Кучеренко В.П.

Харківський національний медичний університет (м. Харків)

ВПЛИВ ПОЛІОКСИПРОПІЛЕНГЛІКОЛЮ МОЛЕКУЛЯРНОЇ МАСИ 2100 НА ОКСИДАНТНО-АНТИОКСИДАНТНІ ПРОЦЕСИ В УМОВАХ ТРИВАЛОЇ СУБТОКСИЧНОЇ ДІЇ НА ЩУРІВ

Вступ

Перед людством гостро стоїть значне коло питань, тісно поєднаних з хімічним забрудненням довкілля, формуванням екологічно обумовлених патологічних станів і захворювань. У останнє десятиріччя структура захворюваності та смертності у розвинутих країнах принципово змінилася. Інфекційні захворювання, за винятком деяких вірусних хвороб, відійшли на другий план. На сьогодні основне місце зайняли злоякісні новоутворення, ішемічна хвороба серця, гіпертонія, інфаркт міокарда, атеросклероз, виразкова хвороба шлунку й дванадцятипалої кишки, психічні хвороби, цукровий діабет, псоріаз та інші. При всьому розмаїтті цих так званих ендогенних хвороб в їх етіології та патогенезі є спільні риси, які супроводжуються розвитком мембранної патології. Індукторами формування мембранної патології можуть бути хімічні фактори [1, 2]. На думку багатьох авторів, мембранна патологія розвивається на тлі порушення кооперативної взаємодії оксидантно-антиоксидантних процесів, які супроводжуються пригніченням антиоксидантної активності і підвищенням вільнорадикальних процесів [1–4]. Літературні джерела свідчать, що процеси окислювального радикалоутворення і антиокислювальна активність є провідними патогенетичними ланцюгами при формуванні гіпоксії та розвитку дистрофічних і деструктивних змін у різних органах і тканинах [1–3].

Метою роботи було вивчення впливу субтоксичних доз поліоксипропіленгліколю молекулярної маси 2100 в умовах тривалого перорального надходження до організму щурів на стан оксидативних процесів та активність антиоксидантної системи.

Матеріали та методи дослідження. У роботі вивчався поліоксипропіленгліколь молекулярної маси 2100, що має технічну назву «Лапроли» (Лп-2102), з регламентованими фізико-хімічними властивостями, який широко застосовується в різних галузях народного господарства для виробництва штучної шкіри, поліуретанів, пінопластів, пластмас, епоксидних смол, лаків тощо. На основі результатів гострої токсичності Лп-2102 відноситься до помірно токсичних сполук (ІІІ клас безпеки), середньолетальна доза (ДЛ₅₀) становить 1,45 г/кг маси щурів [3, 4]. Програма дослідження передбачала проведення підгострого тривалого (60 діб) субтоксичного експерименту, в якому щури популяції Вістар щоденно отримували пероральним шляхом Лп-2102 у дозах 1/10, 1/100 і 1/1000 ДЛ₅₀. Лп-2102 у вигляді водних розчинів вводився за допомогою металевого зонда внутрішньошлунково вранці натщесерце. Контрольна група тварин отримувала відповідні об’єми питної води. У кожній експериментальній групі було по 10 щурів масою 180-190 г. Експерименти виконувалися згідно сучасних принципів біоетики. Після завершення тривалої токсифікації тварин вивчали стан вільнорадикальних процесів, перекисного окислення ліпідів (ПОЛ), окислювальної модифікації білків та активність системи антиоксидантного захисту відповідно до методичних рекомендацій [5]. Про стан процесів ПОЛ судили за накопиченням малонового діальдегіду (МДА), який визначали в сироватці крові за кольоровою реакцією з тіобарбітуровою кислотою [6]. Вміст дієнових кон’югатів (ДК) оцінювали спектрофото-метрично при 233 нм [7]. Активність каталази у гемолізаті крові визначали за швидкістю реакції утилізації Н₂О₂ в кольоровій реакції з молібдатом амонію [8]. Активність антиперекисного ферменту глутатіонпероксидази (ГПО) у гемолізаті крові вивчали за убуванням субстрату – відновленого глутатіону (Г-SH) у кольоровій реакції на сульфгідрильні групи з реактивом Еллмана при 412 нм [9]. Активність супероксиддисмутази (СОД) сироватки крові визначали за ступенем гальмування реакції спонтанного окислення кверцетину [10]. Сироваткову оксидазу – церулоплазмін (ЦП) досліджували за методом Равіна [11] у модифікації Мошкова К.А. [12]. Рівень Г-SH визначали спектрофотометрично за реакцією тіолдисульфідного обміну при 412 нм [13]. Вміст сульфгідрильних груп (SH-групи) в крові оцінювали фотометричним методом з реактивом Еллмана [13]. Стан вільнорадикальних процесів і ПОЛ оцінювали також за інтенсивністю надслабкого світіння сироватки крові хемілюмінесцентним методом на медичному хемілюмінометрі ХЛМЦ 1-01 [1-3]. Реєстрували інтенсивність люмінол-залежної, індукованої Н₂О₂, хемілюмінесценції (ЛЗ ІН₂О₂ ХЛ). Отримані результати обробляли методами варіаційної статистики з оцінкою достовірності за Стьюдентом-Фішером.

