Биологические науки/9. Биохимия и биофизика

Басов А. А.¹, Барышев М. Г.², Джимак С. С.², Тыщенко Л. В.²,

Федосов С. Р.¹, Шашков Д. В.², Власов Р. В.²

1. ГБОУ ВПО «Кубанский государственный медицинский университет»

Минздравсоцразвития России, г.Краснодар,

2. ФГБОУ ВПО Кубанский государственный университет, Россия, г.Краснодар

Прооксидантно-антиоксидантная система организма лабораторных животных при добавлении в

рацион воды с пониженным содержанием дейтерия

В последние десятилетия в многочисленных исследованиях, проводимых в области свободнорадикальной биологии и медицины, показано, что развитие дисбаланса в прооксидантно-антиоксидантной системе сопровождается нарушением функционирования ряда неспецифических защитных систем организма, что приводит к снижению его резистентности по отношению к неблагоприятным экзогенным и эндогенным факторам и является одним из ключевых патогенетических звеньев в развитии более 100 различных нозологических форм (сахарный диабет, инфаркт миокарда, инсульт, ревматоидный артрит, онкопатология, гнойно-септические заболевания и другие) [1]. Состояние, сопровождающееся преобладанием прооксидантного звена над антиоксидантным, обозначается в научной литературе термином «окислительный стресс» и характеризуется усилением неконтролируемых реакций свободнорадикального окисления (СРО) с одновременным истощением антиоксидантной системы (АОС), что требует специальных мероприятий, направленных на восстановление эндогенного пула антиоксидантных факторов.

Известно, что применение синтетических антиоксидантов, в том числе и парафармацевтиков, ограничено из-за их возможного токсического действия, что проводит к необходимости поиска альтернативных соединений в пищевых продуктах, безопасных для человека и обладающих высокой антиоксидантной активностью [2]. Одним из перспективных пищевых веществ для коррекции антиоксидантного потенциала организма является вода с модифицированным изотопным составом (ВМИС), например, вода с пониженным содержанием дейтерия [3].

Целью настоящего исследования было изучение состояния прооксидантно-антиоксидантной системы у лабораторных животных в условиях окислительного стресса при добавлении в их рацион воды с модифицированным изотопным составом.

Материалы и методы. Объектом исследования была кровь лабораторных животных (крысы-самцы), у которых создавали модель окислительного стресса путем заражения их культурой Staphylococcus aureus с развитием в дальнейшем гнойно-воспалительной патологии (абсцесс). Животных разделили на две группы в зависимости от питьевого рациона: группа № 1 (n=20) получала дистиллированную минерализованную воду (концентрация дейтерия 330 мг/л), группа № 2 (n=20) – ВМИС (концентрация дейтерия 88 мг/л). В течение 30 дней после инфицирования обе группы также получали стандартный рацион (зерновая смесь, хлеб, молоко). Определение концентрации дейтерия в биологических жидкостях было проведено на импульсном ЯМР-спектрометре JEOL JNM-ECA 400MHz. Интенсивность СРО определяли на хемилюминотестере ЛТ-01 производства НПО «Люмин» (г.Ростов-на-Дону) в модификации [4], состояние АОС – с помощью анализатора антиоксидантной активности “Яуза-01-ААА”, производства ОАО НПО “Химавтоматика” по методу [5] в собственной модификации [6].

Результаты и обсуждение. Проведенными исследованиями было установлено, что в группе № 2 происходило снижение содержания дейтерия в плазме крови животных на 15,1 % (на 46,2 мг/л, р<0,05 в сравнении с показателями группы № 1), в эритроцитах – на 23,9% (на 55,0 мг/л, р<0,05).

В плазме крови у крыс, потребляющих ВМИС со сниженным содержанием дейтерия, идет повышение антиоксидантного потенциала (амперометрический показатель (M±m)=1137,1±24,2 нА*с, p<0,05) по сравнении с группой № 1, в которой данный показатель был ниже на 16,6%, что показывает возможность ускорения восстановления функционирования эндогенной антиоксидантной системы у крыс с гнойно-воспалительной патологией, потребляющих ВМИС со сниженным содержанием дейтерия. Уровень СРО в плазме крови у крыс, с гнойно-воспалительными изменениями в мягких тканях и потребляющих дистиллированную минерализованную воду, был существенно повышен по данным хемилюминесцентного метода (максимальная вспышка хемилюминесценции (M±m) = 3,058±0,081 усл.ед.), в то время как у крыс с гнойно-воспалительными изменениями, потребляющих ВМИС со сниженным содержанием дейтерия, интенсивность СРО была меньше на 11,2% (p<0,05 в сравнении с группой № 1).

Таким образом, ВМИС со сниженным содержанием дейтерия обладает способностью более быстро восстанавливать потенциал АОС у лабораторных животных при гнойно-воспалительных заболеваниях, при этом достоверные изменения наблюдаются уже в течение первых 3 недель, когда происходит относительная стабилизация показателей АОС. Также необходимо отметить, что одновременно у лабораторных животных из группы № 2 идет снижение интенсивности реакций СРО, что свидетельствует об уменьшении неферментативного распада макромолекулярных биосубстратов (белков, липидов, нуклеиновых кислот), а, следовательно, о возможности более быстрой репарации у них клеточных структур.

Выводы. Применение у лабораторных животных ВМИС со сниженным содержанием дейтерия позволяет ускорять процессы восстановления неспецифических защитных систем организма, в том числе и повышать потенциал эндогенной АОС, что возможно использовать при патологических состояниях, сопровождающихся окислительным стрессом.

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке Гранта Президента РФ для государственной поддержки молодых российских ученых МК-1568.2014.4, государственного задания Министерства образования и науки Российской Федерации (проект № 1269).

Литература:

1. Кулинский В.И. Активные формы кислорода и оксидативная модификация макромолекул: польза, вред и защита //Соросовский образовательный журнал. – 1999. – №1. – С.2-8.

2. Joshipura, K.J., Hu, F.B., Manson, J.E., Stampfer, M.J., Rimm, E.B., Speizer, F.E., Colditz, G., Ascherio, A., Rosner, B., Spiegelman, D., Willett, W.C. The effect of fruit and vegetable intake on risk for coronary heart disease //Ann. Intern. Med. – 2001. – V. 134. – P.1106-1114.

3. Olariu L., Petcu M., Tulcan C., Chis-Buiga I., Pup M., Florin M., Brudiu I. Deuterium depleted water- antioxidant or prooxidant? //Lucrări Stiinłifice Medicină Veterinară. – 2007. Timisoara. – Vol. XL. – P.265-269.

4. Басов А.А., Павлюченко И.И., Плаксин А.М., Федосов С.Р. Использование аналогово-цифрового преобразователя в составе системы сбора и обработки информации с хемилюминитестером LT-1 // Вестн. новых мед. технологий. – 2003. – Т. 10, № 4 – С. 67-68.

5. Яшин А.Я. Инжекционно-проточная система с амперометрическим детектором для селективного определения антиоксидантов в пищевых продуктах и напитках. // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева). – 2008. – Т. LII, № 2. – С.130-135.

6. Басов А.А., Федосов С.Р., Канус И.С., Еремина Т.В., Пшидаток Д.В., Малышко В.В. Современные способы стандартизации антиоксидантных лекарственных средств и биологически активных добавок // Современные проблемы науки и образования. – 2006.- № 4. – Приложение № 1, с.149.