Влияние разных доз олигоэфиров новой группы на продукцию эйкозаноидов в эксперименте

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

Харьковская медицинская академия последипломного образования, Харьков, Украина

Харьковский национальный медицинский университет, Харьков, Украина

Одним из перспективных направлений при обосновании патофизиологических механизмов развития болезней и патологических процессов является изучение эндогенных биологически активных веществ, к которым принадлежат гуморальные регуляторы липидной природы – простагландины (ПГ), являющиеся метаболитами арахидоновой кислоты. На основании результатов многочисленных экспериментальных и клинических исследований установлено, что эти гистогормоны обладают значительной биологической активностью в отношении различных функциональных систем организма [1 – 4]. Их биологическое действие реализуется в трех основных направлениях: действие на клетки, в которых они вырабатываются, влияние на окружающие клетки и ткани, и воздействие на ткани, находящиеся на значительном удалении от места биосинтеза. Последний вид активности проявляется после поступления простагландинов в кровь и обусловлен стабильностью их молекул в организме. По такому типу действуют простагландины группы А, в отличие от которых простагландины групп Е и F из-за их быстрого разрушения в крови оказывают преимущественно местное действие [4]. Простагландины оказывают влияние на метаболические процессы в центральной нервной системе, что сопровождается угнетением, ступором, кататонией, раздражением и снижением активности нейронов, контрактурой мышц конечностей [4,5]. Действие на сердечно-сосудистую систему проявляется увеличением частоты сердечных сокращений, ударного объема, снижением венозного тонуса, артериального давления, увеличением уровня кальция в сердечной мышце – дигиталисоподобный эффект [4]. Действуя на дыхательную систему, простагландины приводят к уменьшению артерио-венозной кислородной разницы, а в зависимости от группы способны уменьшать или увеличивать бронхиальное сопротивление, вызывая бронходилатацию или бронхоконстрикцию [4]. Влияние на желудок и кишечник проявляется понижением желудочной секреции и стимуляцией моторной функции этих органов [4]. Влияние на мочеполовую систему проявляется усилением осмотического диуреза, повышением клиренса мочевины, стимуляцией секреции ренина, повышением и усилением моторной функции матки [4,5]. Простагландины проявляют антагонизм по отношению к действию инсулина, глюкагона, кортикостероидов и катехоламинов [4]. Они усиливают в тканях синтез гликогена, а в зависимости от группы простагландинов повышают или снижают содержание свободных жирных кислот [4,5], влияют на тромбоцитарно-сосудистый гемостаз, процессы микроциркуляции [2,3]. Доказано их участие в патогенезе атеросклероза, артериальной гипертензии, инфаркта миокарда, ишемических поражений головного мозга, нарушений репродуктивной функции [5].

Лейкотриены, также как и простагландины, являются метаболитами арахидоновой кислоты, производными 20-тиуглеродных полиненасыщенных (эйкозановых) кислот. Они синтезируются в лейкоцитах, клетках мастоцитомы, тромбоцитах и макрофагах по липоксигеназному пути в ответ на иммунологические и не иммунологические стимулы [4]. Лейкотриены являются медиаторами воспалительных реакций, вызывают сокращение мышечной ткани бронхов, способствуют сокращению коронарных сосудов [4].

Из этих данных видна исключительная роль простагландинов и лейкотриенов в механизмах развития многих патологических явлений.В то же время, значение эйкозаноидов в механизмах действия на организм новой, не изученной ранее, группы химических веществ – олигоэфиров с регламентированными физико-химическими свойствами – не изучено.

В связи с этим, целью исследования явилось изучение продукции простагландинов и лейкотриенов в условиях длительного воздействия разных доз олигоэфиров новой группы.

Материалы и методы исследования. Исследования проведенына половозрелых крысах популяции Вистар, массой 180-200 г, которые на протяжении 45 суток подвергались воздействию исследуемых ксенобиотиков в дозах 1/10, 1/100, 1/1000 ЛД₅₀. Вещества в виде водных растворов вводили внутрижелудочно с помощью металлического зонда, утром, до кормления животных. Контрольная группа получала соответствующий объем питьевой воды.

