CC BY
30
ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА МЕДИЦИНА ТА Б1ОЛОГ1Я
УДК 616.33-092.9:615.916'16/'175 * Акмов О.6., Костенко В.О.
ВПЛИВ Р1ЗНИХ КАРБОНОВИХ СОРБЕНТ1В НА ФУНКЦ1ОНУВАННЯ ЦИКЛУ ОКСИДУ АЗОТУ В СЛИЗОВ1Й ОБОЛОНЦ1 ШЛУНКА ЩУР1В ЗА УМОВ ПО6ДНАНО1 НГГРАТНО-ФТОРИДНО1ШТОКСИКАЦИ
ВДНЗУ «УкраТ'нська медична стоматологiчна академiя», м. Полтава
В статт/ розглянуто вплив суспензiй «Карболайну» та лгнну гiдролiзного на функцонування циклу оксиду азоту в слизов/'й оболонц шлунка щур'т за умов поеднаноТ нтратно-фторидноТ '¡нтокси-кацИ. Досл1'ди проведено на 53 статевозрлих щурах лш «<В'ютар». Для моделювання штратно-фторидноТ '¡нтоксикацИ тваринам внутрiшньошлунково вводили розчини штрату та фториду на-трю в доз'! 500 мг/кг та 10 мг/кг в'дпов'дно. Для о^нки функцонального стану циклу оксиду азоту визначали загальну активнсть NO-синтаз, аргназ, штрат-штритредуктаз, вмст нiтритiв та пероксинiтриту. Встановлено, що суспенз'я сорбенту «Карболайн» бльш ефективна для корекцТ зм/'н в функцюнуваннi циклу оксиду азоту в слизовш оболонц шлунка щур'в, викликаних фторидним компонентом нтратно-фторидноТ '¡нтоксикацИ. Суспенз'я лгнну гiдролiзного бльш ефективна для корекцТ зм/'н в функцюнуваннi циклу оксиду азоту в слизовш оболонц шлунка щур'в, викликаних нтратним компонентом нтратно-фторидноТ '¡нтоксикацИ. Суспенз'я сорбенту «Карболайн» бльш ефективна для попередження накопичення нiтрит-юнiв в органiзмi в умовах нтратно-фторидноТ '¡нтоксикацИ.
Ключов1 слова: нлтрат натр1ю, фторид натр1ю, NO-синтаза, нлтратредуктаза, жтритредуктаза.
Стаття е фрагментом плановоТНДР ВДНЗУ «УкраГнська медична сmомаmологiчна академiя» "Роль активних форм кисню, системи оксиду азоту та транскрип^йних факторiв у мехашзмах патологiчного системогенезу" (№ держреестрацп 0114и004941).
Вступ
Вплив екзогенних донаторiв оксиду азоту (N0) на оргашзм людини та ссав^в не е одно-значним, осктьки можлива як позитивна дiя ор-гашчних та неоргашчних штра^в, так i негатив-ний вплив на функцюнальний стан оргашв та систем. Використання штра^в у якост добрив в стьському господарс^ створюе умови, за яких можливе надмiрне надходження штра^в до оргашзму з Т'жею та водою. Створення лшв, що е донаторами N0, та Тх застосування на фон надмiрноТ кшькосп ытра^в в Тж та водi створюе умови для штоксикаци оргашзму штратами [6].
В деяких регюнах УкраТни, окрiм штратно'Т за-брудненостi, iснуе проблема надмiрноТ кiлькостi фтору у фунтових водах. До таких регюшв вщ-носиться Полтавська, Юровоградська та Львiв-ська область Також фториди можуть бути побiч-ними продуктами деяких хiмiчних пiдприемств [1]. Тому не виключене одночасне потрапляння велико' кiлькостi нiтратiв та фторидiв до оргаш-зму разом iз продуктами харчування та водою, лкарськими засобами.
