CC BY
51
УДК 616. 33/. 342-002. 44-085. 275:616. 15-019 Н. В. Давидова, Н. П. Григор’єва
ВПЛИВ ПРЕПАРАТУ «ВІТА-МЕЛАТОНІН» НА СТАН ОКРЕМИХ ПОКАЗНИКІВ ОКСИДАНТНО-АНТИОКСИДАНТНОЇ СИСТЕМИ ПЕЧІНКИ ЩУРІВ ЗА УМОВ ПІДГОСТРОЇ АЛКОГОЛЬНОЇ ІНТОКСИКАЦІЇ
Буковинський державний медичний університет (м. Чернівці)
Дана робота є фрагментом НДР «Участь структур головного мозку і ендокринних залоз у формуванні циркадіанних ритмів та часових організацій фізіологічних функції органів у ссавців» кафедри біоорганічної і біологічної хімії та клінічної біохімії Буковинського державного медичного університету, № державної реєстрації 0101U005248.
Вступ. Зловживання алкоголем є однією з найсерйозніших проблем сучасності і несе загрозу безпеки особи, суспільства і держави [5, б]. Численними лабораторними та клінічними дослідженнями було встановлено, що в основі токсичного впливу етанолу на організм лежить активація процесів віль-норадикального окислення біомолекул [2, б]. Вільні радикали вступають у реакції з ненасиченими жирними кислотами, білками, нуклеїновими кислотами й призводять до необоротних молекулярних змін у гепатоцитах. Саме тому пошук препаратів, що мають антиоксидантну та гепатопротекторну активність, є одним з пріоритетних напрямків сучасної медицини.
В останні роки велика увага приділяється вивченню біологічних ефектів гормону шишкоподібної залози - мелатоніну. Мелатонін має широкий спектр фізіологічних впливів на організм: контроль циркадіанних і сезонних ритмів, антигонадотропну імуностимулюючу, антипухлинну, антиішемічну та гіпотензивну дію. Крім того, мелатонін є одним з най-сильніших ендогенних антиоксидантів, що доведено численними дослідженнями in vitro та in vivo [1, 7, 8].
Мета дослідження - встановити можливість використання мелатоніну для корекції показників про- та антиоксидантної системи печінки щурів за умов підгострої алкогольної інтоксикації.
Об’єкт і методи дослідження. Досліди проводили на білих щурах-самцях масою 180-230 г, яких утримували за стандартних умов віварію. Утримання тварин та експерименти проводилися у відповідності до положень «Європейської конвенції про захист хребетних тварин, які використовуються для експериментальних та інших наукових цілей» (Страсбург 1985), «Загальних етичних принципів експериментів на тваринах», ухвалених Першим Національним конгресом з біоетики (Київ, 2001). Тварин розподілено на групи: 1 група - контроль (інтактні тварини);
2 група - тварини, яким викликали підгостру алкогольну інтоксикацію шляхом внутрішньошлункового введення 40 % етанолу в дозі 7 мл/кг маси впродовж 7 діб [4]; 3група - тварини, яким впродовж моделювання алкогольної інтоксикації внутрішньошлунково вводили препарат «Віта мелатонін» (Київський вітамінний завод) в дозі 5 мг/кг маси. Тварин декапітува-ли під легким ефірним наркозом. У постядерному су-пернатанті 5 % гомогенатів печінки визначали вміст малонового альдегіду, окисно модифікованих білків (ОМБ), БИ-груп, активність каталази та супероксид-дисмутази (СОД) [3]. Результати оброблені статистично за допомогою програми ЗТАТІБТІСА 7 з використанням параметричного 1-критерію Стьюдента. Результати досліджень представлені в таблиці.
Результати досліджень та їх обговорення. Бі-отрансформація етилового спирту здійснюється, в основному, за участю алкоголь- та альдегіддегідро-генази, які є ЫАй-залежними ферментами. Накопичення ацетальдегіду - одного з основних продуктів метаболізму етанолу, призводить до зміни редокс потенціалу за рахунок утворення надлишку НАДН. Зміна співвідношення НАД+/НАДН є однією з причин зниження активності НАД-залежних дегідрогеназ і гальмування пов’язаних із цим окиснювальних реакцій [6]. Крім того, ацетальдегід може опосередковано стимулювати процеси пероксидного окиснення ліпідів (ПОЛ) та розвиток оксидативного стресу [5]. Інтенсифікація процесів ПОЛ за умов алкогольної інтоксикації призводить до порушення цілісності мембран гепатоцитів та їх руйнування. Про посилення ПОЛ за умов підгострої алкогольної інтоксикації можна опосередковано судити за вмістом одного
3 кінцевих продуктів - малонового альдегіду. Нами встановлено, що на 7 добу експерименту вміст малонового альдегіду в печінці щурів перевищував контроль на 64 % (таблиця).
