CC BY
65
УДК 615.272.4:616.36 Кубанский научный медицинский вестник № 7 (121) 2010
В. А. РАГУЛИНА1, М. В. ПОКРОВСКИЙ2, Е А. ОРЛОВА2, А. И. КОНОПЛЯ1, Е В. АВДЕЕВА2, А. Л. ЛОКТИОНОВ2
АНТИОКСИДАНТНЫЕ ЭФФЕКТЫ ПРОИЗВОДНЫХ 3-ГИДРОКСИПИРИДИНА В НОРМЕ И ПРИ ОСТРОЙ ТЕТРАХЛОРМЕТАНОВОЙ ГЕПАТОПАТИИ
Кафедры биологической химии, 2фармакологии Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Курский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»,
Россия, 305041, г. Курск, ул. К. Маркса, 3. E-mail: [email protected]
Производные 3-гидроксипиридина (мексидол, этоксидол и соединение ХС-9) в условиях токсического поражения печени, вызванного введением тетрахлорметана, обладают выраженными антиоксидантными эффектами, проявляющимися в частичной или полной нормализации в плазме крови концентрации ацилгидроперекисей, малонового диальдегида, стабильных метаболитов оксида азота, повышении активности каталазы и общей антиокислительной активности.
Ключевые слова: токсическое поражение печени, производные 3-гидроксипиридина, мексидол, этоксидол, тетрахлорметан.
V. A. RAGULINA1, M. V. POKROVSKY2, E. A. ORLOVA2,
A. I. KONOPLYA1, Е. V. AVDEEVA2, A. L. LOKTIONOV2
ANTIOXIDATIC EFFECTS OF DERIVATIVES 3-GIDROKSIPIRIDINA IN NORM AND AT THE ACUTE TETRACHLORMETHANE HEPATOPATHIES
Chairs of biological chemistry, 2pharmacology State educational institution of the higher professional formations «Kursk state medical university Federal agency on public health services and social to development»,
Russia, 305041, Kursk, street K. Marks, 3. E-mail: [email protected]
Derivatives 3-gidroksipiridina (meksidol, ethoksidol and bond XC-9) in the conditions of the toxic lesion of a liver caused by introduction of a tetrachlormethane, possess the expressed antioxidatic effects shown in partial or full normalisation in a blood plasma of concentration acylgydroperoxid, malone a dialdehyde, stable metabolites oxide a nitrogen, rising of activity of a catalase and the general antioxidizing activity.
Key words: a toxic lesion of a liver, derivatives 3-gidroksipiridina, meksidol, ethoksidol, a tetrachlormethane.
Введение
Перекисное окисление липидов (ПОЛ) - неотъемлемая часть многих жизненно важных процессов, таких как обновление липидного состава клеточных мембран, поддержание активности липидзависимых и связанных с мембраной рецепторов, синтез предшественников простагландинов, окислительное фосфорилирование в митохондриях, фагоцитоз и т. д. При этом избыточное образование продуктов ПОЛ ведет к накоплению активных радикалов кислорода, и, как следствие, к истощению ферментов антиоксидантной защиты. В свою очередь, перекисные радикалы вступают во взаимодействие с молекулами жирных кислот, образуя высокотоксичные гидроперекиси и новый свободный радикал. Этот процесс, протекая лавинообразно, может привести к быстрому изменению клеточных мембран, что выражается чаще всего в нарушении функционального состояния липидного бислоя, рецепторов, каналов, ионной проницаемости, к образованию сшивок между белками и фосфолипидами мембраны, необратимой инактивации белков и к потере функциональных свойств биомембран, что в конечном итоге влечет за собой нарушение функционирования клеток [1, 6, 8].
В патогенезе многих заболеваний лежит нарушение равновесия между процессами образования и ней-
трализации продуктов ПОЛ. В связи с этим интерес к проблеме биооксидантов и антиоксидантной системе при патологии значительно возрос. В современной медицине для фармакологической коррекции оксидан-тных нарушений широко используют антиоксиданты различной химической природы. Последнее во многом определяет мишени их действия в процессе коррекции окислительного стресса. Соответственно, изучение такой взаимосвязи может оказаться полезным при поиске новых антиоксидантных препаратов [13, 16].
Большое внимание в настоящее время привлекают препараты, синтезированные на основе производных 3-гидроксипиридина (3-ГП). Эти соединения относятся к группе пиридинкарбоновых кислот и проявляют выраженные антиоксидантные и антирадикальные свойства [10].
