CC BY
6наука/ работы аспирантов и студентов
влияние рекомбинантных цитокиновых субстанций на микроэлементный состав и показатели перекисного окисления липидов в крови экспериментальных животных при наружном применении
The influence of recombination cytokine substances on microelement content and characteristics of lipid peroxidation in experiment on blood of animal at external application
С.Н. Русак, М.В. филимонова, А.Е. Гуляев, Ю.Э. Русак,
В.А. Борщева, О.В. Садовская, О.В. Адоньева
ГОУВПО Сургутский государственный университет ХМАО-Югры,
Медицинский институт, НИИ природопользования и экологии Севера, г. Сургут
S.N. Rusak, M.V. Filimonova, A.E. Guljaev, Ju.E. Rusak,
V.A. Borscheva, O.V. Sadovskaja, O.V. Adonjeva
Surgut State University HMAO-Jugri, Medical Institute, Science Research Institute of Natural resources and ecology of North, Surgut town
Статья посвящена вопросу влияния цитокиновых субстанций на микроэлементный состав, процессы перекисного окисления липидов и антиоксидантную активность плазмы крови. Изучено влияние цитокинов «ангиогенин» и «эритропоэтин» при наружном применении в эксперименте у крыс. Обнаружена активация ранних стадий перекисного окисления липидов с параллельным угнетением конечных стадий при снижении показателей содержания микроэлементов. Показатель антиокислительной активности плазмы крови не отличался от контрольных показателей.
This article devoted to question of cytokine substance influence on microelements content, lipid peroxidation and antioxidant activity of blood plasma. The impact of cytokines
«angiogenin» and «erythropoietin» at external application in experiment on rats was studied. The activation of early stages of lipid peroxidation with parallel inhibition of final stage at decreasing of microelements indexes was detected.
The index of antioxidant activity of blood plasma was not differed from control index.
ВВЕДЕНИЕ
В последние годы большое значение придается биологически активным веществам пептидной природы - цито-кинам. Основными функциями цитокинов являются регуляция гемопоэза, иммунного ответа и воспалительных процессов, участие в ангиогенезе, апоптозе, хемотаксисе, эмбриогенезе [1]. В клинической медицине цитокины важны как терапевтические агенты и мишени для специфических антагонистов при различных иммунных и воспалительных заболеваниях [1].
Среди цитокинов ангио-генин относится к группе ан-гиогенных белков, стимулирующих рост кровеносных сосудов. Он проявляет высокую ангиогенную активность и вызывает образование кровеносных сосудов при крайне малых концентрациях: одна часть
на квадриллион (1:1015) [2]. В литературе приводятся преимущественно данные о технологиях получения ангио-генина, его реакции с клетками и тканями in vivo, однако в отношении влияния ангио-генина на процессы регенерации органов и тканей живого организма информации явно недостаточно.
Также являясь цитокином, эритропоэтин представляет собой гликопротеид, синтезируемый специальными клетками в почках. Эта субстанция является физиологическим стимулятором эритропо-эза; активирует митоз и созревание эритроцитов из клеток -предшественников эритроци-тарного ряда [2,3]. Однако его местные эффекты, теоретически представляющие интерес, адекватно не описаны.
Изменение микроэлемент-ного состава биосред является очевидным критерием выраженности эффекта множества лекарственных средств
Основными функциями цитокинов являются регуляция гемопоэза, иммунного ответа и воспалительных процессов, участие в ангиогенезе, апоптозе, хемотаксисе, эмбриогенезе
даже при локальном, местном применении.
В наибольшей степени это, возможно, относится к препаратам, содержащим цитокины, поскольку для реализации их эффектов требуются в качестве ко-факторов именно микроэлементы. Описание изменений микроэлементов при использовании цитокинов с этих позиций может иметь и теоретический, и прикладной интерес.
цель исследования
Целью исследования являлось определение возможного влияния цитокиновых субстанций - ангиогенина и эри-тропоэтина - на состояние ми-кроэлементного статуса показателей крови в эксперименте на крысах при их наружном применении на кожу.
