CC BY
43
© Я.М. Анасевич
УДК 612.4+612.33+612.018.2.
Я.М. Анасевич
ВПЛИВ КВЕРЦЕТИНУ, КОМПЛЕКСУ БІОАНТИОКСИДАНТІВ «ТРІОВІТ» ТА ЗАПАЛЕННЯ НА ФУНКЦІОНУВАННЯ ПРООКСИДАНТНО-АНТИОКСИДАНТНОЇ СИСТЕМИ ТОНКОЇ КИШКИ ЩУРІВ НА ТЛІ ГІПЕРМЕЛАТОНІНЕМІЇ
Миколаївський національний університет імені В.О.Сухомлинського (м. Миколаїв)
Дана робота є фрагментом НДР «Органні ефекти мелатоніну» (№ держреєстрації 0109и002265 від 16.12.2008 р. протокол №6).
Вступ. Мелатонін - нейропептид, що синтезується головним чином маленькою мозковою залозою епіфізом, і володіє унікальним впливом на організм людини і тварин. За допомогою мелатоніну епіфіз бере участь в організації добового періодиз-ма і в регуляції циклічних процесів, виступаючи посередником між пейсмекерним механізмом супрахі-азматичних ядер (СХЯ) і периферичними органами. Епіфіз разом з СХЯ гіпоталамуса входить в систему так званого біологічного годинника організму, що грає ключову роль у механізмах «рахунку внутрішнього часу» і старіння [1]. Основними функціями епіфіза в організмі є: регуляція циркадіанних і сезонних ритмів, регуляція репродуктивної функції, антиоксидантний захист і протипухлинний захист [2].
За хімічною структурою мелатонін (ІЧ-ацетил-5-метоксітріптамін) являє собою похідне біогенного аміну серотоніну, який, в свою чергу, синтезується з амінокислоти триптофану, що надходить з їжею. Встановлено, що мелатонін утворюється в клітинах епіфізу, а потім секретується в кров, переважно в темний час доби, в темряві. На світлі, в ранкові і денні години, вироблення гормону різко пригнічується. Вночі, в темряві, коли більшість нейронів СХЯ діє, ці нервові закінчення виділяють норадреналін, який активує у клітинах епіфізу (пінеалоцитах) синтез ферментів, що утворюють мелатонін. Епіфіз здорової дорослої людини за ніч виділяє в кров близько 30 мкг мелатоніну. Яскраве світло миттєво блокує його синтез, в той час як в постійній темряві добовий ритм викиду, підтримуваний періодичною активністю СХЯ, зберігається. Тому максимальний рівень вмісту мелатоніну в епіфізі і в крові людини спостерігається в нічні години, а мінімальний - у ранкові та денні. Хоча основним джерелом мелатоніну, що циркулює в крові, є епіфіз, виявлений і паракринний синтез мелатоніну практично у всіх органах і тканинах: тимусі, шлунково-кишковому тракті, гонадах, сполучній тканині [10,11].
Настільки високий рівень мелатоніну в організмі підкреслює його необхідність для життєдіяльності людини. Крім ритмоорганізуючого ефекту мелатонін володіє вираженою антиоксидантною та
імуномодулюючою дією. Мелатонін зв’язує вільні радикали кисню, одночасно запускаючи природну систему антиоксидантного захисту через активацію супероксиддисмутази (СОД) і каталази. Як антиоксидант мелатонін діє повсюди, проникаючи через всі біологічні бар’єри. В дослідженнях іп уііго було виявлено, що мелатонін володіє значно більшою антиоксидантною активністю в плані переривання процесів перекисного окиснення ліпідів та інактивації активних вільних радикалів -ОН и ЯОО- ніж відомі антиоксиданти [3,4].