Для перетворення штра^в та нiтритiв в N0 необхщна участь нiтрат i нiтритредуктазних систем оргашзму, яким для повноцшного функцю-нування необхiдна гiпоксiя, що може бути забез-печена юнами фтору [5]. В нашiй попереднш ро-
6oTi було встановлено, що фториди здатн акти-вувати штрит редуктази та NO-синтази (NOS), змшюючи таким чином фiзiологiчне функцюну-вання циклу NO. Було також встановлено, що оптимальн умови для функцюнування штрат-нiтрит редуктазних систем в слизовш оболонц шлунка створюе саме поеднання високих доз ш-тра^в та фторидiв. Зростання за цих умов рiвня пероксинiтриту може свщчити про посилення процесiв пероксидаци' [2]. Тому необхщними е засоби для лкування та профiлактики змiн в функцюнуванш циклу NO. Ефективним засобом для корекци змiн, викликаних надлишковим над-ходженням нiтратiв та фторидiв може стати ен-теросорбцiя.
Метою дано'1 роботи було порiвняння впливу суспензи' лiгнiну гiдролiзного та «Карболайну» на функцюнування циклу оксиду азоту в слизовш оболонц шлунка щурiв за умов штратно-фторидно'Г штоксикаци.
Матерiали та методи
Дослiди проведено на 53 статевозртих щурах обох статей лши «Вютар». Хрошчну штрат-но-фторидну iнтоксикацiю вiдтворювали шляхом внутршньо-шлункового введення розчинiв шт-рату та фториду натрш iз розрахунку 500 мг/кг штрату натрiю та 10 мг/кг фториду натрш протя-гом 30 днiв. Суспензiю л^ншу гiдролiзного та
препарату на ochobî активованого вугтля («Кар-болайн») на полiетиленоксидi 400 (ПЕО-400) вводили внутрiшньошлунково на фон моделю-вання хрошчноТ iнтоксикацiï i3 розрахунку 100 мг/кг дшчоТ речовини. Тварини були розподтеш на 4 групи: перша - штактш (10 тварин), друга -група тварин, на яких вщтворювали хрошчну ж-тратно-фторидну iнтоксикацiю протягом 30 джв (15 тварин), третя - група, якш вводили суспен-зiю л^ншу гiдролiзного на фонi моделювання хрожчноТ жтратно-фторидноТ iнтоксикацiï (15 тварин), четверта отримувала суспензш «Кар-болайну» на фон хронiчноï нiтратно-фторидноï iнтоксикацiï (13 тварин). Виведення тварин i3 експерименту проводилось шляхом забору кровi i3 правого передсердя пiд тiопенталовим наркозом. Bei мажпуляцп i3 лабораторними тварина-ми проводились згiдно «европейськоГ конвенцiï про захист хребетних тварин, що використову-ються для дослщних та iнших наукових цiлей».
Загальну активнють NOS визначали за приростом нпртчв пiсля 30 хвилинноТ iнкубацiï при t=370C в середовищ^ що мiстить субстрат реак-цп - 0,3 мл 320 mM водного розчину L-аргiнiну та шдуктор у виглядi 0,1 мл 1 mM водного розчину НАДФН. Вмют нпртчв визначали спектрофото-метрично по кшькосп азобарвникiв, утворених iз реактивом Грюса-1лосвая [4]. Активнiсть жтрит-редуктаз визначали по зменшенню вмiсту жтри-тiв пiсля 60 хвилинноТ шкубацп у середовищi, що мiстить донатор електрожв у виглядi 0,1 мл водного розчину НАДН концентра^ею 1мг/мл та 1 мл фосфатного буферного розчину (рН=7,0). Активнють нiтратредуктаз визначали шляхом ви-значення вмюту нiтритiв, отриманих шляхом вщ-новлення нiтратiв 0,55% водним розчином гщра-зину сульфату, до та пюля 60 хвилинноТ шкубацп в 1 мл фосфатного буферного розчину (рН=7,0), що мiстить 0,1 мл розчину НАДН кон-центра^ею 1мг/мл [4].
Загальну активнiсть арпназ визначали за приростом концентрацiï L-оржтину пiсля 20 го-динноТ шкубаци в 0,5 мл фосфатного буферного
розчину (рН=7,0), що мютить 0,3 мл 24 mM водного розчину L-арпжну. Концентрацш L-орнiтину визначали за кольоровою реакцieю з реактивом Chinard [4].
