Перекисное окисление липидов при хронической интоксикации хлоридом никеля и возможные механизмы действия салсоколлина

Биосфера Земли в настоящее время подвергается нарастающему антропогенному воздействию. Наиболее масштабным и значительным является химическое загрязнение окружающей среды. Бурное развитие промышленности, техники, применение лекарственных препаратов, пищевых добавок и др. могут явиться причиной различных интоксикаций, связанных с поступлением в организм с пищей и водой различных микроэлементов в количествах, превышающих норму [1].

Токсичные соединения никеля загрязняют производственную среду предприятий горно-рудной, металлообрабатывающей, химической, приборостроительной промышленности, цветной металлургии, машиностроения, ТЭЦ и др. [2, 3].

В исследованиях Л.И.Антошина показано [4], что низкие уровни никеля действуют на показатели антиоксидантной защиты и перекисного окисления липидов, способствуют сенсибилизации организма, приводят к дисбалансу иммунологических показателей и усилению воспалительнодеструктивных процессов.

Алматинская декларация по первичной медико-санитарной помощи, стратегия ВОЗ «Здоровье для всех к 2000 году», а также Конвенция МОТ по безопасности труда и охране здоровья утверждают права каждого работающего человека. В указанных документах подчеркнут призыв ко всем странам — разработать национальную стратегию и программу по охране здоровья работающего населения [5].

В последнее время как никогда актуальной является задача восстановления функций органов и систем человеческого организма, ответственных за адаптацию к неблагоприятным факторам окружающей среды, восстановление работоспособности. Один из самых эффективных путей оздоровления населения состоит в широком применении природных биорегуляторов, адаптогенов, которые в настоящее время представлены достаточно широким ассортиментом биологически активных пищевых добавок [6, 7].

Казахстан обладает богатейшими запасами растительных ресурсов, однако практической медициной пока используется только незначительная часть [8].

В последнее время значительно возрос интерес к веществам растительного происхождения, обладающим низкой токсичностью и широким спектром биологической активности. Эти вещества, как правило, не являются ксенобиотиками. Как известно, лечебные свойства растений зависят от наличия в них разнообразных групп химических соединений: флавоноидов, алкалоидов, гликозидов, сапонинов, смол, кумаринов, жиров, белков, углеводов, ферментов, различных органических кислот, витаминов, жирных и эфирных масел, микрои макроэлементов и др. [9, 10], обладающих высокой биологической активностью и оказывающих влияние на метаболизм.

Особый интерес вызывает большой и разнообразный класс органических соединений, широко распространенный в растительном мире, — это полифенольные соединения, в ряду которых важное место занимают флавоноиды, содержащиеся в растениях Казахстана. Среди них установлены соединения с антиоксидантным, спазмолитическим, ангиопротекторным, диуретическим, противолучевым, гепатопротекторным, противоопухолевым, антивирусным, противомикробным, капилляроукрепляющим, желчегонным, противоязвенным действием, что позволяет их рассматривать как потенциальные источники в поиске новых фитопрепаратов [11].

Флавоноиды — группа низкомолекулярных веществ, содержащихся в овощах, фруктах, орехах, семенах, дрожжах, цветах, коре деревьев. Суммарное количество флавоноидов в суточном рационе человека составляет около 1 г, что вполне достаточно для выполнения ими важной биологической роли [12]. Они служат для защиты растений от грибковых паразитов, гербицидов и окислительных повреждений, индуцированных воздействием ультрафиолетового излучения. Как активные переносчики водорода флавоноиды участвуют в процессах фотосинтеза и окислительного фосфорилирования [13].

Салсоколлин является фитопрепаратом, состоящим из суммы флавоноидов, выделенных из растения рода солянки холмовой (Salsola collina Рall.): разработан в Институте фитохимии МОН РК [14]. Наиболее чувствительным процессом, реагирующим на воздействие различных факторов окружающей и производственной среды, характеризующейся повреждением мембран клеток, является перекисное окисление липидов (ПОЛ) [15].

Целью настоящего исследования является изучение влияния препарата «Салсоколлин» на реакции перекисного окисления липидов в эритроцитах и в плазме крови у крыс при хронической интоксикации хлоридом никеля.

Материалы и методы

Эксперименты проведены на 30 белых беспородных крысах-самцах массой 170–200 г, которые были разделены на 3 группы. Первая группа (n=10) — это интактные животные, вторая группа (n=10) состояла из животных, которым в течение 3-х месяцев вводили перорально хлорид никеля в дозе 5 мг/кг, третья (n=10) — из животных, получавших в течение 3-х месяцев перорально хлорид никеля в дозе 5 мг/кг и в течение 1,5 последних месяцев, кроме хлорида никеля, — препарат «Салсоколлин» в дозе 50 мг/кг.