Активні форми кисню спричиняють і хімічну модифікацію білків, що призводить до втрати їх функціональної активності. Це підтверджувалось зростанням вмісту окисно модифікованих білків (ОМБ) печінки щурів за умов підгострої алкогольної інтоксикації на 42 % вище рівня контролю.
Таблиця
Показники оксидантно-антиоксидантної системи печінки щурів за умов підгострої алкогольної інтоксикації та введення препарату «Віта-мелатонін» (М ± т; п =10)
Умови досліду Малоновий альдегід, мкмоль/г тк. ОМБ (370 нм), ммоль/г білка БИ групи, мкмоль/г білка Каталаза, нмоль/хв^мг тканини Супероксид-дисмутаза, од/мг тканини
Контроль 32,1 ± 2,52 2,16 ± 0,189 71,2±6,86 36,3 ± 2,92 0,809 ± 0,063
Етанол 52,6 ± 5,92* 3,07 ± 0,327* 51,3 ± 6,02* 53,7 ± 6,69* 0,946 ± 0,112*
Етанол + мелатонін 38,5 ± 3,27* 2,31 ± 0,389 67,0 ± 7,83 42,5 ± 5,04 0,893 ± 0,043
Примітка: *- вірогідність різниці показників контрольної та дослідних груп (р< 0,05).
Активність вільнорадикального окиснення біо-молекул у тканинах значною мірою залежить від активності ферментів антиоксидантного захисту, ключовими серед яких вважають каталазу та супер-оксиддисмутазу (СОД). Дисбаланс у системі ПОЛ -антиоксидантний захист є ключовим моментом в розвитку токсичного ушкодження гепатоцитів. Встановлено, що підгостра алкогольна інтоксикація супроводжувалась підвищенням активності каталази в печінці щурів на 48 % вище рівня контролю. Поряд із цим спостерігалось й незначне підвищення активності СОД печінки - на 17 % вище рівня контролю. У разі надходження етилового спирту в організм ката-лаза виконує не тільки антиоксидантну функцію, але й бере участь в його знешкодженні. Так, в перокси-сомах каталаза використовує ендогенний пероксид гідрогену для окиснення етанолу до ацетальдегіду. Причому, швидкість окиснення значною мірою залежить від швидкості генерації Н2О2. Тому виявлене в експерименті зростання рівня її активності на тлі майже незмінної активності СОД може бути пов’язано, головним чином, із посиленням каталаз-ного шляху окиснення етилового спирту, а також із незначним активуванням антиоксидантної системи захисту.
Однією з неферментативних ланок антиоксидантної системи є тіол-дисульфідна система, представлена сполуками з сульфгідрильними (-БИ) та дисульфідними (-Б-Б-) групами. Нами встановлено зниження вмісту БИ-груп в печінці алкоголізованих щурів на 28 % порівняно з контролем. Це свідчить про виснаження буферної ємності антиоксидантної системи печінки алкоголізованих щурів.
Мелатонін - один з найпотужніших ендогенних антиоксидантів, присутній в усіх клітинних структурах, включаючи ядро. Ефективність мелатоніну доведена для багатьох вільнорадикальних патологій [1]. Антиоксидантний ефект є головним біохімічним механізмом дії мелатоніну. Його вважають ефективним перехоплювачем і нейтралізатором вільних
радикалів -ОН, -ООН, О2, N0, ОІЧОО-. За антиоксидантним ефектом мелатонін не поступається таким потужним антиоксидантам, як глутатіон, манітол, вітамін Е[1,8].
Нами встановлено, що введення препарату «Ві-та-мелатонін» в дозі 5 мг/кг впродовж 7 діб поряд із алкогольною інтоксикацією запобігало вірогідній зміні вмісту ОМБ у печінці щурів у порівнянні з показниками контрольної групи та сприяло зниженню вмісту малонового альдегіду, який однак залишався на 20 % вищим рівня контролю. Введення препарату «Віта-мелатонін» на фоні підгострої алкогольної інтоксикації запобігало й вірогідній зміні вмісту БИ-груп, активності каталази та СОД в печінці щурів, що свідчить про потужні антиоксидантні властивості мелатоніну.
