Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,222

СИСТЕМНЫЙ ОКИСЛИТЕЛЬНЫЙ СТРЕСС И БИОХИМИЧЕСКИЕ МАРКЕРЫ ПОВРЕЖДЕНИЯ ВНУТРЕННИХ ОРГАНОВ

Дзугкоев С.Г. 2 Можаева И.В. 2 Гиголаева Л.В. 1 Тедтоева А.И. 2 Такоева Е.А. 2 Дзугкоева Ф.С. 2 Маргиева О.И. 2
1 ГБОУ ВПО «Северо-Осетинская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации
2 Институт биомедицинских исследований Владикавказского научного центра РАН и Правительства РСО-Алания
Хроническая кобальтовая интоксикация, вызванная парентеральным введением хлорида кобальта 6 мг/кг массы тела крысам линии «Wistar», приводит к генерации активных форм кислорода, индуцирующих перекисное окисление липидов в мембранах эритроцитов, гомогенатах почечной, печеночной и миокардиальной тканей. При этом происходит угнетение активности супероксиддисмутазы, тогда как активность каталазы и концентрация церулоплазмина повышаются. Липопероксидация и ее метаболиты приводят к нарушению продукции оксида азота и его биодоступности, что сопровождается развитием дисфункции эндотелия, являющейся патогенетическим звеном повреждения цитоплазматических мембран внутренних органов: почек, печени и миокарда. Об этом свидетельствует снижение активности Na + , K + -АТФ-азы в гомогенатах внутренних органов и повышение в сыворотке крови активности органоспецифических ферментов: АлАТ, АсАТ, глутамилтранспептидазы и экскреторного – щелочной фосфатазы.
оксид азота
перекисное окисление липидов
антиокислительная система
почки
печень
миокард
1. Бондаренко Л.В. Генетическая токсикология // Экологическая генетика. – 2007. – Т.5. № 1. – С. 39–41.
2. Бурдин Н.В. Кобальт-никелевые арсенидные руды и проблемы биоэкологии / Н.В. Бурдин, В.В. Гребенникова, В.И. Лебедев, А.А. Монгуш, В.Н. Бурдин // Успехи современного естествознания. – 2008. – № 7. – С. 64–64.
3. Дзугкоев С.Г. Биохимические маркеры дисфункции эндотелия при экспериментальном сахарном диабете / С.Г. Дзугкоев, Е.А. Такоева, И.В. Можаева, Ф.С. Дзугкоева, Ж.Р. Битарова // Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования в физиологии и медицине: 2 международная научно-практическая конференция. – СПб., 2011. – Т. 3. – С. 131–133.
4. Дзугкоева Ф.С. Биохимические и функциональные показатели дисфункции эндотелия у крыс с хронической кобальтовой интоксикацией / Ф.С. Дзугкоева, Л.В. Гиголаева, И.В. Можаева, С.Г. Дзугкоев, Е.А. Такоева, В.Т. Дряев, А.Р. Кусова // Владикавказский медико-биологический вестник. – 2012. – Вып. 23. – Т. 15. – С. 43–47.
5. Камышников В.С. Определение содержания (активности) церулоплазмина / В.С. Камышников // Справочник по клинико-биохимической лабораторной диагностике. Минск. – 2003. – Т.2. – С. 71–79.
6. Королюк М.А. Метод определения активности каталазы / М.А. Королюк, Л.И. Иванова, И.Г. Майорова // Лабораторное дело. – 1988. – № 1. – С. 16–19.
7. Метельская В.А. Оксид азота: роль в регуляции биологических функций, методы определения в крови человека / В.А. Метельская, Н.Г. Гуманова // Лабораторная медицина. – 2005. – № 7. – С. 19–24.
8. Охрименко С.М. Адаптация ферментов липидного и азотистого обмена у крыс при оксидативном стрессе, вызванном солями кобальта и ртути / С.М. Охрименко, Н.Ю. Гурьева, П.А. Калиман // Вестник Харьковского национального университета им. В.Н. Каразина. Серия: биология. – 2005. – № 1–2. – С. 56–60.
9. Asakawa T., Matsushita S. Coloring conditions of thiobarbituricacid test, for detecting lipid hydroperoxides // Lipids. – 1980. – Vol. 15. – P. 137–140.

Избыточное поступление в организм кобальта индуцирует перекисное окисление липидов и способствует формированию окислительного стресса, сопровождающегося дисфункцией эндотелия, повреждением биологических макромолекул, мембранных структур клеток и ферментов [8]. Принимая на себя влияние солей тяжелых цветных металлов, эндотелий становится прямой мишенью для повреждения, и эндотелиальная дисфункция играет патогенетическую роль в повреждении мембран клеток внутренних органов в условиях окислительного стресса.

Цель исследования – изучение биохимических и функциональных показателей гемодинамических нарушений и повреждений внутренних органов при кобальтовой интоксикации.

