CC BY
18
© 1Ноцек М. С., Торчакова Н. О., 2Белешчев I. Ф., 1Пузиренко А. М., 1Чекман I. С. УДК 615.2-72.4. +615.244
1Ноцек М. С., 1Горчакова Н. О., 2Белемчев I. Ф., 1Пузиренко А. М., 1Чекман I. С.
ВПЛИВ ПРЕПАРАТ1В СЕЛЕНУ НА ПОКАЗНИКИ ФЕРМЕНТАТИВНОЙ"ЛАНКИ ТЮЛ-ДИСУЛЬФ1ДНО1' СИСТЕМИ У ТКАНИНАХ ГОЛОВНОГО МОЗКУ ТВАРИН З ГОСТРОЮ НЕДОСТАТН1СТЮ МОЗКОВОГО КРОВООБ1ГУ
1Нацюнальний медичний унiверситет iменi О. О. Богомольця (м. Кив) 2Запорiзький медичний унiверситет (м. Запорiжжя)
Дана робота е фрагментом НДР «Експеримен-тальне обфунтування комб1нованого застосування кардютропних препарат1в», № державно! реестрацИ 0111и009417.
Вступ. Препарати селену викликають 1нтерес у досл1дник1в та кл1н1цист1в завдяки широкому спектру сво1х б1ох1м1чних властивостей, рол1 як компоненту ряду ферментних селенопроте'|н1в, антиокси-дантним властивостям, участ1 у регуляцп 1мунно1 та 1нших важливих систем оргаызму [4,7,9]. У медичн1й практик головним чином призначають селен1т на-тр1ю (селеназу) та йодинат селену [3]. Разом з тим певну цкавють представляють так1 його похщн1 як селен1т цисте!ну та селеыт мет1он1ну, як1 можуть бути бтьш активними антиоксидантами н1ж селен1т натр1ю (селеназа). В1домо, що при гострому порушены мозкового кровооб1гу (ГПМК) патоб1ох1м1чн1 порушення супроводжуються активац1ею втьнора-дикального та перекисного окиснення л1пщ1в I зна-чними зм1нами ферментативно! ланки тюл-дисуль-ф1дно! системи у тканинах головного мозку I тому завдяки модулюючм дм селену його препарати можуть мати благод1йний вплив на ферментативну ланку тюл-дисульфщно! системи [1,2,6,8].
Мета дослщження. Визначити пор1вняльний вплив препарат1в селену: селен1т- цисте!ну, селе-н1т-мет1он1ну та селенази на компоненти ферментативно! ланки тюл-дисульфщно! системи в тканинах головного мозку щур1в з гострою недостатнютю мозкового кровооб1гу.
Об'ект I методи дослщження. Експеримент проведено на 40 самцях щур1в л1нп В1стар масою 180-220 г, яким пщ т1опенталовим наркозом проводили двоб1чну оклюз1ю загальних сонних арте-р1й. При цьому спостер1гаеться пад1ння мозкового кровооб1гу на 50-60% з поступовим вщновленням до 85-90% вихщного р1вня через 2-3 дн1 за рахунок компенсаторного включення колатерального крово-об1гу [5].
Уся експериментальна частина дослщження була проведена згщно з вимогами м1жнародних принци-п1в «бвропейсько! конвенцп щодо захисту хребет-
gorchakovan@ukr.net
них тварин, як1 використовуються в експеримент! та шших наукових ц1лях» (Страсбург, 1986 р.) та вщпо-в1дного Закону Укра!ни «Про захист тварин в1д жор-стокого поводження» (№ 3446-IV вщ 21.02.2006 р., м. Ки!в).
