Сіренко О.В., Кучеренко Е.О.

Кафедра клінічної лабораторної діагностики Харківської медичної академії післядипломної освіти

Дослідження впливу субтоксичних доз БКОС на біосинтетичні процеси.

Незупинна хімізація народного господарства обумовлює потребу у синтезі нових хімічних сполук, вплив яких на здоров’я людини невизначено [1]. До таких продуктів органічної хімії належать багатокомпонентні органічні суміші на основі гліколів (БКОС), які широко використовуються у побуті та народному господарстві, здатні забруднювати водні об’єкти та повітря, але при цьому майже не вивчені у гігієнічному відношенні. Здатність ксенобіотиків та продуктів їх біологічної деструкції включатися у метаболічні ланцюги впливає на адаптивні механізми гомеостазу, велику кількість структурно-функціональних одиниць організму, порушує динамічну рівновагу анаболічних і катаболічних процесів [2]. Клітина є гістологічним елементом цілісного організму, який для своєї життєдіяльності, проліферації та диференціації використовує власний гомеостаз і обмін енергії та речовин, реалізує інформацію генетичного матеріалу, синтезує компоненти міжклітинної речовини і бере участь в усіх функціях організму. Відомо, що кожна клітина або знаходиться у межах функціональної та структурної норми (гомеостаз), або пристосовується до незвичайних умов існування (адаптація), які інколи викликають загибель клітини при перевищенні її адаптивних спроможностей [3]. Тому для превентивної оцінки ступеню токсичності ксенобіотику важливе визначення його цитотоксичних властивостей, впливу на внутрішньоклітинний метаболізм, у тому числі, біосинтетичні процеси.

У теперішній час існує велика кількість теорій виникнення і механізмів ушкоджень, які призводять до загибелі клітини під впливом ксенобіотиків, але основний акцент у них зроблено на фізико-хімічні параметри конкретної речовини [4]. При цьому фізіологічні системи клітин, які забезпечують їх функціональну повноцінність в умовах навантаження хімічними патогенами, залишаються мало вивченими. Саме інформативність характеру змін внутрішньоклітинного метаболізму при дії хімічних токсикантів обумовила доцільність вивчення біосинтетичних процесів при тривалій дії БКОС.

Метою проведеного дослідження було визначення впливу субтоксичних доз БКОС на основі гліколів на внутрішньоклітинні біосинтетичні процеси.

Методи та матеріали. Досліджували вплив на клітини тканинних культур 0,25%; 0,05% та 0,025% розчинів охолоджувальних рідин (ОР-40 та ОР-65), синтезованих на основі гліколів. Реєстрували включення радіоактивних попередників у нерозчинний трихлор-оцетний осад (ТХУ). Використовували культуру мишачої мієломи Х₆₃ (5х10⁶ клеток/мл). Зразки БКОС додавали за 1 годину до внесення у середу радіоактивного попередника, для вивчення білок-синтетичної функції використовували ¹⁴С-лейцин, для оцінки синтезу нуклеотидів – ДНК і РНК додавали у клітинну культуру ³Н-тимидин та ³Н-уридин [5]. Включення мітки відбувалося протягом 4 годин під час інкубації розчину при 37°С и 50% СО_2. Зупинку реакції здійснювали шляхом додавання ТХУ до кінцевої концентрації 5%, після чого зразки обробляли на нітроцелюлозних фільтрах за загальноприйнятою методикою, а радіоактивність виміряли у толуоловому сцинтиляторі за допомогою лічильника «Бекман – 7800».

Отримані дані обробляли з використанням програми Statistica 4.5, результати визначали у вигляді середніх арифметичних та їх стандартних помилок, вірогідність різниці між величинами, що порівнювали, визначали за t-критерієм Стьюдента.

Результати та їх обговорення. Було встановлено, що зразки усіх досліджуваних БКОС у зазначених дозах змінювали інтенсивність біосинтетичних процесів у клітинах тканини мишачої мієломи (таблиця).

Таблиця.

Вплив органічних сумішей на інтенсивність включення ¹⁴С-лейцину, ³Н-тимідину і ³Н-урідину в тканинній культурі Х₆₃ (імп/хв.х10⁶ клітин).

