УДК: 577.152.3:616-018-092.9-099:543.395

Стеценко С.О., Вишницька І.А., Жерновая М.Є., Шевченко О.О., Бондарева А.В.

Харківський національний медичний університет

ВПЛИВ ˮПОЛІОЛУˮ Л-3003-2-60 НА АКТИВНІСТЬ КИСЛОЇ Й ЛУЖНОЇ ФОСФАТАЗИ У ВНУТРІШНІХ ОРГАНАХ І ТКАНИНАХ ПРИ ТРИВАЛІЙ СУБТОКСИЧНІЙ ДІЇ

У 20 сторіччі людство стало інтенсивно створювати нові хімічні сполуки й матеріали, які не мають аналогів у природі, а отже й ефективних механізмів знешкодження. Поряд з тим відомо, що екологічна ситуація, особливо в розвинутих країнах світу, залишається вкрай кризовою й супроводжується погіршенням показників здоров’я населення [1]. При цьому, розміри хімічного забруднення навколишнього середовища вже досягли таких розмірів, які можуть представляти реальну загрозу біологічним основам життєдіяльності сучасної людини [2]. Хімічні речовини пригнічують компенсаторні резерви організму, формують розвиток екологічно обумовлених патологічних станів на тлі структурних ушкоджень і функціональної недостатності органів і систем [3]. Тривала, навіть незначна субтоксична дія ксенобіотиків має своїм наслідком ушкодження субклітинних і клітинних структур, порушення метаболічних шляхів обміну речовин та енергії, що призводить до пригнічення імунологічної реактивності й резистентності організму, дисфункції нервової, ендокринної, травної, дихальної, сечо-статевої системи й ін. Порушення функціонування життєво важливих органів і систем стають настільки серйозними, що вже особисто вони, а не самі ксенобіотики, формують маніфестні ознаки захворювань і патологічних станів [4]. Це справедливо може бути віднесено й до простих поліефірів, які займають провідне місце в світі за обсягом та асортиментом продукції на їх основі [5]. Вони широко застосовуються в різних галузях народного господарства для виробництва синтетичної шкіри, пластмас, поліуретанів, пінопластів, епоксидних смол, лаків, гальмівних та охолоджуючих рідин, флотореагентів та ін. Відсутність прогностичної характеристики потенційної безпечності простих поліефірів, особливо нових марок, обумовлює необхідність всебічного вивчення механізмів біологічної дії, патогенетичних основ структурно-метаболічних порушень та обгрунтування засобів корекції патологічних станів [5]. Метою роботи є гістохімічне вивчення активності лужної й кислої фосфатаз в органах і тканинах щурів, що піддавалися тривалій субтоксичній дії в підгострому експерименті.

Матеріали й методи дослідження

Вибір простого поліефіру, що має товарну назву ˮПоліолˮ, марки Л-3003-2-60 (поліоксиетиленоксипропілентріол молекулярної маси 3000) було обгрунтовано необхідністю отримання прогностичної характеристики потенційної безпечності, вивчення механізмів біологічної дії, розкриття патохімічних основ структурно-метаболічних порушень і розробки засобів корекції патологічних станів. Ксенобіотик являє собою в’язку прозору рідину з регламентованими фізико-хімічними властивостями, добре розчинну у воді й органічних розчинниках – ефірі, спиртах, толуолі, бензолі й ін. Відповідно до результатів гострої токсичності ксенобіотик відноситься до помірнотоксичних сполук, які не володіють видовою й статевою чутливістю. На основі параметрів токсичності середньолетальні дози (ДЛ₅₀) були визначені на рівнях 3,21 й 4,15 г/кг маси тварин, відповідно для щурів популяції Вістар і білих мишей [4, 5]. Програма дослідження передбачала проведення підгострого токсикологічного експерименту тривалістю 45 діб на статевозрілих білих щурах популяції Вістар масою 180–190 г. Тварини щоденно вранці натщесерце пероральним шляхом за допомогою металевого зонда отримували водні розчини ксенобіотика з розрахунку 1/10, 1/100 й 1/1000 ДЛ₅₀. Контрольна група щурів отримувала відповідні об’єми питної води. Після закінчення підгострого експерименту у внутрішніх органах і тканинах визначалися гістохімічним методом активність лужної й кислої фосфатази. При виконанні досліджень керувалися принципами гуманного відношення до тварин і вимогами ˮЄвропейської конвенції про захист хребетних тварин, що використовуються в науковому експерименті і інших ціляхˮ. – Страсбург, 1985. Гістоензиматичному дослідженню піддавалися міокард, печінка, головний мозок, нирки, наднирники й селезінка, тобто провідні органи детоксикації ксенобіотиків. Органи заморожувалися в рідкому азоті при температурі –196° С. Після цього матеріал переносився в кріостат при температурі –18° С, готувалися зрізи товщиною 10 мкм. У цих зрізах загальноприйнятими методами визначалися лужна й кисла фосфатази [6–9]. Отримані результати опрацьовувалися методами варіаційної статистики з оцінкою вірогідності по Стьюденту-Фішеру.

