Д.мед.н. Наконечная О.А., к.мед.н. Маракушин Д.И., Бондарева А.В.

Харьковский национальный медицинский университет

ВЛИЯНИЕ НАТРИЕВЫХ СОЛЕЙ КАРБОКСИМЕТИЛИРО-ВАННОГО ЭТОКСИЛАТА ИЗОНОНИЛФЕНОЛОВ НА НЕЙРОМЕДИАТОРНЫЙ ОБМЕН В ТОКСИКОЛОГИ-ЧЕСКОМ ОПЫТЕ

Известна важная роль нейромедиаторов в структурно-метаболических процессах регуляции функций нервной, сердечно-сосудистой, дыхательной, выделительной, пищеварительной и иммунной систем [1,2]. Они являются ведущими факторами обеспечения гомеостаза и тех регуляторных нервных процессов, которые лежат в основе психической и высшей нервной деятельности человека. Нейромедиаторная система играет роль в обменных и защитно-приспособительных реакциях организма. Медиаторы нервной системы затрагивают практически все функции организма. Накопилось достаточное количество фактов, доказывающих непосредственное их участие в контроле иммунного статуса организма и регуляции обмена веществ и энергии [1-3]. Нейромедиаторная система включается в самых разнообразных обстоятельствах- от почти незаметных колебаний равновесных состояний в органах и системах до угрожающих жизни критических ситуаций [2].

В настоящее время накоплена достаточная информация для оценки важнейшей роли нейромедиаторной системы в механизмах развития многих патологических состояний и заболеваний. Она отвечает каскадом реакций на любое воздействие физических, химических или биологических факторов, которые направлены на обеспечение гомеостаза [2, 3]. Исследование нейро-медиаторного обмена приобретает наибольшую значимость в связи с ростом химического загрязнения окружающей среды и формированием экологически обусловленных болезней, в патогенезе которых лежит дисфункция симпатико-адреналовой системы. Это приводит, с одной стороны, к дезорганизации внутриклеточных метаболических процессов, а с другой – к резкому усилению нейромедиаторной активности, которая, в конечном счете, сменяется угнетением и срывом адаптационных механизмов обеспечения гомеостатической функции организма. Многие химические вещества оказывают политропное действие на организм, стимулируют развитие свободнорадикальной патологии, угнетают систему антиперекисной защиты, увеличивают скорость старения организма, вызывают глубокие нарушения системного, тканевого и клеточного уровней медиаторной регуляции [1,2].

Целью работы явилось изучение влияния группы поверхностно-активных веществ (ПАВ) на нейромедиаторный обмен в условиях подострого токсикологического эксперимента и обоснование прогностических показателей срыва адаптационно-приспособительных механизмов.

Материалы и методы исследования. Выбор группы детергентов обоснован необходимостью получения прогноза потенциальной опасности для теплокровных животных, отсутствием комплексной токсикологической характеристики, большими объемами производства и широким контактом населения с исследуемыми ксенобиотиками. В работе были использованы натриевые соли карбоксиметилированного этоксилата (КЭ) на основе соответствующих изононилфенолов (ИФ), имеющих товарное название «неонолы» марок АФС 9-4 КМ, АФС 9-6 КМ, АФС 9-10 КМ. Влияние веществ на нейромедиаторный обмен изучалось в условиях подострого эксперимента на белых крысах популяции WAG (массой 190-210г). Животным ежедневно утром до кормления перорально с помощью металлического зонда вводились растворы детергентов из расчета 1/10, 1/100, 1/1000 ДЛ₅₀. Продолжительность подострого опыта составляла 45 суток. На основании результатов острого эксперимента, исследуемые детергенты относятся к малотоксичным и умеренно токсичным соединениям, обладающим выраженными кумулятивными свойствами. Среднесмертельные дозы (ДЛ₅₀) были установлены на уровнях: 6,1, 2,2 и 3,2 г/кг массы животного и коэффициенты кумуляции на уровнях: 3,16, 2,72 и 2,39 соответственно для АФС 9-4 КМ, АФС 9-6 КМ, и АФС 9-10 КМ. Все этапы научного эксперимента выполнялись в соответствии с правилами гуманного отношения к животным и требованиями «Европейской конвенции о защите позвоночных животных, которые используются в научном эксперименте» (Страсбург, 1986). Программа исследования предусматривала изучение влияния детергентов на биогенные моноамины (БМА) и их предшественники (адреналин, норадреналин, дофамин, серотонин, ДОФА и триптофан) в печени и головном мозге и нейромедиаторные аминокислоты – ГАМК, глутамат, аспартат, глицин, таурин. Биогенные моноамины и их предшес-твенники определялись по методу Y.Endo, Y.A. Ogura [4]. Для связывания БМА и их предшественников использовалась карбоксиметилцеллюлоза фирмы «Reanal» (емкость 0,6-0,8 мэкв/г).Окисление катехоламинов и ДОФА проводилось методом, описанным у G. Slabo и соавт. [4]. Спектрофотометрическое определение содержания БМА и их предшественников осуществлялось на спектрофотометре фирмы «Хитачи» МПР-4 после колоночной хроматографии. Количественное содержание оценивалось по калибровочным графикам. ГАМК изучалась по методу E.Cormana, C. Vomes, G. Trolin [6], глутаминовая - по H.U. Bergmeyer, E. Bernt [7]. Нейромедиаторные аминокислоты – глицин, таурин, аспартат, глутамат определялись в плазме крови хроматографическим методом на автоматическом анализаторе аминокислот Т-339 (Чехословакия) по прилагаемой инструкции и в сравнении со стандартными растворами аминокислот по калибровочным графикам. Статистическая обработка полученных результатов проводилась с использованием методов вариационной статистики и оценкой достоверности различий по Стьюденту.