Концентрація, %	Контроль	ОР-40	ОР-65
^14С-лейцину 0,25	49883±4091	21553±2326*	20196±2137*
0,05		35264±3270*	38166±375*
0,025		65915±4016*	68912±4125*
^3Н-тимідину 0,25	30297±2328	19446±1022*	23052±982*
0,05		21865±1479*	28846±1379
0,025		28513±1713	30243±1784
^3Н-урідину 0,25	63830±4483	35912±2477*	33723±2199*
0,05		45343±3197*	51342±4126*
0,025		65812±4458	72831±4526

Примітка: * - різниця показників вірогідна, (р<0,05).

Визначено тенденцію до різноспрямованих змін динаміки біосинтетичних процесів у клітинах культури Х₆₃ – вірогідне зниження активності включення радіоактивної мітки під впливом концентрацій 0,25% та 0,05% розчинів БКОС і тенденцію до підвищення цієї функції при дії дози 0,025%, що дозволяє припустити здатність органічних сумішей в залежності від дози як гальмувати, так і стимулювати анаболічні процеси у клітині. Наприклад, 0,25% розчин ОР-65 викликав зниження інтенсивності синтезу білку в клітинах мишачої мієломи Х₆₃ у 2,4 рази, у порівнянні з контролем. У той же час, під впливом дози 0,025% ОР-65 процес синтезу білку відбувався швидше у 1,38 у порівнянні з контрольними значеннями (р<0,05).

Порушення білок-синтетичних функцій клітини та синтезу ДНК і РНК мали односпрямований характер. Дослідження синтезу ДНК та РНК також виявило залежність активності синтезу нуклеотидів від дозового навантаження на клітинну культуру – речовини у 0,025% розчині не впливали на інтенсивність інкорпорації ³Н-тимідину та ³Н-урідину у молекули ДНК та РНК на тлі вірогідного гальмування включення радіоактивних міток при дії доз 0,25% та 0,05% досліджуваних органічних сумішей.

Аналіз модифікації внутрішньоклітинних біосинтетичних процесів під впливом субтоксичних доз БКОС може сприяти більш глибокому розумінню ролі цих змін у регуляції адаптації клітин до стресових факторів хімічного навантаження [6]. Перспективним напрямком подальшого пошуку критеріїв порушень адаптаційних механізмів гомеостазу при тривалому впливі шкідливих факторів навколишнього середовища, таким чином, є визначення структурно-функціональних порушень на клітинному рівні [7].

Література.

1. Штабський Б.М.Ксенобіотики, гомеостаз і хімічна безпека людини/Б. Штабський, М. Гжеготський. – Львів : Видавничий дім «Наутілус», 1999. – 308 с.

2. Губский Ю. И., Левицкий Е.Л. Молекулярно-биологические механизмы токсической гибели клеток // Тези доповідей І з’їзду токсикологів України / Під ред. Проданчука М.Г. – Київ, 2001. – С. 9.

3. Болтіна І. В. Використання методу культивування лімфоцитів периферичної крові людини in vitro для вивчення токсичних ефектів об’єктів навколишнього середовища // науково-практ.конференція «Проблеми діагностики, профілактики та лікування екзогенних та ендогенних інтоксикацій». – м. Чернівці, 13-14 жовтня 2009. – С. 110.

4. Дейнека С. Є., Проданчук М. Г. Концепція використання методу культур клітин при оцінці засобів цитопротекції // Мат. Науково-практ.конференції «Проблеми діагностики, профілактики та лікування екзогенних та ендогенних інтоксикацій». – м. Чернівці, 13 - 14 жовтня, 2009. – С. 115.

5. Адамс Р. Методы культуры клеток для биохимиков / М. : Мир, 1983. – 263 с.

6. Фаллер Д.М. Молекулярная биология клетки. Руководство для врачей /Д. М.Фаллер, Д.Шилдс - Пер. с англ., М.: Бином-Пресс, 2003. – 272 с.

7. Рахманин Ю. А. Научные основы диагностики донозологических нарушений гомеостаза при хронических химических нагрузках / Ю.А.Рахманин, Н.Н. Литвинов//Гигиена и санитария. – М.:Медицина. - №6. – 2004. – С. 48 – 50.