Препарати: селен1т натр1ю (50 мкг/кг), селен1т цисте!ну (30 мкг/кг), селеыт мет1он1ну (30 мкг/кг) вводили щурам внутр1шньоочеревинно 1 раз на добу протягом 4 дн1в. Для бюх1м1чних досл1джень з головного мозку видаляли кров, а також вщокремлювали вщ мозково! оболонки та занурювали досл1джуван1 шматочки у рщкий азот. Ц1 шматочки подр1бнювали та гомоген1зували в 10-кратному об'ем1 середовища при 1 2°С, що мютило (в ммолях): сахарози 250, трис-НС1_-буферу - 20, ЕДТА - 1 (рН 7,4). Сп1ввщношення компонент1в т1ол-дисульф1дно! системи в умовах шеми головного мозку е вир1шальним фактором у розвитку каскаду патобюх1м1чних реакц1й, форму-ванн1 м1тохондр1ально! дисфункци, загибел1 кл1ти-ни. Тому при оц1нц1 нейропротективних властивостей препарат1в селену нами визначена !х здатнють впливати на ферментативну ланку тюл-дисульфщ-но! р1вноваги при моделюванн1 гострого порушення мозкового кровооб1гу. До ключових фермент1в, ре-гулюючих т1ол-дисульф1дну р1вновагу, належить глу-тат1онредуктаза (ГР), яка вщновлюе дисульф1дний зв'язок окисненого глутатюну до його сульфг1дриль-но! форми за рахунок енерги НАДФ-Н, що утворю-еться в пентозному цикл1. Визначення активност1 ГР засновано на вим1рюванн1 швидкост1 окиснення НАДФ Н, яке рееструеться спектрофотометрич-ним методом за зменшенням оптично! щ1льност1 при довжиы хвил1 340 нм. Глутат1он-Б-трансфераза (Г-Б-Т) е одним з головних фермент1в т1ол-дисуль-ф1дно! системи, може нейтрал1зувати токсичний вплив р1зних г1дрофобних та електрофтьних сполук завдяки !х кон'югацп з в1дновленим глутат1оном. Ак-тивнють Г-Б-Т визначають за швидк1стю утворення глутат1он-5 кон'югат1в м1ж глутат1оном та 1-хлор-2,4-н1тробензолом. П1двищення концентрац1! кон'югат1в п1д час реакц1! рееструеться спектрофотометрич-но при довжин1 хвил1 340 нм. Глутатюнпероксидаза
(ГПР) - один з головних ферменпв руйну-вання активних форм кисню, ГПР вщнов-люе за допомогою вщновленого глутат^ ону гiдроперекис трет-бутилу. Залишок вiдновленого трет-бутилу визначають за штенсивнютю забарвлення з натрiю нггро-прусидом, що мае максимум поглинання при довжин хвилi 540 нм [5,10,11].
Аналiз нормального розподiлення оцiнювали за критерiями Колмагорова-Смiрнова (Д) i Lilliefors, a також Shapiro-Wilk. У випадку розподiлу, що в^^знявся вiд нормального або аналiзу порядкових змшних застосовували U-критерiй MannWhitney. Результати дослщження обробля-ли iз застосуванням статистичного пакету лщензмно! програми «STATISTICA® for Windows 6.0», а також «Microsoft Exel». Для вЫх видiв аналiзу статистично достовiрни-ми вважали рiзницю при p < 0,05.
Результати дослщження та 'Гх обго-ворення. У щурiв з гострим порушенням мозкового кровообiгу порiвняно з контролем зареестровано пониження активнос-тi ГПР та ГР на 77% та 73,3% вщповщно (табл.). ^м того спостерiгалося також падшня активностi Г-S-T на 61%.
Падшня активностi вищезазначених ферментiв вважаеться одним з раных ознак порушення захисту клiтин при iшемiчних ураженнях мозково! тканини.
Проведення експериментально! церебропротек-тивно! терапiI препаратами селену сприяе понижен-ню iнтенсивностi оксидативного стресу у нервовм тканинi при гострому порушены мозкового крово-обiгу. Пщвищення рiвня антиоксидантних фермен-тiв в ГПР та ГР може захистити мозкову тканину вщ активних форм кисню та продукпв пероксидацп, дозволяе вщновити рiвновагу та полiпшити редокс регуляцю. Так, селенiт цистешу вщновлюе актив-нiсть ГР в 3,1 рази, селеыт метiонiну та селеназа -в 1,9 рази. ГПР пщвищуеться пщ впливом селенiту цистешу в 3,4 рази, селенiту метюншу - в 2,9 рази, селенази - в 2,2 рази. Г-S-T зростае при введен-н селенiту цистешу в 2,2 рази, селеыту метюы-ну - в 1,9 рази, селенази - в 1,8 рази. Незважаючи на вщновлювальний вплив вЫх препаратiв селену на ферментативну ланку тюл-дисульфщно! системи, ступiнь вираженост ефекту кожного засобу рiзний. Найбтьш суттевi змiни спостерiгалися при введены селеыту цистеУну i селенiту метюншу, найменш ви-раженi змiни вiдмiченi у групi тварин, яким уводили
Таблиця.