Исследуемыми веществами были олигоэфиры следующих марок: Л-501-2-100 (ацетали монометилового эфира полиоксиэтиленгликоля); Л-1601-2-50 «Б» (бутилаллиловый эфир полиокспропиленоксиэтиленгликоля) и Л-1601-2-50 «Р» (ацеталимонобутилового эфира полиокспропиленоксиэтиленгликоля). Среднесмертельные дозы (ЛД₅₀), соответственно для Л-501-2-100, Л-1601-2-50 «Б» и Л-1601-2-50 «Р», в остром опыте были установлены на уровнях: 3,46; 3,85 и 5, 17 г/кг массы животного, а коэффициенты кумуляции (Кк) на уровнях: 9,8; 9,17 и 7,3. На основании параметров токсичности этиолигоэфиры относятся к умеренно и малотоксичным соединениям (3 и 4 класс опасности), не обладающим кумулятивными свойствами.

По окончанию введения веществ определяли содержание простагландинов и лейкотриенов в сыворотке крови.

Всего использовано 120 крыс – по 12 животных и каждой из 10 групп (9 опытных групп и 1 контрольная), с соблюдением биоэтики и принципов «Европейской конвенции о защите позвоночных животных, которые используются для экспериментальных и других научных целей» (Страсбург, 1985), а также решений «Первого национального конгресса по биоэтике» (Киев, 2001).

Определение содержания гистогормонов в сыворотке крови осуществлялось радиоиммунологическим методом с помощью соответствующих диагностических тест-систем [5]. Простагландины группы Е – ПГЕ₁, ПГЕ₂, ПГЕ; группы F – ПГF_2α, 6-кето – ПГF_1α, (простациклин) – определяли, используя диагностические наборы реактивов АНВНР ПГ – ³Н для радиоиммунологического анализа фирмы AdvancedMagneticinc. (США), а содержание лейкотриенов В₄ и С₄ осуществлялось с помощью наборов реактивов фирмы AmershamInternationalplс (Великобритания).

Статистическая обработка полученных результатов исследования осуществлялась с использованием критерия Стьюдента-Фишера. Различия между группами считали достоверными при р. <0,05.

Результаты исследования и их обсуждение. Исследование простагландинов группы Е в сыворотке крови опытных животных обнаружило повышение их содержания под воздействием 1/10 и 1/100 ЛД₅₀всех исследуемых веществ (табл. 1). В группах, которые подвергались действию 1/1000 ЛД₅₀, уровень этих гистогормонов практически не отличался от показателей контрольных животных. Ксенобиотики в дозе 1/10 ЛД₅₀более значительно, чем в дозе 1/100 повышали концентрацию простагландинов: ПГЕ на 283,1%; 273,5% и 263,8%, ПГЕ₁ – на 55,1%; 50,6% и 45,4%, ПГЕ₂ – на99,6%; 93,7% и 86,7%, соответственно при действии Л-501-2-100, Л-1601-2-50 «Б» и Л-1601-2-50 «Р». Ксенобиотики в дозе 1/100 ЛД₅₀ менее значительно, чем в дозе 1/10 повышали концентрацию простагландинов: ПГЕ на 220,9%; 212,6% и 203,9%, ПГЕ₁ – на 33,7%; 31,7% и 30,1%, ПГЕ₂ – на 68,9%; 62,7% и 61,06%, соответственно при действии Л-501-2-100, Л-1601-2-50 «Б» и Л-1601-2-50 «Р». Результаты исследования выявили, что исследуемыеолигоэфиры в дозах1/10 и 1/100 ЛД₅₀стимулируют продукцию ПГЕ и, следовательно, простагландинЕ-зависимые механизмы, которые могут быть направлены на обеспечение гомеостатической функции организма в условиях подострого токсического воздействия ксенобиотиков.