Антиоксидантні властивості мелатоніну, імовірно, пов’язані з присутністю в його складі індольного кільця. Взаємодіючи з активними формами кисню, мелатонін віддає електрон цим електрофільним сполукам з утворенням індолільного катіону, який у присутності супероксидного радикала перетворюється в похідне кінураміну. Також відомі дані проте, що мелатонін може безпосередньо впливати на експресію генів, які відповідають за синтез антиоксидантних ферментів [7,8].
Висновки. Введення «Віта-мелатоніну» впродовж 7 діб в дозі 5 мг/кг на фоні підгострої алкогольної інтоксикації запобігає вірогідній зміні вмісту окисно модифікованих білків, БИ-груп, активностей каталази та супероксиддисмутази в печінці щурів. Це свідчить про потужні антиоксидантні властивості мелатоніну та здатність його попереджати токсичний вплив етанолу на клітини організму.
Перспективи подальших досліджень. В подальшому планується вивчення стану оксидант-но-антиоксидантної системи нирок щурів за умов підгострої алкогольної інтоксикації та введення мелатоніну.
Література
1. Анисимов В. Н. Мелатонин, роль в организме, применение в клинике / В. Н. Анисимов. - СПб. : Изд-во «Система», 2007. - 40 с.
2. Гула Н. М. Протекторний вплив п-стеароїлетаноламіну за гострої алкогольної інтоксикації у щурів / Н. М. Гула, Т. М. Горідько, Н. А. Стогній [та ін.] // Укр. біохім. журн. - 2010. - Т. 82, № 2. - С. 42-52.
3. Давидова Н. В. Біохімічні механізми антиоксидантної дії екстракту родіоли рідкого : дис. на здобуття наукового ступеня к. мед. н. : спец. 03.00.04 «Біохімія». - К., 2005. - 181 с.
4. Дроговоз С. М. Методические рекомендации по экспериментальному изучению желчегонной, холеспазмолитиче-ской, холелитазной и гепатопротектарной активности новых лекарственных средств / С. М. Дроговоз, С. И. Сальникова, Н. П. Скакун, В. В. Слышков. - К. : ФКМЗ Украины, 1994. - 4б с.
5. Криницька І. Я. Стан білкового обміну у щурів за умови гострого алкогольного отруєння на тлі інтоксикації солями кадмію та свинцю і шляхи корекції його порушень: автореф. дис. на здобуття наукового ступеня к. мед. н. : спец. 14.03.04 «Патологічна фізіологія». - Тернопіль, 2007. - 24 с.
6. Разводовский Ю. Е. Алкогольные поражения печени / Ю. Е. Разводовский // Медицинские новости. - 2003. - №7. - С. бб-70.
7. Rodriguez С. Regulation of antioxidant enzymes: a significant role for melatonin / C. Rodriguez, J. C. Mayo, R. M. Sainz [et al.] // J. Pineal Res. - 2007. - Vol. 42. - P. 28-42.
8. Tom^s-Zapico C. A proposed mechanism to explain the stimulatory effect of melatonin on antioxidative enzymes / Tom^s-Zapico C., Coto-Montes A. // J. Pineal Res. - 2005. - Vol. 39. - P. 99-104.
УДК б1б. 33/. 342-002. 44-085. 275:б1б. 15-019
ВЛИЯНИЕ ПРЕПАРАTА «ВИTА-МЕЛАTОНИН» НА СОСТОЯНИЕ ОТЕЛЬНЫХ ПОКАЗАTЕЛЕЙ ОК-СИДАН^О-АН^О^И^Н^ОЙ СИСТЕМЫ ПЕЧЕНИ КРЫС ПРИ ПОДОСТРОЙ АЛКОГОЛЬНОЙ ИНТОКСИКАЦИИ
Давыдова Н. В., Григорьева Н. Ф.
Резюме. Исследования показателей оксидантно-антиоксидантой системы печени крыс при подострой алкогольной интоксикации установили увеличение содержания малонового альдегида и окислительно модифицированных белков на фоне снижения содержания SH-групп, повышения активностей каталазы и супероксиддисмутазы. Пероральное введение препарата «Вита-мелатонин» на фоне моделирования алкогольной интоксикации в дозе 5 мг/кг предотвращало изменение исследуемых показателей.
