В. В. Аничкин (Гомель), С. Б. Мельнов (Минск), М. Е. Абраменко (Гомель), А. Д. Наумов (Гомель), Е. И. Барановская (Минск), В. Н. Беляковский (Гомель), И. А. Новикова (Гомель), В. Н. Бортновский (Гомель), Ю. П. Ос
|
|
Скачать 4.55 Mb.
|
|
^ 1. Зинчук, В. В. Действие пероксинитрита на сродство гемоглобина к кислороду in vitro / В. В. Зинчук // Биофизика. — 2006. — Т. 51, Вып. № 1. — С. 32–38. 2. Альбумин сыворотки крови в клинической медицине / Под ред. Ю. А. Грызунова, Г. Е. Добрецова. — М.: ИРИУС, 1994. — 226 с. 3. Мушкабаров, Н. Н. Молекулярная биология: учеб. пособие для студ. мед. вузов / Н. Н. Мушкабаров, С. Л. Кузнецов. — М.: ООО « Медицинское информационное агенство», 2007. — 536 с. 4. Луйк, А. И. Сывороточный альбумин и биотранспорт ядов / А. И. Луйк, В. Д. Лукьянчук. — М.: Медицина, 1984. — С. 12–29. 5. Добрецов, Г. Е. Флуоресцентные зонды в исследовании клеточных мембран и липопротеинов / Г. Е. Добрецов. — М.: Наука, 1989. — 277 с. 6. Миллер, Ю. И. Использование флюоресцентного зонда в оценке связывающей способности сывороточного альбумина человека при печеночной недостаточности / Ю. И. Миллер // Лаб. дело. — 1989. — № 7. — С. 20–23. Поступила 17.11.2010 УДК 615.451.13:612.1:616.831-005 ^ И СЫВОРОТКЕ КРОВИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ЖИВОТНЫХ О. А. Ходос Витебский государственный медицинский университет Изучена активность трипсиноподобных и цистеиновых протеиназ и их эндогенных ингибиторов в экстракте ткани больших полушарий головного мозга и мозжечке, а также сыворотке крови крыс в условиях отмены этанола после хронической алкогольной интоксикации. Показано, что отмена этанола после хронической алкогольной интоксикации вызывает нарушение физиологического баланса активности протеиназ и их эндогенных ингибиторов в экстракте ткани больших полушарий головного мозга и мозжечке, особенно выраженное через 1 сутки после его отмены. В сыворотке крови установлено снижение активности α1-протеиназного ингибитора и α2-макроглобулина. Ключевые слова: этанол, протеиназы, ингибиторы, головной мозг. ^ AND BLOOD SERUM OF LABORATORY ANIMALS O. A. Khodos Vitebsk State Medical University The activity of trypsin-like and cysteine proteinases and their endogenous inhibitors in the brain tissue extract and blood serum of rats in the conditions of the withdrawal from alcohol after chronic alcohol intoxication has been studied. It was shown that the withdrawal from ethanol after the chronic alcohol intoxication led to the disturbances of the physiological balance of the trypsin-like and cysteine proteinases activity and their endogenous inhibitors in the tissue extract of cerebral and cerebellar hemispheres with the most pronounced one on the next day after the withdrawal. The decrease of α1-proteinase inhibitor and α2-macroglobulin activity were observed in blood serum which proved the changes of proteolysis. ^ ethanol, proteinases, inhibitors, brain. Введение Этанол обладает тропностью к центральной нервной системе — в головном мозге его концентрация превышает содержание в крови [1]. Этиловый спирт легко преодолевает гемато-энцефалический барьер, при длительных интоксикациях способствует его повреждению, приводя к нарушению функционирования нервной ткани и дегенеративным изменениям головного мозга [2, 3, 4]. Так, хроническое воздействие этанола способно активировать цистеиновую протеиназу каспазу-3, прокаспазу-9 и прокаспазу-3, вызывать расщепление антиапоптозных белков и протеолиз ингибитора ДНКазы, что приводит к фрагментации олигонуклеосомальной ДНК в коре головного мозга и мозжечке [5, 6]. Более того, в результате интенсификации процесса перекисного окисления липидов при хронической интоксикации этанолом может происходить повреждение мембран лизосом и высвобождение протеолитических ферментов, что способствует повреждению клеток тканей. Поэтому, выявление закономерностей изменения активности протеолитических ферментов и их эндогенных ингибиторов в ткани головного мозга при нагрузках этанолом является актуальным. Цель работы Оценка активности трипсиноподобных и цистеиновых протеиназ и их эндогенных ингибиторов в больших полушариях головного мозга, мозжечке и сыворотке крови крыс в условиях отмены этанола после хронической алкогольной интоксикации. Материалы