Влияние в подостром опыте олигоэфирциклокарбоната на обмен моноаминов и активность процессов дезаминирования в субтоксических дозах Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

Том 18. N 3-4 2014 р.

ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА МЕДИЦИНА

© Багмут И.Ю.

УДК 616 - 008.9: 615.27] - 092.9

ВЛИЯНИЕ В ПОДОСТРОМ ОПЫТЕ ОЛИГОЭФИРЦИКЛОКАРБОНАТА НА ОБМЕН МОНОАМИНОВ И АКТИВНОСТЬ ПРОЦЕССОВ ДЕЗАМИНИРОВАНИЯ В СУБТОКСИЧЕСКИХ ДОЗАХ

Багмут И.Ю.

Харьковская академия последипломного образования, Харьков, Украина

Вдома провдна роль oómíhy богенних моноамнн¡в при розвитку захворювань центрально)' нервово)' системи (ЦНС), серцево-судинно)' системи (ССС), психчних i онкологчних захворюваннях та ¡н. При цьому спостергаеться патогенетичне значення порушення каталттично)' активнот моноамнооксидази (МАО), як забезпечують окисне дезамннування первинних, вторинних i третинних моноамИв i пдтримують на певному фволоичному р'вн"! вм)ст катехоламнв, серотоннну, псамму, триптамнну та н. Це знаходить свое мсце при багатьох захворюваннях i па-толог1чних станах:опромненн, злояк .¡сному рот, ппервiтамiнозi Д, холодовому стреС, ппоксп, пперхолестерине-м) черепно-мозковй травм¡. Метою роботи було вивчення активное МАО i зм)студеяких богенних моноамiнiв та )х попередникв пд впливом субтоксичних доз олпоеф1рцикпокарбонату в плазм i кров i, печiнцi та головному моз-ку щурю.. На 40 б ¡лих щурах популяц) В ¡стар в п ¡дгострому досл ¡д i вивчено дю малих субтоксических доз ново)' хммно)' речовини, що вдноситься до простих полiефiрiв-олiгоефiрциклокарбонату марки П-803. У печннщ i головному мозку оцнювалося вм с адреналнну, норадреналнну, ДОФА, дофам ну, серотон ¡ну, триптофану. Змст ДОФА, дофамнну, адреналнну, норадреналнну, серотонну, триптофану, активнсть тромбоцитарно)' МАО-В i змс моноамi-нв визначали також i в плазм'1 кров!'. Вивчення впливу обмнну богенних моноамИв в головному мозку пд впливом субтоксических доз олiгоефiрциклокарбонату виявило пдвищення р1вня ДОФА-попередника дофам ¡ну на 34,27% i 28,16%, вщповщно пд впливом 1/10 i 1/100 LD50. В печнц вдзначалося зниження вм!сту ДОФА, дофа-мну, норадреналнну та адреналнну пд впливом олiгоефiрцикпокарбонату в доз.i 1/10 i 1/100 LD50. Речовина в 1/1000 LD50 не порушувала обмнн богенних моноамЫв. Аналз результатв обмнну серотон 'ну в печнц i головному мозку виявив зниження триптофану та пдвищення р1вня серотон¡ну п д впливом олiгоефiрциклокарбонату в 1/10 i 1/100 LD50. Визначення вм1сту в сироватц кровi богенних моноамiнiв виявило зниження р1вня дофамнну, адреналнну, норадреналну та )х попередника ДоФа на ш пдвищення серотон 'ну. Активн.сть тромбоцитарно)' моноамнооксидази (МАО-В) була значно пдвищена пд впливом ксеноботику в 1/10 i 1/100 LD50. Висновки: 1. Ол¡гоефiрциклокарбонат П-803 в 1/10 i 1/100 LD50 активуе процеси окисного дезамннування на тл '1 iнпбування в малих дозах ерготропно)' функцн орган ¡зму, яка пов'язана з посиленням трофотропно)', як захисно-пристосувально)' реакци, що спрямоване на забезпечення сталос-i внутршнього середовища органзму. 2. В 1/1000 LD50 ксенсботик не впливае на порушення о6м!ну моноамИв i процесв окисного дезамннування. 3. Дослджено ннтенсивнсть о6м!ну богенних амЫв в клттинних структурах, яка проявляется активуванням процесв окисного дезамннування i посиленням трофотропно)' функцн орган ¡зму, що свдчить про активн)сть патологчного процесу у сироватц кров,, печннщ та головному мозку щурв.