Результати дослідження та їх обговорення

Вивчення механізмів пристосування людини й тварин до кризового стану навколишнього середовища – одна з центральних проблем медико-біологічної науки. У процесі адаптації організму виникає складна перебудова метаболізму, яка спрямована на відновлення й підтримку гомеостазу. Відповідні реакції організму при цьому можна простежити на всіх рівнях організації, включаючи організменний, органний, клітинний, субклітинний та молекулярний. Результати дослідження активності кислої фосфатази, яка відноситься до лізосомальних гідролаз, що діють на складні ефірні зв’язки, показали значну перебудову травної внутрішньоклітинної системи в умовах стресорного хімічного впливу на різні органи, системи й функції організму при тривалій токсифікації. Так, було виявлено підвищення активності кислої фосфатази в міокарді на 223,81% й 123,81%, у печінці – на 200,00% й 112,50%, у головному мозку – на 83,67% й 22,45%, у нирках – на 237,21% й 109,30%, у наднирниках – на 187,23% й 91,49%, у селезінці – на 386,11% й 108,33%, відповідно під впливом 1/10 й 1/100 ДЛ₅₀. Необхідно вважати, що в таких умовах лізосоми виконують модулюючу функцію, активуючи внутрішньоклітинний травний апарат, який спрямований на забезпечення синтетичних та енергетичних потреб клітин. У стані фізіологічного спокою організму цей потужний гідролітичний потенціал, завдяки наявності лізосомальних мембран та їх властивостям, реалізується лише частково. Проте, як нами встановлено, при дії ˮПоліолуˮ активність лізосомального апарату залежала від інтенсивності ушкоджуючої дії ксенобіотика (табл. 1). Це свідчить про те, що Л-3003-2-60 як в 1/10, так і в 1/100 ДЛ₅₀ впливає на проникність мембран лізосомального внутрішньоклітинного апарату. Поряд з тим, було выдзначено, що перебудова лізосомального апарату клітин в умовах токсифікації організму залежала від функціональної спеціалізації тканин. У найбільшій мірі підвищення активності кислої фосфатази було выдзначено в серці, печінці, нирках і селезінці. Ферментативна активність цих органів корелювала з дозою токсичної дії ксенобіотика. Необхідно відмітити, що Л-3003-2-60 в 1/10 ДЛ₅₀ значно підвищував активність кислої фосфатази в порівнянні з 1/100 ДЛ₅₀, що свідчить про напругу захисно-пристосувальних механізмів за умов тривалої токсифікації організму. Це вказує на те, що лізосоми відіграють суттєву роль в адаптивних реакціях при дії екстремальних хімічних факторів, які спрямовані на підвищення репаративної й замісної регенерації внутрішніх органів і тканин. В 1/1000 ДЛ₅₀ Л-3003-2-60 не впливав на функцію лізосом та активність кислої фосфати.

Таблиця 1

Вплив ˮПоліолуˮ Л-3003-2-60 на активність кислої фосфатази в умовах тривалої субтоксичної дії в підгострому експерименті

Група тва-рин, доза (ДЛ50)	Органи, одиниці оптичної щільності (М±n)
	Міокард	Печінка	Головний мозок	Нирки	Наднир-ники	Селезінка
Контроль	0,21±0,01	0,08±0,01	0,098±0,002	0,086±0,004	0,094±0,006	0,072±0,005
1/10	0,68±0,05*	0,24±0,03*	0,18±0,04*	0,29±0,05*	0,27±0,03*	0,35±0,06*
1/100	0,47±0,07*	0,17±0,04*	0,12±0,06*	0,18±0,03*	0,18±0,05*	0,15±0,04*
1/1000	0,19±0,01	0,08±0,01	0,095±0,007	0,083±0,006	0,092±0,008	0,071±0,002

Примітка: у таблицях 1–2 * – різниця вірогідна (р<0,05) з контролем.