Цель исследования - оценить антиоксидантные свойства некоторых производных 3-гидроксипиридина в норме и при остром токсическом поражении печени, вызванном введением тетрахлорметана.
Материалы и методы исследования
Эксперименты проводили на 108 здоровых половозрелых крысах-самцах линии Вистар массой 150200 г. В опытах использовали животных, прошедших
Влияние производных 3-ГП на процессы перекисного окисления липидов, содержание стабильных метаболитов оксида азота, активность каталазы и общую антиокислительную активность плазмы крови в норме и при токсическом поражении печени, вызванном введением тетрахлорметана
(M±m)
2 £ Условия опыта АГП, усл. ед. МДА, мкмоль/л Каталаза, мкат/л ОАА, % мкмоль/л
1 Здоровые животные 0,37±0,03 1,76±0,07 12,14±0,31 47,99±0,55 1,75±0,09
Интактные животные
2 Введение 0,15 М раствора хлорида натрия 0,34±0,08 1,78±0,04 12,23±0,22 48,33±1,55 1,77±0,05
3 Введение мексидола 0,37±0,02 2,03±0,17 12,84±0,41 45,83±1,37 2,58±0,14*1,2
4 Введение этоксидола 0,36±0,02 1,84±0,08 11,65±0,53 49,4±2,55 3,43±0,14*1-3
5 Введение ХС-9 0,32±0,08 1,81±0,11 11,94±0,41 48,98±0,35 3,15±0,12*1-3
Крысы с токсическим тетрахлорметановым поражением печени
6 Введение СС1_4 и 0,15 М раствора хлорида натрия 0,68±0,01*1-5 2,43±0,1*1-5 6,48±0,26*1 38,39±0,56*1-5 9,01±0,07*1-3
7 Введение СС1_4 и мексидола 0,29±0,09*6 1,55±0,19*6 13,10±0,41*6 40,83±0,57*1-5 2,05±0,15*1-6
8 Введение СС1_4 и этоксидола 0,33±0,03*6 1,65±0,24*6 16,23±0,3*1-7 40,79±0,45*1-5 2,15±0,11*1-6
9 Введение СС1_4 и ХС-9 0,35±0,05*6 1,86±0,08*6 15,23±0,3*1-7 44,95±0,44*1-8 1,8±0,12*3-8
Примечание: * - р<0,05, цифра рядом со звездочкой указывает, по отношению к какой группе показатель достоверно отличается.
карантинный режим вивария Курского государственного медицинского университета и не имевших внешних признаков каких-либо заболеваний. Все исследования проводили в одно и то же время суток, с 8 до 12 ч., с соблюдением принципов, изложенных в Конвенции по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других целей (г. Страсбург, Франция, 1986), и согласно правилам лабораторной практики РФ (приказ МЗ РФ от 19.06.2003 г. № 267).
Производные 3-ГП вводили пятикратно, через 24 часа, внутрибрюшинно в экспериментально подобранных дозах: ХС-9 - 35 мг/кг, этоксидол - 50 мг/кг. В качестве препарата сравнения использовали производное оксипиридина - мексидол, который вводили внутрибрюшинно, в дозе 50 мг/кг, по той же схеме, что и исследуемые соединения.
Токсическое поражение печени моделировали внутримышечным введением 3 мл/кг четыреххлористого углерода в виде 50%-ного раствора в оливковом масле, пятикратно, через 24 часа [2].
Интенсивность процессов перекисного окисления липидов оценивали по содержанию в плазме крови ацилгидроперекисей (АГП) и малонового диальдегида (МДА) [14]. Кроме этого определяли активность каталазы [7]. Общую антиокислительную активность (ОАА) плазмы крови определяли методом, основанным на степени ингибирования аскорбат- и ферроиндуци-рованного окисления твина-80 до МДА. Оптическую плотность измеряли при 532 нм через 48 часов инкубации при 40° С [3]. Содержание стабильных метаболитов оксида азота (СМЫО) в плазме крови определяли спектрофотометрически с помощью реактива Грисса. Результат рассчитывали по кривой с использованием стандартных растворов нитрита натрия [4]. Статистическую обработку результатов исследования проводили, используя параметрический коэффициент Стьюдента и непараметрические критерии Вилкоксо-
на-Манна и Уитни [5]. Статистически значимыми считали различия с р<0,05.
Результаты и обсуждение
Установлено, что в группе интактных животных ни одно из соединений 3-ГП не оказывало влияния на фоновый уровень процессов ПОЛ, протекающих в организме, а также на активность одного из основных ферментов ан-тиоксидантной системы - каталазы и общую антиокисли-тельную активность плазмы крови (таблица).
