CC BY
36Фізика живого, Т. 16, No1, 2008. С.105-110.
© Пахомова А О., Коваленко О.А., Говоруха Т.М., Бабан В.М., Макарчук М.Ю.
УДК591.044 - 612.871.4
ЗМІНА ПОВЕДІНКОВИХ РЕАКЦІЙ ТА ЛІПОПЕРОКСИДНИХ ПРОЦЕСІВ В ТКАНИНІ ПЕЧІНКИ ГОСТРО АЛКОГОЛІЗОВАНИХ ЩУРІВ ПРИ ВВЕДЕННІ КВЕРЦЕТИНУ
ПРОТЯГОМ 14 ДІБ
Пахомова А.О., Коваленко О.А., Говоруха Т.М., Бабан В.М., Макарчук М.Ю.
Київський національний університет імені Тараса Шевченка біологічний факультет, кафедра фізіології людини і тварин, вул. Володимирська, 64, 01033, Україна
Надійшла до редакції 13.03.2008
Досліджено зміну активності поведінки щурів у “відкритому полі” та рівня ліпопероксидних процесів у тканині печінки тварин при гострій алкогольній інтоксикації, за введення кверцетину протягом 14 діб та комбінованої дії кверцетину й етанолу. Показано, що флавоноїд кверцетин модулює антиоксидантно-прооксидантну рівновагу в тканині як за нормальних умов, так і при гострій алкогольній інтоксикації. Підтверджено антиалкогольний ефект кверцетину, а також його нормалізуючий вплив на поведінкову активність тварин із моделлю гострої алкогольної інтоксикації.
Ключові слова: кверцетин, перекисне окислення ліпідів в печінці, поведінкова активність щурів у «відкритому полі».
ВСТУП
Актуальність проблеми вторинно набутих
мотивацій зумовлена підвищенням
розповсюдженості в багатьох країнах світу таких мотивацій, як потяг до алкоголю, морфіну, психоактивних сполук [1]. Моделювання
експериментального алкоголізму дозволяє виявити супутні фізіологічні порушення, що, безумовно, є важливим для пошуку адекватних засобів
корекції [6, 9].
Перекисне окислення ліпідів (ПОЛ) є одним з найбільш поширених механізмів деструкції
мембранних структур та реєструється при
розвитку цілого ряду патологічних станів, серед яких - алкогольна інтоксикація (АІ) різного ступеню. Відомо, що для корекції станів такого типу часто використовують флавоноїди [2, 7, 13]. Одним із таких антиоксидантних препаратів є кверцетин, який може модулювати кисеньзалежні процеси в організмі завдяки своїм відновним властивостям [4, 8, 10]. Враховуючи вплив
кверцетину на біохімічні процеси в організмі тварини, ми взяли за мету поєднати дослідження поведінкових реакцій алкоголізованих щурів і стану ліпопероксидних процесів в печінці щурів із гострою АІ при введенні кверцетину.
МАТЕРІАЛИ ТА МЕТОДИ
Хронічний експеримент проводився на 46 білих нелінійних щурах-самцях масою
130-200 г. Тварини утримувались на стандартному раціоні віварію і мали вільний доступ до води та їжі. Для вивчення поведінки щурів використовувалась установка “відкрите поле” (ВП), де при тестуванні тварин реєстрували такі показники: кількість центральних та
периферичних квадратів, які були перетнуті -горизонтальна рухова (локомоторна) активність; піднімання на задні лапки (стійки) - вертикальна рухова активність, дослідницька активність; грумінг, дефекація (болюси) та уринація -емоційна активність. Дослідження поведінки тварин проводили в першій половині дня на 1, 3, 7 та 14 доби [5] після моделювання гострої АІ [3], шляхом інтрагастрального введення 25 % розчину етанолу із розрахунку 4 г/кг (% летальної дози).
Для дослідження впливу кверцетину на поведінку та рівень ліпопероксидних процесів при гострій АІ щурів розділяли на 4 групи:
1 група «Контроль» - щурам вводили 1 мл фізіологічного розчину інтрагастрально ;
2 група «А» - щури з моделлю гострої АІ;
3 група «К» - до початку тестування у ВП тваринам до їжі додавали кверцетин у дозі 100 мг/кг [14] протягом 14 діб;
4 група «А+К» - щурів навантажували
кверцетином у тій же дозі протягом 14 діб до гострої АІ.
Після закінчення тестування у ВП тварин декапітували та видаляли печінку для біохімічного аналізу. Інтенсивність ПОЛ у гомогенаті цієї печінки оцінювали за тестом із 2-тіобарбітуровою
lQe
кислотою (ТБК), запропонованим Стальною та Гаришвілі [11] й виражали в наномолях ТБК-активних продуктів ПОЛ у розрахунку на 1 г сирої маси тканини.