и методы В опытах использовали половозрелых самцов крыс, средняя масса которых составляла 360 г. Перед проведением эксперимента оценивали чувствительность центральной нервной системы к действию этанола и отбирали животных, предрасположенных к добровольному потреблению алкоголя, для чего использовали тест «этанолового наркоза» путем однократного внутрибрюшинного введения 25 % раствора этанола. Экспериментальная модель хронической алкогольной интоксикации достигалась путем предоставления животным опытных групп 15 % раствора этанола ad libitum в качестве единственного источника питья [7]. Использование такой концентрации является оптимальным, так как позволяет добиться добровольного потребления животными максимально больших доз этанола, при которых он окажет токсическое действие на функции органов и систем [8]. Данная модель является наиболее близкой к алкоголизму у людей [9]. Для адаптации животных к вкусу и фармакологическому действию этилового спирта концентрацию растворов этанола ступенчато увеличивали в течение 3 недель от 5 до 15 % (5 % — 1 неделя, 10 % — 2, 15 % — 3) [10]. Раствор этанола у подопытных крыс-самцов находился в поилках клеток круглосуточно. Животные контрольной группы в качестве источника питья получали водопроводную воду. Экспериментальные животные потребляли раствор этанола не менее 29 недель. Регулярно контролировали объем выпитого животными раствора этанола и воды, еженедельно осуществляли взвешивание крыс. Далее прекращали доступ животных к раствору этанола и заменяли его на водопроводную воду. Крыс выводили из эксперимента декапитацией через 1, 3 и 7 суток после прекращения доступа к раствору этанола [9]. Таким образом, были сформированы четыре экспериментальные группы: Ι — контрольная группа (интактные животные); ΙΙ — животные, потреблявшие раствор этанола в течение 29 недель, декапитацию которых осуществляли через 1 сутки, ΙΙΙ — животные, потреблявшие раствор этанола в течение 29 недель, декапитацию которых осуществляли через 3 суток и ΙV — животные, потреблявшие раствор этанола в течение 29 недель, декапитацию которых осуществляли через 7 суток после отмены этанола. Для определения активности протеиназ в сыворотке крови применяли апробированный ранее метод, описанный B. Erlanger и др. [11]. При определении активности α1-протеиназного ингибитора и α2-макроглобулина сыворотки крови в качестве базовой использовали методику, предложенную Т. А. Хватовым и В. Б. Беловой [12]. При изучении эндогенных ингибиторов цистеиновых протеиназ в сыворотке крови применяли метод J. F. Lenney [13]. Все эти методики были усовершенствованы нами для исследования протеолиза в сыворотке крови и модифицированы для изучения активности трипсиноподобных и цистеиновых протеиназ и их эндогенных ингибиторов в экстрактах ткани головного мозга крыс. Модификация данных методов была осуществлена в части вносимого в инкубационную смесь субстрата и источника ферментативной активности. Для статистической обработки результатов использовали непараметрический метод сравнения независимых групп Краскела-Уоллиса (ANOVA по Краскелу-Уоллису). Если нулевая гипотеза отклонялась, то принимали альтернативную гипотезу о различии групп и далее проводили парное сравнение групп с использованием непараметрического теста Манна–Уитни, применяя поправку Бонферрони при оценке значения р [14]. Результаты и их обсуждение Результаты исследования экстракта ткани больших полушарий головного мозга показали, что активность трипсиноподобных протеиназ в нем через 1 сутки после прекращения доступа животных к раствору этилового спирта увеличилась по сравнению с контролем на 94,59 % (р = 0,0042), тогда как через 3 и 7 суток она не отличалась от контрольных значений (р = 0,4750, р = 0,1985 Т (таблица 1, рисунок 1). Активность трипсиноподобных протеиназ в экстрактах ткани мозжечка крыс через 1 сутки после отмены этанола увеличивалась на 88,01 % по отношению к контролю (р = 0,0066). Через 3 и 7 суток отмены этанола данный показатель соответствовал контрольным значениям (р = 0,5677 и р = 0,1160 соответственно) (рисунок 1). Таблица 1 — Активность трипсиноподобных и кислых лизосомальных цистеиновых протеиназ и их эндогенных ингибиторов в экстракте ткани больших полушарий головного мозга и мозжечке крыс
Окончание таблицы 1
