CC BY
52
© О. І. Антонова УДК 612. 354:615. 357 О. І. Антонова
ПРООКСИДАНТНО-АНТИОКСИДАНТНА СИСТЕМА ПЕЧІНКИ ПРИ НАДЛИШКУ МЕЛАТОНІНУ
Кременчуцький національний університет імені Михайла Остроградського (м. Кременчук)
Робота є фрагментом комплексної теми «Вплив мелатоніну на функції систем організму», № держ. реєстрації в УкрІНТІ 010611002994.
Вступ. Однією з актуальних проблем фізіології людини і тварин є вивчення регуляції мелатоніном прооксидантно-антиоксидантної системи печінки щурів. Після прийому внутрішньо, мелатонін піддається істотному перетворенню при первинному проходженню через печінку, тобто інактивується в печінці [3]. Печінка - найважливіший біохімічний орган організму, забезпечуючий метаболічну деградацію речовин, які вона перетворює або в речовини для інших органів, або в речовини для видалення з організму, і завдяки цьому обладає найбільш досконалим механізмом детоксикації. В печінці відбувається деградація не тільки ендо-, а й екзотоксичних речовин, в тому числі лікувальних препаратів. Вказані процеси безпосередньо пов’язані з мікросо-мальною монооксидазною ферментною системою, яка локалізована у мембранах гладкого ендоплазматичного ретикулума та мітохондріях гепатоцита. До теперішнього часу залишаються невиявленими механізми, які регулюють детоксикаційні потенції печінки при патологічних станах. Враховуючі приведені вище відомості, можливо припустити, що в гуморальній ланці регуляції механізмів детоксикації печінки, ведуча роль належить мелатоніну [4].
Метою роботи було встановлення стану про-оксидантно-антиоксидантної системи печінки при надлишку мелатоніну.
Об’єкт і методи дослідження. Для вирішення поставлених у роботі завдань були проведені три серії експериментальних досліджень на 38 тваринах - щурах лінії Wistar, які були розподілені на групи, репрезентовані в таблиці 1. Лабораторні тварини утримувалися в умовах віварію, на стандартному раціоні харчування, згідно з «Санітарними правилами по упорядкуванню, устаткуванню і утриманню експериментально-біологічних клінік (віваріїв)».
Моделювання гіпермелатонінемії здійснювалося шляхом введення мелатоніну протягом 5-, 10- та 55-діб. Експериментальні дослідження дії гіперме-латонінемії виконані на 19 інтактних та 19 дослідних щурах-самцях лінії Вістар, середньою вагою 240 гр. Для моделювання гіпермелатонінемії щури дослідної групи отримували перорально мелатонін у дозі
0,3 мг/кг маси тіла у вигляді 0,01 % водного розчину
Таблиця 1
Групи для експериментальних досліджень
Експери- ментальні групи Кількість обстежених щурів Чинники Тривалість експери- менту
1 2 3 4
І серія дослідів
1. контрольна (норма) 6 5 діб
3. гіпер-мелатонінемія 6 Мелатонін 0,3 мг/кг 5 діб
ІІ серія дослідів
1. контрольна (норма) 5 10 діб
3. гіпер-мелатонінемія 5 Мелатонін 1 мг/кг 10 діб
ІІІ серія дослідів
1. контрольна (норма) 8 55 діб
3. гіпер-мелатонінемія 8 Мелатонін 0,3 мг/кг 55 діб
(індивідуальна доза складала 0,54 - 0,59 мл) протягом 5- та 55-ти діб. При 10-добовому експерименті щури дослідної групи отримували протягом 10-діб перорально мелатонін у дозі 1 мг/кг маси тіла.
По завершенню експериментів здійснювали забій тварин під гексеналовим наркозом (50 мг/кг маси тіла) (згідно з нормами біоетики), шляхом кровопускання, декапітації.
Об’єктами дослідження у всіх дослідах були кров та печінка.
Для виконання завдань були використані методи, які характеризували б прооксидантно-антиоксидант-ну систему печінки, як головного органу метаболічного гомеостазу організму. Стан прооксидантно-антиоксидантної системи печінки оцінювали за приростом вторинних оксопродуктів пероксидації (ПО), переважно малонового діальдегіду (МДА) за умов спонтанного та індукованого (аскорбатзалежного і ферментативного) перекисного окиснення, а також активністю су-пероксиддисмутази (СОД) та каталази [2, 5], вмістом в печінці відновлених (ГБН) й окиснених (ГББГ) форм глютатіону [6]. Визначалася загальна протеолітична активність в тканинах печінки [1].
Отримані цифрові дані піддавали статистичному аналізу з використанням параметричного t-критерію Ст’юдента.
Результати досліджень та їх обговорення.
Дослідження 5-добового впливу надлишку мелатоніну на прооксидантно-антиоксидантну систему печінки виявили підвищення концентрації малонового діальдегіду, що вказує на посилення прооксидантно-го потенціалу печінки. Як видно з даних, наведених у таблиці 2, приріст MДA в тканинах печінки за З0 хв. інкубації в умовах ферментативної пероксидації з HAЦФH2 підвищився у 1,5 рази (р< 0,002).