На сьогоднішній день очевидно, що генерація вільних радикалів є одним з універсальних патогенетичних механізмів ушкодження клітини. Від функціонування процесів вільнорадикального окислення (ВРО) в значній мірі залежить структурно-функціональна цілісність клітин і тканин організму. Антиоксидантна система протистоїть пошкоджуючому ефекту вільних радикалів, які безперервно утворюються в організмі людини [7]. Використання антиоксидантів, речовин, здатних інгібувати процеси вільнорадикального окислення в об’єктах природного походження, отримало широке поширення в різних областях хімії, біології та медицини [6].
При патологічних станах організму дисбаланс в антирадикальній системі може регулюватися природними і синтетичними антиоксидантами.
Оскільки захворювання кишечника залишаються важливою медичною та соціально-економічною проблемою України і всього світу, вивчення дії мелатоніну на шлунково-кишковий тракт відкриває нові можливості в корекції його функціонального стану. Проблема впливу мелатоніну на тонку кишку актуальна, оскільки можливий зв’язок між рівнем мелатоніну і ступенем її запалення. А значить є можливість сприяти зменшенню або навіть зникненню запалення шляхом коригування кількості мелатоніну в організмі.
Тому метою роботи було вивчення стану про-оксидантно-антиоксидантної системи тонкої кишки при запаленні на тлі гіпермелатонінемії.
Об’єкт і методи дослідження. Дослідження виконані на 32 статевозрілих білих щурах-самцях лінії Wistar масою 220-260 г (4 групи по 8 тварин). Тварини утримувалися в стандартних умовах віварію при постійній температурі і вологості повітря, вільному
доступі до води та їжі. Перша група - інтактна, тварини утримувалися при світловому режимі: 12 годин темрява - 12 годин світло строком 30 діб. У другої групи моделювалася гіпермелатонінемія шляхом введенням мелатоніну в харчовий раціон дозою 1 мг/кг маси тіла на добу та цілодобовою темрявою 30 діб. У третьої групи моделювалося запалення в тонкій кишці. Щурам протягом останніх 6 днів досвіду вводили з питною водою сахарозу (5%-ний розчин). Розчин сахарози викликає кишковий дисбіоз і запалення в тонкій кишці [8] Стан запалення в тканинах визначали за рівнем малонового діальдегіду (МДА) і загальної протеолітичної активності (ЗПА). Четвертій групі щурів в харчовий раціон вводили препарат «Тріовіт» дозою 0,1 мг/кг маси тіла на добу та кверцетин дозою 1 мг/кг маси тіла на добу. У п’ятій групі моделювалось запалення тонкої кишки на тлі гіпермелатонінемії. У тварин шостої групи моделювалася гіпермелатонінемія та вводились із харчовим раціоном тріовіт та кверцетин.
Сезон дослідження - пізня весна, коли секреція мелатоніну середня між максимумом взимку і мінімумом влітку. Тварин виводили з експерименту здійснюючи миттєву декапітацію під кетаміновим наркозом (40,0 мг / кг маси тіла). Все втручання та
забій тварин проводили з дотриманням принципів «Європейської конвенції про захист хребетних тварин, що використовуються для експериментальних та наукових цілей» (Страсбург, 1985) та постанови Першого національного конгресу з біоетики (Київ, 2001).
Особливості метаболічних процесів у тонкій кишці аналізували за станом прооксидантно-ан-тиоксидантної системи. Стан вільнорадикального перекисного окиснення (ВРПО) визначали по концентрації дієнових кон’югатів (ДК) і малонового діальдегіду (МДА) [5]. Визначали показники антиоксидантного захисту (АОЗ) у тонкій кишці - активність супероксиддисмутази (СОД), каталази, глутатіонпе-роксидази [5]. Крім того, у тонкій кишці визначали загальну протеолітичну активність (ЗПА) [9].
Отримані цифрові дані обробляли методами варіаційної статистики з використанням для оцінки ймовірності відмінностей окремих груп даних за критерієм Стьюдента. За статистично вірогідні вважали зміни при р <0,05, а при 0,05> р <0,1 - визначали як тенденцію до достовірності.