Примечания: 1. Данные представлены в виде медианы (–95% – +95%) – доверительный интервал. 2.* — статистически значимые различия показателей по отношению к контролю  ^ головного мозга и мозжечке крыс при хронической алкогольной интоксикации длительностью ^ 3 — отмена этанола через 3 суток; 4 — отмена этанола через 7 суток Было обнаружено, что активность эндогенных ингибиторов трипсиноподобных протеиназ в экстрактах больших полушарий головного мозга крыс через 1 сутки после отмены алкоголя уменьшается на 20,55 % (р = 0,0027) по сравнению с контрольной группой, через 3 суток — снижается на 23,32 % (р = 0,0042), через 7 суток — на 25,69 % (р = 0,0027), (рисунок 2). При этом активность эндогенных ингибиторов трипсиноподобных протеиназ в экстракте ткани мозжечка через 1 сутки отмены этанола по отношению к контролю снизилась на 9,41 % (р = 0,0027), тогда как через 3 и 7 суток не отличалась от контроля (р = 0,0222 и р = 0,1160) (рисунок 2).  ^ ткани больших полушарий головного мозга и мозжечке крыс при хронической алкогольной интоксикации длительностью 29 недель, нмоль/с·мг белка. 1 — контроль; 2 — отмена этанола через 1 сутки; 3 — отмена этанола через 3 суток; 4 — отмена этанола через 7 суток Таким образом, изменения активности трипсиноподобных протеиназ в экстракте ткани больших полушарий головного мозга и мозжечке крыс при хронической алкогольной интоксикации длительностью 29 недель носят однонаправленный характер: наблюдается увеличение активности через 1 сутки после отмены раствора этанола и стабилизация данного показателя до уровня контрольных значений на 3 и 7 сутки. Активность эндогенных ингибиторов трипсиноподобных протеиназ экстрактов ткани больших полушарий головного мозга и мозжечка крыс снижается параллельно через 1 сутки после прекращения доступа животных к раствору этилового спирта, однако в ткани мозжечка к 3 и 7 суткам наблюдается возврат показателя к норме, тогда как в больших полушариях активность остается ниже, чем в контрольной группе. Таким образом, после отмены этанола восстановление баланса трипсиноподобные протеиназы/эндогенные ингибиторы в мозжечке происходит уже на 3 сутки отмены, тогда как в больших полушариях восстановление баланса не наступает даже через 7 суток после отмены этанола, а активность их ингибиторов остается сниженной. Активность кислых лизосомальных цистеиновых протеиназ не изменяется по сравнению с контролем через 1 сутки отмены алкоголя (р = 0,0222, с учетом поправки Бонферрони р должно быть не менее 0,0083), через 3 суток увеличивается на 72,34 % (р = 0,0042), тогда как к 7 суткам вновь устанавливается на уровне контрольных значений (р = 0,2530) (рисунок 3). Изменения активности цистеиновых протеиназ в экстракте мозжечка после хронической интоксикации этанолом в течение 29 недель не были статистически значимыми (р = 0,1480).  ^ больших полушарий головного мозга и мозжечке крыс при хронической алкогольной интоксикации длительностью 29 недель, нмоль/ч·мг белка. 1 — контроль; 2 — отмена этанола через 1 сутки; 3 — отмена этанола через 3 суток; 4 — отмена этанола через 7 суток Активность эндогенных ингибиторов цистеиновых протеиназ в экстрактах ткани больших полушарий головного мозга и мозжечке не изменялась ни в один из сроков отмены этанола (р = 0,4915, р = 0,2158). Эксперименты показали, что при хронической интоксикации раствором этанола в течение 29 недель активность кислых лизосомальных цистеиновых протеиназ в экстрактах ткани больших полушарий головного мозга крыс по сравнению с контролем увеличивается на 72,34 % через 3 суток после отмены алкоголя, тогда как через 1 и 7 суток устанавливается на уровне контрольных значений. В экстракте мозжечка крыс статистически значимых изменений активности цистеиновых протеиназ выявлено не было. Активность эндогенных ингибиторов кислых лизосомальных цистеиновых протеиназ в экстрактах ткани больших полушарий головного мозга и мозжечке крыс не изменялась по отношению к контролю ни в один из изучаемых периодов отмены этанола. В сыворотке крови изменения общей протеолитической активности не были статистически значимыми (р = 0,1797). Анализ результатов исследований общей протеолитической активности сыворотки крови указывает на увеличение медианы в 1 сутки после отмены этанола с 23,374 нмоль/с·л (в контрольной группе) до 37,399 нмоль/с·л, но это изменение активности не является статистически значимым. Таблица 2 — Активность протеолитических ферментов и их ингибиторов в сыворотке крови