Bmîct пероксинiтритiв лужних та лужноземе-льних металiв визначали шляхом додавання до 0,1 мл гомогенату слизово'1 оболонки шлунка, розчиненого в 3,9 мл фосфатного буферного розчину (рН=7,0), 1мл 5% розчину йодиду калю Пюля центрифугування протягом 10 хв (1000 g), спектрофотометрично визначали вмют атомарного йоду на довжиж хвилi 355 нм [4]. Bci бюхн мiчнi дослщження проводились на спектрофо-тометрi Ulab 101.
Отриманi результати поддавались статистич-нiй обробцi з використанням тесту Шажро-Втка на нормальнють дисперсiй. Далi використовува-вся параметричний метод дисперсшного аналiзу ANOVA, з послщуючим порiвнянням груп за методом Геймса-Ховела. Для уникнення феномену множинних порiвнянь була використана поправка за Данн-Сщаком. Рiзницю вважали статисти-чно значущою при p<0,05.
Результати та ïx обговорення
Пюля 30-денного введення щурам водних розчижв 500 мг/кг нiтрату натрiю та 10 мг/кг фториду натрш загальна активнють NOS зрос-тае на 19% при порiвняннi iз штактними твари-нами. Застосування за цих умов суспензп сорбенту «Карболайн» знижуе активнiсть NOS на 31% у порiвняннi iз групою поеднано'Г штоксика-цп. Суспензiя лiгнiну гiдролiзного пiдвищуе акти-внiсть NOS на 24%. Протилежнють ефектiв сорбенту «Карболайн» та л^ншу на загальну активнють NOS може бути пов'язана iз неоднаковою здатнiстю цих сорбен^в поглинати iони фтору та жтрат-южв. За даними наших попереджх робiт зростання активностi NOS ждчас поеднано'1 што-ксикацп пов'язане iз впливом iонiв фтору, оскть-ки жтрати мають тенденцiю знижувати активнють NOS [4].
Таблиця 1
Змни в функцонуванн циклу оксиду азоту в слизовй оболонц шлунка щу^в при HimpamHo^mopudHiü Ытоксикацп та застосувант суспензй лiгнiну гiдролiзного та «Карболайну».
1нтактш тварини, n=10 Поеднана штратно-фторидна iнтоксикацiя, n=15 Суспензiя «Карболайну», за умов штратно-фторидноТ што-ксикацп, n=13 Суспензiя лiгнiну гiдролiз-ного за умов штратно-фторидноТ штоксикацп, n=15
Загальна активнють NOS, мкмоль/хв. на г бтку 6,51±0,41 7,74±0,27* 5,34±0,25* 9,57±1,4**#
Загальна активнють арпназ, мкмоль/хв. на г бтку 2,07±0,08 3,34±0,08* 5,02±0,47* 2,39±0,28**#
Загальна активнють штрат редуктаз, мкмоль/хв. на г бтку 5,98±0,74 10,27±0,63* 12,14±0,87 7, 18± 1,07**#
Загальна активнють нприт редуктаз, мкмоль/хв. на г бтку 4,32±0,69 11,3±0,48* 7,86±0,68* 15,13±1,41**/#
Вмют штри^в (NO2-), нмоль/г 11,56±0,51 18,9±0,8* 3,28±0,28* 6,62±0,65**#
Пероксинприт, мкмоль/г 0,88±0,06 1,48±0,059 2,65±0,06 1,71 ±0,11#
* - p<0,05 вiдносно штактних тварин.