^№40Bi слова: ксенобютик, адреналЫ, норадерналЫ, ДОФА, дофамш, серотожн, триптофан, плазма кров^ печшка i головний мозок щурiв.

Данная работа является фрагментом НИР ХНМУ «Вивчення механ1зм1в бюлог^чноТ di'í простих пол1еф1р1в у зв'язку з проблемою охорони навколишнього середовища», государственный регистрационный номер 0110U001812.

В последнее время трудно найти уголок планеты, на котором не отразилась бы деятельность человека. Возросла доля отрицательного влияния на биосферу химической промышленности органического синтеза, поверхностно-активных веществ (ПАВ), синтетиче-

ских моющих средств (СМС), пестицидов, гербицидов, алкилирующих соединений, простых полиэфиров, макроциклов и др. [1]. За последние десятилетия во всем мире синтезированы десятки миллионов химических веществ, которые являются зачастую высо-

* Цитування при атестацп кадрiв: Багмут И.Ю. Влияние в подостром опыте олигоэфирциклокарбоната на обмен моноаминов и активность процессов дезаминирования в субтоксических дозах // Проблеми екологп i медицини. - 2014. - Т. 18, № 3-4. - С. 58 -61.

костабильными, токсичными и обладают выраженной биотропностью и способностью оказывать отдаленные последствия их влияния: генотоксичность, мутагенез, канцерогенез, тератогенез, иммунологическая недостаточность и др. Значительная химическая нагрузка на биосферу создала новую экологическую ситуацию, которая способна формировать развитие многих заболеваний и патологических состояний. С развитием научно-технического прогресса антропогенная деятельность продолжает создавать такие условия труда и быта, которые ограничивают или суживают диапазон влияния на человека факторов природной окружающей среды, прежде всего естественного происхождения - ультрафиолетового излучения, водных объектов, лесных массивов и др. Все это отражается на резистентности и реактивности организма к воздействию вредных физических, химических, биологических и социально-средовых факторов. Исследования свидетельствуют, что адекватный количественный и качественный ответ организма на воздействие отрицательных источников - это основа физиологически полной и своевременной адаптации к изменениям, происходящим в среде обитания человека и является залогом сохранения и укрепления здоровья. Вместе с тем, длительное и негативное влияние на организм химических веществ в субтоксических дозах, способно привести к нарушению гомео-стаза, срыву защитно-приспособительных механизмов адаптации и развитию патологических состояний. За последние десятилетия собралось достаточно сведений, которые убедительно показывают ведущую роль обмена биогенных моноаминов при формировании заболеваний центральной нервной системы (ЦНС), сердечно-сосудистой системы (ССС), психических и онкологических заболеваниях и др. При этом отмечается патогенетическое значение нарушения каталитической активности моноаминооксидаз, которые обеспечивают окислительное дезаминирование первичных, вторичных и третичных моноаминов. Таким образом, моноаминооксидазы (МАО) поддерживают на определенном физиологическом уровне содержание катехоламинов, серотонина, гистамина, триптамина и др. [2,3,4,5,6,7,8]. Изменение свойств и активности МАО обнаружены пи многих заболеваниях и патологических состояниях: облучении, злокачественном росте, гипервитаминозе Д, холодовом стрессе, гипоксии, гиперхолестеринемии, черепно-мозговой травме [9,10,11,12,13,14,15]. В литературе имеются данные, свидетельствующие о наличии прямой корреляционной связи между интенсивностью обмена биогенных аминов в клеточных структурах и степенью активности патологического процесса в различных органах. Учитывая выше сказанное актуальным являлось изучение активности МАО и содержания некоторых биогенных моноаминов и их предшественников под влиянием субтоксических доз олигоэфирцикло-карбоната в различных органах и тканях.