Результати дослідження та їх обговорення. Результати впливу Лп-2102 в субтоксичних дозах 1/10 і 1/100 ЛД₅₀ на показники оксидантно-антиоксидантної взаємодії в умовах підгострої токсифікації виявили на 30-ту добу експерименту підвищення вмісту МДА, ДК і Г-SH, активності каталази, ГПО, СОД і ЦП, а також інтенсивності ЛЗ ІН₂О₂ ХЛ на тлі зниження в крові концентрації вільних SH-груп (табл. 1). Так, в 1/10 ДЛ₅₀ рівень МДА підвищувався на 86,2%, ДК – на 115,1%, Г-SH – на 73,2%, інтенсивність надслабкого світіння – на 53,9%, активність каталази - на 122,8%, ГПО – на 124,4%, СОД – на 195,8%, ЦП – на 96,7% на тлі зменшення вмісту SH-груп (на 45,1%). У групі тварин, які отримували 1/100 ДЛ₅₀, зміни були аналогічної спрямованості, однак менш виражені. Отримані результати свідчать, Лп-2102 у дозах 1/10 і 1/100 ДЛ₅₀ здатний стимулювати вільнорадикальні процеси, ПОЛ і антиокислювальну активність ферментів на 30-ту добу спостереження. У дозі 1/1000 ДЛ₅₀ Лп-2101 не впливав на показники стану оксидантно-антиоксидантних процесів в організмі токсифікованих щурів. Проте, слід зазначити, що зниження вмісту вільних SH-груп під впливом 1/10 і 1/100 ДЛ₅₀ можна розглядати як захисно-пристосувальну реакцію, спрямовану на мобілізацію відновлювальних синтезів, в яких використовуються SH-групи при активації вільнорадикальних процесів і ПОЛ [1, 2 ,4]. Аналіз показує, що Лп-2102 в 1/1000 ДЛ₅₀ суттєво впливає на інтенсивність хемілюмінесценції, підвищуючи її рівні, порівняно з контролем, на 16,6%. Ці дані вказують на високу чутливість хемілюмінесцентного методу та можливість його застосування у донозологічній діагностиці вільнорадикальної патології.

Таблиця 1

Вплив Лп-2102 в субтоксичних дозах на показники оксидантно-антиоксидантної взаємодії на 30-ту добу спостереження