** - p<0,05 вiдносно поеднаноТ нтоксикацИ
# - p<0,05 вiдносно групи «Карболайну».
Хронiчна штратно-фторидна iнтоксикацiя збн льшуе активнiсть ытратредуктаз на 72% у порiв-нянн iз iнтактними тваринами. Суспензiя сорбенту «Карболайн» не впливае на активнють шт-ратредуктаз. Суспензiя л^ншу гiдролiзного зни-жуе активнiсть штратредуктаз на 30%. Данi змiни можуть свiдчити про кращу сорбцiйну здатнють лiгнiну по вiдношенню до штрат-юшв. Ытритре-дуктазна активнiсть зростае в умовах хрошчно'Г поеднано'1 штоксикаци' в 1,61 рази. Суспензiя сорбенту «Карболайн» знижуе активнiсть штрит-редуктаз на 32%. Осктьки при використанн да-ного сорбенту активнiсть NOS зменшуеться, а активнiсть нiтратредуктаз статистично значуще не змшюеться, то зниження активност штритре-дуктаз може бути пов'язане iз здатнiстю «Карбо-лайну» поглинати нiтрит-iони. Використання л^-ншу гiдролiзного збiльшуе активнiсть штритреду-ктаз на 34% у порiвняннi iз хронiчною штратно-фторидною iнтоксикацiею та на 97% при порiв-нянн iз групою, що отримували суспензш сорбенту «Карболайн». Данi змши можуть бути пов'язанi, з одного боку, iз меншою здатнiстю до поглинання штрит-юыв лiгнiном, з шшого - зi збн льшеною активнютю NOS, яка може слугувати джерелом ытрит-юыв. Нiтратредуктази не можуть слугувати джерелом ытрит-юыв за умов використання суспензи лiгнiну, оскiльки Тх актив-нiсть е зниженою.
Концентрацiя нiтрит-iонiв при моделюваннi хроычно'Г поеднано'1 штоксикаци' нiтратом та фторидом натрш зростае на 63%. Використання суспензи' сорбенту «Карболайн» знижуе вмiст ж-тритiв в 5,8 разiв, а суспензи л^ншу - в 2,85 ра-зiв. При порiвняннi концентраци нiтритiв за умов використання л^ншу та сорбенту «Карболайн» було встановлено, що концентра^я нiтритiв у слизовш оболонцi щурiв групи сорбенту «Карболайн» у 2,02 рази нижча. Нижча концентрацiя ж-тритiв пояснюеться нижчою активнiстю NOS та жтритредуктаз у цiй групi, також слщ зазначити можливiсть сорбенту «Карболайн» безпосеред-ньо поглинати нiтрит-iони.
Активнiсть аргшаз при нiтратно-фториднiй ш-токсикаци зростае на 61%. Аргшази каталiзують перетворення L-аргшшу в L-орнiтин i в подаль-шому в полiамiни (путресцин, спермщин). Зрос-тання Тх активност при одночасному збiльшеннi активностi NOS може бути компенсаторною реа-к^ею на ушкодження тканин. Суспензiя сорбенту «Карболайн» збтьшуе активнiсть арпназ на 50%, що може бути пов'язане iз вивтьненням субстрату через зниження активност NOS. Л^-нш гiдролiзний знижуе активнiсть аргiназ на 28%. Осктьки в умовах використання л^ншу збтьшу-еться активнiсть NOS, зниження активност арп-
наз може бути пов'язане i3 конкуренцieю за субстрат.
Пероксижтрит лужних та лужно-земельних металiв утворюеться в результат реакцiT перок-синiтритного анiона, утвореного iз супероксидного анiон-радикалу та оксиду азоту, з солями ме-талiв (Na+, K+, Ca2+). На вщмшу вiд своеТ анiонноT форми, пероксижтрити металiв е бiльш стабть-ними метаболiтами i мають здатнють до спон-танноТ iзомеризацiT в жтрити [3]. Хронiчна жтра-тно-фторидна штоксика^я збiльшуе вмiст перо-ксижтриту на 68% у порiвняннi iз iнтактними тваринами. Використання суспензiT сорбенту «Карболайн» збтьшуе вмют пероксинiтриту в 1,79 рази, а суспензи л^ншу гiдролiзного досто-вiрно не впливае на вмют пероксижтриту. Пи-тання, чи призводить накопичення пероксижтри-^в металiв до збiльшення процесiв ушкодження кл^инних полiмерiв, потребуе подальшого ви-значення джерел формування пероксижтритно-го пулу та продук^в деградацiT бюлопчних полн мерiв.
Висновки
1. Суспензiя сорбенту «Карболайн» бiльш ефективна для корекцп змiн в функцiонуваннi циклу оксиду азоту в слизовш оболонц шлунка щурiв, викликаних фторидним компонентом жт-ратно-фторидноT iнтоксикацiT.