Материалы и методы исследования

В работе было использовано новое химическое вещество, относящееся к простым полиэфирам -олигоэфирциклокарбонат марки П-803. Это соединение нашло широкое применение для получения пла-

стмасс, пенопластов, эпоксидных смол, лаков, эмалей, пенополиуретанов и др. [1]. Выбор данного соединения обоснован большими объемами производства, широким контактом с населением и отсутствием прогностической характеристики потенциальной опасности для человека и теплокровных животных. На основании оценки параметров острой токсичности олигоэфирциклокарбонат относится к малотоксичным соединениям, не обладающим кумулятивными свойствами и видовой чувствительностью. Среднесмер-тельная доза (LD50) была установлена на уровне 18,75 г/кг массы животного, а коэффициент кумуляции (Кк) на уровне 7,82. Программа исследований предусматривала проведение подострого токсикологического опыта на половозрелых белых крысах популяции Вистар, массой 180-200 г. В соответствии с условиями эксперимента животным ежедневно, утром до кормления, на протяжении 45 суток, с помощью металлического зонда водились перорально водные растворы вещества из расчета 1/10; 1/100; 1/1000 LD50. Контрольная группа животных получала соответствующие объемы питьевой воды. В эксперименте было использовано 40 белых крыс при соблюдении биоэтики и принципов «Европейской конвенции о защите позвоночных животных, которые используются для научных и других целей »-Страсбург, 1985 г. Программа исследования предусматривала определение активности тромбоцитарной МАО-В по скорости образования продукта реакции дезаминирования - бен-зальдегида [16]. Содержание ДОФА, дофамина, адреналина, норадреналина, серотонина, триптофана в плазме крови определяли спектрофлуориметриче-ским методом на спектрофотометре фирмы «Хита-чи»-МПР-4 [17]. В печени и головном мозге оценивалось содержание адреналина, норадерналина, ДОФА, дофамина, серотонина, триптофана. Исследования выполнялись по методу Y. Endo, Y. Odura [18]. Для связывания биогенных моноаминов их предшественников была использована карбоксиметилцел-люлоза (КМЦ) фирмы «Reanal», емкость 0,6-0,8 мэкв/ч. Окисление катехоламинов и ДОФА производили методом, описанным у G. Slabo и соавт. [19]. Спектрофлуориметрическое определение уровней биогенных моноаминов и их предшественников осуществлялось на спектрофотометре фирмы «Хитачи» МПР - 4, после колоночной хроматографии. Количественные их уровни оценивались по калибровочным кривым. Статистическая обработка полученных результатов осуществлялась с использованием критерия Стьюдента-Фишера.

Результаты исследования и их обсуждение

Изучение влияния обмена биогенных моноаминов в головном мозге под влиянием субтоксических доз олигоэфирциклокарбоната обнаружило повышение уровня ДОФА - предшественника дофамина на 34,27% и 28,16%, соответственно под влиянием 1/10 и 1/100 LD5o. При этом отмечалось снижение дофамина на 31,77% и 28,24%, норадреналина на 46,16% и 19,24%, адреналина на 69,77% и 34,89%, соответственно в условиях токсификации белых крыс 1/10 и 1/100 LD50 (табл.1). В дозе 1/1000 LD50 ксенобиотик не нарушал обмен моноаминов в головном мозге.

Таблица 1

Влияние олигоэфирциклокарбоната П-803 в субтоксических дозах на обмен моноаминов в головном мозге

в подостром опыте (мкг/г ткани)

Показатели Группа наблюдения, LD50 (М±т)

Контроль (n=10) 1/10(n=10) 1/100(n=10) 1/1000(n=10)