Для оценки системы окислительного метаболизма с определением интенсивности процессов ПОЛ, состояния антирадикальной и антиперекисной защиты и степени мембранопатологических процессов в организме использовался комплекс методов. Объектами исследования послужила кровь — эритроциты и плазма.

В эритроцитах определяли содержание диеновых конъюгатов (ДК) и кетодиенов (КД) по методу В.Н.Ушкаловой и Г.Д.Кадочникова (1987) [16]. Для определения шиффовых оснований (ШО) в мембранах эритроцитов использовался методический подход, предложенный Е.И.Львовской и соавт., (1991) [17]. Уровень тиобарбитуровой кислоты — реагируемых продуктов (ТБК-РП) в эритроцитах определяли по методу М.С.Гончаренко и А.М.Латыповой (1985) [18].

Система антирадикальной и антиперекисной защиты эритроцитов оценивалась по активности каталазы (КАТ) по методу М.А.Королюка и соавт., [19], по активности супероксиддисмутазы (СОД) по методу С.Чевари, (1984) [20], по активности глутатионредуктазы (ГР) по методу Н.Н.Кругликовой и И.М.Штутман [21], по активности глутатионпероксидазы (ГПО) по методу С.Н.Власовой и соавт. [22].

Содержание в плазме уровень ДК определяли по методу В.Б.Гаврилова и М.И.Мишкорудной (1983) [23]. Содержание ТБК — реактивных продуктов (ТБК — РП) в плазме крови — по методу Э.Н.Коробейникова (1989) [24].

Активность каталазы в плазме крови определяли по методу Aebi H. et. al. (1968) [25].

Кроме методов оценки системы ПОЛ — АОЗ, проводилось определение степени протеолиза в эритроцитах, в плазме. Определяли уровень средних молекул (СМ) в эритроцитах по методу А.Н.Ковалевского и О.Е.Нифантьева (1989) [26]. Содержание средних молекул (СМ) в плазме крови определяли по методу В.Г.Осиповича (1987) [27].

Полученные показатели обработаны методом вариационной статистики, степень достоверности различий между сравниваемыми величинами определяли по критерию Стьюдента.

Результаты и обсуждение

Учитывали, что эритроциты являются одной из первых функциональных структур, включающихся в ответную реакцию организма, отражающие функции плазматических структур. Деструктивные процессы обусловлены на ранней стадии такими универсальными механизмами, как свободнорадикальное окисление, поэтому более полное знание механизмов повреждения и защиты эритроцитарных мембран при экстремальных состояниях позволит выявить некоторые ранее не изученные механизмы повреждения и защиты организма на клеточном уровне — начального этапа защиты регуляторно-компенсаторных функций организма.

Как видно из таблицы 1, хроническая интоксикация крыс хлоридом никеля сопровождается существенным сдвигом ПОЛ, что подтверждается увеличением его продуктов, образующихся на разных стадиях перекисного каскада — ДК, КД, ТБК — РП и ШО. Так, при хронической интоксикации хлоридом никеля происходит повышение ДК на 35 %, КД — на 34 %, ТБК — РП — на 61 % (р < 0,05), ШО — 66 % (р < 0,01) по сравнению с контрольной группой.

Происходят значительные изменения в функционировании системы АОЗ (табл. 1). Так, происходит угнетение активности ферментов АОЗ, в том числе и ключевых. Наиболее сильные изменения установлены в эритроцитах, о чем свидетельствует снижение активности ферментов АОЗ — КАТ, СОД, ГПО, ГР — на 45 % (р < 0,001), 34 % (р < 0,05), 24 % (р < 0,001), 21 % соответственно.

По-видимому, неблагоприятное воздействие производственных факторов осуществляется путем непосредственного, прямого влияния на клеточную мембрану с резким увеличением скорости окисления липидов, вызывающих генерацию перекисных соединений на фоне изменения антиоксидантов, приводящих к глубоким структурным изменениям [28, 29].

Т а б л и ц а 1

Показатели системы ПОЛ — АОЗ в эритроцитах крыс при хронической интоксикации NiCl2 и его коррекции препаратом «Салсоколлин» (50 мг/кг)  

В плазме крови при хронической интоксикации хлоридом никеля обнаружено (табл. 2) повышение процессов липопероксидации — ДК, ТБК-РП — 12 и 17 %, соответственно и понижение активности КАТ на 37 %.

