CC BY
18
УДК 577.15:612.017:632.95:611.81
Салига Ю.Т., ® кандидат бюлопчних наук ([email protected]) 1нститут бюлогп тварин НААН Украти, м. Львгв
ВПЛИВ ХЛОРП1РИФОСУ НА ДЕЯК1 ПОКАЗНИКИ АНТИОКСИДАНТНО1' СИСТЕМИ У Р1ЗНИХ В1ДД1ЛАХ ГОЛОВНОГО МОЗКУ ЩУР1В
У статт1 представлено дат за результатами дослгджень впливу щоденного введення щурам хлортрифосу per os протягом одного м1сяця у доз1 15мг/кг маси тыа на активтсть супероксиддисмутази, глутатюнпероксидази, каталази та вм1ст малонового диальдеггду у тканинах великих твкуль, мозочка та гтокампу.
Ключовi слова: хлоршрифос, центральна нервова система (ЦНС), нейротоксичтсть, система антиоксидантного захисту, супероксиддисмутаза, глутатюнпероксидаза, каталаза, малоновий диальдеггд, мозок.
Вступ. Хлоршрифос (C9HhQ3N03PS, О-(3,5,6-трихлортридил-2)-О,О-диетилтюфосфат, О,О-диетил-О-3,5,6-трихлор-2-шридилфосфоротюат) широко застосовуеться у свт як самостшний шсектицид, а також входить до складу багатьох шших агрохiмiчних препараив. Хлоршрифос (ХП) належить до класу фосфороргашчних сполук, котр^ як вщомо, характеризуются високою бiологiчною активнiстю, а багато яю з них е сильними отрутами. Вважаеться, що патогенетичний механiзм токсично1 дiï ХП полягае в основному у пригшченш ним активностi ацетилхолшестерази (АХЕ) - ферменту, що гiдролiзуе ацетилхолiн i е ключовим у процес синаптичноï передачi нервових iмпульсiв [5]. Необхiдно наголосити, що в останш роки з'явився цiлий ряд наукових повщомлень про можливi iншi механiзми дiï ХП, якi не пов'язаш з iнгiбуванням АХЕ [6]. Зокрема, встановлено, що отруення оргашзму ХП може шдукувати оксидативний стрес, в тому чи^ i у кл^инах мозку [4-6].
Виходячи iз вищесказаного, метою нашоï роботи було провести порiвняльний аналiз ключових ензиматичних показниюв системи антиоксидантного захисту у тканинах окремих вщдшв головного мозку щурiв iнтоксикованих ХП.
Матер1ал i методи. Дослiдження проводили на молодих бших лабораторних щурах-самцях лiнiï Вютар масою тiла 120-180 г, яю утримувалися у стандартних умовах шститутського вiварiю. Протягом усього експерименту щурiв утримували на збалансованому рацiонi, що мктив усi необхiднi компоненти, питну воду тварини отримували без обмежень iз скляних пошок об'емом 0,2 л^ра. Усi манiпуляцiï з тваринами проводили вщповщно до Свропейсько1' конвенци про захист хребетних тварин, яю використовуються для експериментальних i наукових цшей (Страсбург, 1986 р.).
Було сформовано двi групи щурiв по 15 тварин у кожнш. Тварини дослщно1' групи щоранку протягом 30 дшв перорально отримували ХП у дозi 15 мг/кг маси тша. ХП застосовували у виглядi розчину у 20% етанолi об'емом
® Салига Ю.Т., 2010
260
вщ 150 до 300 мкл залежно вщ маси тварини, яку визначали 1'х щоденним зважуванням, що дозволило ч^ко дотримуватися дослщжувано! дози препарату протягом усього експерименту. Тварини контрольно! групи отримували аналогiчний об'ем 20% етанолу без ХП. Теоретично можливий вплив етанолу на аналiзованi бiоxiмiчнi показники був однаковим як на дослщну, так i на контрольну групу тварин, а ^м того через дуже незначну його добову дозу до уваги не брався.