в підгострому експерименті

Показник	Група спостереження, M±m (ДЛ50)
	Контроль ( n=10)	1/10 (n=10)	1/100 (n=10)	1/1000 (n=10)
МДА, мкмоль/л	5,56±0,42	10,35±0,62*	9,28±0,63*	5,38±0,63
ДК, мкмоль/л	21,63±1,74	46,52±3,86*	42,68±2,77*	23,70±0,85
Каталаза, мккат/г Hb	4,38±0,37	9,76±0,87*	8,93±0,74*	4,65±0,47
ГПО, мккат/г Hb	6,52±0,58	14,63±1,17*	13,86±1,12*	6,74±0,56
СОД, Од/мл·хв	1,65±0,14	4,88±0,46*	4,12±0,43*	1,70±0,16
ЦП, мкмоль/л	2,40±0,26	4,72±0,34*	3,84±0,32*	2,53±0,24
Г-SH, ммоль/л	1,53±0,12	2,65±0,27*	2,73±0,36*	1,68±0,15
SH-групи, ммоль/л	27,65±1,83	15,18±1,33*	19,43±1,58*	28,33±1,76
ЛЗ ІН2О2 ХЛ, І^о-імп/с	1257,4±18,5	1935,4±47,25*	1687,6±42,17*	14,65±31,4*

Примітка: * - р<0,05 відносно контролю

Дослідження системно-антисистемної взаємодії вільнорадикальних процесів, ПОЛ і системи антирадикального захисту на 60-ту добу тривалого субтоксичного впливу виявили зовсім іншу динаміку оціночних показників. Так, було виявлено подальше підвищення вмісту в крові МДА і ДК, активності ферментів СОД і ЦП (табл. 2). Проте активність каталази та ГПО значно знижувалася в термінальну фазу токсифікаціі тварин на тлі падіння в крові рівня Г-SH. Концентрація вільних SH-груп у крові підвищувалась. Ці зміни були виявлені у тварин, які перорально отримували Лп-2102 у дозах 1/10 і 1/100 ДЛ₅₀. Інтенсивність ЛЗ ІН₂О₂ ХЛ знижувалась у тварин, токсифікованих 1/10 ДЛ₅₀, і підвищувалася під впливом 1/100 і 1/1000 ДЛ₅₀. Так, вміст МДА в сироватці крові підвищувався на 169,2 і 127,8%, ДК – на 207,1 і 128,3%, активність СОД – на 238,6 і 155,6%, ЦП – на 161,2 і 113,1%, концентрація вільних SH-груп у крові – на 66,2 і 36,2% відповідно під впливом 1/10 і 1/100 ДЛ₅₀. Каталазна активність знижувалася на 122,8 і 103,9%, а глутатіонпероксидазна – на 124,4 і 112,6% відповідно в групах тварин, токсифікованих 1/10 і 1/100 ДЛ₅₀. Інтенсивність ЛЗ ІН₂О₂ ХЛ в 1/10 ДЛ₅₀ знижувалася на 36,4%, а в 1/100 і 1/1000 ДЛ₅₀ підвищувалася відповідно на 124,4 і 119,7%.

Таблиця 2

Вплив Лп-2102 в субтоксичних дозах на показники оксидантно-антиоксидантної взаємодії на 60-ту добу спостереження

в підгострому експерименті

Показник	Група спостереження, M±m (ДЛ50)
	Контроль ( n=10)	1/10 (n=10)	1/100 (n=10)	1/1000 (n=10)
МДА, мкмоль/л	5,43±0,48	14,62±1,15*	12,37±0,96*	5,67±0,53
ДК, мкмоль/л	22,54±1,62	69,21±4,10*	51,45±2,87*	23,54±1,46
Каталаза, мккат/г Hb	4,47±0,39	1,73±0,08*	2,64±0,22*	4,66±0,59
ГПО, мккат/г Hb	6,55±0,44	2,98±0,31*	4,25±0,28*	6,52±0,57
СОД, Од/мл·хв	1,71±0,16	5,79±0,46*	4,37±0,37*	1,83±0,21
ЦП, мкмоль/л	2,45±0,28	6,40±0,65*	5,24±0,38*	2,42±0,25
Г-SH, ммоль/л	1,62±0,15	0,63±0,05*	0,94±0,06*	1,76±0,19
SH-групи, ммоль/л	28,43±1,76	47,25±2,16*	38,72±2,33*	27,54±2,10
ЛЗ ІН2О2 ХЛ, І^о-імп/с	763,8±29,5	485,7±18,4*	1714,3±38,5*	1678,4±42,3*