Вплив препарат1в селену на стан ферментативноГ ланки тюл-дисульфщно'Г системи щур1в з гострим порушенням мозкового кровооб1гу
Умови експерименту ГР, ум. од. / хв х г тканин ГПР, ум. од. / хв х г тканин Г-S-T, ум. од. / хвх г тканин
Контроль 19,5 ± 1,35 61,8 ± 2,9 15,8 ± 1,07
ГПМК 5,2 ± 0,72* 14,2 ± 1,54* 6,1 ± 0,97*
ГПМК + селешт цистеУну 16,2 ± 0,71** 47,5 ± 1,75** 13,5 ± 1,22**
ГПМК + селешт метюншу 14,8 ± 0,74** 41,9 ± 2,24** 11,7 ± 0,88**
ГПМК + селеназа 10,01 ± 0,85** 31,7 ± 2,19** 10,8 ± 1,12**
Примггка: * p < 0,005 зм1ни достов1рн1 пор1вняно з групою контроля; зм1ни достов1рн1 поршняно з групою щур1в з ГПМК.
* p < 0,05
селеназу. При введены селеыту цисте1ну був най-бiльший ефект стосовно показниюв ферментативно! ланки тiол-дисульфiдноI ланки щурiв, який у подаль-ших дослщженнях може бути пов'язаний з опти-мальним спiввiдношенням мiж рiвнями вщновлених i окислених тiольних груп. Важливим е факт ствер-дження впливу вЫх препаратiв селену на активнють антиоксидантних ферментiв, що стверджуе наяв-нiсть в них нейропротекторно! дм.
Висновки
1. В умовах ГПМК у мозковiй тканинi щурiв спо-стерiгаеться пониження активностi ГПР на 70%, ГР на 73,3%, Г-Б-Т на 61%.
2. Препарати селену вщновлюють показники ферментативно! ланки тюл-дисульфщно! системи у щурiв з ГПМК. Селеыт цистешу вiдновлюе активнють ГР в 3,1 рази, ГПР в 3,4 рази, Г-Б-Т в 1,8 раз; селеыт метюншу пщвищуе активнiсть ГР в 1,9 раз, ГПР в 2,9 i ГБТ в 1,9 раз; селеназа вщновлюе активнють ГР в 1,9 раз, ГПР в 2,2 рази, ГБТ в 1,8 раз.
Перспектива подальших дослщжень. У по-дальшому плануеться встановити порiвняльний вплив селенггу цистешу, селенiту метiонiну, селенази на показники неферментативно! ланки тюл-дис-ульфщно'! системи у тканинах головного мозку тварин з гострою гнедостатнiстю мозкового кровообiгу.
Лiтература
1. Беленичев И. Ф. Ферментативное и неферментативное звено тиол-дисульфидной системы в головном мозге эксперимен-
тальных животных с церебральной ишемией : эффекты селеназы / И. Ф. Беленичев, Е. С. Литвиненко // Сучасш аспекти нейрофармакологп. - 2015. - Уо!. 42, N0. 1. - Р. 13-18.
2. Беленичев И. Ф. Фармакологическая модуляция соотношений N0 и тиолдисульфидной системы - новое направление ней-
ропротекции / И. Ф. Беленичев, С. В. Павлов, Н. В. Бухтиярова [е! а!.] // Медицина неотложных состояний. - 2015. - Уо!. 2, N0. 27. - Р. 1-9.
3. Поготова Г. А. Д1я селенази на показники енергетичного обмшу та прооксидантно-оксидантноУ системи в органах щур1в при
токсичному гепатит! / Г. А. Пготова, Н. О. Горчакова, I. Ф. Белешчев, I. С. Чекман // Вюник проблем бюл. I мед. - 2014. - Т. 2, Вип. 3. - С. 216-220.