Ключевые слова: алкогольная интоксикация, мелатонин, свободнорадикальное окисление, антиоксидантная система, печень.
УДК б1б. 33/. 342-002. 44-085. 275:б1б. 15-019
ВПЛИВ ПРЕПАРАГУ «В^А-МЕЛАТОНШ» НА СТАН ОКРЕМИХ ПОКАЗНИКІВ ОКСИДАН^О-АН^ОК-СИДАН^ОТ СИСТЕМИ ПЕЧІНКИ ЩУРІВ ЗА УМОВ ПІДГОСТРОЇ АЛКОГОЛЬНОЇ ІНТОКСИКАЦІЇ Давидова Н. В., Григор’єва Н. П.
Резюме. Дослідження показників оксидатно-антиоксидантної системи печінки щурів за умов підгострої алкогольної інтоксикації встановили зростання вмісту малонового альдегіду та окисно модифікованих білків на фоні зниження вмісту SH-груп, підвищення активностей каталази та супероксиддисмутази. Пероральне введення препарату «Віта- мелатонін» на фоні моделювання алкогольної інтоксикації в дозі 5 мг/кг запобігало зміні зазначених показників.
Ключові слова: алкогольна інтоксикація, вільнорадикальне окиснення, антиоксидантна система, печінка.
UDC б1б. 33/. 342-002. 44-085. 275:б1б. 15-019
Effect «Vita Melatonin» on the State of Certain Parameters of Oxidant-Antioxidative System of the Rat Liver under Condition of Subacute Alcohol Intoxication Davydova N. V., Gryrorieva N. P.
Summary. Numerous laboratory and clinical studies revealed that the basis of the toxic effects of ethanol is the activation of free radical oxidation of biomolecules. The possibility of correction of certain parameters of oxidative and antioxidative system in rat liver under conditions of subacute alcohol intoxication by pineal hormone melatonin was studied in the paper
Investigation were performed on male albino rats 180-230 g of b. w. Experimental animals were divided into groups: group 1 - control (intact animals); group 2 - animals with subacute alcohol intoxication caused by intragas-tric administration 40 % ethanol at a dose of 7 mg/kg for 7 days; group 3 - animals that during alcohol poisoning period were administered drug “Vita melatonin “ at a dose of 5 mg/kg.
Intensification of lipid peroxidation under alcohol intoxication leads to disruption of membrane integrity of hepa-tocytes and their destruction. It can be indirectly proved by the increased level of malonic aldehyde and oxidatively modified proteins. It was established that the content of malonic aldehyde and oxidatively modified proteins in the liver of rats in case of subacute alcohol intoxication exceeded the control by б4 % and 42 % respectively.
The intensity of free radical oxidation of biomolecules in tissues largely depends on the activity of antioxidant enzymes - catalase and superoxide dismutase (SOD). Subacute alcohol intoxication was accompanied by increased activity of catalase in rat liver 48 % above the control level. At the same time slight increase in liver SOD activity on
17 % was observed. We established the reduction of SH-groups in the liver of ethanol poisoned rats 28 % below the control level. This proves a depletion of antioxidant buffering capacity in rat liver caused by ethanol. Melatonin is one of the most potent endogenous antioxidant present in all cellular structures, including the nucleus. It is considered an effective scavenger of free radicals ОН, ООН, О2, NO, ONOO\ We established that «Vita- melatonin» in a dose of 5 mg/kg taken during 7 days along with alcohol intoxication prevented changes in the content of oxidatively modified proteins in the liver of rats in comparison with control group and contributed to reduction of the malonic aldehyde content, which however remained 20 % higher than in control. Introduction of «Vita-melatonin» against the background of subacute alcohol intoxication prevented changes of SH-groups content, the activity of catalase and SOD in rat liver, which proves powerful antioxidant properties of melatonin. Antioxidant properties of melatonin are probably related to the presence of indole ring in its structure. During interaction with reactive oxygen species, melatonin gives electron to these electrophilic compounds with formation of indolyl cation, which in the presence of superoxide radical converts to kinuramine derivative. It is also known that melatonin may directly affect the expression of genes responsible for the synthesis of antioxidant enzymes.
Key words: alcohol intoxication, melatonin, free-radical oxidation, antioxidant system, liver.
Рецензент - проф. Непорада К. С.
Стаття надійшла 8.08.2013 р.