Примітка: * - р<0,05 відносно контролю

Таким чином, аналіз оціночних показників на 60-ту добу експерименту свідчить про те, що Лп-2102 у дозах 1/10 і 1/100 ДЛ₅₀ призводить до зриву захисно-пристосувальних механізмів забезпечення гомеостатичної функції організму, в основі яких лежить активація вільнорадикальних процесів, ПОЛ і пригнічення системи антирадикального й антиперекисного захисту, тоді як на 30-ту добу токсифікації відмічається значне їх напруження. У меншій мірі ці порушення виявлені в групі тварин, токсифікованих 1/100 ДЛ₅₀. У дозі 1/1000 ДЛ₅₀ Лп-2102 не впливає на динамічні зміни показників оксидантно-антиоксидантної системи. Суттєве підвищення при цьому рівнів інтенсивності люмінол-залежної хемілюмінесценції дає змогу рекомендувати цей метод при діагностиці вільнорадикальної патології.

Література

1. Щербань Н.Г. Оценка рисков здоровья населения от опасных отходов (Биохимические аспекты) / Щербань Н.Г., Жуков В.И., Мясоедов В.В. – Харьков: «Апостроф», 2010. – 156 с.

2. Биохимические аспекты экологической патологии, связанной с химическим загрязнением поверхностных источников водоснабжения / [Щербань Н.Г., Жуков В.И., Мясоедов В.В., Резуненко Ю.К.]. – Харьков: «Раритеты Украины», 2011. – 176 с.

3. Жуков В.И., Зайцева О.В., Пивень В.И. и др. Фториды: биологическая роль и механизмы действия / [В.И. Жуков, О.В. Зайцева, В.И. Пивень и др.]. – Белгород: «Белвитамины», 2006. – 220 с.

4. Простые и макроциклические эфиры: научные основы охраны водных объектов / [В.И. Жуков, Л.Д. Попова, О.В. Зайцева и др.]. – Харьков: «Торнадо», 2000. – 438 с.

5. Методические рекомендации. Лабораторные методики для изучения состояния антиоксидантной системы организма и уровня перекисного окисления липидов /[ Н.Г. Щербань, Т.В. Горбач, Н.Р. Гусева и др.]. – Харьков: ХГМУ, 2004. – 35 с.

6. Федорова Т.К. Реакция с ТБК для определения МДА крови методом флюориметрии / Т.К. Федорова, Т.С.оршунова, Э.Т. Ларская // Лабораторное дело. – 1983. – №3. – С. 25–28.

7. Гаврилов Б.В. СФ-метрическое определение содержания ГПЛ в плазме крови / Б.В. Гаврилов, М.И. Мишкорудная // Лабораторное дело. – 1983. – № 3. – С. 33–36.

8. Дубинина Е.Е. Методы определения каталазы / Е.Е. Дубинина, Л.Ф. Ефимова, Л.Н. Сафронова // Лабораторное дело. – 1988. – № 8. – С. 16–19.

9. Меин В.М. Простой и специфический метод определения активности ГПО в эритроцитах / В.М. Меин // Лабораторное дело. – 1986. – № 2. – С. 724–727.

10. Костюк В.А. Простой и чувствительный метод определения активности супероксиддисмутазы, основанный на реакции окисления кверцитина / В.А. Костюк // Вопросы медицинской химии. – 1990. – Т. 36, № 2. – С. 28–35.

11. Подильчак М.Д. Клиническая энзимология. Определение церуло-плазмина в сыворотке крови по Равину / М.Д. Подильчак. – Киев: Здоровье. – 1967. – С. 85–87.

12. Мошков К.А. Определение ферментативной активности и иммунореактивности церулоплазмина в сыворотке крови человека / К.А. Мошков // Лабораторное дело. – 1985. – № 7. – С. 390–395.

13. Северин С.Е., Соловьева Т.А. Практикум по биохимии / С.Е. Северин, Т.А. Соловьева. – М: Изда-тельство МГУ, 1989. – 509 с.