Статистичний аналіз проводили за допомогою програми Statistica 6.0. За критерієм Шапіро-Уилка визначили, що вибірки даних активності поведінки належать до ненормально розподілених, які оброблялись за допомогою критеріїв Манна-Уітні для порівняння двох груп в один день. А вибірки даних показників рівня ПОЛ в печінці, як було виявлено, належать до нормально розподілених, які обраховувались за допомогою Т-теста для незалежних вибірок. Дані поведінкової активності представлені у вигляді медіани та 25% і 75% квартилей, а інтенсивності ПОЛ представлені у вигляді M±m. Критичний рівень значущості при перевірці статистичних гіпотез приймали рівним 0,05.
РЕЗУЛЬТАТИ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ
Тестування щурів у ВП через 10 хвилин після введення % летальної дози етанолу показало, що тварини з гострою АІ мали найнижчий рівень локомоторної активності у ВП (рис. 1). Порівняно з показниками локомоторної активності тварин із груп Контроль, К та А+К рівень локомоції у алкоголізованих тварин був достовірно нижчим (U=1,0, p=0,000098, U=21,5, p=0,003514 та U=31,0, p=0,017604, відповідно). Реєструвались також достовірно нижчі в порівнянні з контролем показники локомоторної активності щурів експериментальних груп К та А+К (U=23,0, p=0,014616 та U=22,0, p=0,012199, відповідно). На 3 добу експерименту спостерігались достовірні зміни в активності поведінки тварин усіх груп, причому активність щурів із гострою АІ, тварин із груп К та А+К виявлялась достовірно нижчою за контрольні показники (U=3,0, p=0,000168, U=0,0, p=0,000076 та U=0,0, p=0,000076, відповідно), але активності локомоції тварин експериментальних груп між собою статистично не відрізнялись. При тестуванні на 7 добу у ВП спостерігалась аналогічна закономірність: локомоторна
активність поведінки тварин експериментальних груп (А, К та А+К) у порівнянні з контролем була достовірно нижчою (U=0,0, p=0,000075, U=0,0,
р=0,000075 та и=0,0, р=0,000075, відповідно), показники ж локомоції щурів з цих груп між собою не відрізнялись. Подібна тенденція проявилась і при тестуванні тварин на 14 добу експерименту, але, крім статистичної різниці в показниках локомоторної активності
експериментальних груп (А, К та А+К) у порівнянні з контролем (и=0,5, р=0,000083,
и=16,0, р=0,003717 та и=16,5, р=0,001427,
відповідно), було виявлено достовірно нижчий рівень локомоції у тварин із гострою АІ порівняно з таким у щурів груп К та А+К (и=5,5, р=0,000118 та и=13,5, р=0,000701, відповідно).
Що стосується дослідницької активності щурів у ВП, то вона змінювалась подібно до локомоторної, що видно з рисунку 2. При тестуванні тварин в 1 добу, було виявлено статистично значущо нижчий рівень дослідницької активності у тварин із гострою АІ в порівнянні з контролем (и=17,0, р=0,004352), з групою К (и=36,5, р=0,039148) та групою А+К (и=30,5, р=0,016061). На 3 добу тестування тварин спостерігали достовірно нижчий рівень дослідницької активності алкоголізованих тварин (и=2,0, р=0,000117), тварин, які отримували
кверцетин (и=4,5, р=0,000243), та тварин групи А+К (и=2,0, р=0,000123) порівняно з контролем. При дослідженні поведінки щурів на 7 добу, виявлено, що дослідницька активність поведінки тварин груп А, К та А+К була статистично значущо нижчою за контрольні показники (и=2,0, р=0,000117, и=0,5, р=0,000081 та и=1,0,
р=0,000092, відповідно), а також дослідницька активність алкоголізованих тварин була
достовірно нижчою за таку у тварин групи К (и=37,5, р=0,044071). Стосовно 14 доби
експерименту достовірними були різниці
дослідницької активності між всіма групами, окрім показників груп К та А+К. Так у алкоголізованих тварин дослідницька активність поведінки була нижчою за таку в контролі та групах К та А+К (и=3,5, р=0,000172, и=14,5, р=0,000849 та и=22,0, р=0,003582, відповідно). Рівень активності дослідницької поведінки у тварин груп К та А+К був також нижчим за контрольний (и=24,0, р=0,016879 та и=19,5, р=0,007238, відповідно)..