2. Суспензiя лiгнiну гiдролiзного бiльш ефективна для корекцп змш в функцюнуванж циклу оксиду азоту в слизовш оболонц шлунка щурiв, викликаних жтратним компонентом жтратно-фторидноT iнтоксикацiT.
3. Суспензiя сорбенту «Карболайн» бiльш ефективна для попередження накопичення жт-рит-южв в органiзмi в умовах жтратно-фторидноT iнтоксикацiT.
Лiтература
1. Назаренко Е.А. Проблеми забруднення фторидами грун^в i вод геохiмiчно''' провшцп (на прикладi Полтавсько!' областi) / Е.А. Назаренко, Ю.Б. Нiкозять, О.Д. 1ващенко // Екологiчна без-пека. - 2014. - №1. - С. 59 - 63.
2. Стасюк О.А. Вплив скевенджерiв пероксиштриту на окислюва-льш процеси у тканинах слинних залоз бтих щурiв за умов сильного надлишкового надходження штрату та фториду натрiю / О.А. Стасюк, В.О. Костенко // Актуальш проблеми сучасноУ медицини: Вюн. УкраYнськоY мед. стоматол. академп. - 2012. -Т.16, - №5-6. - C.30-33.
3. Шрайбман Г.Н. Спектрофотометрические методики определения пероксинитрита и нитрита / Г.Н. Шрайбман, Е.П. Дягилева, А.В. Скибина // Вестник КемГУ. - 2011. - №45. - C.200-206.
4. Akimov O. Ye. Functioning of nitric oxide cycle in gastric mucosa of rats under excessive combined intake of sodium nitrate and fluoride / O.Ye. Akimov, V.O. Kostenko // Ukr. Biochem. J. - 2016. -Vol. 88,
- № 6, - P. 70-75.
5. Fina B.L. Fluoride increases superoxide production and impairs the respiratory chain in ROS 17/2.8 osteoblastic cells / B.L. Fina, M. Lombarte, J.P. Rigalli [et al.] // PLOS ONE. - 2014. - Vol. 9. - № 6.
- P 1-6.
6. Lundberg J.O. The nitrate-nitrite-nitric oxide pathway in physiology and therapeutics. / J.O. Lundberg, E. Weitzberg, M.T. Gladwin // Nat. Rev. Drug Discovery. - 2008. - № 7. - Р.156-167.
Реферат
ВЛИЯНИЕ РАЗЛИЧНЫХ КАРБОНОВЫХ СОРБЕНТОВ НА ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ЦИКЛА ОКСИДА АЗОТА В СЛИЗИСТОЙ ОБОЛОЧКЕ ЖЕЛУДКА КРЫС ПРИ СОЧЕТАННОЙ НИТРАТНО-ФТОРИДНОЙ ИНТОКСИКАЦИИ Акимов О.Е., Костенко В.А.
Ключевые слова: нитрат натрия, фторид натрия, NO-синтаза, нитратредуктаза, нитритредуктаза.
В статье рассмотрено влияние суспензий сорбента «Карболайн» и лигнина гидролизного на функционирование цикла оксида азота в слизистой оболочке желудка крыс при сочетанной нитратно-фторидной интоксикации. Опыты проведены на 53 половозрелых крысах линии «Вистар». Для моделирования нитратно-фторидной интоксикации внутрижелудочно вводили растворы нитрата и фторида натрия в дозе 500 мг / кг и 10 мг / кг соответственно. Для оценки функционального состояния цикла оксида азота определяли общую активность NO-синтаз, аргиназ, нитрат-нитритредуктаз, содержание нитритов и пероксинитрита. Установлено, что суспензия сорбента «Карболайн» более эффективна для коррекции изменений в функционировании цикла оксида азота в слизистой оболочке желудка крыс, вызванных фторидным компонентом нитратно-фторидной интоксикации. Суспензия лигнина гидролизного более эффективна для коррекции изменений в функционировании цикла оксида азота в слизистой оболочке желудка крыс, вызванных нитратным компонентом нитратно-фторидной интоксикации. Суспензия сорбента «Карболайн» более эффективна для предупреждения накопления нитрит-ионов в организме в условиях нитратно-фторидной интоксикации.
