CC BY
89
УДК 577.115:632.95:615.099.083
ИЗМЕНЕНИЕ ПРООКСИДАНТНО-АНТИОКСИДАНТНОГО БАЛАНСА ПРИ ХРОНИЧЕСКОЙ ИНТОКСИКАЦИИ БАНКОЛОМ И ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОФИЛАКТИЧЕСКИХ МЕРОПРИЯТИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ МЕКСИДОЛА
© Королев В.А.1, Ляшев Ю.Д.2, Грибач И.В.1, Кирищева Н.Е.1
1 Кафедра биологии, медицинской генетики и экологии,2 кафедра патофизиологии Курского государственного медицинского университета, Курск
E-mail: medecol [email protected]
Проведено изучение антиоксидантной эффективности мексидола на перекисное окисление липидов (ПОЛ) и систему антиоксидантной защиты (АОЗ) в плазме крови и печени крыс в условиях хронической интоксикации банколом. О состоянии системы ПОЛ судили по активности промежуточных и конечных продуктов (ацилгидроперекиси и малоновый диальдегид), АОС по ферментам: супероксиддисмутаза и каталаза. Применение мексидола приводит к нормализации исследуемых показателей в условиях действия токсиканта. Полученные данные позволяют рекомендовать мексидол в качестве средства профилактики окислительного стресса и биоэнергетических нарушений в период до хронических отравлений ксенобиотиками.
Ключевые слова: хроническая пестицидная интоксикация, перекисное окисление липидов, антиоксидантная система, мексидол.
CHANGING PROOXIDANT-ANTIOXIDANT BALANCE IN CHRONIC INTOXICATION WITH BANKOL AND EFFECTIVENESS OF PREVENTIVE MEASURES WITH THE USE OF MEXIDOL Korolev V.A.1, Lyashev Yu.D.2, Gribach I.V.1, Kirishcheva N.E.1
1 Department of Biology, Medical Genetics and Ecology, 2 Department of Pathophysiology of Kursk State Medical University, Kursk The antioxidant effectiveness of Mexidol on the lipid peroxidation (LPO) and the antioxidant defense system (AOS) in plasma and liver of rats in conditions of chronic intoxication with Bankol was studied. The state of LPO activity was judged about by the intermediate and final products (acylhydroperoxide and malonic dialdehyde ), AOS - by enzymes: superoxide dismutase and catalase. The use of Mexidol leads to normalization of the studied parameters under the toxicant action. The data obtained allow us to recommend Mexidol as a means of preventing oxidative stress and bioenergetic dysfunctions prior to the chronic poisoning of the xenobiotics.
Keywords: chronic pesticide intoxication, lipid peroxidation, antioxidant system, Mexidol.
На отечественном рынке потребления пестицидов особое место занимает группа инсектицидов, которая имеет высокий удельный вес применения в растеневодческом комплексе [13]. В последние десятилетия активно применяется инсектицид из класса нейротоксинов - бенсултап (2-диметиламино-1.3 -бис (фенилсульфонилтио)
пропан), препаративная форма - банкол 50% с.п., «Такеда», Япония. [6,16]. Препарат относится к инсектоакарицидам кишечно-контактного действия, механизм действия которого заключается в блокировании чувствительных к никотину холи-норецепторов постсинаптической мембраны, в результате чего импульс, передаваемый с участием ацетилхолина, не воспринимается, и насекомые перестают реагировать на внешние сигналы [1]. Отравление проявляется в сильном возбуждении, поражении двигательных центров [10]. Бан-кол имеет высокие токсические и кумулятивные свойства, способен длительное время сохраняться в продуктах первичной переработки агрокультур, в связи с чем представляет экологическую опасность для животных и человека [12,15].
Было показано, что функционально-
метаболические нарушения в органах и тканях после тяжелых отравлений некоторыми пестицидами сопровождаются избыточной продукцией активных форм кислорода (АФК), активацией процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ), что приводит к напряжению и последующей декомпенсации механизмов антиоксидант-ной защиты организма и развитию окислительного стресса [9, 4, 14, 11]. Широкое участие свободнорадикальных процессов в патогенезе отравлений ксенобиотиками, затрагивающих головной мозг, сердце, печень, почки, а также эритроциты, ставит вопрос о возможности профилактики фармакологическими средствами [2]. В то же время, несмотря на значительное число работ, посвященных изучению патогенетической роли радикальных процессов в патогенезе тяжелых отравлений химическими веществами вообще, и бан-колом в частности, перечень препаратов антиоксидантов, использующихся в лечении интоксикаций, остается немногочисленным.
