К.б.н. Хлус К.М.

Буковинський державний медичний університет, Україна

ЕКОЛОГО-ЕВОЛЮЦІЙНІ АСПЕКТИ БІОЛОГІЧНОЇ ДІЇ ОКСАЛАТІВ

Унікальною особливістю щавлевої кислоти та її солей можна вважати надзвичайно велику різноманітність механізмів здійснення патологічного впливу [5]. Оксалати здатні суттєво змінювати кислотно-основний стан у тканинах і органах живого організму, знижувати біодоступність біологічно важливих металів, вражати функції травної, серцево-судинної, опорно-рухової і нервової систем тощо [4, 5].

В клітині оксалат-аніон відіграє роль низькомолекулярного регулятора інтенсивності перебігу метаболічних процесів, виконуючи, зокрема, функції потужного інгібітора ферментів енергетичного та пластичного обміну.

Проте особливості механізмів реалізації оксалат-опосередкованих інгібуючих ефектів і внутрішньоклітинних біохімічних механізмів попередження цих ефектів на даний момент досліджені недостатньо повно. Сполуки щавлевокислотного ряду надзвичайно розповсюджені в живих і неживих природних об’єктах, а в останні роки потужні фотохімічні реакції синтезу дикарбонових кислот виявлено і в атмосфері; отже, зростає кількість джерел і шляхів надходження оксалатів до організму.

Зокрема, нез’ясованими залишаються еколого-еволюційні аспекти здійснення біологічної дії оксалатів, а також питання використання їх в екологічному моніторингу довкілля.

Мета даного дослідження:

а) визначення рівня адаптивності (ширини адаптивної зони) організмів до дії екзогенних ксенобіотиків оксалатного ряду;

б) встановлення параметрів оксалат-індукованого пригнічення інтенсивності ключових метаболічних процесів у зв’язку з різним еколого-еволюційним статусом організмів;

в) виявлення резистентності біологічних мембран до оксалатного пресингу й оксалатіндукованих змін їх фізико-хімічних характеристик;

г) визначення основних факторів реактивності системи антиоксидантного захисту організмів з різним еколого-еволюційним статусом;

д) з’ясування активності основних процесів-генераторів ендогенних оксалатів.

Для досягнення цієї мети у організмів з різним еколого-еволюційним статусом досліджували:

а) вплив оксалатів на інтенсивність гліколізу, глюконеогенезу, циклу трикарбонових кислот, пентозофосфатного шляху, ліпогенезу (за змінами активності ферментів – каталізаторів ключових внутрішньоклітинних реакцій обміну речовин: піруваткінази (КФ 2.7.1.40), лактатдегідрогенази (КФ 1.1.1.27), малатдегідрогенази (КФ 1.1.1.37), a-кетоглутаратдегідрогенази (КФ 1.2.4.2), малатдегідрогенази декарбоксилюючої (КФ 1.1.1.38), глюкозо-6-фосфатдегідрогенази (КФ 1.1.1.49)) [2, 3] в тканинах і органах організмів з різним таксономічним положенням - Helix pomatia L. (Тип Mollusca: клас Gastropoda), Columba rupestris Pall. (Тип Chordata, клас Aves), Rattus norvegicus Fischer (Тип Chordata, клас Mammalia);

б) роль іонів металів – Mg²⁺, Mn²⁺, Ca²⁺ - у реалізації токсичності оксалат-аніона;

в) характер мембранотоксичності оксалатів;

г) стан системи антиоксидантного захисту за дії оксалатів за активністю провідних ферментних компонентів системи захисту організму від активних форм кисню: супероксиддисмутази (КФ 1.15.1.1), глутатіонпероксидази (КФ 1.11.1.9), глутатіонредуктази (КФ 1.6.4.2), глутатіон-S-трансферази (КФ 2.5.1.18));

д) інтенсивність продукції щавлевої кислоти в організмі за участю неспецифічних ферментних систем, зокрема, ксантиноксидази (КФ 1.2.3.2) і аланін-гліоксилат амінотрансферази (КФ 2.6.1.44).

При аналізі експериментальних даних застосовували комп’ютерні пакети математико-статистичних програм NCSS 2000 і Statgraphics Plus 5.1. Використовували дескриптивний, факторний, багатофакторний дисперсійний, кореляційний (за коефіцієнтами кореляції: параметричної за Пірсоном, непараметричної за Спірменом і множинної) і регресійний види аналізу [1].

В результаті комплексного біохімічного дослідження, разом з іншим:

а) визначено вміст оксалатів у низці біологічних об’єктів рослинного походження;

б) вивчено in vitro вікову і дозову залежності пригнічуючого впливу оксалатів на ферменти печінки, нирок, головного мозку, серця, скелетних м’язів і легень тварин з різним таксономічним статусом;

в) встановлено залежність оксалат-індукованих змін активності ферментів від їхнього ізоферментного спектру за результатами електрофоретичного аналізу;

в) визначено провідні фактори токсичності оксалатів in vivo за умов перорального та інгаляційного їх надходження до організму;

г) встановлено основні фактори реактивності антиоксидантної системи еритроцитів in vivo.

Література:

1. Гайдышев И. Анализ и обработка данных: специальный справочник. – СПб: Питер, 2001. - 752 с.

2. Методы биохимических исследований (липидный и энергетический обмен) / Под ред. М.И. Прохоровой. – Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1982. – 272 с.

3. Назыров А.Т., Алманиязова К.К. К методике оценки результатов диск-электрофореза в полиакриламидном геле // Лаб. дело. – 1976. – № 12. – С. 250-251.

4. Хлус К.Н. Биохимические механизмы токсического действия оксалатов // Укр. биохим. журн. - 1998. - 70, № 3. - С. 92-99.

5. Hodgkinson A. Oxalic acid in biology and medicine // London: Academic Press, 1977. - 168 p.