При этом на фоне введения мексидола, но в большей степени после применения этоксидола и ХС-9 отмечалось статистически существенное повышение уровня СМЫ0 (таблица).
Известно, что под влиянием ферментной моноок-сигеназной системы цитохрома Р-450 образуются свободные радикалы СС13 и СС1, с чем связаны гепатоток-сические эффекты тетрахлорметана. Эти метаболиты свободнорадикальной природы активируют процессы перекисного окисления и снижают активность антиок-сидантной системы. Также в клетках печени СС14 путем активации ЫО-синтетазной системы индуцирует синтез оксида азота (N0), который, с одной стороны, играет роль молекулы-посредника, а с другой стороны, обладает цитотоксически м действием [12]. Кроме того, возможно изменение проницаемости внутриклеточных структур для ионов кальция, что сопровождается повышением его концентрации в гепатоците и повышением активности кальцийзависимых ферментных систем. Активированные кальцием фосфолипазы воздействуют на мембраны гепатоцитов, что приводит к повреждению мембран эндоплазматической сети и нарушению синтеза белка в клетке [9].
Учитывая вышеизложенное, вторую серию экспериментов проводили на животных с острым токсическим поражением печени, вызванным введением тетрах-лорметана. У крыс с острой токсической гепатопатией
Кубанский научный медицинский вестник № 7 (121) 2010
Кубанский научный медицинский вестник № 7 (121) 2010
выявлено статистически значимое повышение содержания продуктов ПОЛ (АГП - в 1,84 раза, МДА - в 1,4 раза), СМЫ0 - в 4,1 раза. При этом достоверно снижалась активность каталазы и ОАА (таблица).
У всех исследуемых соединений обнаружены выраженные антиоксидантные эффекты, поскольку после их введения нормализовался уровень АГП и МДА. Активность каталазы после введения мексидола нормализовалась, а при применении этоксидола и ХС-9 -повышалась по сравнению с контрольной группой. ОАА плазмы крови на фоне введения мексидола и этокси-дола, в большей степени ХС-9, повышалась, но не до показателей здоровых животных. Кроме этого введение мексидола или этоксидола частично (не до показателей здоровых животных), а соединение ХС-9 - полностью нормализовало уровень СМЫО (таблица).
Таким образом, изученные производные 3-ГП в норме не оказывают влияния на интенсивность процессов ПОЛ и активность каталазы, но повышают уровень СМЫ0. При токсическом поражении печени, вызванном введением четыреххлористого углерода, все препараты нормализуют уровень продуктов ПОЛ, мексидол -нормализует, а этоксидол и ХС-9 - стимулируют активность каталазы. Все исследованные производные 3-ГП повышают ОАА, но не до уровня здоровых животных.
В условиях острой токсической тетрахлорметано-вой гепатопатии возможным механизмом антиоксидантного действия веществ этой группы является взаимодействие с образующимися в ходе ПОЛ перокси (КОО.)- и алкокси-радикалами (КО) за счет легкоподвижного атома водорода фенольной группы в составе молекулы. Различная эффективность мексидола, этоксидола и соединения ХС-9, вероятно, обусловлена их различной химической структурой, а возможно, и дополнительными субстанциями, входящими в состав данных соединений.
Известно, что адаптивные реакции, протекающие в организме, в том числе при оксидантном стрессе, вовлекают множество систем и физиологических процессов, одним из которых является метаболизм наиболее универсального регуляторного фактора -оксида азота (N0). Эффекты N0 напрямую зависят от его концентрации. Как избыток, так и дефицит N0 крайне неблагоприятны для организма. В сравнительно небольшой концентрации N0 выполняет регуляторные функции, активируя растворимую гуани-латциклазу и вызывая тем самым повышение уровня цГМФ в клетках-мишенях. Однако высокие концентрации N0, обычно продуцируемых iN0S и в некоторых ситуациях другими изоформами, токсичны для клеток, ферментов, ионных каналов и генетического аппарата клетки [11]. При этом основной механизм токсического действия N0 - это реакция с супероксидом и образование пероксинитрит иона, который наиболее интенсивно окисляет белки, липиды и ДНК. Повреждение ДНК активирует ядерный фермент по-ли-(АДФ-рибозо)-полимеразу. Массивная активация этого фермента приводит к АДФ-рибозилированию и истощению запасов НАД. В попытке ресинтезировать НАД истощается АТФ. В условиях нарушения генерации энергии в клетке, вызванного дисфункцией митохондрий, такая потеря НАД и АТФ ведет к гибели клеток по пути некроза или апоптоза [15].