Целью работы явилось изучение влияния профилактического применения мексидола на ПОЛ и систему антиоксидантной защиты (АОЗ) в печени и плазме крови крыс с хронической интоксикацией банколом.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследование проведено на 28 белых половозрелых крысах линии Вистар — самцах массой 180-200 г, которых содержали на обычном пищевом рационе в условиях вивария. Все животные были разделены на три группы по 8 особей в каждой. Биологическим контролем служили здоровые (интактные) крысы. В исследовании применяли банкол, соответствующий требованиям ФСП, ГСО N 343-034-10, выпускаемый НПО «Метрология+». Хроническое отравление (вторая и третья экспериментальные группы) создавали путем внутрижелудочного введения через зонд 1/50 ЛД50 инсектицида банкол в 1% крахмальном геле, в течение 28 суток. В работе использован антиоксидант мексидол, который применяли с профилактической целью путем внутримышечного введения животным препарата в дозе 250 мг/кг в течение 10 суток до начала введения банкола. Эти животные составили третью экспериментальную группу.
Исследования проводили с соблюдением принципов, изложенных в Конвенции по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других целей (г. Страсбург, Франция, 1986). Животных выводили из эксперимента декапитацией легким эфирным наркозом.
Навеску ткани печени массой 100 мг гомогенизировали в 1 мл 0.025 М трис-НС1 буфера (pH
7.4). О состоянии ПОЛ судили по содержанию продуктов этих реакций: ацилгидроперекисей
(АГП) и малонового диальдегида (МДА), а также активности ферментов антиоксидантной системы: супероксиддисмутазы (СОД) и каталазы в плазме и ткани печени. Данные показатели оценивали традиционными методами [3, 5].
Статистическую значимость различий средних величин вычисляли по ^критерию Стьюдента после проверки нормальности распределения изучаемых параметров с помощью программы Statistica 6.0.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Полученные данные показывают, что у животных с хронической интоксикацией банколом отмечается увеличение концентрации промежуточных и конечных продуктов ПОЛ как в плазме крови, так и в ткани печени (таблица 1).
Отмечается статистически достоверное повышение МДА в плазме крови и ткани печени в 3.36 и 1.49 раза соответственно (р<0.001). Существенно увеличилась и концентрация АГП: в 3.55 и 2.65 (р<0.001) раза соответственно в плазме и ткани печени. Профилактическое введение мек-сидола в течение 10 дней до хронического использования банкола приводило к снижению интенсивности ПОЛ, что проявлялось уменьшением содержания МДА и АГП по сравнению с группой крыс с хронической интоксикацией. Концентрация МДА понизилась на 12.9% (р<0.01) в плазме и на 4.5% (р<0.05) в ткани печени. Содержание АГП уменьшилось на 20.7% и 27.9% (р<0.05) соответственно.
Таблица 1
Содержание продуктов ПОЛ в плазме крови и гомогенате печени крыс в условиях хронической интоксикации банколом и профилактики мексидолом
Показатель Исследуемая^^^^^^ группа Содержание малонового диальдегида (М±т) ои Сг Сл и ц а ержание дроперекисей М±т)
Плазма, мкмоль/л Г омогенат ткани печени, мкмоль/г ткани Плазма, у.е. Г омогенат ткани печени, у.е.
Контрольная (интактные крысы) 1.96±0.12 1.36±0.11 0.53±0.04 0.23±0.02
Группа крыс с хронической интоксикацией банколом 6.6±0.16*** 2.02±0.17*** 1.88±0.12* ** 0.61±0.05***
Группа крыс с хронической интоксикацией банколом +профилактика мексидолом 5.75±0.19хх 1.93±0.07х 1.49±0.11х 0.44±0.02х
Примечание: * - р<0.05 по сравнению с контрольной группой, ** - р<0.01 по сравнению с контрольной группой, *** - р<0.001 по сравнению с контрольной группой; х - р<0.05 по сравнению с группой с хронической интоксикацией банколом, хх - р<0.01 по сравнению с группой с хронической интоксикацией банколом, ххх - р<0.001 по сравнению с группой с хронической интоксикацией банколом.
Таблица 2
Активность ферментов АОЗ в условиях хронической интоксикации банколом и профилактики мексидолом
Показатель Исследуемая^"^^^ группа Активность каталазы (М±т) Активность супероксиддисмутазы (М±т)
Плазма, мкат/мл Г омогенат ткани печени, мкат/г белка ткани Плазма, у.е. Г омогенат ткани печени, у.е.
Контрольная (интактные крысы) 10.43± 1.76 9.84±0.99 15.05±0.33 15.11±0.18
Группа крыс с хронической интоксикацией банколом 23.29±1.01*** 3.47±0.47*** 25.18±0.89*** 12.95±0.39**
Группа крыс с хронической интоксикацией банколом +профилактика мексидолом 21.47± 1.62 7.58±0.57ххх 18.06±0.43ххх 12.76±0.43
Примечание: * - р<0.05 по сравнению с контрольной группой, ** - р<0.01 по сравнению с контрольной группой, *** - р<0.001 по сравнению с контрольной группой; х - р<0.05 по сравнению с группой с хронической интоксикацией банколом, хх - р<0.01 по сравнению с группой с хронической интоксикацией банколом, ххх - р<0.001 по сравнению с группой с хронической интоксикацией банколом.