Таблиця 2
Стан окремих показників метаболізму при гіпермелатонінемії' (М± m)
Показники Об’єкт дослідження Групи
I (контроль) II (гіпермела-тонінемія)
1 2 З 4
Спонтанне перекисне окиснення Гомогенат печінки 172,11+9,75 171,28+1З,З
Аскорбат- залежне Гомогенат печінки 220,51+2З,52 21З,67+1З,57
Фермен- тативне Гомогенат печінки 18З,76±10,22 277,78±18,84, р< 0,002
СОД, од. акт. Гомогенат печінки 0,097+0,0057 0,091±0,0042
Каталаза мкат/л Гомогенат 118,ЗЗ±З,86 128,54±З,З6
Примітка: р - вірогідність різниці порівняно з величинами І групи, р>0,05 не вказано, але мається тенденція до вірогідності при 0,05<р<0,1.
Суттєвих змін в активності супероксиддисмутази та каталази не відзначено.
Дослідження 10-добового впливу надлишку мелатоніну на прооксидантно-антиоксидантну систему печінки виявили наступне (табл. 3): суттєвих змін у концентрації дієнових кон’югатів в печінці не знайдено, але вміст МДА зменшився у два рази (р<0,01), тобто мелатонін проявив себе як антиоксидант. Активність СОД, каталази та глутатіонперок-сидази суттєво не змінилася. Загальна протеолітична активність в печінці також суттєво не змінилася.
Таким чином, при 10-добовому впливі підвищених доз мелатоніну, в печінці знизилися процеси пероксидації, що доводиться зменшенням вмісту МДА.
Дослідження 55-добового впливу підвищених доз мелатоніну на прооксидантно-антиоксидант-ну систему печінки показали наступні результати (табл. 4).
У печінці концентрація вторинних продуктів пероксидації до інкубації достовірно не змінилася (р<0,5) при порівнянні з величинами контролю.
Таблиця З
Біохімічні параметри при гіперфункції (М± m)
Показники Об’єкт дослі- дження Групи
I (норма) II (гіпермела- тонінемія)
Вміст дієнових кон’югатів, мкмоль/кг Гомогенат печінки 9,44±0,15 10,17±0,72
Вміст малонового диальдегіду, мкмоль/кг 45,89±5,55 2З,46±З,З9 р<0,01
Супероксид-дисмутаза, од. акт. 0,5З4±0,1ЗЗ 0,З87±0,079
Каталаза, мкат/кг 5,25±0,17 5,1±0,20
Активність глута-тіонпероксидази мкат/кг Гомогенат печінки 6,0З±0,З5 5,25±0,42
Загальна протеолітична активність, нкат/кг Гомогенат печінки 16,57±4,0З 11,З4±2,42
Примітка: р - вірогідність різниці порівняно з величиною I групи, р>0,05 не вказано.
Таблиця 4
Показники печінки при гіпермелатонінеміГ (М± m)
Показник Контроль Гіпермела- тонінемія
1 2 З
Печінка
Коефіцієнт маси печінки З,268±0,07З З,191+0,004
Малоновий диальдегід-0, мкмоль/кг 59,5+2,2 62,6+1,6
Малоновий диальдегід-1,5, мкмоль/кг 115,7+4,6 10З,0+0,8, р<0,05
Приріст малонового диальдегіду, % 95,6+4,1 85,З+9,0
Супероксиддисму-таза, од. акт. 73,61 +1,12 72,92+0,9З
Каталаза, мкатал/сек. кг 14,20+0,64 14,95+0,15
Глютатіон відновлений, ммоль/кг 1,47+0,0З 1,40+0,04
Глютатіон окисне-ний, ммоль/кг 0,215+0,010 0,21 З+0,010
Аскорбинова кислота, од. екст. 0,1З7+0,00З 0,1 З7+0,001
Аскорбинова кислота окиснена, од. екст. 0,128+0,005 0,129+0,001
Примітка: достовірність порівняння з нормою при р>0,05 не вказана.
Кількість МДА після інкубації знизилася на 11 %
(p<0,05), але приріст МДА за 1,5 години інкубації у прооксидантному залізо-аскорбінатному буферному розчині суттєво не змінився при порівнянні зі значеннями контролю, тобто підвищився антиоксидантний потенціал печінки.
Активності антиоксидантних ферментів мідь-цинк-вмісткої супероксиддисмутази та залізо-гемо-вої каталази достовірно не змінилися у співставлен-ні з відповідними значеннями показників контролю.
Також не спостережено змін в порівнянні з величинами контролю вмісту в печінці відновлених та окис-нених форм глютатіону та аскорбінової кислот.
Таким чином, при довготривалій гіпермелатонінемії знижується вміст малонового діальдегіду, що вказує на посилення антиоксидантного захисту.
Висновки.
1. Результати комплексного дослідження про-оксидантно-антиоксидантного стану печінки при надлишку мелатоніну свідчать про те, що мелатонін в експериментальних умовах з надлишком його,
Список літератури
1. Барабаш Р. Д. Казеинолитическая и БАЭЭ-стеразная активность слюны и слюнных желез у крыс в постнатальном онтогенезе / Р. Д. Барабаш, А. П. Левицкий // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. - 1973. - № 8. -С. 65-67.