□ 1 доба
« 3 доба а 7 доба • 14 доба
Рис. 1. Зміна показників локомоторної активності тварин під час тестування у ВП на 1, 3, 7 та 14 добу експерименту (Median; Box: 25%, 75%; Whisker: Non-Outlier Min, Non-Outlier Max)
Примітки: Контроль - щурам вводили 1 мл фізіологічного розчину інтрагастрально (n=10); А - тварини з моделлю гострої АІ (n=12); К - до початку тестування у ВП тваринам до їжі додавали кверцетин протягом 14 діб (n=12); А+К -щури отримували кверцетин протягом 14 діб до гострої АІ (n=12).
1 доба 3 доба 7 доба 14 доба
Рис. 2. Зміна показників дослідницької активності тварин під час тестування у ВП на 1, 3, 7 та 14 добу експерименту (Median; Box: 25%, 75%; Whisker: Non-Outlier Min, Non-Outlier Max)
Примітки: Контроль - щурам вводили 1 мл фізіологічного розчину інтрагастрально (n=10); А - тварини з моделлю гострої АІ (n=12); К - до початку тестування у ВП тваринам до їжі додавали кверцетин протягом 14 діб (n=12); А+К -щури отримували кверцетин протягом 14 діб до гострої АІ (n=12).
1Q8
1 доба З доба 7 доба 14 доба
Рис. 3. Зміна показників емоційної активності тварин під час тестування у ВП на 1, 3, 7 та 14 добу експерименту (Median; Box: 25%, 75%; Whisker: Non-Outlier Min, Non-Outlier Max)
Примітки: Контроль - щурам вводили 1 мл фізіологічного розчину інтрагастрально (n=1Q); А - тварини з моделлю гострої АІ (n=12); К - до початку тестування у ВП тваринам до їжі додавали кверцетин протягом 14 діб (n=12); А+К -щури отримували кверцетин протягом 14 діб до гострої АІ (n=12).
210
200
190
180
170
160
150
140
130
Контроль
А
К
А+К
Рис. 4. Рівень ТБК-активних продуктів ПОЛ (нмоль/г) в тканині печінки щурів під впливом кверцетину та етанолу (Mean; Box: Mean-SE, Mean+SE; Whisker: Mean-SD, Mean+SD)
Примітки: Контроль - щурам вводили 1 мл фізіологічного розчину інтрагастрально (n=10); А - тварини з моделлю гострої АІ (n=12); К - до початку тестування у ВП тваринам до їжі додавали кверцетин протягом 14 діб (n=12); А+К -щури отримували кверцетин протягом 14 діб до гострої АІ (n=12).
Щодо емоційної активності поведінки тварин, то тут вимальовується зовсім інша картина. При тестуванні в 1 добу показники емоційної активності алкоголізованих щурів та щурів з групи А+К були
достовірно вищими за контрольні показники (и=30,0, р=0,045969 та и=20,5, р=0,008541,
відповідно). На 3 добу тестування не було виявлено статистично значущих різниць між показниками
емоційної активності поведінки всіх експериментальних груп у порівнянні з контролем та між собою. Під час тестування тварин на 7у добу виявили, що тварини із гострою АІ мали достовірно вищу емоційну активність, порівняно з контролем (и=20,0, р=0,007289). Тварини, що отримували кверцетин, теж мали статистично значущо вищий рівень емоційної активності ніж контрольні щури (и=30,0, р=0,042992), але нижчий, порівняно з алкоголізованими тваринами. При тестуванні на 14 добу тварини групи К мали достовірно вищу емоційну активність у порівнянні з контролем (и=30,5, р=0,042797), а емоційна активність інших груп статистично на відрізнялась.
Аналізуючи показники поведінкової активності тварин із різних груп у ВП зрозуміло, що тварини з експериментальною гострою АІ були найменш активними та найбільш емоційно нестабільними. Ми не спостерігали такого ж пригнічуючого впливу алкоголю на поведінкову активність тварин у ВП при введенні % летальної дози етанолу щурам, яким до цього з їжею давали кверцетин протягом 14 діб. Локомоторна та дослідницька активність цих тварин протягом експерименту була найбільш наближеною до контрольних значень, порівнюючи з гостро алкоголізованими тваринами и тими щурами, які отримували лише кверцетин, але емоційна
активність, як і у тварин інших експериментальних груп, була набагато вищою за контрольні показники, що свідчить про значний вплив етанолу.