Summary
INFLUENCE OF DIFFERENT CARBON-BASED SORBENTS ON FUNCTIONING OF NITRIC OXIDE CYCLE IN RATS GASTRIC MUCOSA UNDER COMBINED NITRATE-FLUORIDE INTOXICATION Akimov O.Ye., Kostenko V.O.
Key words: sodium nitrate, sodium fluoride, NO-synthase, nitrate reductase, nitrite reductase.
The article deals with the influence of the suspensions of the sorbent "Carboline" and hydrolytic lignin on the functioning of the cycle of nitric oxide in gastric mucosa of rats under combined nitrate-fluoride intoxication. Experiments were conducted on 53 adult rats of Wistar line. To simulate nitrate-fluoride intoxication solutions of sodium nitrate and sodium fluoride were intragastrically administered in dose 500 mg / kg and 10 mg / kg respectively. To evaluate the functional state of the nitric oxide cycle the overall activity of NO-synthases, arginases, nitrate-nitrite reductases, nitrite content and peroxynitrite were measured. It was found out that suspension of sorbent "Carboline" is more effective for correction of changes in the operation of nitric oxide cycle in rat gastric mucosa caused by fluoride component of nitrate-fluoride intoxication. Hydrolytic lignin suspension is more effective for the correction of changes in the of nitric oxide cycle in rat gastric mucosa caused by nitrate component nitrate-fluoride intoxication. Suspension of sorbent "Carboline" is more effective for preventing the accumulation of nitrite ions in the body under nitrate-fluoride intoxication.
.УДК 576.31:616-008.851-008.9:796.15
Баскевич О.В., Попель С.Л., Газ Ю.Р., Собетов Б.Г.
ТИПОВ1 ПОРУШЕННЯ ОРГАН1ЗАЩ1 МЕМБРАНИ ЕРИТРОЦИТ1В ПРИ Ф1ЗИЧНОМУ НАВАНТАЖЕНН1 Р1ЗНО11НТЕНСИВНОСТ1 В ПРОЦЕС1 РОЗВИТКУ ЗАГАЛЬНО1 ВИТРИВАЛОСТ1 ОРГАН1ЗМУ
Прикарпатський нацюнальний ушверситет iменi В. Стефаника, м. 1вано-Франшськ
У статт/ розглядаються загальн законом'рност'! та особливост/ зм/'н структури / функцИ мем-брани еритроцит!в при фiзичному навантаженн рiзноТ /нтенсивност¡. На п'дстав! даних лтерату-ри ! власних досл'джень робляться висновки про /снування типових молекулярних порушень мем-брани еритроцит!в при ф/'зичних навантаженнях рiзноТ '¡нтенсивност'!, як розвиваються при тре-нуванн загальноТ витривалост'!. Передбачаеться, що ун'терсальн'ють реагування циркулюючого еритроцитарного пулу на рiзноманiтнi ф1'зичн1' навантаження е еволю^йно за^пленою реак^ею / виявляеться адапта^йною перебудовою мiкрорельефу / мiкроелементного складу клiтин перифе-ричноТ кров!.
Ключов1 слова: еритроцит, мембрана, ф1зичне навантаження, витривалють.
Дослiдження проведенi згiдно плану науково-до^дноГ роботи кафедри теорп i методики фiзичноi' культури i спорту Прикар-патського нацонального унiверситету iменi В. Стефаника за темою «Структурний слiд адаптацп органiзму при гтошезп i фiзичному навантаженнi в онтогенезi», № держ. реестрацп 0111и000873.
Витривалють оргашзму - найважливша фн зична якють, що виявляеться в спортивнш дiя-льност та у повсякденному житп людей [12]. Вона вщображае загальний рiвень працездатно-ст людини. Будучи багатофункцюнальною влас-
тивютю людського оргашзму, витривалють штег-руе в собi велику ктькють процеав, що вщбува-ються на рiзних рiвнях: вщ штинного i до цтю-ного оргашзму [15]. Однак, як показують резуль-тати сучасних наукових дослщжень, в переваж-