ДОФА 2,13±0,12 2,86±0,17* 2,73±0,21 * 2,25±0,23

Дофамин 3,40±0,37 2,32±0,28* 2,44±0,26* 3,48±0,27

Норадреналин 0,78±0,06 0,42±0,04* 0,63±0,07* 0,75±0,14

Адреналин 0,43±0,08 0,13±0,015* 0,28±0,09* 0,45±0,16

Примечание: * различия достоверные р<0,05

В печени отмечалось снижение содержания ДОФА, дофамина, норадреналина и адреналина под влиянием олигоэфирциклокарбоната в дозе 1/10 и 1/100 LD50 (табл.2) Вещество в 1/1000 LD50 не нарушало обмен биогенных моноаминов. Так, было обна-

Влияние олигоэфирi

ружено снижение ДОФА на 36,80% и 23,46%, дофамина на 46,83% и 28,39%, норадреналина на 50,62% и 28,40%, адреналина на 59,10% и 50,0%, соответственно под влиянием 1/10 и 1/100 Ю50.

Таблица 2

карбоната П-803 на обмен моноаминов в подостром опыте в печени под влиянием субтоксических доз (мкг/г ткани)

Показатели Группа наблюдения, LD50 (М±т)

Контроль (n=10) 1/10(n=10) 1/100(n=10) 1/1000(n=10)

ДОФА 4,05±0,36 2,56±0,42* 3,10±0,28* 3,85±0,25

Дофамин 1,73±0,19 0,92±0,07* 1,24±0,14* 1,83±0,21

Норадреналин 0,81 ±0,09 0,40±0,05* 0,58±0,12* 0,78±0,08

Адреналин 0,22±0,03 0,09±0,002* 0,11 ±0,02* 0,23±0,04

Примечание: * различия достоверные р<0,05

Анализ результатов обмена серотонина в печени и головном мозге обнаружил снижение триптофана и повышение уровня серотонина под влиянием олигоэфирциклокарбоната в 1/10 и 1/100 LD50. (табл. 3). Триптофан в печени снижался на 72,52% и 47,99%, в головном мозге на 30,53% и 28,34%, соответственно у

Влияние олигоэфи

групп животных, токсифицированных 1/10 и 1/100 LD50. При этом, серотонин в печени повышался на 228,07% и 127,36%, а в головном мозге на 119,02% и 62,31%, соответственно под влиянием 1/10 и 1/100

LD50.

Таблица 3

карбоната на обмен серотонина в печени и головном мозге под влиянием субтоксических доз (мкг/г ткани)

Показатели/органы Группа наблюдения, LD50 (М±т)

Контроль (n=10) 1/10(n=10) 1/100(n=10) 1/1000(n=10)

Печень/триптофан 13,9±1,25 3,82±0,36* 7,23±0,65* 14,5±1,17

Печень/серотонин 2,85±0,74 9,35±0,78* 6,48±0,54* 3,16±0,26

Головной мозг/триптофан 5,93±0,82 4,12±0,37* 4,25±0,46* 5,88±0,62

Головной мозг/серотонин 2,68±0,37 5,87±0,42* 4,35±0,36* 2,74±0,28

Примечание: * различия достоверные р<0,05

Определение содержания в сыворотке крови биогенных моноаминов выявило снижение уровня дофамина, адреналина, норадреналина и их предшественника ДОФА на фоне повышения серотонина (табл.4). Активность тромбоцитарной моноаминоок-сидазы (МАО-В) была значительно повышена под

Влияние олигоэфирциклокарбоната П-803 на активность

влиянием ксенобиотика в 1/10 и 1/100 LD50, что указывает на усиление процессов окислительного деза-минирования в этих дозах. Олигоэфирциклокарбонат в 1/1000 LD50 не оказывал влияние на обмен биогенных моноаминов.

Таблица 4

чбоцитарной МАО-В и содержание моноаминов в сыворотке крови под влиянием субтоксических доз ксенобиотка.