Результати досліджень та їх обговорення. Отримані дані представлені у таблицях 1, 2.
Таблиця 1
Стан вільнорадикального перекисного окиснення дослідних та інтактної груп
№ п/п Групи тварин Показники, що досліджувалися
ДК (мкмоль/кг) МДА (мкмоль/кг)
1 Інтакт (п=8) 16,56+1,30 9,94+0,54
2 Гіпермелатонінемія (п=8) 16,69+0,97 10,32+0,37
3 Запалення (п=8) 17,30+0,01 13,88+3,05
4 Тріовіт - кверцетин (п=8) 13,22+0,29 р1<0,1 5,42+0,57 р1<0,001
5 Запалення на тлі гіпермелатонінемії (п=8) 17,80+0,77 10,54+2,20
6 Гіпермелатонінемія + тріовіт - кверцетин (п=8) 16,04+0,38 р4<0,001 12,76+1,62 р4<0,002
Примітка: р1 - порівняння з величинами показників інтакту; р4 - порівняння із введенням тріовіт-кверцетину.
Таблиця 2
Показники антиоксидантного захисту дослідних та інтактної груп
№ п/п Групи тварин Показники, що досліджувалися
ДК (мкмоль/кг) МДА (мкмоль/кг)
1 Інтакт (п=8) 16,56+1,30 9,94+0,54
2 Гіпермелатонінемія (п=8) 16,69+0,97 10,32+0,37
3 Запалення (п=8) 17,30+0,01 13,88+3,05
4 Тріовіт - кверцетин (п=8) 13,22+0,29 р1<0,1 5,42+0,57 р1<0,001
5 Запалення на тлі гіпермелатонінемії (п=8) 17,80+0,77 10,54+2,20
6 Гіпермелатонінемія +тріовіт - кверцетин (п=8) 16,04+0,38р4<0,001 12,76+1,62р4<0,002
Примітка: р1 - порівняння з величинами показників інтакту; р2 - порівняння з гіпермелатонінеміею; р3 - порівняння із запаленням; р4 - порівняння із введенням тріовіт-кверцетину.
Біохімічні параметри прооксидантно-антиокси-дантної системи тонкої кишки щурів при запаленні на тлі гіпермелатонінемії виявили, що концентрація ді-єнових кон’югатів та МДА у гомогенаті тонкої кишки залишилась на рівні норми та значень характерних для контролів на гіпермелатонінемію та запалення. А при введенні в харчовий раціон в 4-ій групі «Тріові-ту» та кверцетину концентрація дієнових кон’югатів з тенденцією до достовірності зменшилась на 20% проти значень норми. Також виявлено збільшення концентрації дієнових кон’югатів (р<0,001) в 6-ій групі на 18% в порівнянні зі значеннями 4-ї.
Концентрація МДА при введенні в харчовий раціон препарату «Тріовіт» та кверцетину в 4-ій групі знизилась в 2 рази проти значень норми. Що свідчить про стійкість антиоксидантного захисту.
Введення мелатоніну в дозі 1 мг/кг на добу протягом 30 днів призвело до незначного збільшення концентрацій продуктів вільнорадикального пере-кисного окиснення в порівнянні з нормою.
В чотирьох групах (3,4,5,6,) порівняно з контролем достовірно знижується рівень СОД, що вказує на зменшення перекисного окислення та індукції ферменту. З тенденцією до достовірності в порівнянні з величинами контролю на 20% зменшилась концентрація каталази при гіпермелатонінемії. Концентрація глютатіонпероксидази при запаленні на тлі гіпермелатонінемії істотно знизилася: на 38% порівняно з величинами інтакту (р<0,05), на 29% порівняно з величинами контролю на запалення (р<0,001). Також в 6-й групі порівняно з 4-ю групою
достовірно знизилась концентрація глютатіонпероксидази на 17%.