Материал и методы исследования

Для реализации данной цели исследования проведены на крысах-самцах линии «Wistar» одной возрастной группы (10–14 мес.), массой 220–250 г. У экспериментальных крыс моделировали кобальтовые ангиопатии парентеральным введением хлорида кобальта в дозе 6 мг/кг веса животного в течение месяца.Содержание крыс в виварии и проведение экспериментов соответствовали «Правилам проведения работ с использованием экспериментальных животных», разработанным и утвержденным МЗ СССР (1977 г.), а также принципам Хельсинкской декларации (2000 г.). В эксперименте мы исследовали следующие показатели: интенсивность ПОЛ в эритроцитах, гомогенатах почечной, печеночной и миокардиальной тканей по данным изменения концентрации МДА, определяемого колориметрическим методом с тиобарбитуровой кислотой [9]; состояние антиокислительной системы (АОС) оценивали по активности каталазы [6] и СОД по методу аутоокисления адреналина, концентрацию церулоплазмина (ЦП) в сыворотке крови – метод Равина [5]. Изучали активность Na+, K+-АТФ-азы в корковом и мозговом слоях почечной, а также в печеночной и миокардиальной тканях по приросту неорганического фосфора в среде инкубации по методу Scou ТС (1957). Содержание в плазме крови стабильных суммарных конечных метаболитов оксида азота (NO2– и NO3– или NOx) исследовали с помощью реактива Грисса в реакции деазотирования, согласно модифицированному экспресс-методу [7]. Для оценки активности органоспецифических ферментов определяли в крови активность трансаминаз (AлАT, AсАT), ГГТП и щелочной фосфатазы наборами фирмы «Витал».

Статистическую обработку результатов проводили методом вариационной статистики, принимая во внимание вариации динамических рядов, и оценивали корреляцию, учитывая ее достоверность по стандартным таблицам (Л.С. Каминский) с использованием программы статанализа «Statistika 6.0 for Windows» фирмы «Stat Soft, Juc» и «Microsoft Office Excel 2003».

Результаты исследования и их обсуждение

Анализ полученных результатов по определению содержания кобальта в плазме крови и моче выявил прямые корреляционные связи между дозой вводимого хлорида кобальта и содержанием в плазме крови (r = +0,66) при подкожном введении хлорида кобальта в течение месяца (r = +0,61) и в моче в течение 1 месяца после введения соли (r = +0,72). На фоне хронической интоксикации хлоридом кобальта в дозе 6 мг/кг развивается окислительный стресс, который приобретает системный характер, повышается концентрация МДА в эритроцитах, гомогенатах почечной, печеночной и миокардиальной тканей сравнительно с контрольной группой (рис. 1).

pic_14.wmf

pic_15.wmf

Рис. 1. Изменение биохимических показателей крови и внутренних органов на фоне интоксикации хлоридом кобальта

Анализ данных активности ферментов АОС организма показал, что в условиях оксидативного стресса у крыс с интоксикацией хлоридом кобальта в течение 1 месяца выявляется снижение активности СОД в крови (p < 0,001), тогда как активность каталазы и концентрация церулоплазмина существенно возрастают (p < 0,001) (рис. 2).

На фоне развившегося системного оксидативного стресса у крыс с кобальтовой интоксикацией снижается концентрация в сыворотке крови суммарных метаболитов NO (рис. 2). Корреляционный анализ показал наличие отрицательной сильной связи между повышением МДА в крови и снижением концентрации суммарных метаболитов NO (r = –0,74).

Эти изменения метаболизма NO и продукты ПОЛ способствуют развитию эндотелиальной дисфункции, нарушению проницаемости клеточных мембран внутренних органов: почек, печени и миокарда. Об этом свидетельствуют данные угнетения активности мембранного фермента Na+, K+-АТФ-азы в корковом и мозговом слоях почечной ткани, а также в гомогенатах печени и миокарда (рис. 3).

pic_16.wmf

pic_17.wmf

Рис. 2. Активность ферментов АОС в условиях кобальтовой интоксикации у крыс

pic_18.wmf

Рис. 3. Активность Na+, K+-АТФ-азы внутренних органов у крыс с экспозицией хлоридом кобальта

pic_19.wmf

pic_20.wmf

Рис. 4. Активность ферментов сыворотки крови в условиях экспериментальной кобальтовой интоксикации

Биохимическими маркерами повышения проницаемости клеточных мембран являются изменения активности ферментов сыворотки крови. В результате активации ПОЛ происходит нарушение проницаемости клеточных мембран кардиомиоцитов и гепатоцитов, повышение в крови активности трансаминаз: АлАТ, АсАТ, мембранного фермента – ГГТП и экскреторного щелочной фосфатазы (рис. 4).

Заключение

При хронической кобальтовой интоксикации в течение 1 месяца отмечается развитие системного окислительного стресса, который сопровождается снижением содержания суммарных метаболитов NO и повреждением клеточных мембран внутренних органов – почек, печени и миокарда по данным угнетения активности Na+, K+-АТФ-азы. Другим показателем нарушения проницаемости цитоплазматических мембран внутренних органов является повышение в сыворотке крови следующих ферментов: АлАТ, АсАТ, ГГТП и щелочной фосфатазы. Участие дисфункции эндотелия в нарушении функциональной способности внутренних органов установлено в нашей лаборатории в других исследованиях [3].

Рецензенты:

Брин В.Б., д.м.н., профессор, зав. отделом физиологии и патологии висцеральных систем, ФГБУН «Институт биомедицинских исследований Владикавказского научного центра РАН и Правительства РСО‒Алания», г. Владикавказ;

Джиоев И.Г., д.м.н., профессор, зав. центральной научно-исследовательской лабораторией, ГБОУ ВПО «Северо-Осетинская государственная медицинская академия» Министерства здравоохранения Российской Федерации, г. Владикавказ.

Работа поступила в редакцию 04.06.2014.


Библиографическая ссылка

Дзугкоев С.Г., Можаева И.В., Гиголаева Л.В., Тедтоева А.И., Такоева Е.А., Дзугкоева Ф.С., Маргиева О.И. СИСТЕМНЫЙ ОКИСЛИТЕЛЬНЫЙ СТРЕСС И БИОХИМИЧЕСКИЕ МАРКЕРЫ ПОВРЕЖДЕНИЯ ВНУТРЕННИХ ОРГАНОВ // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 7-3. – С. 478-481;
URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=34466 (дата обращения: 24.07.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252