Примечания: 1. Данные представлены в виде медианы (–95 % – +95 %) — доверительный интервал. 2.* статистически значимые различия показателей по отношению к контролю По сравнению с контролем через 1 сутки отмены этанола активность α1-протеиназного ингибитора не изменяется (р = 0,1043), тогда как через 3 суток снижается на 11,44 % (0,0027), а через 7 суток — на 9,49 % (р = 0,0027) (рисунок 4). Активность α2-макроглобулина снижалась по сравнению с контролем через 1 сутки после отмены этанола на 52,63 % (р = 0,0044), 3 суток — 42,98 % (р = 0,0027), 7 суток — 48,24 % (р = 0,0027) (рисунок 5).  ^ алкогольной интоксикации длительностью 29 недель, мкмоль/с·л. 1 — контроль; 2 — отмена этанола через 1 сутки; 3 — отмена этанола через 3 суток; 4 — отмена этанола через 7 суток  ^ интоксикации длительностью 29 недель, мкмоль/с·л. 1 — контроль; 2 — отмена этанола через 1 сутки; 3 — отмена этанола через 3 суток; 4 — отмена этанола через 7 суток Активность эндогенных ингибиторов цистеиновых протеиназ в сыворотке крови крыс данных экспериментальных групп не подвергалась изменению ни через 1, 3, ни через 7 суток после отмены этанола (р = 0,4762). Показано, что при интоксикации этанолом наблюдается ишемия головного мозга и в первую очередь повреждаются именно клетки глии. Согласно литературным данным при ушибе, размозжении, ишемии мозга наблюдается активация протеиназ в головном мозге, что в первую очередь связывают с повреждением микроглиальных клеток, которые обладают мультиферментным комплексом протеиназ. Повышение активности трипсиноподобных протеиназ содействует развитию деструктивных и воспалительных процессов в тканях. С другой стороны, увеличение активности протеолитических ферментов способствует устранению поврежденных белков из ткани. Снижение активности α1-протеиназного ингибитора может быть связано с активацией процессов перекисного окисления, которое вызывает окислительную модификацию α1-протеиназного ингибитора. Одной из причин снижения активности α1-протеиназного ингибитора и α2-макроглобулина сыворотки крови также может быть связано с нарушением белоксинтезирующей функции, что наблюдается при хронической интоксикации этанолом. Полученные данные свидетельствуют, что после хронической интоксикации этанолом длительностью 29 недель происходит нарушение нормального физиологического баланса в системе протеиназы/эндогенные ингибиторы в ткани больших полушарий головного мозга и мозжечке, а также в сыворотке крови экспериментальных животных. Наиболее выраженные изменения активности протеиназ и их ингибиторов наблюдаются в 1 сутки после отмены этанола. По всей видимости, снижение активности ингибиторов и увеличение активности протеолитических ферментов может приводить к деструктивным изменениям в больших полушариях головного мозга и мозжечке, а истощение ингибиторного потенциала сыворотки крови также негативно сказываться на функционировании других органов и систем. Выводы 1. При хронической алкогольной интоксикации в условиях отмены этанола отмечается нарушение физиологического баланса активности протеиназ и их эндогенных ингибиторов в экстракте ткани больших полушарий головного мозга и мозжечке, особенно выраженное через 1 сутки после отмены алкоголя. 2. Активность α1-протеиназного ингибитора и α2-макроглобулина сыворотки крови снижается, при этом общая протеолитическая активность не изменяется. ^ 1. Калинина, А. Г. Токсичность алкогольных напитков / А. Г. Калинина, А. В. Савельев, А. Ю. Костин // Материалы Ι Российского национального конгресса по наркологии с международным участием, Москва, 24–27 нояб. 2009г. / ФГУ ННЦ наркологии Минздравсоцразвития России; редкол.: Е. В. Борисова [и др.]. — М., 2009. — С. 11–12. 2. Matsumoto, H. Alcoholism: protein expression profiles in a human hippocampal model / Н. Matsumoto, I. Matsumoto // Expert review of proteomics. — 2008. — Vol. 5, № 2. — Р. 321–331. 3. Новые возможности лечения алкогольной болезни. Перспективы применения Цереброкурина / И. Ф. Беленичев [и др.] // Международный неврологический журнал. — 2009. — № 1. — С. 166–180. 