2. Метод определения активности каталазы / М. А. Королюк, Л. И. Иванова, И. Г. Майорова, В. Е. Токарев // Лабораторное дело. - 1988. - № 1. - С. 16-19.
3. Райхлин Н. Т. APUD-система (общепатологические и онкологические аспекты) / Н. Т. Райхлин, И. М. Кветной, М. А. Осадчук. - Обнинск: Колокол, 1993. - 225 с.
4. Регуляция антиоксидантного гомеостаза и системы детоксикации организма гормоном мелатонином. Роль мелато-нинзависимых рецепторов в реализации этой функции / И. Ф. Беленичев, Ю. И. Губский, Е. Л. Левицкий, С. И. Коваленко // Сучасні проблеми токсикології [электронный ресурс]. - 2003. - № 2. http://www. medved. kiev. ua/arhiv mg/st 2003/03_2_2/htm.
5. Сирота Т. В. Новый подход в исследовании процесса аутоокисления адреналина и использования его для измерения активности супероксиддисмутазы / Т. В. Сирота // Вопросы медицинской химии. - 1999. - Т. 45, Вып. 3. - С. 263-272.
6. Чернышев В. Г. Определение восстановленного и окисленного глютатиона в эритроцитах беременных женщин / В. Г. Чернышев // Лабораторное дело. - 1983. - № 3. - С. 31-33.
УДК 612. 354:615. 357
ПРООКСИДАНТНО-АНТИОКСИДАНТНА СИСТЕМА ПЕЧІНКИ ПРИ НАДЛИШКУ МЕЛАТОНІНУ
Антонова О. І.
Резюме. У роботі вивчений вплив надлишку мелатоніна на деякі сторони прооксидантно-антиоксидант-ного балансу печінки. Експериментально доведено, що надлишок мелатоніна змінює прооксидантно-анти-оксидантний баланс печінки.
Встановлено, що надлишок мелатоніну призводить до істотних змін в прооксидантно-антиоксидантній системі при тривалій дії цих станів: посилення пероксидації в печінці відбувається при 5-добовій гіпермелатонінемії, а зниження пероксидації та посилення антиоксидантного захисту в печінці відбувається при 55-добовій гіпермелатонінемії.
Ключові слова: печінка, мелатонін, прооксидантно-антиоксидантний баланс.
здатний змінювати прооксидантно- антиоксидантний баланс печінки тим більше, чим більш довготривалою є нестача мелатоніну.
2. ^діишок мелатоніну призводить до порушення прооксидантно-антиоксидантної рівноваги печінки в бік прооксидантної ланки при короткотривалій гіпермелатонінемії та антиоксидантної ланки при більш тривалому експерименті. Так, внаслідок 5-добового введення мелатоніну білим щурам у добовій дозі 0,3 мг/кг маси тіла вміст малонового диальдегіду підвищився у 1,5 раза (р< 0,002), в той час як при 55-добовій гіпермелатонінемії зменшилася концентрація малонового диальдегіду в печінці на 11% (р<0,05).
Перспективи подальших досліджень. Дані експериментальні дослідження не вичерпують повністю проблеми. В подальшому продовжаться дослідження з проблем регулювання доз мелатоніну як антиоксиданту при різних патологіях.
УДК 612. 354:615. 357
ПРООКСИДАНТНО-АНТИОКСИДАНТНАЯ СИСТЕМА ПЕЧЕНИ ПРИ ИЗБЫТКЕ МЕЛАТОНИНА
Антонова Е. И.
Резюме. В работе изучено влияние избытка мелатонина на некоторые стороны прооксидантно-антиоксидантного баланса печени. Экспериментально доказано, что избыток мелатонина изменяет прооксидантно-антиоксидантный баланс печени.
Установлено, что избыток мелатонина приводит к существенным изменениям в прооксидантно-антиок-сидантной системе при длительном действии этих состояний: усиление пероксидации в печени происходит при 5-ти суточной гипермелатонинемии, а снижение пероксидации и усиление антиоксидантной защиты в печени происходит при 55-суточной гипермелатонинемии.
Ключевые слова: печень, мелатонин, прооксидантно-антиоксидантный баланс.
UDC 612. 354:615. 357
The Pro-Oxidant And Antioxidant System Of Liver In Surplus Of Melatonin
Antonova E. I.
Summary. There was investigated the influence of melatonin surplus on over some directions pro-oxidant and antioxidant balance of liver. It is experimentally proved that melatonin with its surplus is able to change the pro-oxidant and antioxidant balance of liver.
It was established that melatonin surplus result in considerable changes in pro-oxidant and antioxidant system during long-term effect of these states: the most expressed enforcement of peridoxication in liver is occurred on 5 days hypermelatoninemia while peridoxication reduction and antioxidant defense enforcement in liver take place on 55 days hypermelatoninemia.
Key words: liver, melatonin, pro-oxidant and antioxidant balance.
Стаття надійшла 11.09.2012 р.
Рецензент - проф. Весніна Л. Е.