Показатели Группа наблюдения, LD50 (М±т)

Контроль (n=10) 1/10(n=10) 1/100(n=10) 1/1000(n=10)

Дофамин (мкмоль/л) 0,83±0,05 0,52±0,04* 0,63±0,05* 0,86±0,08

Серотонин (мкмоль/л) 0,29±0,02 0,94±0,08* 0,77±0,06* 0,31 ±0,05

МАО-В (нмоль/мг белка-мин.) 0,37±0,04 0,85±0,06* 0,68±0,05* 0,41 ±0,06

Адреналин (нмоль/л) 2,40±0,25 0,46±0,03* 0,62±0,07* 2,30±0,35

Норадреналин (нмоль/л) 2,56±0,19 0,52±0,07* 1,25±0,11 * 2,44±0,22

ДОФА (нмоль/л) 17,80±2,65 5,87±0,62* 8,38±0,76* 15,69±1,85

Примечание: * различия достоверные р<0,05 Выводы:

Таким образом, результаты исследований свидетельствуют, что олигоэфирциклокарбонат П-803 в 1/10 и 1/100 LD50 активирует процессы окислительного дезаминирования на фоне ингибирования в этих

дозах эрготропной функции организма, которая сопряжена с усилением трофотропной, как защитно-приспособительной реакции, что направлено на обеспечение постоянства внутренней среды организма. В 1/1000 Ю50 ксенобиотик не влияет на наруше-

ние обмена моноаминов и процессов окислительного

дезаминирования.

Литература

1. Жуков В.И., Попова Л.Д., Зайцева О.В., Кратенко Р.И. и др. Простые и макроциклические эфиры: Научные основы охраны водных объектов. - Харьков, Торнадо, 2000,-438 с.

2. Акопян А.А.. Арутнян М.В., Агавелян А.М.. Роль моноами-нооксидазы в патологии толстой кишки // Вопросы мед химии. - 1994. - Т. 40,№6. - С. 54-57.

3. Акопян А.А., Промыслов М.Ш. Моноаминооксидаза мозга при черепномозговой травме. // Вопросы мед химии. -1984. - Т.30,№ 1. - С. 75-77.

4. Бурчинский С.Г., Кузнецов С.М. Моноаминооксидаза мозга и ее ингибиторы в геронтологии // Вопросы мед химии. - 1988. - №4. - С. 2-9.

5. Ашмарина И.П., Ступалова П.В.. Нейрохимия. Москва, 1996. - 427 с.

6. Горошинская И.А. Роль моноаминооксидазы в реакции организма на экстремальное воздействие. Диссертация на соискание ученой степени д.б.наук, Ростов - на - Дону, 1998. - 411 с.

7. Камышанская Н.С., Гокин В.З.,Войтенко Н.Н. Множественные формы МАО головного мозга крысы при экстремальной кататонии // Вопросы мед химии. - 1990. -Т.36,№5. - С. 32-34.

8. Горкин В.З., Овчинникова Л.Н. Система Аминооксидаз: современные достижения в исследовании природы, функций и их нарушений // Вопросы мед химии. - 1993. -Т.39,№4. - С. 2-10.

9. Горкин В.З. Аминооксидазы и их значение в медицине. Москва. - 1981. - 334 с.

10. Горкин В.З. Современные достижения в исследованиях специфического ингибирования и природы МАО (обзор). Вопросы мед химии, 1982. - №2. - С. 2-9.

11. Типтон К.Ф. Ингибиторы МАО и прессорный ответ на пищевые амины // Вопросы мед химии. - 1997. - Т.43,№6. -С. 494-498.

12. Levitt P., Pintar J.E. and Breakefield X.O. // Proc. Natl. Acad. Sci. - 1982. - Vol. 79. - P. 6385-6389.

13. Рамсэй Р. Механистическое исследование по МАО: значение для МАО - А и МАО - В в in situ // Вопросы мед химии. - 1997. - Т. 43, №6. - С. 457-469.

14. Медведев А.Е.. Горкин В.З. Роль моноаминооксидаз в регуляции энергетических функций митохондрий // Вопросы мед химии. - 1991. - Т. 37,№ 5. - С. 2-6.

15. Медведев А.Е., Типтон К.Ф. Окислительная модификация моноаминооксидаз // Вопросы мед химии. - 1997. -Т.43,№6. - С. 417-418.

16. Волошина О.Н., Москвитина Т.А. Способ определения моноаминооксидазной активносоти тромбоцитов // Лабораторное дело. - 1985. - №5. - С. 289.