Таблица 1

Влияние олигоэфиров на содержание простагландинов группы Е в сыворотке крови крыс

Вещества	Доза ЛД50	Показатели, М±m
		ПГЕ (нмоль /мл)	ПГЕ1 (пкг/мл)	ПГЕ2 (пкг/мл)
Л-501-2-100	1/10 ЛД50	895,6±34,7*	4896,7±70,4*	3343,6±40,2*
	1/100ЛД50	950,3±23,6*	4220,5±62,3*	2830,7±48,4*
	1/1000ЛД50	265,2±21,8	3187,4±53,6	1703,4±43,5
Л-1601-2-50 «Б»	1/10 ЛД50	873,2±28,4*	4753,4±61,5*	3245,7±50,6*
	1/100ЛД50	730,8±27,4*	4156,7±50,8*	2726,5±39,7*
	1/1000ЛД50	254,6±25,5	3205,2±43,4	1687,4±52,6
Л-1601-2-50 «Р»	1/10 ЛД50	850,6±28,3*	4589,8±46,5*	3128,4±42,9*
	1/100ЛД50	710,5±18,6*	4103,5±48,6*	2698,4±53,5*
	1/1000ЛД50	272,3±26,8	3194,8±56,7	1710,7±35,4
Контроль		233,8±24,7	3156,5±64,3	1675,4±53,8

Примечание:*- различия по сравнению с контролем достоверные, р<0,05

Как указывалось, простагландины играют роль местных регуляторов обменных процессов, однако могут влиять и на соседние органы и ткани, а в некоторых случаях оказывать воздействие на организм и ткани как классические гормоны, обладающие дистанционным действием [4]. Существенное повышение продукции простагландинов способно изменять внутриклеточный метаболизм, влиять на активность многих ферментов, нарушать баланс биологически активных соединений – циклических нуклеотидов, кофакторов, коферментов. Они непосредственно могут влиять на активность мембрано-структурированых ферментов – аденилат- и гуанилатциклазы, Na⁺, К⁺-зависимой - АТФ–азы. НАД·Н – зависимых дегидрогеназ, фосфодиэстеразы, Са²⁺, Мg²⁺ - зависимой АТФ-азы и др. [1 – 3]. Влияние простагландинов на метаболические процессы через внутриклеточный медиатор цАМФ захватывает большое количество ферментов, активность которых регулируется и зависит от этого внутриклеточного посредника [5]. Как известно, основными биологическими эффектами простагландинов группы Е являются расширение гладких мышц сосудов, бронхов, сокращение матки, ингибирование желудочной секреции, гипотензивное действие, активация натрийуреза, воспалительные явления в тканях, подавление агрегации тромбоцитов, которые могут возникать в условиях подострого воздействия олигоэфиров на организм. Повышение уровней ПГЕ₁ и ПГЕ₂ весьма часто подтверждает развитие онкологического процесса [5].

Изучение влияния олигоэфиров на содержание простагландинов группы F в сыворотке крови опытных животных выявило снижение уровня ПГF _2α под влиянием 1/10 и 1/100 ЛД₅₀всех исследуемых веществ. Так, при дозе 1/10 ЛД₅₀ содержание ПГF _2α снижалось на 49,5%; 39,32% и 43,20%, а при дозе 1/100 ЛД₅₀ – на 23,8%; 28,15% и 20,4%, соответственно при действии Л-501-2-100, Л-1601-2-50 «Б» и Л-1601-2-50 «Р» (табл. 2). Вместе с тем, олигоэфиры в этих дозах повышали уровень 6 кето- ПГF_1α в сыворотке крови. При дозе 1/10 ЛД₅₀отмечалось увеличение концентрации 6 кето- ПГF_1α на 142,8%; 157,1% и 133,3%, при дозе 1/100 ЛД₅₀ – на 98,4%; 79,4% и 55,6%, соответственно при воздействии Л-501-2-100, Л-1601-2-50 «Б» и Л-1601-2-50 «Р».

Для действия простагландинов группы F характерными являются такие проявления, как сужение сосудов, бронхов, сокращение матки, желудочно-кишечного тракта, модуляция аденилатциклазной системы, антилиполиз и др. [4].