Шсля завершення експерименту тварин декаттували пiд ефiрним наркозом, пiсля чого одразу видшяли головний мозок та iзолювали з нього гшокамп, мозочок та кору великих твкуль i для наступного бiоxiмiчного аналiзу заморожували ix рщким азотом. Активнiсть супероксиддисмутази (СОД, 1.15.1.1) визначали за методом Дубшшо! G.G. i iн. [1], який грунтуеться на вiдновленнi супероксидними анiонами, що утворюються мiж феназинметасульфатом i NADPH, штросинього тетразолiю до нiтроформазону. Вимiрювання iнтенсивностi поглинання свiтла продуктом вщновлення проводили на спектрофотометрi при довжиш xвилi 410 нм. Визначення каталазно! (КАТ, 1.11.1.6) активностi проводили за ступенем розкладу цим ферментом пероксиду водню i його здатнiстю утворювати з солями молiбдату кольоровий комплекс з максимальним поглинанням свiтла при довжиш xвилi 410 нм [2]. Актившсть глутатiонпероксидази (ГП, 1.11.1.9) визначали за швидюстю окиснення глутатiону при наявност гiдроперекису третинного бутилу. Концентрацш вiдновленого глутатiону вимiрювали до i пiсля реакци колориметрично. В основi розвитку кольорово! реакци лежить взаемодiя SH-груп з 5,5'-дитiобiс-2-нiтробензойною кислотою (ДТНБК) з утворенням забарвленого продукту - тюштрофеншьного анiону. Вмiст останнього прямо пропорцшний кiлькостi SH-груп, що прореагували з ДТНБК. Визначення вмкту малонового диальдегiду (МДА) проводили за методом Коробейшкова Е.М. [3], в основi якого лежить реакцiя мiж МДА i тiобарбiтуровою кислотою (ТБК), яка при високш температурi i кислому середовищi протiкае з утворенням триметинового комплексу, що мктить одну молекулу МДА i двi молекули ТБК. Концентрацш бшка визначали за методом Лоурi [Lowry et al., 1951].
У роботi використовували всi реактиви корпораци Sigma-Aldrich (США).
Одержат результата обробляли статистично за допомогою комп'ютерно! програми OriginPro 8 з використанням i-критерш Стьюдента. Вiрогiдно рiзними вважалися результати при Р < 0,05.
Результати дослщження.
Патологiчнi змiни в органiзмi, якi викликають локальш або загальнi порушення метаболiчниx процеЫв, в основному супроводжуються посиленням вшьнорадикалних процесiв у клiтинаx. Наприклад, при запальних процесах ушкодженi тканини знаходяться в сташ оксидацiйного стресу, пов'язаного з генеращею велико! кiлькостi О2'~ i НО' фагоцитуючими лейкоцитами, вiдмiчено, що супероксид вiдiграе важливу роль у патофiзiологii мозку [4]. Активш форми кисню, завдяки високiй реакцшноздатноси, беруть участь у рядi метаболiчниx процесiв органiзму, в тому чи^ адаптивних процесах в екстремальних умовах та при рiзноманiтниx iнтоксикацiяx.
261
% 120
% 120
■ Контроль Досл щ
велик твкул!
Супероксиддисмутазна актившсть
%
велик пвкул
мозочок
Каталазна акгившсть
■ Контроль 'лДрслщ
великi пiвкулi мозочок гтокамп
Глутатюнпероксидазна активнiсть
% 180
■ Контроль 100 □ Дрслщ 80
^Контроль ^Досл1д
ТБК-активнi иродукти
Рис. 1. Показники антноксндантно! системи у тканинах рiзних вщд^шв головного мозку щур1в, яких поддавали штокснкацп хлортрифосом
протягом 30 дiб.
Антиоксидантна система при цьому, з одного боку, здшснюе захист вщ иерекисного пошкодження кл1тинних структур, а з другого - входить у систему регулювання штенсивност вшьнорадикальних иеретворень, основна регулююча роль при цьому належить антиоксидантним ферментам, в першу чергу таким як КАТ, ГП I СОД. Важливим е також дослщження показниюв системи антиоксидантного захисту у р1зних вщдшах головного мозку тд впливом р1зних нейротоксичних чинниюв. Тому нами було проведено дослщ з вивченням змш активностей КАТ, ГП, СОД, а також вмюту ТБК-активних комплекЫв у тканинах великих твкуль, мозочка та гшокампу щур1в, яких протягом одного мюяця тддавали ХП-штоксикаци.