17. Матлина Э.Ш. Методы исследования некоторых гормонов и медиаторов. Москва. - 1965. - 205 с.

18. Endo Y., Ogura Y. Arapid and simple determination of histamine and polyamines // Japan J. Pharmacol. - 1975.-№ 25. -P. 610-612.

19. Slabo G., Kovaes G.L. Teleqdy G. A modified sereening method for rapid simultaneous determination of dopamine, noradrenaline and serotonin in the same brain region // Acta Physiol. Hung. - 1983. - Vol. 61 (1-2). - P. 51-57.

ENGLISH VERSION: INFLUENCE OF SUBACUTE EXPERIMENT WITH EXCHANGE OLIGOETHERCYKLOCARBONAT IN SUBTOXIC DOSES ON MONOAMINES AND ACTIVE PROCESSES DEAMINATION

Bagmut I.Yu.

Kharkov Medical Academy of Postgraduate Education, Kharkov, Ukraine

Abstract. The effects of small doses of a new sub-toxic chemical substance belonging to polyethers-oiigoethercykiocarbonat type P-803 was investigated n 40 white Wistar rats in the subacute experiment. In the iiver and brain adrenaline, noradrenaline, DOPA, dopamine, serotonin, tryptophanwere rated. DOPA content, dopamine, epinephrine, norepinephrine, serotonin, tryptophan platelet activity and MAO-B were determined as the content of monoamines and plasma. Studies suggest that oligoethercyklocarbonat P-803 in 1/10 and 1/100 LD50 activates processes of oxidative deamination on the background of inhibition ergotropic function at these doses.

Keywords: xenobiotic, adrenaline, noradernalin, DOPA, dopamine, serotonin, tryptophan, blood plasma, liver and brain of rats.

This work is a piece of research KhNMU "Study of mechanisms of biological action of simple polyethers have problems in health circumflex media", state registration number 0110U001812.

Introduction. state. Development of scientific and technological pro-

It has been lately become hard to find a corner of the

gress, human activities continues to create such working

. , . , ..j,. m x . . ... TL and living conditions that limit or narrow the range of ef-

planet which wou|d not bee fected human activities. The fects on the human factors of the natural environment,

Pr°Portion of negative impact on the biosphere by chemh primarily of natural origin-ultraviolet radiation, water bodies,

ra organic synth^, surfaœ-active agents ^rtactanteO, forests, etc. All this isreflected in the resistance and reac-

detergents ( (CMC), pesticides, herbicides, akylatJng tance to the effects of harmful physical, chemical, biologi-

agents, polyether macrocycles and others is signyficant[1]. . , . . , 0. .. . .

' ^ 1 . , .xi- ,j u. ■ , L cal and socio-environmental factors. Studies suggest that

Over the past decade the world synthesized tens of mil- , . ... .. , ... .. 3f

.. , i . ., . „ , . ,, . ,, . , an adequate qualitative and quantitative impact on the

lions of chemicals that are often highly stable, toxic and u-j. t ■tuu-iin -j

, , ,. . , t-i-i x ..I body's response to negative sources is the basis of full and have a pronounced biotropic and ability to provide long-

r . ■ ■. timely physiologically adaptation to the changes in the hu-

term consequences of their influence: genotoxicity, man environment and the key to the preservation and

mutagenfs, ,carhcino9enef' terato|genesis,'mmkune df promotion of health. However, long-lasting and negative

ciency, etc.^Much of the chemical load on the biosphere impact on the body of chemicals n sub-tooxic doses can

has created a new environmental situation which can lead to disruption oof homeostasis, disruption of protective

shape the development of many diseases and pathological and adaptive mechanisms of adaptation and the "develop-

To cite this English version: Bagmut I.Yu. Influence of subacute EXPERIMENT with exchange oligoethercyklocarbonat In subtoxic Doses On monoamines and active processes deamination / /Problemy ekologii ta medytsyny. - 2014. - Vol 18, № 3-4. - P. 61 -63.