При дослідженні рівнів ліпопероксидації в печінці тварин було виявлено статистично значущі різниці між рівнями ПОЛ в тканині печінки у таких груп тварин (рис.4.). А саме, рівень ПОЛ в печінці тварин із гострою АІ був достовірно вищим від рівня ліпопероксидних процесів печінки контрольних щурів на 13% (187,2 ± 15,96 нмоль/г та 165,6 ± 5,83 нмоль/г, відповідно) при 1=2,83406, df=8, р=0,022012. Причому активність ліпопероксидації у тварин з гострою АІ також була статистично значущо вищою на 14,6 % за такий у щурів, які отримували кверцетин протягом 14 діб (187,2 ± 15,96 нмоль/г та 159,74 ± 10,44 нмоль/г, відповідно) при 1=3,21668, df=8, р=0,012300. Як видно з рисунку 4, рівень ліпопероксидації в тканині печінки тварин групи А+К був найнижчим порівняно з таким інших експериментальних груп та контрольних значень. Рівень ПОЛ в тканині печінки тварин групи А+К на 11,3% був достовірно нижчим за контрольний рівень ПОЛ (146,9 ± 9,79 нмоль/г та 165,6 ± 5,83 нмоль/г, відповідно) при 1=-3,67303, df=8, р=0,006282, та на 21,5% був нижчим за рівень ПОЛ у алкоголізованих тварин (146,9 ± 9,79 нмоль/г та 187,2 ± 15,96 нмоль/г, відповідно) при 1=4,80750, df=8, р=0,001343. Це свідчить про здатність кверцетину модулювати загалом антиоксидантно-прооксиданту рівновагу в тканинах як за нормальних умов, так і при гострій
АІ. Слід зазначити, що максимальне зниження інтенсивності ліпопероксидації в тканині печінки відбувається саме тоді, коли окисно-відновна рівновага порушена дією етанолу.
Ми вважаємо, що різниця рівнів ПОЛ в тканині печінки у тварин експериментальних груп пов’язана
з відчутним антиоксидантним ефектом тривалого введення кверцетину, що запобігає процесам деструктивних змін в печінці внаслідок активації процесів ліпопероксидації при такому способі алкоголізації тварин. Ці дані узгоджуються із показниками поведінкових реакцій. Так, протягом тестування у ВП локомоторна та дослідницька активність щурів, які отримували кверцетин на фоні гострої АІ, була достовірно вищою в порівнянні із такою у тварин групи А (що свідчить про відновлення поведінкової активності тварин у ВП). Отримані результати свідчать про здатність кверцетину модулювати загалом антиоксидантно-прооксидантну рівновагу в тканинах як за нормальних умов, так і при гострій АІ.
Отже, аналізуючи отримані результати, ми прийшли до висновку, що цей експеримент підтверджує антиалкогольний ефект кверцетину, а також його нормалізуючий вплив на поведінкову активність тварин з моделью гострої АІ.
ВИСНОВКИ
1. Флавоноїдний препарат кверцетин є активним модулятором психофізіологічних реакцій та антиоксидантно-прооксидантної рівноваги в організмі.
2. Введення кверцетину щурам на фоні гострої алкогольної інтоксикації достовірно підвищує їх рухову та дослідницьку активність у „відкритому полі” в порівнянні із гостро алкоголізованими тваринами.
3. Рівень процесів ліпопероксидації в тканині печінки у гостро алкоголізованих щурів є достовірно вищий за такий у тканині печінки контрольних тварин, а інтенсивність ПОЛ в тканині печінки тварин, які на фоні гострої алкоголізації отримували кверцетин, був достовірно нижчий за такий у гостро алкоголізованих та контрольних щурів.
Література
1. Бараненко А.В. Роль аффективных расстройств в преморбидном периоде формирования алкогольной зависимости // Український вісник психоневрології.
- 2001. - Т.9, вып. 3. - С. 125-127.
2. Бєленічев І.Ф., Коваленко С.І., Дунаєв В.В.
Антиоксиданти: сучасні уявлення, перспективи
створення // Ліки. - 2002. - №1-2. - С. 43-47.
3. Божко Г.Х., Бойко Т.П., Костюковська Л.С. Медіхронал знижує вміст етанолу та ацетальдегіду в крові і відновлює концентрацію катехоламінів у
тканинах щурів // Український біохімічний журнал.
- 1995. - Т. 67, № 2. - С. 108-112.
4. Будакова К.Р., Жмаева С.В., Григорьев А.Н., Гончарова А.Я., Кабаков А.Е. Флавоноид дигидрокверцетин в отличие от кверцетина не ингибирует єкспрессию белка теплового шока в условиях клеточного стресса // Биохимия. - 2003. -Т.68, Вып. 9. - С. 1287-1294.
