Влияние малых доз олигоэфиров на состояние гормонального обмена

Багмут И.Ю., Жуков В.И., Клименко Н.А.

Харьковская медицинская академия последипломного образования, Харьков, Украина

Харьковский национальный медицинский университет, Харьков, Украина

Способность живых организмов приспосабливаться к изменчивым условиям внешней среды, или адаптация, является одним из важнейших свойств жизни. При изменении внешних условий для сохранения постоянства внутренней среды организма – гомеостаза– включаютсяв действие сложные физиологические механизмы, что обеспечивает защитно-приспособительные реакции организма, в которых значительная роль, наряду с нервной системой, принадлежит и эндокринной. Адаптация к различным воздействиям немыслима без соответствующих изменений метаболизма. Между тем, все стороны  обмена веществ регулируются эндокринной системойв кооперативном взаимодействии с центральной нервной. Следовательно, гормональную регуляцию можно охарактеризовать как вызванную перестройку в обмене веществ, адекватную изменениям внешней среды [1– 4].

Адаптационные реакции, в которых принимает участие эндокринная система, могут быть специфическими в ответ на качественно определенные стимулы и неспецифическими, возникающими в ответ на любое воздействие, независимо от его природы. Совокупность всех неспецифических изменений, возникающих в организме под влиянием самых разных воздействий, представляет собой стереотипный комплекс защитно-приспособительных реакций и обозначается как общий адаптационный синдром, или стресс. Гормональные защитные реакции синдрома адаптации представляют собой необходимые стандартные физиологические реакции на повреждение, выработавшиеся в процессе эволюции и направленные на сохранение гомеостаза и повышение резистентности организма [3,4].

Регуляция защитно-приспособительных реакций организма является одной из важнейших функций эндокринной системы. Однакоустановлено, что наиболее полная и устойчивая адаптация организма в стрессовых ситуациях осуществляется благодаря взаимодействию  целого ряда функциональных комплексов нейро-эндокринной системы [4].

Необходимость комплексного изучения реакций гипоталамо-гипофизарно-адреналовой и тиреоидной  системы на повреждающее воздействие объясняется не только особой ролью эффекторныхгормонов (глюкокортикоидов и трийодтиронина) в регуляции ключевых процессов жизнедеятельности и управления срочными и долговременными адаптационными реакциями организма, но и сложным взаимодействием упомянутых систем на различных уровнях их организации, в условиях, как нормы, так и патологии [1,2].

Значительный интерес представляет изучение механизмов действия на организм новой, ранее не изученной группы химических соединений на основе олигоэфиров, которые нашли широкое применение в различных отраслях народного хозяйства: для получения пластмасс, пенопластов, термопластов, эпоксидных смол, лаков, эмалей, гидравлических и тормозных жидкостей и др.

Учитывая вышесказанное, целью работы являлось изучение функционального состояния центральных и периферических нейроэндокринных комплексов в условиях воздействия на организм малых доз олигоэфиров.

Материалы и методы исследования.Исследования проведены на 120  половозрелых крысах-самцах популяции Вистар, которые подвергались воздействию олигоэфиров на протяжении 45 суток ежедневно в дозах 1/10; 1/100 и 1/1000 ЛД50. Ксенобиотики в виде водных растворов вводили внутрижелудочно  с помощью металлического зонда утром до кормления  животных. Контрольная группа получала соответствующие объемы питьевой воды. В каждой группе животных (9 опытныхи одна контрольная) было по 12 животных. Опыты проводили с соблюдением принципов «Европейской конвенции о защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других научных целей» (Страсбург, 1985).

Исследовали влияние на организм олигоэфиров марок: Л-501-2-100 (ацетали монометилового эфира полиокисэтиленгликоля), Л-1601-2-50 «Б» (бутилаллиловый эфир полиоксипропиленоксиэтиленгликоля), Л-1601-2-50 «Р» (ацеталимонобутилового эфира полиоксипропиленоксиэтиленгликоля), с регламентированнными физико-химическими свойствами. Среднесмертельные дозы (ЛД50) олигоэфиров для крыс составляли 3,46; 3,85 и 5,17 г/кг массы животного, а коэффициенты кумуляции Кк – 9,8, 9,17 и 7,13, соответственно для Л-501-2-100, Л-1601-2-50 «Б» и Л-1601-2-50 «Р».  На основании параметров токсичности исследуемые ксенобиотики относятся к 3 классу опасности, не обладают кумулятивными свойствами.