Одновременное повышение уровня ДК и ТБК-РП свидетельствует об усилении синтеза полиненасыщенных жирных кислот по липопероксидазному и по циклооксигеназному пути [30]. В ответ на такую реакцию в организме происходит расход ферментов антиоксидантной защиты, в частности, каталазы, активность которой понижается.

При этом отмечается параллельное увеличение СМ в эритроцитах на 73 % (р < 0,01) и в плазме на 41 % (р < 0,001) по сравнению с контрольной группой.

Введение животным 3-й группы препарата «Салсоколлин» в дозе 50 мг/кг массы тела приводит к достоверному улучшению показателей ПОЛ — АОЗ в эритроцитах крови (табл. 1). В этой группе показатели ДК по сравнению с опытной группой снижаются на 17 %, КД — на 15 %, ТБК — РП и ШО — на 13 %, 25 % (р < 0,05) соответственно. При этом стимулируются ферменты антиоксидантной защиты. Активности ферментов КАТ, СОД, ГПО, ГР по сравнению с опытной группой повышаются на 44 % (р < 0,001), 29, 14 и 15 % соответственно.

Как видно из таблицы 2, препарат «Салсоколлин» при хронической интоксикации хлоридом никеля снижает уровни ДК на 4 %, ТБК — РП — на 8 % и активность фермента КАТ повышается на 44 % по сравнению с опытной группой.

Препарат «Салсоколлин» снижает уровень средних молекул в эритроцитах на 16 % и в плазме крови на 24 % (р < 0,001).

Т а б л и ц а 2 

Показатели системы ПОЛ — АОЗ в плазме крови крыс при хронической интоксикации NiCL2 и его коррекции препаратом «Салсоколлин» (50 мг/кг) 

По-видимому, антиоксидантное и антитоксическое действие препарата «Салсоколлин» при хроническом отравлении хлоридом никеля обусловлено особенностями его химического состава. Известно, что из надземной части Salsola collina Рall. выделены и идентифицированы биологически активные флавоноиды: изорамнетин, рутин, трицин, кверцетин [31]. Установлено, что им характерно нейтрализовывать активные формы кислорода путем образования комплексных соединений с ионами железа и тем самым обрывать цепные свободнорадикальные реакции [32].

Выводы

1. Хроническая пероральная интоксикация хлоридом никеля крыс сопровождается достоверной активацией процессов свободнорадикального окисления липидов в эритроцитах и в плазме крови. При этом отмечается супрессия антиоксидантных ферментов.
2. Препарат «Салсоколлин» оказывает выраженное антиоксидантное и антитоксическое действие при интоксикации хлоридом никеля, что подтверждает перспективность его использования для профилактики и коррекции последствий токсических поражений. 