4. Степанов Ю. М. Селен как микроэлемент: характеристика и значение для человека / Ю. М. Степанов, В. В. Белицкий,
С.В. Косинская // Сучасна гастроентеролопя. - 2012. - № 3. - P. 91-96.
5. Чекман И. С. Доклиническое изучение специфической активности потенциальных протективных препаратов. Методические
рекомендации / И. С. Чекман, Ю. И. Губский, И. Ф. Беленичев [и др.]. - К, 2010. - 80 с.
6. Burk R. F. Selenoprotein p and apolipoprotein e receptor-2 interact at the blood-brain barrier and also within the brain to maintain an
essential selenium pool that protects against neurodegeneration / R. F. Burk, K. E. Hill, A. K. Motley [et al.] // The FASEB Journal. -2014. - Vol. 28, No. 8. - P. 3579-3588.
7. Colangelo L. A. Selenium exposure and depressive symptoms: the coronary artery risk development in young adults trace element
study / L. A. Colangelo, K. He, M. A. Whooley [et al.] // Neurotoxicology. - 2014. - Vol. 41. - P. 167-174.
8. Mehta S. L. Selenium preserves mitochondrial function, stimulates mitochondrial biogenesis, and reduces infarct volume after focal
cerebral ischemia / S. L. Mehta, S. Kumari, N. Mendelev, P. A. Li // BMC Neuroscience. - 2012. - Vol. 13. - P. 79.
9. Rayman M. P. The importance of selenium to human health / M. P. Rayman // The Lancet. - 2015. - Vol. 356, No. 9225. - P. 233-241.
10. Sedlak J. Esimation of total protein - sound and nonprotein sulfhychyl groups in tissue with Elmant reagent / J. Sedlack, H. Lindsay, I. Anul // Biochem. - 1968. - vol 25. - P. 192-195;
11. Yegen B. Effect of cold-resistant stress on glutathione and lipid peroxide levels in the liver and glandular stomach of rats / B. Yegen, A. Dedeoglu, I. Aynac // Pharmacol Research - 1990. - vol. 22, №1. - P. 45-48.
УДК 615.2-72.4. +615.244
ВПЛИВ ПРЕПАРАТ1В СЕЛЕНУ НА ПОКАЗНИКИ ФЕРМЕНТАТИВНОЙ' ЛАНКИ ТЮЛ-ДИСУЛЬФ1ДНО'|' СИСТЕМИ У ТКАНИНАХ ГОЛОВНОГО МОЗКУ ТВАРИН З ГОСТРОЮ НЕДОСТАТН1СТЮ МОЗКОВОГО КРОВООБ1ГУ
Ноцек М. С., Горчакова Н. О., Белешчев I. Ф., Пузиренко А. М., Чекман I. С.
Резюме. При гострому порушены мозкового кровооб1гу в тканинах мозку щур1в на четвертий день спо-стер1гаеться: пониження активност1 глутатюнпероксидази, глутатюнредуктази, глутатюн-Б-трансферази. Препарати селену вщновлюють показники ферментативно! ланки тюл-дисульфщно! системи у щур1в з гострим порушенням мозкового кровооб1гу. Селенгг цисте!ну, селенгг метюншу, селеыт натр1ю диференцг йовано вщновлюють показники ферментативно! ланки тюл-дисульфщно! системи у щур1в у тканинах мозку (активнють глутатюнпероксидази, глутатюнредуктази, глутатюн-Э-трансферази).
^^40Bi слова: селенгг цисте!ну, селенгг метюыну, селеыт натрю, гостре порушення мозкового крово-об1гу, тюл-дисульфщна система.
УДК 615.2-72.4. +615.244
ВЛИЯНИЕ ПРЕПАРАТОВ СЕЛЕНА НА ПОКАЗАТЕЛИ ФЕРМЕНТАТИВНОГО ЗВЕНА ТИОЛ-ДИСУЛЬ-ФИДНОЙ СИСТЕМЫ В ТКАНЯХ ГОЛОВНОГО МОЗГА ЖИВОТНЫХ С ОСТРОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТЬЮ МОЗГОВОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ
Ноцек Н. С., Горчакова Н. О., Беленичев И. Ф., Пузыренко А. М., Чекман И. С.