Результаты исследования и их обсуждение. Изучение медиаторного обмена у крыс, подвергавшихся воздействию исследуемых «неонолов» показало, что все вещества, как в печени, так и в головном мозге нарушали эти процессы в дозах 1/10 и 1/100 ДЛ₅₀. В 1/1000 ДЛ₅₀ соединения не влияли на показатели нейромедиаторного обмена. Так, анализ оценочных показателей в печени выявил снижение ДОФА на 25%, 41% и 31,2%, дофамина – на 13,1%, 45,2% и 33,7% на фоне повышения норадреналина – на 306%, 474% и 425%, адреналина – на 107,8%, 147,3% и 126,3%, триптофана – на 55%, 61,8% и 45,2%, серотонина – на 62,5%, 153,6% и 105,4% соответственно у групп животных, подвергав-шихся воздействию 1/100 ДЛ₅₀ АФС 9-4 КМ, АФС 9-6 КМ, АФС 9-10 КМ (табл.1). Исследования обнаружили значительные нарушения в обмене норадреналина, адреналина и серотонина, что указывает на активацию эрготропной и трофотропной функции организма крыс, которые подвергались воздействию 1/100 ДЛ₅₀. В меньшей мере были установлены изменения в динамике содержания в печени предшественников БМА – ДОФА и триптофана. Такая динамика медиаторного обмена в печени может свидетельствовать о существенном напряжении защитно-приспособительных механизмов, направленных на обеспечение гомеостаза.

Таблица 1. Влияние „неонолов” в 1/100 ДЛ₅₀ на биогенные моноамины в печени и их предшественники в подостром опыте (мкг/г ткани)

Показатели	Группы, М±m
	Контроль	АФС 9-4 КМ	АФС 9-6 КМ	АФС 9-10 КМ
ДОФА	12,14 ± 1,40	9,10 ± 0,73*	7,28 ± 0,54*	8,35 ± 0,67*
Дофамин	6,34 ± 0,63	5,52 ± 0,42*	3,46 ± 0,38*	4,20 ± 0,46*
Норадреналин	0,31 ± 0,016	1,26 ± 0,13*	1,78 ± 0,19*	1,63 ± 0,14*
Адреналин	0,38 ± 0,06	0,79 ± 0,06*	0,94 ± 0,07*	0,86 ± 0,05*
Триптофан	8,84 ± 0,92	13,70 ± 1,16*	14,32 ± 1,12*	12,84 ± 0,93*
Серотонин	5,60 ± 0,53	9,10 ± 0,85*	14,2 ± 0,77*	11,5 ± 0,64*

Примечание: *- различия достоверные, р<0,05

Влияние детергентов в 1/100 ДЛ₅₀ на БМА и их предшественники в головном мозге характеризовалось снижением ДОФА – на 38,2%, 43,7% и 42% на фоне повышения дофамина - на 38,4%, 81,6% и 46%, норадреналина - на 162,5%, 268,7% и 207,5%, адреналина – на 125%, 250% и 183%, серотонина - на 105,6%, 146% и 136,2% соответственно при пероральном воздействии АФС 9-4 КМ, АФС 9-6 КМ, и АФС 9-10 КМ. При этом следует отметить и снижение предшественника серотонина – триптофана на 36,5%, 27,2% и 25% (табл.2). Исследования выявили снижение содержания в головном мозге предшественников БМА (ДОФА, триптофана) и повышение дофамина, норадреналина, адреналина и серотонина. Наиболее выраженными были изменения показателей адреналина, норадреналина и серотонина, что также подтверждает активацию эрготропной и трофотропной функций организма крыс, подвергавшихся воздействию 1/100 ДЛ₅₀ [8, 9].