4. Distinct cell proliferation events during abstinence after alcohol dependence: microglia proliferation precedes neurogenesis / К. Nixon [et al.] // Neurobiology of disease. — 2008. — Vol. 31, № 2. — Р. 218–229. 5. Ethanol Induces Cell Death by Activating Caspase-3 in the Rat Cerebral Cortex / J. Y. Han [et al.] // Molecules and Cells. — 2005. — Vol. 20, № 2. — P. 189–195. 6. Самуилов, В. Д. Программируемая клеточная смерть / В. Д. Самуилов, А. В. Олескин, Е. М. Лагунова // Биохимия. — 2000. — Т. 65, № 8. — С. 1029–1046. 7. Reduction of Alcohol Dependence in Rats after Carotid Glomectomy / O. N. Serova [et al.] // Bulletin of Experimental Biology and Medicine. — 2007. — Vol. 144, № 5. — Р. 650–652. 8. Kharchenko, N. K. Involvement of Serotonin in the Pathogenesis of Alcohol Addiction / N. K. Kharchenko, V. N. Synytsky, Z. A. Koval // Neurophysiology. — 2002. — Vol. 34, № 5. — Р. 366–372. 9. Пархоменко, Ю. М. Характерные метаболические нарушения в тканях крыс, вызванные длительным приемом алкоголя / Ю. М. Пархоменко, Г. В. Донченко, С. Ю. Пилипчук // Укр. біохім. журн. — 2007. — Т. 79, № 3. — С. 61–69. 10. Nerve growth factor restores mRNA levels and the expression of neuropeptides in the suprachiasmatic nucleus of rats submitted to chronic ethanol treatment and withdrawal / M. M. Paula-Barbosa [et al.] // Journal of Neurocytology. —2001. — № 30. — Р. 195–207. 11. Erlanger, B. F. The preparation and properties of two new chromogenic substrates of trypsin / B. F Erlanger, N. Kokowsky, M. Cohen // Arch Biochem. Biophys. — 1961. — Vol. 95, № 2. — Р. 271–278. 12. Хватов, В. Б. Ускоренный метод определения основных ингибиторов протеиназ в плазме крови человека: метод. рек. / В. Б. Хватов, Т. А. Белова. — М., 1981. — 27 с. 13. Thermostable endogenous inhibitors of cathepsins B and H / J. F. Lenney [et al.] // Eur J Biochem. — 1979. — Vol. 101, № 1. — Р. 153–161. 14. Реброва, О. Ю. Статистический анализ медицинских данных. Применение пакета прикладных программ STATISTICA / О. Ю. Реброва. — М.: МедиаСфера, 2003. — 312 с. Поступила 28.07.2011 УДК [612.82:615.272.6:517.21]-092.9 ^ НА КОНЦЕНТРАЦИЮ СВОБОДНЫХ АМИНОКИСЛОТ В ГИПОТАЛАМУСЕ КРЫСЯТ И. В. Лях, Е. М. Дорошенко, В. Ю. Смирнов, В. М. Шейбак Гродненский государственный медицинский университет Проведена оценка совместного и раздельного введения свинца и динила на концентрацию свободных аминокислот и их производных в гипоталамусе крысят. Показаны изменения изучаемых показателей в гипоталамусе как при раздельном, так и при сочетанном воздействии на организм крысят динила и свинца. Основные сдвиги в уровнях аминокислот и их метаболитов регистрировались в гипоталамусе крысят, получавших свинец. Дополнительное введение на этом фоне динила усугубляло дисбаланс аминокислотного фонда гипоталамуса. Ключевые слова: динил, свинец, аминокислоты, гипоталамус, крысята. ^ OF FREE AMINO ACIDS IN INFANT RATS` HYPOTHALAMUS I. V. Liakh, E. M. Doroshenko, V. Yu. Smirnov, V. M. Sheibak Grodno State Medical University The simultaneous and divided inflow of lead and dinil into the concentration of free amino acids and their derivatives in the hypothalamus of infant rats has been assessed. The changes of the studied indices in the hypothalamus were described both in the divided and combined effects of dinil and lead on the rats. The major changes in the levels of amino acids and their metabolites were detected in the hypothalamus of the infant rats treated with lead. The concurrent additional introduction of dinil only aggravated the imbalances of the amino acid pool of the hypothalamus. ^ dinil, lead, amino acids, hypothalamus, infant rats. Введение Динил (смесь 25 % дифенила и 75 % дифенилоксида, ДФО) представляет собой жидкость светло-коричневого цвета с резким характерным запахом, не растворимую в воде [1]. Динил используется, главным образом, в производственных установках в качестве теплопереносящей жидкости. Он также является промежуточным продуктом при производстве сурфактантов и пластмасс, например, таких как этилен-пропилен-диен мономер. Галогенированные ДФО используются при производстве инсектицидов, консервантов, огнеупорных материалов и бытовой техники [2]. Попадание динила на кожу или в глаз может вызвать раздражение и локальное покраснение и даже