З отриманих результат, яю граф1чно представлено на рисунку 1, видно, що у вЫх дослщжуваних вщдшах головного мозку щур1в ХП викликав статистично достов1рне зниження активностей супероксиддисмутази I глутатюнпероксидази та одночасне зростання концентраци ТБК-активних продукт1в. Водночас, достов1рних вщмшностей у ферментативнш активност каталази нами зареестровано не було, не беручи до уваги тенденцш до И незначного зростання у гшокамт. Найпом1тшш1 змши - зменшення вщ 45% у кор1 великих твкуль I на 60% у гшокамт пор1вняно з контролем, було виявлено в активност ГП. Загалом, за впливом ХП на показники системи антиоксидантного захисту дослщжуваних дшянок головного мозку !х можна розташувати у такому вигляд1 в порядку спадання чутливостк гшокамп, мозочок I кора великих твкуль.
262
Одержат нами результати тдтверджують деяю iншi дослщження про тдукування хлортрифосом оксидацiйного стресу. Зважаючи на те, що вiльнi радикали можуть викликати порушення функцiонування тканин ЦНС через рiзнi механiзми, зокрема ексцитотоксичтсть, метаболiчну дисфункцiю i змту внутрiшньоклiтинного гомеостазу кальцiю, що оксидацтний стрес може бути одним i3 факторiв, що призводять до ряду нейродегенеративних розладiв, включаючи амiотропний латеральний склероз i хворобу Паркiнсона, що е данi саме про ключову роль хронiчного оксидацiйного стресу у виникненш амiотропного латерального склерозу, так як ця хвороба безпосередньо пов'язана з функщонуванням ферменту супероксиддисмутази, можна впевнено стверджувати про необхщтсть глибших дослщжень впливу ХП на антиоксидантний статус оргатзму.
Висновки.
1.Пероральне щоденне введення щурам хлорпiрифосу у дозi 15мг/кг маси тiла протягом одного мюяця призводить до достовiрного зниження активностей супероксиддисмутази i глутатiонпероксидази, зростання вмюту малонового диальдегiду у тканинах великих твкуль, мозочка i гтокампу.
2.Пщтверджено iндукування хлорпiрифосом оксидацiйного стресу у тканинах головного мозку щурiв.
Л1тература
1. Дубинина Е.Е., Сальникова Л.Я., Ефимова Л.Ф. Активность и изоферментный спектр СОД эритроцитов //Лаб.дело. 1983. №10.-С. 30-33.
2. М.А.Королюк, Л.И.Иванова, И.Г.Майорова, В.Е.Токарев Метод определения активности каталазы //Лаб.дело. 1988. №1.-С. 16-18.
3. Коробейникова Э.Н. Модификация определения ПОЛ в реакции с ТБК // Лаб. дело. - 1989. - № 7. - С. 8-10.
4. Kinouchi H., Kamii H., Mikawa S., Epstein CJ., Yoshimoto T., Chan PH. Role of superoxide dismutase in ischemic brain injury: a study using SOD-1 transgensc mice // Cell Mol. Neurobiol.- 1998.- 18, № 6.- Р. 609-620.
5. Slotkin T.A., Seidler F.J. Comparative developmental neurotoxicity of organophosphates in vivo: Transcriptional responses of pathways for brain cell development, cell signaling, cytotoxicity and neurotransmitter systems // Brain Research Bulletin.2007. Vol.72 P.232-274.
6. Slotkin T.A., Seidler F.J. Oxidative and excitatory mechanisms of developmental neurotoxicity: transcriptional profiles for chlorpyrifos, diazinon, dieldrin, and divalent nickel in PC12 cells // Environ Health Perspect.-2009 117(4). P.587-96.
Summary
The data concerning effect of daily chlorpyrifos intake by rats during one month at the dose 15 mg/kg on indexes of superoxidedismutase, glutathionperoxidase and catalase at the tissues of hippocampus, cerebellum and cerebral cortex are given in the article.
Стаття надшшла до редакцИ 13.04.2010
263