Известна тесная связь между состоянием адренергической и ГАМК-ергической нейромедиаторными системами [8, 9]. В условиях токсического воздействия ксенобиотиков значительный интерес представляют исследования механизмов, обеспечивающих уравновешивание организма со средой, его компенсацию и адаптацию. К ним, в частности, относится система глутамат–ГАМК. С ГАМК-ергической системой связаны эффекты торможения, с глутаматом – возбуждения. Доказано взаимовлияние нейромедиаторов друг на друга, наличие многих точек соприкосновения ГАМК-, серотонин-, норадреналин-, адреналин-, дофамин-эргической системы, направленных на обеспечение гомеостатической функции организма.

Таблица 2. Влияние детергентов в 1/100 ДЛ50 на биогенные моноамины и их предшественники в головном мозге в подостром опыте (мкг/г ткани)

Показатели	Группа, М±m
	контроль	АФС 9-4 КМ	АФС 9-6 КМ	АФС 9-10 КМ
ДОФА	3,80 ± 0,24	2,35 ± 0,18*	2,14 ± 0,22*	2,20 ± 0,16*
Дофамин	1,85 ± 0,20	2,56 ± 0,21*	3,36 ± 0,27*	2,70 ± 0,17*
Норадреналин	0,80 ± 0,16	2,10 ± 0,15*	2,95 ± 0,14*	2,46 ± 0,19*
Адреналин	0,12 ± 0,03	0,27 ± 0,05*	0,42 ± 0,04*	0,34 ± 0,03*
Триптофан	5,70 ± 0,43	3,62 ± 0,46*	4,15 ± 0,38*	4,27 ± 0,32*
Серотонин	2,30 ± 0,60	4,73 ± 0,35*	5,66 ± 0,43*	5,43 ± 0,56*

Примечание: * - различия достоверные, р<0,05

Исследования глутаминовой и ГАМК в органах и тканях под влиянием „неонолов” выявили активацию системы глутамат-ГАМК, причем для печени было характерным повышение содержания как ГАМК, так и глутамата во всех опытных группах животных. В головном мозге отмечалось снижение, относительно контрольной группы, глутамата и повышение ГАМК (табл.3). Так, содержание глутаминовой кислоты в печени увеличивалось на 57,4%, 72,3% и 67%, ГАМК – на 124,6%, 191% и 164,3%, в головном мозге глутамат снижался на 44,6%, 49,2% и 53%, а содержание ГАМК повышалось на 429%; 512% и 452% соответственно при воздействии 1/100 ДЛ₅₀ АФС 9-4 КМ, АФС 9-6 КМ и АФС 9-10 КМ.

Таблица 3. Влияние «неонолов» в 1/100 ДЛ50 на состояние глутамат / ГАМК - ергической метаболической системы (М±m)

Вещество	Печень (нмоль/г ткани)		Головной мозг (нмоль/г ткани)
	глутамат	ГАМК	глутамат	ГАМК
Контроль	0,94 ± 0,07	32,4 ± 2,35	2,60 ± 0,15	25,6 ± 2,7
АФС 9-4 КМ	1,48 ± 0,16*	72,8 ± 4,3*	1,44 ± 0,07*	135,4 ± 5,7*
АФС 9-6 КМ	1,62 ± 0,17*	94,3 ± 5,2*	1,32 ± 0,04*	156,7 ± 8,4*
АФС 9-10 КМ	1,57 ± 0,14*	85,6 ± 3,8*	1,22 ± 0,03*	143,5 ± 6,2*

Примечание: *- различия достоверные, р<0,05.

Поскольку глутамат и ГАМК в головном мозге связаны между собой как единая метаболическая система, то их соотношение в контрольной группе (табл.3) равнялось 1:9,9, тогда как в опытных группах это соотношение было на уровнях 1:94; 1:118,7 и 1:117,6 соответственно при воздействии АФС 9-4 КМ, АФС 9-6 КМ, и АФС 9-10 КМ. Эти данные указывают на преобладание процессов торможения над возбуждением и могут рассматриваться как защитно-приспособительная реакция организма, которая направлена на обеспечение гомеостатической функции организма в условиях подострой интоксикации «неонолами» в дозе 1/100 ДЛ₅₀. В печени соотношения глутамат-ГАМК были менее выражены: в контроле они были на уровне 1:34,5, тогда как в опыте они находились в пределах 1:49,2; 1:58,3 и 1:54,3, соответственно при действии АФС 9-4 КМ, АФС 9-6 КМ, и АФС 9-10 КМ, что также свидетельствует об активации тормозных процессов, которые направлены на мобилизацию восстановительных синтезов и трофотропной функции печени [8, 9].