В нашей работе у интактных животных производные 3-ГП вызывали умеренное, но достоверное повышение концентрации СМ^ в плазме крови, что, учиты-
вая описанные механизмы, можно охарактеризовать как положительный эффект, так как результатом этих эффектов будет увеличение энергетического потенциала клеток. В то же время при токсической гепатопатии, вызванной введением тетрахлорметана, наблюдалось значительное повышение концентрации в плазме крови СМ^, вероятно, обусловленное активацией фермента iN0-синтазы или процессов ПОЛ. В условиях острой токсической гепатопатии препараты (мексидол и этоксидол) корригировали, а соединение ХС-9 - нормализовало уровень СМ^. Описанные эффекты, вероятно, опосредованные и обусловлены антиоксидантной активностью производных 3-ГП, так как при отсутствии активных радикалов кислорода прекращается синтез пероксинитритиона. Однако не исключено и их ингибирующее влияние на фермент iN0-синтазу производных 3-ГП.
Таким образом, проведенные исследования подтверждают выраженные антиоксидантные свойства производных 3-гидроксипиридина, их влияние на метаболизм оксида азота и открывают перспективы для появления лекарственных препаратов на основе химического соединения ХС-9.
ЛИТЕРАТУРА
1. Авдеева Е. В., Конопля А. И., Сернов Л. Н. Влияние производных оксиникотиновой кислоты и 3-оксипиридина на функциональную активность полинуклеаров крыс // Вестн. Уральской мед. академ. науки. - 2006. -- № 3-1 (14). - С. 102-104.
2. Алексеева Н. Н., Брызгина Т. М., Павлович С. И., Ильче-вич Н. В. Печень и иммунологическая реактивность. - Киев: Наук. Думка, 1991. - 168 с.
3. Галактионова Л. П., Молчанов А. В., Ельчанинова С. А., Варшавский Б. Я. Состояние перекисного окисления липидов у больных с язвенной болезнью желудка и двенадцатиперстной кишки // Клин. и лаб. диагностика. - 1998. - № 6. - С. 10-14.
4. Голиков П. П., Николаева Н. Ю., Картавенко В. И. и др. Генерация оксида азота лейкоцитами периферической крови в норме и при патологии // Патол. физиология и эксперим. терапия. -2003. - № 4. - С. 11-13.
5. Гублер Е. В., Генкин А. А. Применение непараметрических критериев статистики в медико-биологических исследованиях. -Л.: Медицина, 1973. - 141 с.
6. Конопля А. И. Взаимосвязь структуры и функции эритроцитов с иммунным гомеостазом. - Курск, 2008. - 40 с.
7. Королюк М. А, Иванова Л. И., Майорова И. Г. и др. Метод определения активности каталазы // Лаб. дело. - 1988. - № 1. -С. 16-19.
8. Лазарева Г. А. и др. Иммунометаболические эффекты регуляторов энергетического обмена при нарушении гомеостаза / Под ред. Л. Г. Прокопенко. - Курск, 2006. - 329 с.
9. Прокопенко Л. Г., Бровкина И. Л., Конопля А. И. Окислительный стресс. - Курск: ГОУ ВПО КГМУ Росздрава, 2008. - 66 с.
10. Рагулина В. А, Авдеева Е. В., Орлова Е. А. Влияние новых производных 3-гидроксипиридина на иммунную реактивность в условиях токсической гепатопатии // Сб. тр. X Международного конгресса. «Совр. пробл. аллергологии, иммунологии и иммунофармакологии». - Казань, 2009. - С. 383.
11. Реутов В. П., Охотин В. Е., Шуклин А. В. и др. Оксид азота (N0) и цикл в миокарде: молекулярные, биохимические и физиологические аспекты // Успехи физиол. наук. - 2007. - Т. 38. № 4. -С. 39-58.
12. Романов А. И., Конопля А. И., Ласков В. Б., Локтионов А. Л. Коррекция иммунных и оксидантных нарушений у больных алкогольной полинейропатией // Науч.-практ. вестник «Человек и его здоровье». - Курск, 2008. - № 1. - С. 80-85.
13. Смирнов Л. Д. Антиоксиданты гетероароматического ряда. Структура, активность, медицинское применение // Сб. тез. 2-го съезда Рос. науч. о-ва фармакологов. - М., 2003. -С.171.