Список литературы

1. Лужников Е.А. Клиническая токсикология. — М.: Медицина, 1994. — 256 с.
2. Barceloux Donald G.J.Toxicol. Clin. Toxicol. — 1999. — 37, № 2. — С. 239–258.
3. Борисенкова Р.В., Гвоздева Л.Л., Луценко Л.А. Канцерогенная опасность никеля и его соединений // Медицина труда и промышленная экология. — 2001. — № 1. — С. 27–31.
4. Антошина Л.И., Павловская Н.А., Данилова Н.И., Крючкова Е.Н., Кондратович С.В. Ранняя клинико-лабораторная диагностика воздействия никеля на здоровье рабочих гальванических цехов // Медицина труда и промышленная экология. — 2002. — № 11. — С. 13–15.
5. Кулкыбаев Г.А. Медицина труда в Казахстане // Медицина труда и промышленная экология. — — № 10. — С. 2–8.
6. Додина Л.Г., Агамова Е.Е. Эффективность антиоксидантов и адаптогенов в повышении защитных реакций организма при воздействии факторов производственной и окружающей среды (обзор литературы) // Медицина труда и промышленная экология. — 2000. — № 2. — С. 28–31.
7. Васильев А.В., Полоз Т.П., Соколов Н.Н. Лекарственные растения России — неиссякаемый источник для создания новых высокоэффективных лечебно-профилактических препаратов и биологически активных пищевых добавок // Вопр. мед. химии. — 2000. — Т. 46, № 2. — С. 101–109.
8. Справочник по лекарственным растениям. — М: Медицина, 1984. — 475 c.
9. Машлеева И.П., Айтимов А.С. Растительные источники сырья в производстве функциональных продуктов питания и пищевых добавок // Здоровье и болезнь. — 2005. — № 3. — С. 81–84.
10. Гордиенко А.Д. Гепатопротекторный механизм действия флавоноидов // Экспериментальная и клиническая фармакология. — 1996. — № 4. — С. 75–78.
11. Johnson J., McFarlane I.G. Meeting report: International autommune hepatits group // Hepatology. — 1993. — № 18. — P. 996–1005.
12. Конакбаева Р.Д., Меирманова Р.Т. Флавоноиды — растительные гепатопротекторы: состояние, проблемы и перспективы // Медицина и экология. — 2000. — № 4. — С. 120–122.
13. Зенков Н.К., Кандалинцева Н.В., Ланкин В.З., Меньшикова Е.Б., Просенко А.Е. Фенольные биооксиданты. — Новосибирск: СО РАМН, 2003. — 328 с.
14. Адекенов С.М., Токпаев А.Х., Кульмагамбетова Э.А. и др. Гепатопротекторное и антиоксидантное средство. Предпат. РК № 5696 от 15.01.98 г.
15. Draper , Hadley M. A review of recent studies on the metabolism of exogenous and endogenous malonaldehyde // Xenobiotica. — 1990. — V.20. — № 9. — P. 901–907.
16. Ушкалова В.Н., Кадочникова Г.Д. Использование параметров, характеризующих активность перекисного окисления липидов при адаптации человека к новым климатогеографическим условиям // Бюлл. эксперим. биологии и медицины.— 1987. — № 5. — С. 571–573.
17. Львовская Е.И., Волчегорский И.А., Шемяков С.Е., Лившиц Р.И. Спектрофотометрическое определение конечных продуктов перекисного окисления липидов // Вопр. мед. химии. — 1991. — № 4. — С. 92–93.
18. Гончаренко М.С., Латипова А.М. Метод оценки перекисного окисления липидов // Лаб. дело. — 1985. — № 1. — С. 60– 61.
19. Королюк М.А., Иванова Л.И., Майорова И.Г. и соавт. Метод определения активности каталазы // Лаб. дело. — 1988. —№ 10. — С. 15–17.
20. С.Чевари, И.Чаба., И. Секей // Лаб. дело. — 1984. — № 6. — С. 362–365.
21. Кругликова Г.О., Штутман Ц.М. Глутатіонпероксидазна та глутатіонредуктазна активність печінки щурів після введення селеніту натрію // Украінський біохімічний журнал. — 1976. — № 2. — С. 223–229.
22. Власова С.Н., Шабунина Е.И., Переслегина И.А. Активность глутатионзависимых ферментов эритроцитов при хронических заболеваниях печени у детей // Лаб. дело. — 1990. — № 8. — С. 19–22.
23. Гаврилов В.Б., Гаврилова А.Р., Мажуэль Л.М. Анализ методов определения продуктов ПОЛ в сыворотке крови по тесту с тиобарбитуровой кислотой // Вопросы медицинской химии. — 1987. — № 1. — С. 118–121.
24. Коробейникова Э.Н. Модификация определения продуктов перекисного окисления липидов в реакции с тиобарбитуровой кислотой //Лабораторное дело. — 1989. — № 7. — С. 8–9.
25. Aebi H. et. al., In metoden der Enrumatizchen Analusen Rid N.U. — Benrgmeyer. 1970 ed
26. Ковалевский А.Н., Нифантьев О.Е. Замечания по скрининговому методу определения молекул средней массы // Лаб. дело. — 1989. — № 10. — С. 35–37.
27. Осипович В.К., Тушикова З.А., Маркеров И.М. Определение средних молекул в плазме крови // Лаб. дело. — № 3. — С. 221–234.
28. Абрамова Ж.И., Оксенгендлер Г.И. Человек и противоокислительные вещества. — Л.: Наука, 1985. — С. 41–48.
29. Айдарханов Б.Б., Локшина Е.А., Ленская Е.Г. Молекулярные аспекты механизма антиокислительной активности витамина Е: особенности действия α — токоферолов // Вопросы медицинской химии. — 1989. — № 3. — С. 2–8.
30. Ronston D. Free radicals // Anasthesia. — 1988. — V. 43. — № 4. — P. 315–320.
31. Адекенов С.М. Направленный поиск цитопротекторов растительного происхождения // Фармация Казахстана. Спец. выпуск, 2004. — Сент. — С. 4–9.
32. Сейтембетова А.Ж., Адекенов С.М. Природные полифенольные соединения-перспективный источник антиоксидантов.— Алматы, 2001. — 165 с.