Резюме. При остром нарушении мозгового кровообращения в тканях мозга крыс на четвертый день наблюдается: понижение активности глутатионпероксидазы, глутатионредуктазы, глутатион-З-трансферазы. Препараты селена восстанавливают показатели ферментативного звена тиол-дисульфидной системы у крыс с острым нарушением мозгового кровообращения. Селенит цистеина, селенит метионина, селенит натрия дифференцированно восстанавливают показатели ферментативного звена тиол-дисульфид-ной системы у крыс в тканях мозга (активность глутатионпероксидазы, глутатионредуктазы, глутатион-S-трансферазы).
Ключевые слова: селенит цистеина, селенит метионина, селенит натрия, острое нарушение мозгового кровообращения, тиол-дисульфидная система.
UDC 615.2-72.4. +615.244
THE IMPACT OF SELENIUM DRUGS ON THE PERFORMANCE OF ENZYME LINK OF THIOL DISULFIDE SYSTEM IN THE BRAIN TISSUE OF ANIMALS WITH ACUTE CEREBROVASCULAR INSUFFICIENCY
Notsek M. S., Gorchakova N. O., Belenichev I. F., Puzyrenko A. M., Chekman Y. S.
Abstract. Intriduction. Selenium drugs are in favor of researchers and clinicians due to the wide range of their biochemical properties. Sodium selenite (selenaza) and selenium iodine are used in medical practice today. However, its derivatives such as cysteine selenite and methionine selenite could be more active antioxidants than sodium selenite. It is known that in case of acute cerebrovascular event (ACE) pathobiochemical violations involve activation of free radical and lipid peroxidation and significant changes in enzymatic link of thiol - disulfide system in the brain tissue and therefore his drugs may have a favorable effect on enzymatic link of thiol - disulfide system through modulating action of selenium.
Aim of the investigation. To compare the influence of selenium drugs: cysteine selenite, methionine selenite and sodium selenite on components of enzymatic links of thiol disulfide system in the brain tissue of rats with acute cerebral circulatory insufficiency.
Objects and methods. The experiments were conducted on 40 male Wistar rats. Bilateral occlusion of common carotid arteries was performed under general thiopental anesthesia. Drugs: sodium selenite (50 mg / kg), cysteine
selenite (30 mg / kg), methionine selenite (30 mg / kg) were administered intraperitoneal^ to rats 1 time per day for 4 days.
Determination of the glutathione reductase is based on measuring the rate of NADP+ oxidation that is registered with spectrophotometer by the decreasing of optical density. Glutathione S-transferase (GST) determined by the rate of formation of glutathione-5 conjugates between glutathione and 1-chloro-2,4-nitrobenzene. Increased concentrations of conjugates during the reaction registered with spectrophotometer. Glutathione peroxidase restores tert-butyl hydroperoxide by means of restored glutathione. The residue of restored tert-butyl determined by the intensity of color with sodium nitroprusside.
Result results and their discussion. Experimental cephaloprotective therapy with selenium drugs lowering the intensity of oxidative stress in the nervous tissue during ACE. Increased levels of antioxidant enzymes in the GPR and GR can protect brain tissue from active oxygen forms and peroxidation products, can restore balance and improve redox regulation. Cysteine selenite restores the activity of GR in 3.1 times, methionine selenite and selenaza -in 1,9 times. GPR increases in 3,4 times under the influence of cysteine selenite, methionine selenite - in 2,9 times, selenaza - in 2,2 times. GST increases with the administration of cysteine selenite in 2.2 times, methionine selenite - in 1.9 times, selenaza - in 1.8 times. The most significant changes were observed during administration of cysteine selenite and methionine selenite, least marked changes observed in the group of animals with selenaza. Cysteine selenite has the most significant effect on enzymic link of thiol disulfide system of rats.
Conclusions: it was observed decrease of activity of GPR by 70%, GR by 73,3%, GST by 61% in case of ACE in brain tissue of rats. Selenium drugs restore rates of enzymatic link of thiol-disulfide system in rats with ACE.
Keywords: sodium selenite, cysteine selenite, methionine selenite, acute cerebral circulatory event, thiol - disulfide system.
Рецензент - проф. Дев'яткна Т. О.
Стаття надшшла 29.10.2015 року