14. Стальная И. Д., Гаришвили Т. Г. Метод определения малонового диальдегида с помощью тиобарбитуровой кислоты // Современные методы в биохимии / Под ред. В. Н. Ореховича. -М.: Медицина, 1977. - С. 66-68.
15. Dhakshinamoorthy S., Porter A. G. Nitric oxide-induced transcriptional up-regulation of protective genes by Nrf2 via the antioxidant response element counteracts apoptosis of neuroblastoma cells // J. Biol. Chem. - 2004. - V. 279. - P. 20 096-200 107.
16. Edidin M. Lipids on the frontier: a century of cell-membrane bilayers // Nat. rev. mol. cell biol. - 2003. - Vol. 4. - P. 414-426.
Поступила 26.07.2010
П. В. САРАП’, Ю. С. ВИННИК2, А. А. ОСТАНИН3
__ v v
ИЗУЧЕНИЕ ФАКТОРОВ СТАДИИНОИ ОРГАНИЗАЦИИ ИММУННОГО ОТВЕТА У ПАЦИЕНТОВ С УРГЕНТНОИ ХИРУРГИЧЕСКОЙ ПАТОЛОГИЕЙ
1МУЗ городская клиническая больница № 6 им. Н. С. Карповича,
Россия, 660062, г. Красноярск, ул. Академика Курчатова, 17. E-mail: [email protected];
2Красноярский государственный медицинский университет им. проф. В. Ф. Войно-Ясенецкого, Россия, 660022, г. Красноярск, ул. Партизана Железняка, 1;
3НИИ клинической иммунологии СО РАМН,
Россия, 630099, г. Новосибирск, ул. Ядринцевская, 14
Биологическим системам свойственна стадийная организация физиологических реакций. Формирование иммунного ответа происходит под воздействием внешних факторов, представляющих совокупность патогенетических влияний на иммунную систему. Следствием этих воздействий является неоднородность изучаемых данных. Выделены шесть кластеров функциональной организации иммунной системы у пациентов с ургентной хирургической патологией. Каждый кластер отличается от других тяжестью состояния пациентов, летальностью, а также собственными системообразующими показателями. Их использование открывает перспективы в разработке новых интегральных методов динамической оценки тяжести состояния пациентов, прогноза течения и исхода заболеваний, а также выбора наиболее эффективной тактики комплексного лечения.
Ключевые слова: хирургия, иммунитет, кластеры, факторный анализ.
P. V. SARAP1, Y. S. VINNIK2, A. A. OSTANIN3
STUDYING OF FACTORS OF THE IMMUNE RESPONSE PHASIC ORGANIZATION IN PATIENTS WITH URGENT SURGICAL PATHOLOGY
1N. S. Karpovich city clinical hospital № 6,
Russia, 660062, Krasnoyarsk, Academic Kurchatov st., 17. E-mail: [email protected];
2V. F. Voino-Yasenetskiy Krasnoyarsk state medical university,
Russia, 660022, Krasnoyarsk, Partisan Zheleznyak st., 1;
3Clinical immunology institute of Siberian branch of Russian academy of medical science,
Russia, 630099, Novosibirsk, Yadrincevskaya st., 14
The phasic organisation of physiological reactions is peculiar to biological systems. Formation of the immune response occurs on account of the influence of external factors which are set of pathogenetic influences on immune system. Consequence of these influences is heterogeneity of studied data. Allocated six clusters of immune system functional organisation in patients with urgent surgical pathology. Everyone cluster differs from others by severity of patients, mortality, and also own system-organize indicators. Using its opens prospects in working out of new integrated methods of a dynamic estimation of patients severity, the forecast of a current and outcome of diseases, choice of the most effective tactics of complex treatment.
Key words: urgent surgery, immunity, clusters, factor analysis.
Лечение пациентов с ургентной хирургической патологией по-прежнему остается достаточно сложной задачей практической медицины ввиду высокого числа осложнений и летальности [15]. Изучению патогенеза иммунологических нарушений при послеоперационной болезни, гнойной хирургической инфекции и сепсисе уделяется существенное внимание [8, 17].
Биологическим системам свойственна стадийная организация физиологических реакций [3]. С позиций системного анализа считается, что формирование взаимосвязей внутри систем происходит при участии внешних факторов. При этом элементы системы стремятся приобрести характеристики, оптимальные для компенсации внешних влияний [6]. В результате сочетанного действия нескольких факторов массивы данных
Кубанский научный медицинский вестник № 7 (121) 2010 УДК 612.017.1-616-089.1