повреждение роговицы. Вдыхание паров динила приводит к поражению верхних дыхательных путей [3]. Подобные случаи возможны при выходе динила в атмосферу при нарушениях технологического процесса или возникновении аварийных ситуаций [4]. В настоящее время основная область применения свинца — это производство аккумуляторов, металлического проката, труб, боеприпасов, типографских шрифтов и хрусталя. Установлено, что около 90 % свинца, присутствующего в атмосфере, — это свинец антропогенного происхождения [5]. Рост автомобилестроения и интенсивность применения антидетонаторов на основе «этиловой жидкости», содержащей тетраэтилсвинец, а в последующем — тетраметилсвинец достигли такой степени, что в настоящее время автомобильный транспорт стал основным источником загрязнения окружающей среды свинцом. В отличие от других источников автотранспорт загрязняет приземный слой атмосферы, то есть зону проживания человека и распространён повсеместно [6, 7]. Развитие производства химических волокон (ОАО «Химволокно») предполагает возможность воздействия на организм человека как производственного фактора динила, так и антропогенного — свинца [1, 6]. В предыдущих работах нами было установлено, что острое и хроническое (на протяжении 14 дней) введение динила вызывает изменение уровней биогенных аминов в отделах мозга взрослых крыс [8]. Установлено влияние совместного и раздельного воздействия свинца и динила на уровень биогенных аминов в развивающемся мозге крыс [9]. Очевидно, что к данным соединениям особую чувствительность проявляет нервная ткань растущего организма, в которой преобладают процессы формирования нейрохимических механизмов регуляции, связанных с адаптацией к воздействиям окружающей среды [10]. Цель работы Изучение влияния раздельного и совместного хронического воздействия свинца и динила на фонд свободных нейроактивных аминокислот в мозге крысят. Материалы и методы Эксперименты проведены на 37 самцах крыс в возрасте 1 месяц и массой 50–65 г. Животные были разделены на четыре группы: 1 группа (n = 9) получала динил в дозе 5 мг/кг массы в сутки на протяжении месяца, 2 группа (n = 9) — свинец в дозе 30 мг/кг массы в виде водного раствора ацетата свинца (54 мг/л), 3 группа (n = 10) — свинец и динил в аналогичных концентрациях. Животным контрольной группы (n = 9) вводили эквиобъемное количество воды. Крыс декапитировали через 30 суток. Головной мозг извлекали и выделяли гипоталамус. Образцы ткани фиксировали в жидком азоте, где и хранили до исследования. Определение уровней свободных аминокислот и их производных проводили методом высокоэффективной жидкостной хроматографии [11]. Статистическую обработку полученного материала проводили с помощью t-критерия Стьюдента в пакете прикладных программ «Statistica», 7.0. При выполнении работы соблюдались правила проведения работ с использованием экспериментальных животных. Результаты и обсуждение Анализ полученных данных показал, что по количеству и степени изменяющихся параметров свинцовая интоксикация вызывает в гипоталамусе более существенные сдвиги в концентрациях определяемых метаболитов по сравнению с хроническим введением динила, кроме того, по совокупности изменившихся параметров при совместном воздействии эффекты этих соединений не суммируются (таблица 1). Так, введение динила вызывало изменение концентрации глутамата, аспартата, ГАМК и триптофана, тогда как при длительном поступлении в организм крысят свинца изменялись уровни четырнадцати аминокислот, среди которых, помимо непосредственно принимающих участие в нейромедиации (глутамат, глицин, ГАМК), соединения, активно участвующие в процессах синтеза белка и метаболиты аминосодержащих соединений (аспарагин, серин, гистидин, фосфоэтаноламин, цитруллин, β-аланин, аланин, метионин, цистатионин, триптофан и лизин). При совместном поступлении динила и свинца регистрировались сдвиги концентрации глутамата, аспарагина, серина, глутамина, гистидина, глицина, фосфоэтаноламина, β-аланина, тирозина, β-аминомасляной кислоты, α-аминомасляной кислоты, метионина и триптофана (таблица 1). Вероятно, изменения, наблюдаемые при совместном поступлении этих соединений, не могут объясняться только хроническим поступлением в организм крысят свинца, поскольку, несмотря на то, что количество наблюдаемых