В настоящем сообщении содержатся результаты оценки влияния ангиогенина и эри-тропоэтина на показатели
Среди цитокинов ангиогенин относится к группе ангиогенных белков, стимулирующих рост кровеносных сосудов. Он проявляет высокую ангиогенную активность и вызывает образование кровеносных сосудов при крайне малых концентрациях: одна часть на квадриллион
наука/ работы аспирантов и студентов
Рис. 1.
Динамика микроэлементного статуса крови крыс по уровню содержания микро и макроэлементов (мкг/дм3) при применении препарата «ангиогенин» в эксперименте.
Рис. 2.
Состояние микроэлементного статуса крови крыс по уровню содержания цинка (мкг/дм3) при применении препарата ««ангиогенин» в эксперименте.
микроэлементного статуса крови опытных животных и характера их связи с показателями перекисного окисления липидов в эксперименте, выполненных параллельно с данными исследованиями.
объект и методы
ИССЛЕДОВАНИЯ
Объектами данного исследования являлись белые крысы с выбритыми участками кожи на спинках, на которые ежедневно в течение 10 дней наносились исследуемые субстанции ангиогенина в одной группе животных и эритропоэ-тина - в другой. Все животные содержались в изолированных друг от друга условиях с одинаковым рационом питания. Контрольная группа опытных животных содержалась в аналогичных условиях, однако на участки кожи наносился 0,9% физиологический раствор. По истечении 10-дневного применения препаратов отбирались
пробы крови из сонной артерии в количестве 10 смз и анализировались на определение тяжелых металлов.
Исследования по определению отдельных микроэлементов крови, а именно семи тяжелых металлов (РЬ, Cd, Сг, Zn, №, Мп, Си), проводились методом атомно-абсорбционной спектроскопии по стандартным методикам в аккредитованной лаборатории НИИ Природопользования и экологии Севера Сургутского государственного университета Ханты-Мансийского округа-Югры. Определение показателей перекисного окисления липидов и антиоксидантной активности плазмы крови проводилось спектрофотометрическими методами в лаборатории витаминов, микроэлементов и обмена веществ НИИ Природопользования и экологии Севера.
результаты
исследований
И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Полученные результаты уровня содержания тяжелых металлов в крови испытуемых животных продемонстрировали достоверные различия от показателей контрольной группы при применении субстанций ангиогенина и эри-тропоэтина - установлено значительное снижение содержания тестируемых микро- и макроэлементов в опытной группе. Статистическую обработку результатов экспериментальных исследований проводили с помощью ^критерия Стьюдента. Результаты считали достоверными при р<0,05.
Так, содержание меди и никеля в этой опытной группе было в 6,2 и 5,0 раз соответственно ниже, чем в контрольной группе животных; марганец и свинец имели одинаковую кратность снижения показателей уровня их
Полученные результаты уровня содержания тяжелых металлов в крови испытуемых животных продемонстрировали достоверные различия от показателей контрольной группы при применении субстанций ангиогенина и эритропоэтина — установлено значительное снижение содержания тестируемых микро-и макроэлементов в опытной группе.
содержания - 2,8 раза в сравнении с контрольными животными; хром - в 2,2 раза; цинк -в 1,6 раз и соответственно кадмий - в 1,3 раза (рис. 1, рис. 2). Различия достоверны по сравнению с контрольной группой (р<0,05). Однако для кадмия достоверных различий между содержанием в крови испытуемой и контрольной групп животных не обнаружили - незначительное снижение содержания кадмия в опытной группе животных в сравнении с контрольной можно интерпретировать как колебания в пределах физиологических норм содержания данного элемента в крови.
Аналогичные тенденции в изменении содержания микроэлементов в эритроцитах крови крыс обнаруживались и при применении препарата эритропоэтина (рис. 3). Так, в группе опытных животных уровень концентраций макро-и микроэлементов был значительно ниже, чем содержание этих элементов в крови контрольной группы животных. Существенно, что величина кратности снижения микроэлементов в эритроцитах крови опытной группы при применении эритропоэтина была ниже, чем при использовании ангиогенина.