Таблица 2

Влияние олигоэфиров на содержание простагландинов группы F в сыворотке крови крыс

Вещества	Группа животных, показатели, ЛД50
	ПГF 2α(пкг/мл)		6-кето-ПГF1α(простациклины)(пкг/мл)
	1/10	1/100	1/10	1/100
Л-501-2-100	10,4±0,83*	15,7±1,4*	15,3±0,96*	12,5±1,26*
Л-1601-2-50-«Б»	12,5±1,3*	14,8±1,2*	16,2±1,35*	11,3±1,15*
Л-1601-2-50 «Р»	11,7±0,98*	16,4±1,15*	14,7±1,43*	9,8±0,10*
Контроль	20,6±1,7		6,3±0,7

Примечание:*- различия по сравнению с контролем достоверные, р<0,05

Исследование содержания лейкотриенов в сыворотке крови обнаружило увеличение уровня лейкотриена В₄ и снижение концентрации лейкотриена С₄ под влиянием 1/10 и 1/100 ЛД₅₀ всех исследуемых веществ (табл.3). Содержание лейкотриена В₄ повышалось под воздействием 1/10 ЛД₅₀ на 113,8%; 119,4% и 97,7%, а при дозе 1/100 ЛД₅₀ - на 60,3%; 50,1% и 42,3%, соответственно при действии Л-501-2-100, Л-1601-2-50 «Б» и Л-1601-2-50 «Р».

Уровень лейкотриена С₄ в сыворотке крови снижался под влиянием 1/100 ЛД₅₀ на 28,48%; 30,14% и 22,78%, а при дозе 1/10 ЛД₅₀ наблюдалось более выраженное снижение этого показателя - на 65,15%; 51,3% и 56,3%, соответственно при введении Л-501-2-100, Л-1601-2-50 «Б» и Л-1601-2-50 «Р».

Анализ динамики лейкотриенов свидетельствует, что олигоэфиры способны нарушать механизмы формирования и развития реакций гиперчувствительности немедленного типа и кооперативное взаимодействие клеточного и гуморального иммунитета по сравнению с контролем [1,2,5].

Таблица 3

Влияние олигоэфиров на содержание лейкотриенов в сыворотке крови крыс

Вещества	Группа животных, показатели, Доза ЛД50
	Лейкотриен В4 (пкг/мл)		Лейкотриен С4 (пкг/мл)
	1/10	1/100	1/10	1/100
Л-501-2-100	46,3±2,8*	34,7±2,5*	260,3±37,4*	415,2±25,8*
Л-1601-2-50-«Б»	47,5±3,1*	32,5±1,9*	282,6±42,5*	405,6±31,7*
Л-1601-2-50 «Р»	42,8±2,3*	30,8±1,6*	253,7±34,6*	448,3±36,5*
Контроль	21,65±1,73		58,6±25,3

Примечание:*- различия по сравнению с контролем достоверные, р < 0,05

Таким образом, установленные нарушения содержания простагландинов и лейкотриенов свидетельствуют, что исследуемые олигоэфиры вдозах 1/10 и 1/100 ЛД₅₀ изменяют местную регуляцию обменных процессов, нарушают механизмы формирования и развития реакций гиперчувствительности немедленного типа и кооперативное взаимодействие клеточного и гуморального иммунитета.Этиизменения могут привести кразвитию мембранной патологии и многообразию периферических проявлений, в основе которых лежит активация свободнорадикальных процессов и перекисного окисления липидов [5].

Литература:

1. Мышкин, A.B. Окислительный стресс и повреждения печени при химических воздействиях / A.B. Мышкин, А.Б. Бакиров. – Уфа, 2010.- 176 с.

2. Савлуков, А. И. Метаболическиепроцессы в организме при воздействиихимическихзагрязнителей / А.И. Савлуков, Р.Ф. Камилов, В.М. Самсонов и др. // Клиническаялабораторнаядиагностика. – 2010, № 7. – С. 33-39.

3. 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. – 246 с.

4. Парантайнен Д. О роли катехоламинов в регуляцииобразованияпростагландинов и лейкотриенов // Клеточныемеханизмыреализациифармакологическогоэффекта / НИИ фармакол. АМН СССР. – М., 1990. – С. 245-259.

5. Щербань Н.Г., Жуков В.И., Мясоедов В.В. Биохимические механизмы радиомиметических эффектов поверхностно-активных веществ. – Харьков: «РаритетыУкраины», 2012. – 118 с.