Дослідження активності лужної фосфатази показали також активацію метаболічної активності, яка спрямована на деградацію специфічних субстратів і зміну структурно-функціонального стану біологічних мембран, у першу чергу – цитоплазматичної. Так, було встановлено підвищення в міокарді активності лужної фосфатази на 87,76% й 56,12%, у печінці – на 91,41% й 45,31%, у головному мозку – на 71,56% й 30,03%, у нирках – на 104,39% й 72,81%, у наднирниках – на 86,41% й 53,40%, у селезінці – на 212,20% й 134,15%, відповідно під впливом 1/10 й 1/100 ДЛ₅₀. У найбільшій мірі спостерігалося підвищення активності лужної фосфатази в печінці, нирках і селезінці, тобто органах, що відіграють провідну роль у детоксикації ксенобіотиків (табл. 2).

Таблиця 2

Вплив ˮПоліолуˮ Л-3003-2-60 у субтоксичних дозах на активність лужної фосфатази в органах і тканинах

Група тва-рин, доза (ДЛ50)	Органи, одиниці оптичної щільності (М±n)
	Міокард	Печінка	Головний мозок	Нирки	Наднир-ники	Селезінка
Контроль	0,98±0,06	1,28±0,08	1,09±0,06	1,14±0,10	1,03±0,06	0,41±0,02
1/10	1,84±0,14*	2,45±0,19*	1,87±0,18*	2,33±0,21*	1,92±0,16*	1,28±0,13*
1/100	1,53±0,12*	1,86±0,14*	1,45±0,17*	1,97±0,18*	1,58±0,13*	0,96±0,08*
1/1000	0,96±0,08	1,22±0,09	1,12±0,08	1,48±0,12	1,08±0,09	0,43±0,05

Таким чином, результати дослідження свідчать, що ˮПоліолˮ марки Л-3003-2-60 як в 1/10, так і в 1/100 ДЛ₅₀ активує лізосомальний травний апарат, що вказує на підвищення катаболічних процесів на тлі прискорення репаративних синтезів й порушення структурно-метаболічного стану біологічних мембран, які спрямовані на підтримку гомеостатичної функції організму в умовах тривалої субтоксичної дії ксенобіотика. В 1/1000 ДЛ₅₀ Л-3003-2-60 не впливав на метаболічний стан внутрішніх органів і тканин.

Література:

1. Цыганенко А.Я., Жуков В.И., Щербань Н.Г. и др. Научные основы обоснования прогноза потенциальной опасности детергентов в связи с регламентацией в воде водоёмов. – Белгород, 2001. – 422 с.

2. Жуков В.И., Кратенко Р.И., Резуненко Ю.К. и др. Медико-биологические аспекты проблемы охраны водных объектов от загрязнения поверхностно-активными веществами. – Харьков: «Торнадо», 2000. – 394 с.

3. Жуков В.И., Стеценко С.А., Пивень В.И. и др. Биологическая активность детергентов – производных нонилбензолов в связи с проблемой охраны водных объектов. – Белгород: «Белвитамины», 2000. – 237 с.

4. Жуков В.И., Мясоедов В.В., Стеценко С.А. и др. Экологическая характеристика азотсодержащих поверхностно-активных веществ как загрязнителей водоёмов. – Харьков: ˮТорнадоˮ, 2000. – 180 с.

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

6. Хэм А., Кормак Д. Гистология. – М.: Мир, 1982. – 300 с.

7. Волков О.В., Елецкий ю.К. Основы гистологии с гистологической техникой. – М.: Медицина, 1982. – 303 с.

8. Пирс Э. Гистология. – М.: Мир, 1962. – 962 с.

9. Диксон М., Уэбб Э. Ферменты. – М.: Изд-во иностр. литер., 1962. – 723 с.