По окончанию эксперимента исследовалисодержание в сыворотке крови соматотропина (СТГ), тиреотропина (ТТГ), адренокортикотропина (АКТГ), инсулина, глюкагона, кальцитонина, трийодтиронина (Т3), тироксина (Т4), паратирина, а также уровень глюкозы.Гормоны определяли радиоиммунологическими методами с помощью соответствующих наборов реактивов: инсулин, глюкагон, Т3, Т4–наборов института биоорганической химии АН Беларуси; АКТГ – реактивов фирмы OrisindustrieS.A (Франция), ТТГ, СТГ –фирмыMallinekardDiagnostica(Германия), кальцитонина и  паратирина –фирмы Amersham (Великобритания).

Статистическую обработкурезультатов исследования производили с использованием критерия Стьюдента-Фишера. Различия между контрольной и опытной группой считали достоверными при р<0,05.

Результаты исследования и их обсуждение.Все изучаемые олигоэфиры в дозах 1/10 и 1/100 ЛД50 снижали содержание в сыворотке крови СТГ и ТТГи значительно повышали уровень АКТГ (табл. 1). В дозе 1/1000 ЛД50 вещества не оказывали заметного влияния на содержание  данных гормонов.

Наиболее весомые изменения уровня гормонов были выявлены у животных, которые подвергались воздействию олигоэфиров в дозе 1/10 ЛД50. Так, при этой дозе содержание СТГ снижалось на 33,15%, 42,4% и 32,1%, ТТГ – на 54,5%, 50,4 и 52,85%, соответственно под воздействием Л-501-2-100, Л-1601-2-50 «Б» Л-1601-2-50 «Р». Концентрация АКТГ увеличивалась, соответственно,на 645,8%, 583,1 и 459,4%.

В дозе 1/100 ЛД50изменения уровня гормонов были менее выражены, что позволило считать эту дозой пороговой по влиянию на содержание СТГ, ТТГ и АКТГ.

Представляет интерес повышениеконцентрацииАКТГ, как критериально-значимого показателя, которая при дозе 1/100 ЛД50увеличивалась на 219,8%, 180,7% и 153,4%, соответственно. Повышение  уровня АКТГ, по-видимому, указывает на стресс, возникающий под влиянием олигоэфиров в дозах 1/10 и 1/100 ЛД50.

Таблица 1

Влияние олигоэфиров на содержание тропных гормонов в сыворотке крови крыс

Вещества, доза ЛД50

Показатели, М±m

СТГ (нг/мл)

ТТГ (мкЕД/мл)

АКТГ (пкг/мл)

Л-501-2-100

1/10 ЛД50

12,3±0,98*

5,6±0,83*

280,8±14,5*

1/100ЛД50

14,5±1,2*

7,2±0,65*

120,4±9,3*

1/1000ЛД50

17,8±1,6

10,7±1,4

48,2±6,7

Л-1601-2-50 «Б»

1/10 ЛД50

10,6±1,3*

6,10±0,42*

257,2±18,6*

1/100ЛД50

13,8±0,95*

8,3±0,74*

105,7±6,2*

1/1000ЛД50

19,4±1,5

14,1±1,3

45,7±5,8

Л-1601-2-50 «Р»

1/10 ЛД50

12,5±1,7*

5,8±0,54*

210,6±17,3*

1/100ЛД50

14,2±1,3*

8,5±0,63*

95,4±7,6*

1/1000ЛД50

17,3±1,6

13,7±1,5

43,5±5,2

Контроль

18,4±1,5

12,3±1,2

37,65±4,1

Примечание:*различия достоверные р <0,05

Изучение влияния олигоэфиров на уровень гормонов периферических эндокринных желез показало, что под воздействием всех изучаемых химических веществ в дозе 1/100 ЛД50увеличивается содержание в сыворотке крови трийодтиронина, тироксина, глюкагона, паратирина и снижается концентрация кальцитонина и инсулина на фоне повышения содержания глюкозы(табл.2). Уровень Т4увеличивался на142%, 117,3% и 94,7%, Т3- на47,2%, 27,3% и 18,6%, глюкагона – на 52,7%, 49,4% и 39,9%, паратирина –на176,0%, 154,4% и 120%, глюкозы – на128%, 110,7% и 89,3%,соответственно под воздействием 1/100 ЛД50 Л-501-2-100, Л-1601-2-50 «Б» и Л-1601-2-50 «Р». Содержание кальцитонина снижалось, соответственно, на 42,1%, 31,1% и 28,5%, инсулина на – 63,25%, 48,3% и 52,3%.