сдвигов среди аминокислот и их производных практически не отличались, качественные различия были довольно значительны. Так, у животных, получавших свинец, наблюдалось снижение содержания лизина (на 23 %) и цистатионина (на 17 %) и увеличение содержания цитруллина (на 28 %), аланина (на 13 %) и ГАМК (на 21 %). В то же время у крысят, получавших динил и свинец, этих изменений не наблюдалось, но было отмечено падение концентраций глутамина (на 10 %) и тирозина (на 22 %) и рост концентраций α- и β-аминомасляной кислоты (на 40 и 32 % соответственно), что не было отмечено у крысят, получавших раздельно динил и свинец (таблица 1). Уровень ГАМК в различных областях нервной системы регулируется действием глутаматдекарбоксилазы и мало зависит от действия энзимов деградации ГАМК [12], поэтому отсутствие увеличения концентрации ГАМК у крысят, получавших динил и свинец, по сравнению с группой, получавшей свинец при неизменно повышенном содержании ее предшественника — глутамата в обеих группах животных, может объясняться торможением активности ГАМК-шунта в гипоталамусе, тем более, что концентрация второго главного предшественника глутамата — глутамина у этих животных была снижена. Поскольку, как нами показано ранее, острая интоксикация динилом вызывает выраженный дисбаланс биогенных аминов в головном мозге крыс [10], полученные результаты могут свидетельствовать о том, что метаболизм свободных аминокислот в гипоталамусе может достаточно быстро адаптироваться к длительному поступлению этого соединения [13]. Токсикокинетика неорганических солей свинца существенно отличается от таковой динила, и, поскольку свинец способен накапливаться в организме, это приводит к усилению его негативного влияния на аминокислотный спектр гипоталамуса крысят (таблицы 1, 2). Нарушения в общей структуре фонда свободных аминокислот в гипоталамусе также свидетельствуют в пользу того, что совместное введение динила и свинца вызывает наиболее существенные изменения (таблица 2). Так, введение динила на протяжении всего периода не вызывало достоверных изменений, кроме некоторого увеличения соотношения глутамат/глутамин. Возможно, это было обусловлено увеличением содержания глутамата, хотя суммарное содержание этих двух аминокислот не изменялось, что, в свою очередь, может указывать на ослабление процессов трансаминирования. Введение крысятам свинца приводило к увеличению соотношения заменимые/незаменимые аминокислоты при одновременном падении процентного содержания аминокислот с разветвленной углеродной цепью (лейцин, изолейцин, валин, АРУЦ), ростом индекса глутамат/глутамин, что было обусловлено, как и в случае введения крысятам только динила, увеличением содержания глутамата (эксайтотоксическое действие свинца и динила). При этом увеличение суммарного содержания аминокислот в первую очередь было вызвано накоплением заменимых протеиногенных аминокислот. В целом в гипоталамусе крысят, получавших свинец или одновременно динил и свинец, наблюдались однотипные сдвиги структуры аминокислотного фонда, но в последней группе отмечалось существенное увеличение концентрации непротеиногенных аминокислот, увеличение соотношения фенилаланин/тирозин, рост индекса глутамат/глутамин (обусловленного как повышением содержания глутамата, так и падением содержания глутамина) (таблица 2). Таблица 1 — Содержание некоторых аминокислот в гипоталамусе крысят (нмоль/г ткани) при совместном поступлении динила и свинца (представлены только достоверные изменения, M ± m)
Окончание таблицы 1
Примечание: в этой и таблицах 2, 3 * p < 0,05; ** p < 0,01; *** p < 0,001 по сравнению с контрольной группой животных Таблица 2 — Структура фонда аминокислот и их производных в гипоталамусе крысят при раздельном и совместном хроническом введении динила и свинца (представлены только достоверные данные, M ± m)
Для общей характеристики состояния процессов торможения и возбуждения был проведен расчет соотношений основных возбуждающих и тормозных нейроактивных аминокислот (ВАК/ТАК). Введение динила приводило к увеличению содержания ВАК (аспартат и глутамат), но одновременное небольшое увеличение суммарного содержания ГАМК и глицина привело к тому, что индекс ВАК/ ТАК не изменялся, в то время как у крысят получавших свинец отдельно или в сочетании с динилом, увеличение концентрации ВАК было более значительным, что позволяет говорить о превалировании процессов возбуждения в гипоталамусе и возможном эксайтотоксическом действии глутамата, а также может быть связано с его хелаторными свойствами (таблица 3). Таблица 3 — Суммарное содержание (нмоль/г) и соотношение возбуждающих и тормозных нейроактивных аминокислот в гипоталамусе крысят, M ± m
