИЙ
АЛЬМАНАХ
цепная химическая реакция с участием свободных радикалов, которым отводится главная роль в развитии патологии легких курильщика [4]. Постоянное пополнение ассортимента табачных изделий ведет к увеличению малоизученных вредных воздействий с непредсказуемыми отдаленными последствиями. В этой связи исследование влияния табачного дыма на процессы СРО можно отнести к числу важнейших научных, практических и социальных задач.
Нами изучалось действие табачного дыма на СРО в модельных системах, генерирующих активные формы кислорода (АФК), и в которых протекали реакции пере-кисного окисления липидов [5], а также на ротовую жидкость курильщика [6]. Для оценки состояния СРО использовался метод регистрации хемилюминесценции (ХЛ) -свечения, возникающего при взаимодействии радикалов. Измеряли ХЛ модельных систем до и после пропускания через них табачного дыма, а также ХЛ ротовой жидкости до и после курения. По разнице интенсивности ХЛ судили об изменении процессов СРО.
В качестве первой модельной системы, в которой вызывали генерацию АФК, использовали 20 мл фосфатного буфера с добавлением цитрата и люминола. Состав среды: 20мМ КН2РО4, 105 мМ KCl, 50 мМ цитрат натрия, 10-5М раствор люминола (рН=7,5). В качестве инициатора добавлялся 1 мл 50 мМ раствора сернокислого железа. Окисление солей железа вело к появлению кислородных радикалов и сопровождалось ХЛ, усиливающейся в присутствии люминола. Свечение регистрировалось в течение 5 минут. Для оценки действия препаратов на перекисное окисление липидов из куриного желтка готовили липопротеиновые комплексы, сходные с липидами крови. Желток смешивали с фосфатным буфером в соотношении 1:5, гомогенизировали. ХЛ инициировали добавлением 1 мл 50 мМ раствора сернокислого железа, запускавшего процесс окисления ненасыщенных жирных кислот, входящих в состав липидов. По интенсивности развивающегося свечения судили о процессах ПОЛ. Ротовую жидкость получали через 5 мин. после ополаскивания ротовой полости. Отбирали 0,1 мл пробы и добавляли 0,5 мл физиологического раствора с 5х10-5 люминолом. Люминол (5-амино, 2,3-дегидро-4-фталазиндион) в присутствии активных форм кислорода окисляется и дает электрон - возбужденные карбонильные хромофоры с высоким квантовым выходом. Они резко повышают интенсивность свечения, связанного с образованием активных форм кислорода. Регистрацию свечения проводили на приборе «ХЛМ-003». Интенсивность свечения эталона составляла 5,1 х105 квантов/сек., которая была принята за одну относительную единицу. В качестве интегрального показателя интенсивности ХЛ использовали светосумму свечения за время измерения и максимальное значение. Статистическую обработку результатов проводили с помощью пакета программ «Statistica for Windows (release 5.0)». За основу взят t-критерий Стьюдента. Достоверными считали различия при р<0,01.
В модельных системах, где генерировались АФК и протекали реакции ПОЛ, пропускание табачного дыма усиливало ХЛ в 2-4 раза. У курильщиков интенсивность ХЛ ротовой жидкости зависела от стоматологического статуса ротовой полости. Она повышалась при наличии воспалительных процессов пародонта и, наоборот, уменьшалась при дистрофических изменениях. Уровень ХЛ ротовой жидкости сразу после курения снижался до нуля, через 10-15 минут наблюдалось повышение интенсивности свечения, которое достигало максимума через 1,5-2 часа и превышало исходные значения в 2,5-3 раза. Таким образом, выявлена способность табачного дыма усиливать генерацию АФК и ПОЛ в модельных системах in vitro, что указывает на его прооксидантные свойства. Интенсивность ХЛ ротовой жидкости является интегральным показателем состояния СРО и зависит как от антиоксидантной активности её жидкой части, так и от способности фагоцитирующих клеток слюны генерировать продукты восстановления кислорода [6]. Они обладают высоким окислительновосстановительным потенциалом, обеспечивают реализацию антибактериальных, антипаразитарных микробицид-ных функций фагоцитирующих клеток, отражают их функциональные возможности. В ротовой жидкости вначале наблюдается подавление генерации радикалов, что свидетельствует о снижении фагоцитарного звена иммунитета. За этим следует усиление образования свободных радикалов, способных повреждать клеточные мембраны тканей ротовой полости.
Выводы
1. Табачный дым при пропускании через модельные системы, генерирующие активные формы кислорода и в которых протекают реакции перекисного окисления липидов, усиливает процессы образования свободных радикалов.
2. Сразу после курения в ротовой жидкости подавляется генерация радикалов, обладающих микробицидными свойствами. В последующие 1-2 часа в ротовой жидкости отмечается увеличение свободных радикалов, инициирующих перекисное окисление липидов.
ш
ЛИТЕРАТУРА
1. Владимиров Ю.А. Свободные радикалы в биологических системах. Соросовский образовательный журнал. 2000. Т. 6. № 12. С. 13-19.
2. Менщикова Е.Б., Зенков Н.К., Ланкин В.З. и др. Окислительный стресс. Патологические состояния и заболевания. Новосибирск: АРТА, 2008. 376 с.
3.Величковский Б.Т. Экологическая пульмонология (роль свободнорадикальных процессов). Екатеринбург. 2001. 86 с.
4. Хронические обструктивные болезни легких. Клинические рекомендации / под редакцией А.Г. Чучалина. 2011. 589 с.
5. Фархутдинов Р.Р., Тевдорадзе С.И. Методики исследования хемилюминесценции биологического материала на хемилюминометре ХЛ-003. Методы оценки антиоксидантной активности биологически активных веществ. М.: РУДН, 2005. С. 147-154.
6. Гадиуллин А.М., Герасимова Л.П., Фархутдинов Р.Р. и др. Современный подход к выбору зубных паст с учетом свободнорадикального окисления ротовой жидкости. Уфа. 2012. 228 с.