В 5-й групі з тенденцією до достовірності загальна протеолітична активність ферментів була вища на 21% ніж у контрольній. Це явище можна пояснити як результат адаптивних змін тонкої кишки.
Отже, отримані нами результати свідчать про пригнічення антиоксидантної системи тонкої кишки та виснаження резервів ферментного АОЗ при гіпермелатонінемії. Це свідчить про прооксидантні властивості мелатоніну при тривалому його введенні. Але при введенні в харчовий раціон препарату «Тріовіт» та кверцетину відбувається зниження концентрації МДА та ДК, що свідчить про посилення антиоксидантного захисту.
Висновок. Тривале введення мелатоніну в дозі 1 мг / кг маси тіла / добу у щурів викликало незначне збільшення у тонкій кишці концентрацій дієнових кон’югатів і малонового діальдегіду, а активність антиоксидантних ферментів знижувалась. Це може свідчити не тільки про антиоксидантні, а й про прооксидантні властивості мелатоніну при тривалому його введенні. А зменшення концентрації дієнових кон’югатів, МДА та СОД свідчить про те, що введення в харчовий раціон препарату «Тріовіт» та кверцетину викликає зменшення рівня перекисного окислення ліпідів та посилення антиоксидантного захисту організму.
Перспективи подальших досліджень спрямовані на вивчення морфологічних змін тонкої кишки щурів в умовах гіпо- та гіпермелатонінемії.
Список літератури
1. Анисимов В.Н. Мелатонин: роль в организме и применение в клинике / Анисимов В.Н. - СПб: Система, 2007. -40 с.
2. Анисимов В.Н. Физиологические функции зпифиза (геронтологический аспект) / Анисимов В.Н. // Российский физиол. ж. им. И.М.Сеченова.- 1998.- №8.- С.1-10.
3. Антонова О.І. Вплив хронічної гіпермелатонінемії на стан печінки щурів / Антонова 0.1., Цебржинський О.І. // Вісник Луганського національного педагогічного університету імені Тараса Шевченко. 2006. № 13 (18). - С. 6-10.
4. Барабой В.А. Антиокислительная и биологическая активность мелатонина / Барабой В.А. // Укр. біохім. журнал. 2000. Т 72, №3. -С. 5-11.
5. Беркало Л.В. Посібник з експериментальних клінічних досліджень в біології та медицині / Беркало Л.В., Бобович О.В., Гейко О.О., Катрушов О.В., Кайдашев І.П., Кислій О.М., Куценко Л.О., Соколенко В.М., Сисюк В.А., Фадєєва А.С., Цебржинський О.І. - Полтава, 1997. - 271 с.
6. Вторушина А.Н. Метод вольтамперометрии в определении антиоксидантних свойств некоторьіх биологически активних соединений / Вторушина А.Н. Автореф. дис. канд. хим. наук. Томск, 2008. 21 с.
7. Замятина С.В. Влияние некоторьх сборов из лекарственньх растений Алтайского края на процессь свободнорадикального окисления в зкс-перименте / Замятина СВ., Брюханов В.М., Зверев Я.Ф. и др. // Юбилейньй сборник на-учньх статей. Барна-ул, 2005. С. 80-88.
8. Левицкий А.П. Дисбиотические и провоспалительнье зффектьі сахарной нагрузки (зкспериментальное исследование) / Левицкий А.П., Цисельский Ю.В., Ходаков И.В // Міжнародний ендокринологічний журнал - 2009. №5(23). -С. 137-141.
9. Левицкий А.П. Травні ферменти слинних залоз. - Автореф. дис. доктора біол. наук. / Левицкий А.П. - Одеса, 1974. - 53 с.
10. Bubenik G.A. Localization of melatonin in the digestive tract of the rat: effect of maturation, diurnal variation, melatonin treatment and pinealectomy / Bubenik G.A. // Horm. Res. -1980. - V.12. - P. 313-323.