5. Буреш Я., Бурешова О., Хьюстон Д.П. Методики и основные эксперименты по изучению мозга и поведения. - Москва: Медицина, 1991. - 421 с.
6. Виглинская И.В., Молодавкин Г.М., Середенин С.Б., Воронина Т.А. Экспериментальная оценка поведенческих особенностей формирования
пристрастия к алкоголю // Экспериментальная и клиническая фармакология. - 1995. - Т.58, № 1. -С. 57-59.
7. Гарник Т.П., Говоруха Т.М., Жаліло Л.І, Макарчук М.Ю., Весельський С.П., Горенко З.А., Бабан В.М., Філь Г.Б. До особливостей біологічної дії природних флавоноїдів / Збірник тез науково-практичної конференції «Фітотерапія в реабілітації хворих.» -К, 2003 - С. 71-72.
8. Ковалев В.Б., Ковган В.В., Колчина Е.Ю. Механизмы лечебного действия биофлавоноида кверцетина // Український медичний альманах. - 1999. - Т.2, №4.-С. 176-184.
9. Маслова И.В. Обмен ацетилхолина в структурах мозга крыс при экспериментальном алкоголизме и его коррекция // Здравоохрание МЗ Беларусь. - 1996.
- № 12. - С. 13-15.
10. Савченкова Л.В. Кверцетин: фармакология и
фармакотерапия // Фармакология и токсикология. -1991. - Вып. 26. - С. 73-79.
11. Стальная И.Ю., Гаришвили Т.Г. Методы
определения малонового диальдегида с помощью тиобарбитуровой кислоты // Современные методы в биохимии / Под. ред. проф. В.Н.Ореховича. -Москва: Наука, 1977. - С 66-68.
12. Теселкин Ю.О., Жамбалова Б.А., Бабенкова И.В. и др. Антиоксидантные свойства дигидрокверцетина // Биофизика. - 1996. - Т.41, Вып. 3. - С. 620-625.
13. Rogers E.J., Milhalik S., Ortiz D., Shea T.B. Apple juice prevents oxidative stress and impaired cognitive performance caused by genetic and dietary deficiencies in mice // J. Nutr. Health Aging. - 2004. - V.8, № 2. -P. 92-97.
14. Suzuki Y., Ishihara M., Segami T., Ito M. Anti-ulcer effects of antioxidants, quercetin, alpha-tocopherol, nifedipine and tetracycline in rats. // Jpn. J. Pharmacol. -1998. - V.78, № 4. - P. 435-441.
ИЗМЕНЕНИЕ ПОВЕДЕНЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ И ЛИПОПЕРЕКИСНЫХ ПРОЦЕССОВ В ТКАНИ ПЕЧЕНИ У ОСТРО АЛКОГОЛИЗОВАНИХ КРЫС ПРИ ВВЕДЕНИИ КВЕРЦЕТИНА В ТЕЧЕНИЕ 14 СУТОК
Пахомова А. О., Коваленко О. А., Говоруха Т.М., Бабан В.М., Макарчук М.Ю.
Исследовано изменение активности поведения крыс в “открытом поле” и уровня липопероксидных процессов в ткани печени у животных при острой алкогольной интоксикации, введении кверцетина в течение 14 суток и комбинированного действия кверцетина и этанола. Показано, что флавоноид кверцетин модулирует антиоксидантно-прооксидантное равновесие в ткани как при нормальных условиях, так и при острой алкогольной интоксикации. Подтвержден антиалкогольный эффект кверцетина, а также его нормализующее влияние на поведенческую активность животных с моделью острой алкогольной интоксикации.
Ключевые слова: кверцетин, перекисное окисление липидов, поведение в «открытом поле».
CHANGE OF BEHAVIORAL REACTIONS AND LIPOPERJ[SDATION PROCESSES IN LIVER IN STRONGLY ALCOHOLISED RATS UNDER INTRODUCTION OF QUERCETIN DURING 14 DAYS
Pahomova A.O., Kovalenko O.A., Govoruha T.M., Baban V.M., Makarchuk M.Yu.
The change of behavioral activity of rats in the “opened field” and level of lipoperoxides in liver is investigated in rats during strong alcoholic intoxication, introduction of quercetinum during 14 days and combined action of quercetinum and ethanol. It was shown that flavonoid quercetinum is modulates an anti-prooxidant equilibrium in liver under normal terms and during strong alcoholic intoxication. The antitoxic effect of quercetinum, and also his normalize influence on behavior, is confirmed.
Key words: quercetinum, lipid pero[idation, behavior in “open field”.