Исследование тормозных и возбуждающих нейромедиаторных аминокислот в плазме крови выявило их снижение в группах животных под влиянием 1/100 ДЛ₅₀. Результаты обнаружили снижение содержания тормозных аминокислот – таурина на 25,3%; 47% и 40,2% и глицина - на 43,5%; 56,2% и 47%, а также возбуждающих – L-аспартата - на 26%, 51,2% и 46,2%, L-глутамата – на 35%, 45,8% и 43,8%, соответственно при действии АФС 9-4 КМ, АФС 9-6 КМ, и АФС 9-10 КМ. Существенное снижение плазменных аминокис-лот глицина, L-аспартата, L-глутамата и таурина может быть связано с усилением восстановительных синтезов, направленных на сохранение гомеостаза в условиях напряжения адаптационных механизмов (табл.4).

Таблица 4. Влияние неонолов в 1/100 ДЛ₅₀ на медиаторные аминокислоты в плазме крови (нмоль/мл)

Показатели	Вещества, М±m
	Контроль	АФС 9-4 КМ	АФС 9-6 КМ	АФС 9-10 КМ
Таурин	21,30 ± 1,76	15,82 ± 1,16*	11,3 ± 0,95*	12,8 ± 1,04*
Глицин	48,52 ± 2,60	27,40 ± 1,84*	21,35 ± 1,28*	25,70 ± 1,60*
L-аспартат	4,20 ± 0,37	3,10 ± 0,27*	2,05 ± 0,24*	2,26 ± 0,31*
L-глутамат	14,50 ± 1,38	9,43 ± 0,86*	7,86 ± 0,63*	8,15 ± 0,74*

Примечание: *- различия достоверные, р<0,05.

Выводы: Эти данные свидетельствуют о том, что под воздействием «неонолов» в организме крыс происходит перестройка не только нейромедиаторного, но и азотистого обмена, проявляющегося количествен-ными и качественными сдвигами пула свободных плазменных аминокислот, которые сопряжены с активацией процессов детоксикации чужеродных химических веществ. Таким образом, результаты изучения влияния «неонолов» АФС 9-4 КМ, АФС 9-6 КМ, и АФС 9-10 КМ на белых крысах в подостром опыте показали, что все вещества в дозах 1/10 и 1/100 ДЛ₅₀ нарушают нейромедиаторный обмен. В дозе 1/100 ДЛ₅₀ ксенобиотики активируют дофамин-, норадреналин-, адреналин-, глутамат-, серотонин- и ГАМК-ергическую нейромедиаторную систему. В этой дозе „неонолы” повышают эрготропную и трофотропную функции организма, что свидетельствует о значительном напряжении защитно-приспособительных и адаптационных механизмов, которые направлены на обеспечение гомеостатической функции организма путем усиления катаболических процессов и восстановительных синтезов. Прогностическими критериально-значимыми показателями оценки состояния медиаторного обмена являлись показатели соотношения метаболически связанных глутамат – ГАМК-ергических систем и уровни адреналина, норадреналина и ГАМК, серотонина, которые отражают состояние эрготропной и трофотропной функции организма в условиях его подострой токсификации.

Литература.

1. Григорова И.А., Григоров Б.И., Погорелов В.Н. и др. Этиология и патологические механизмы модельного атерогенеза. – Харьков. – РИП „Оригинал”. – 1997. – 254с.

2. Робу А.И. Стресс и гипоталамические гормоны. – Кишинев. –„Штиинца”, 1989. – 220с.

3. Шаляпина В.Г. Физиология гормональной рецепции. – Ленинград: Наука, 1986. – 230с.

4. Endo Y., Ogura Y.A. Rapid and simple determination of histamine and poliamines // Japan J. Pharmacol. – 1975/ - P.610-612.

5. Slabo G., Kovacs G.L.,Telegdy G.A. modified screening method for rapid simultaneous determination of dopamine, noradrenalin and serotonin in the same brain region // Acta Physiol. – 1983. – Vol/61, №1-2. – P.51-57.

6. Cormana E., Vomes C., Trolin V. Purification of GABA on small columns of Dovex 50 W: Combination with a Method for Separation of Biogenic Amines // Acta Pharm. Et toxic. – 1980. - №46. – P.235-240.

7. Bernt E., Bergmeyer H.U. Methoden der ensymatischen analyze. – Berlin, 1970. – Bd.3-S. 1659-1665.

8. Цыганенко А.Я., Жуков В.И., Сокол К.М. и соавт. Структурно-метаболические механизмы формирования атеросклероза. – Белголрод, * Белвитамин, 2001. – 523с.

9. Жуков В.И., Попова Л.Д., Кратенко Р.И. и др. Простые и макроциклические эфиры: Научные основы охраны водных объектов. – Харьков. – «Торнадо», 2000. – 437с.