Так максимальный показатель кратности снижения микроэлементов в опытной группе отмечен для цинка
и меди - в 2,7 и 2,4 раза соответственно ниже, чем в контрольной группе животных; для марганца - в 1,8 раз; медь и хром имеют одинаковую кратность снижения показателей уровня их содержания - 1,4 раза в сравнении с контрольной группой животных; практически не было достоверных различий для свинца и кадмия.
Полученные экспериментальные данные по различию микроэлементного баланса химических элементов в крови двух групп животных (опытной и контрольной) при применении цитокиновых субстанций путем нанесения их на отдельные участки кожи позволяют предположить
Рис. 3.
Динамика микроэлементного статуса крови крыс по уровню содержания микро-и макроэлементов (мкг/ дм3) при применении препарата «эритропоэтин» в эксперименте.
НАУКА/ РАБОТЫ АСПИРАНТОВ И СТУДЕНТОВ
2*1.6
-в 4 28,0
€,7
КОЬГПОЛЬ 'Ч |
опыт
Рис. 4.
Состояние перекисного окисления липидов и антиокислительной активности крови крыс при применении препарата «ангиогенин»
Рис. 5.
Состояние перекисного окисления липидов и антиокислительной активности крови крыс при применении препарата «эритропоэтин»
ЛИТЕРАТУРА
1. Гуляев А.Е и др. Перспективы клинического применения рекомбинантного эритро-поэтина человека // Биотехнология теория и практика, 2008, №4, с. 25-34.
2. Клесов А.А., Маштакова АД. Влияние ангиогенина на рост кровеносных сосудов в тканях крыс /АА. Клесов, А.Д. Маштакова, Г.С. Комолова / Морфология, 1993, Т.105, № 11-12, с.37-42.
3. Саенко Ю.В., Шутов А.М. Роль оксидативного стресса в патологии сердечно-сосудистой системы у больных с заболеваниями почек (Сообщение II. Клинические аспекты оксидативного стресса) / Ю.В. Саенко, А.М. Шутов // Нефрология и диализ» Т. 6, 2004 г., №2
вероятную миграцию элементов в прилежащие ткани или выведение элементов из организма. Этот вопрос требует дальнейшего исследования.
Следует отметить, что па-эаллельно были проведены «следования по изучению троцессов перекисного окис-тения липидов (ПОЛ) в крови кивотных (измерение уровня содержания первичных, промежуточных и конечных продуктов) при применении этих же цитокиновых препаратов. Методом оценки антиок-сидантной защиты служило определение общей антиокислительной активности (АОА) сыворотки крови, определяемой по степени ингибирова-
ния перокисления Твина-8о с использованием стандартных спектрофотометрических методов. Результаты позволили выявить существенное превышение первичных продуктов ПОЛ (диеновые конъюгаты - ДК) более чем в 2,7 раза в крови опытной группы животных; значительное снижение образования промежуточных продуктов ПОЛ (малоновый диальдегид - МДА) в 2,2 раза; дальнейшую стабилизацию конечных продуктов перекисного окисления (содержание шиффовых оснований - ШО) - показатели практически не имели различий в опытной и контрольной группе животных при применении ангиогенина (рис. 4).
Аналогичная тенденция обнаруживалась и при применении препарата эритро-поэтина. Отмечались увеличение продукции ДК в опытной группе в 2,8 раза; снижение продукции МДА в 2,5 раза в сравнении с контрольной группой. В отношении продукции ШО показатели также не имели достоверных различий в опытной и контрольной группе животных (рис. 5).
ВЫВОДЫ
Полученные экспериментальные данные по определению уровня содержания отдельных металлов в крови животных и показателей процессов перекисного окисле-
ния липидов при нанесении на кожу цитокиновых препаратов свидетельствуют о существенной биохимической активности цитокинов (ангиогенина и эритропоэтина). Данные субстанции вызывают активирование начальных процессов свободнорадикального окисления липидов с параллельным угнетением конечных стадий окисления, при этом показатель антиокислительной активности остаётся неизменным. Кроме того, вызывают снижение уровня химических элементов (металлов) в крови опытной группы животных на фоне увеличения первичных продуктов перекисного окисления липидов. |
79,7
56.6