11. Reiter R.J. Melatonin: Lowering the High Price of Freals / Reiter R.J. // News Physiol. Sci. - 2000. - Vol. 15. - P. 246-250.
УДК 612.4+612.33+612.018.2.
ВПЛИВ КВЕРЦЕТИНУ, КОМПЛЕКСУ БІОАНТИОКСИДАНТІВ «ТРІОВІТ» ТА ЗАПАЛЕННЯ НА ФУНКЦІОНУВАННЯ ПРООКСИДАНТНО-АНТИОКСИДАНТНОЇ СИСТЕМИ ТОНКОЇ КИШКИ ЩУРІВ НА ТЛІ ГІПЕРМЕЛАТОНІНЕМІЇ
Анасевич Я.М.
Резюме. Тривале введення мелатоніну в дозі 1 мг / кг маси тіла / добу у щурів викликає незначне збільшення у тонкій кишці концентрацій дієнових кон’югатів і малонового діальдегіду, а активність антиоксидантних ферментів знижується. Це свідчить не тільки про антиоксидантні, а й про прооксидантні властивості мелатоніну при тривалому його введенні. А зменшення концентрації дієнових кон’югатів. МДА та СОД при введенні в харчовий раціон препарату «Тріовіт» та кверцетину викликає зменшення рівня перекисного окислення ліпідів та посилення антиоксидантного захисту організму.
Ключові слова: тонка кишка, мелатонін, кверцетин, гіпермелатонінемія, прооксидантно-антиоксидантна система, запалення.
УДК 612.4+612.33+612.018.2.
ВЛИЯНИЕ КВЕРЦЕТИНА, КОМПЛЕКСА БИОАНТИОКСИДАНТОВ «ТРИОВИТ» И ВОСПАЛЕНИЯ НА ФУНКЦИОНИРОВАНИЕ ПРООКСИДАНТНО-АНТИОКСИДАНТНОЙ СИСТЕМЫ ТОНКОЙ КИШКИ КРЫС НА ФОНЕ ГИПЕРМЕЛАТОНИНЕМИИ
Анасевич Я.Н.
Резюме. Длительное введение мелатонина в дозе 1 мг / кг / сутки у крыс вызывает незначительное увеличение в тонкой кишке концентраций диеновых конъюгатов и малонового диальдегида, а активность антиоксидантных ферментов снижается. Это свидетельствует не только о антиоксидантных, но и о прооксидантных свойства мелатонина при длительном введении. А уменьшение концентрации диеновых конъюгатов, МДА и СОД при введении в пищевой рацион препарата «Триовит» и кверцетина вызывает уменьшение уровня перекисного окисления липидов и усиления антиоксидантной защиты организма.
Ключевые слова: тонкая кишка, мелатонин, кверцетин, гипермелатонинемия, прооксидантно-антиоксидантная система, воспаление.
UDC 612.4+612.33+612.018.2.
Influence Of Quercetin, Set Bioantyoksydant “Triovit” And Inflammation In Operation Prooxidant-Antioxidant Of Rat Small Intestine In The Background Hipermelatoninemia
Anasevych Y.M.
Summary. Prolonged administration of melatonin at a dose of 1 mg / kg / day in rats causes a slight increase in the small intestine concentrations of diene conjugates and malondialdehyde and activity of antioxidant enzymes decreases. This shows not only antioxidant but also prooxidative properties of melatonin in long-term his administration. A decrease in the concentration of diene conjugates, MDA and SOD when injected into the diet drug “Triovit" and quercetin causes reduction of lipid peroxidation and enhance antioxidant defense system.
Key words: small intestine, melatonin, quercetin, hipermelatoninemia, prooxidant-antioxidant system, and inflammation.
Стаття надійшла 18.05.2012 p.
Рецензент - проф. Весніна Л.Е.