Установлено повышение активности обоих исследованных антиоксидантных ферментов: ка-талазы и СОД в плазме крови на 223.3% (р<0.001) и на 67.3% (р<0.001) соответственно. Напротив, в ткани печени обнаружено снижение данных показателей — каталазы на 284.2% (р<0.001) и СОД на 14.3% (р<0.01) Введение мексидола вызывало повышение активности каталазы в ткани печени (на 118.4% (р<0.001)), но не оказывало существенного влияния на активность фермента в плазме. Снижение активности фермента СОД на 28.3% обнаружено только в плазме крови.
Таким образом, хроническое отравление животных банколом приводит к активации ПОЛ, о чем свидетельствует повышение МДА и АГП в плазме крови и ткани печени. Накопление банко-ла и длительная стимуляция свободнорадикального окисления вызывают снижение активности исследованных антиоксидантных ферментов в ткани печени (СОД, каталаза). В условиях избыточного образования свободных радикалов (хроническая интоксикация) происходит подавление активности ферментов в ткани печени в результате их активного потребления. Параллельно этому вследствие изменения кровотока в капиллярах нарушается поступление новых антиоксидантов [8]. В работе показано, что именно в печени, которая является органом-мишенью ксенобиотиков, под влиянием банкола наблюдается угнетение активности СОД, что, по-видимому, обусловлено её ингибированием при накоплении продуктов ПОЛ, а также возможными структурными изменениями молекулы фермента, в частности, ее гли-килированием [14]. Кроме того, активность СОД может снижаться в результате развития повре-
ждений гепатоцитов, обусловленных интоксикацией [7]. В то же время повышение активности СОД и каталазы в плазме крови обусловлено, по нашему мнению, усилением продукции этих ферментов в клетках, в которых не происходит аккумуляции пестицида, в частности, в лейкоцитах.
Применение антиоксиданта мексидола с профилактической целью оказывает выраженное действие на нарушенные показатели: происходит уменьшение концентрации МДА и АГП как в плазме крови, так и в ткани печени. И также следует отметить увеличение активности каталазы и СОД в печени и крови соответственно.
Полученные результаты позволяют рекомендовать мексидол в качестве средства профилактики окислительного стресса и биоэнергетических нарушений при тяжелых хронических отравлениях ксенобиотиками.
ЛИТЕРАТУРА
1. Брызгунова С.С., Еремина М.В. Оценка токсикологического влияния пестицидов на организм человека // Успехи соврем. естествознания. - 2011. -№ 8. - С. 95-96.
2. Зайцев В.Г., Островский О.В., Закревский В.И. Связь между химическим строением и мишенью действия как основа классификации антиоксидантов прямого действия // Эксперим. и клин. фармакология. - 2003. - № 4 - С. 66-70.
Королюк М.А., Иванова Л.И., Майорова И.Г., Токарев В.Е. Метод определения активности каталазы // Лаб. дело. - 1988. - № 1 - С. 16-19.
Лукьянова Л.Д. Современные проблемы адаптации к гипоксии. Сигнальные механизмы и их роль в
системной регуляции // Патол. физиология. -2011. - № 1. - С. 3-19.
5. Макаренко Е.В. Комплексное определение активности супероксиддисмутазы и глутатионредуктазы в эритроцитах больных с хроническими заболеваниями печени // Лаб. дело. - 1988. - № 11 -С. 48-50.
6. Мигранов М.Г., Саттаров В.Н. Биологическая эффективность бенсултапа в борьбе с колорадским жуком // Вестник Оренбургского государственного университета - 2009. - № 6 - С. 228-230.
7. Мискевич Д.А. Прерывистая алкоголизация и печень: свободнорадикальный гомеостаз, оксид азота, адаптационные механизмы // Биомедицинская химия. - 2006. - №_5. - С. 489-495.
8. Михайлов С.С. Антихолинэстеразные свойства пестицидов // Вопр. мед. химии. - 1982. - № 4. -С. 798-801.
9. Мышкин В.А., Гуляева И.Л., Ибатуллина Р.Б. Влияние актопротекторов на перекисное окисление липидов и состояние мембран эритроцитов у крыс
при отравлении карбофосом // Патол. физиол. и эксперим. терапия. - 2004. - № 3. - С. 52-58.
10. Попова Л.М. Химические средства защиты растений: учебное пособие. - СПб, 2009. - 96 с.
11. Северина Е.С. Биохимия : учебник. - 2-е изд.- М. : ГЭОТАР-Медиа, 2003. - 570 с.
12. Шорманов В.К., Маслов С.В., Дурицын Е.П., Баранов Ю.Н. Судебно-химическое определение бан-кола // Суд.-мед. экспертиза. - 2010. - № 6. -С. 39-41.
13. Bolognesi C. Genotoxicity of pesticides: a review of human biomonitoring studies // Mutation Res. -2003. - Vol. 543.- N 2. - P. 251-272.
14. Lang J.D. Oxidant-antioxidant balance in acute lung injury // Chest. - 2002. - Vol. 122. - N 6. -P. 314-320.
15. Organisation for Economic Co-operation and Development. A Global Approach to the Regulation of Agricultural Pesticides. - Paris, 2004.
16. Van der Werf H. Assessing in the impact of pesticides on the environment // Agric., Ecosyst. Environ. -1996. - Vol. 60. - N 2. - P. 81-96.