Эти данные свидетельствуют о дисфункции щитовидной, паращитовидных и поджелудочной желёз, которая сопровождается активацией катаболических процессов и ингибированием восстановительных синтезов, что указывает на существенное напряжение адаптационных механизмов, направленное на обеспечение гомеостаза.

Таблица 2

Влияние олигоэфиров в дозе 1/100 ЛД50на содержание гормонов периферических эндокринных желез в сыворотке крови крыс

Показатели

Группы животных, М±m

Контроль

Л-501-2-50 «Б»

Л-1601-2-50 «Б»

Л-1601-2-50 «Р»

Трийодтиронин, (мкЕД/мл)

0,75±0,06

1,82±0,14*

1,63±0,12*

1,46±0,09*

Тироксин, (мк ЕД/мл)

58,75±4,63

86,5±7,3*

74,8±6,8*

69,7±3,50*

Кальцитонин (мкЕД/мл)

47,30±4,10

27,4±2,1*

32,6±2,5*

33,8±1,9*

Глюкагон (нмоль/мл)

170,5±8,30

260,4±10,3*

254,7±8,2*

238,6±7,6*

Инсулин (мкЕД/мл)

47,60±4,27

21,30±1,5*

24,6±2,2*

22,7±1,8*

Паратирин (мкЕД/мл)

12,50±0,98

34,50±3,2*

31,80±1,7*

27,5±1,4*

Глюкоза (пкг/мл)

2,8±0,20

6,4±0,43*

5,9±0,62*

5,3±0,56*

Примечание:*различия достоверные р<0,05

Как видно, изменения гормонального обмена сопровождаются увеличением уровня глюкозы в сыворотке крови, что может быть связано с активацией симпато-адреналовой системы, усилением глюконеогенеза, а возможно, и с ингибированием синтеза инсулина β-клетками поджелудочной железы.

Анализ изменений гормонального обмена свидетельствует, что ксенобиотики в дозах 1/10 и 1/100 ЛД50 могут оказывать влияние на энергетический, углеводный, белковый, липидный и минеральный обмен.Выраженность изменений имеет тесную связь с дозой воздействия ксенобиотиков. При дозе 1/10 ЛД50 четко превалируют катаболические процессы над анаболическими синтезами. Увеличение уровней  АКТГ,тироксина, трийодтиронина,паратирина и снижение содержания СТГ, ТТГ, кальцитонина свидетельствуют о десинхронизации ритмов гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы и дисфункции щитовидной и паращитовидных желёз, которые протекают на фоне напряжения энергетического обмена, адаптационных механизмов и изменений фосфорно-кальциевого обмена. Значительное увеличение уровней АКТГ и глюкагона позволяет судить об усилении секреции адреналина и глюкокортикоидов и, по-видимому, отражает защитно-приспособительную реакцию организма на стрессорное влияние олигоэфиров в дозах 1/10 и 1/100 ЛД50.

Выводы:

1.                 При воздействии исследуемых олигоэфиров на организм происходит повышение уровней в крови АКТГ, тироксина, трийодтиронина, паратирина и глюкагона, а также глюкозы, и снижение содержания СТГ, ТТГ, кальцитонина и инсулина.

2.                 Наблюдается дозозависимость влияния олигоэфиров на гормональный обмен: в дозе 1/10 ЛД50 они вызывают больший эффект, чем при 1/100 ЛД50, а доза 1/1000 ЛД50 является неэффективной. 

Литература:

1.                Валеева Э.Т. Анализ профессиональной заболе­ваемости работающих на нефтехимических производствах / Э.Т. Валеева,Л.К. Каримова// Материалы III Всерос. съезда врачей-профпатологов. – Новосибирск, 2008. – С. 165-166.

2.                Мухальська Є.Б. Стан антиоксидант­ної системи за токсичного ураження важкими металами та фосфорорганічними сполуками / Є.Б.Мухальська, Я.І.Гонський//Здобутки клінічної та експери­ментальної медицини: матеріали підсумкової науково-практичної конференції. – Тернопіль, 2012. – 246с.

3.                Жуков В.И.,Мясоедов В.В., Козин Ю.И. и соавт. Детергенты – модуляторы радиомиметических эффектов. – Белгород, 2000. – 374 С.

4.                Жуков В.И., Зайцева О.В., Пивень В.И. и др. Фториды: биологическая роль и механизмы действия. – Белгород, 2006. – 220 с.