При анализе вклада каждой из аминокислот в соотношение процессов возбуждения и торможения по коэффициентам корреляции становится очевидным, что основное значение среди тормозных нейромедиаторных аминокислот имеет увеличение ГАМК, а среди возбуждающих — глутамата. У крысят, получавших динил, заметно возрастает вклад глицина в формирование индекса взаимоотношений нейротрансмиттерных аминокислот. У животных, получавших совместно динил и свинец, регулирующая нейротрансмиттерная активность глицина и таурина реализуется на фоне более низкой концентрации глутамата. В целом при совместном введении токсикантов определяющими функциональное состояние нейронов становятся уровни тормозных нейромедиаторных аминокислот таурина, глицина и ГАМК (таблица 4). Формирование взаимоотношений между различными по функциям нейротрансмиттерными аминокислотами (соответствующие корреляционные взаимоотношения) представлены в таблице 5. Таблица 4 — Коэффициенты корреляции уровней отдельных нейротрансмиттерных аминокислот с их суммарными показателями в гипоталамусе крысят
Таблица 5 — Коэффициенты корреляции уровней отдельных нейротрансмиттерных аминокислот и их производных в гипоталамусе крысят (представлены только достоверные данные)
Поскольку уровень ГАМК обеспечивается декарбоксилированием глутамата [14], в паре Глу-ГАМК логичнее ожидать отрицательной корреляции показателей, как в случае с ФЭА и его собственным предшественником ЭА. Возможно, в формировании выявленной положительной взаимосвязи между уровнями обеих аминокислот решающий вклад вносят антагонистические функции, приводящие к их синхронному (уравновешивающему) высвобождению из связывающих нейротрансмиттеры депо [15]. Во всех экспериментальных группах животных наблюдались существенные различия по отношению к показателям контрольной группы, причем наибольшие изменения регистрировали в группе крысят, получавших одновременно динил и свинец. Кроме того, имеет место довольно сильное преобладание положительных корреляционных коэффициентов над отрицательными в этой группе животных, что может объясняться тем, что в ткани мозга гомеостаз отдельных нейротрансмиттерных аминокислот осуществляется не выведением или разрушением, а скорее дополнительным выбросом из мест связывания их антагонистов [15]. Следует отметить, что в группах животных, получавших динил и свинец как совместно, так и раздельно, наблюдалось различие в определяемых показателях не только по сравнению с контрольной группой, но и между собой. Единственным совпадающим элементом было изменение знака индекса на положительный у пары ГАМК-Фен. Подобная ситуация, отмеченная нами и ранее [9, 10], подтверждает предположение, что механизмы воздействия динила и свинца на метаболизм нейроактивных аминокислот в гипоталамусе различаются, а их совместное введение формирует особое состояние, которое не является простой совокупностью изменений, вызываемых каждым соединением. При этом основной вклад вносит хроническое поступление в организм крысят свинца. Заключение Таким образом, нами показано, что как раздельное, так и совместное хроническое поступление в организм крысят динила и свинца, вызывает выраженный дисбаланс фонда свободных аминокислот в гипоталамусе. По степени влияния на аминокислотный спектр хроническая нагрузка свинцом в дозе 5 мг/кг приводит к более существенным изменениям, нежели аналогичное по времени воздействие динила в дозе 30 мг/кг. Совместное назначение этих соединений молодым животным вызывает гораздо более существенные изменения по сравнению с их раздельным введением. Это доказывает, что поступающие из внешней среды динил и свинец могут оказывать существенный негативный вклад в формирование функциональных возможностей ЦНС. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Похожие:
База данных защищена авторским правом ©MedZnate 2000-2016
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям