ВЛИЯНИЕ ЭТИЛОВОГО СПИРТА НА ЛИПИДНЫЙ СОСТАВ МЕМБРАН ЭРИТРОЦИТОВ И ЕГО КОРРЕКЦИЯ ЛИПИДНЫМ КОМПЛЕКСОМ ИЗ ТУНИКИ МОРСКОГО ГИДРОБИОНТА HALOCINTHIA AURANTIUM

Научная статья
DOI:
https://doi.org/10.23670/IRJ.2023.133.64
Выпуск: № 7 (133), 2023
Предложена:
02.05.2023
Принята:
22.06.2023
Опубликована:
17.07.2023
1007
5
XML
PDF

Аннотация

Введение липидного комплекса, выделенного из туники асцидии пурпурной (Halocinthia aurantium) после интоксикации этиловым спиртом способствовало восстановлению липидного состава мембран эритроцитов, показателей осмотической резистентности и размерных характеристик эритроцитов крыс за счет входящих в его состав природных фосфолипидов и жирных кислот, что и определяет мембранозащитный эффект препарата.

Цель работы: изучить влияние липидного комплекса, выделенного из туники асцидии пурпурной на липидный состав мембран эритроцитов крыс в условиях интоксикации этиловым спиртом.

Проведен эксперимент на белых крысах-самцах линии Вистар, содержащихся в стандартных условиях вивария. Животные были разделены на 4 группы по 10 крыс в каждой: 1-я – контроль (интактные); 2-я – введение 33% этилового спирта в течение 7 дней; 3-я – введение 33% этилового спирта в течение 7 дней с последующей отменой в течение 7 дней; 4-я – введение липидного комплекса асцидии в течение 7 дней после 7-дневной интоксикации этиловым спиртом. Этанол (33%) вводили в дозе 7,5 мл/кг два раза в сутки, а липидный комплекс асцидии в дозе 0,2 мл/100 г массы.

Интоксикация этиловым спиртом сопровождалась нарушением липидного состава эритроцитарных мембран: увеличились значения холестерина, сфингомиелина, лизофракций фосфолипидов. Увеличивались размерные характеристики эритроцитов и снижалась их осмотическая резистентность. В период отмены этанола в течение 7 дней сохранялся макроцитоз, не наблюдалось полного восстановления липидной составляющей мембран эритроцитов. Введение липидного комплекса асцидии в период после отмены этанола способствовало восстановлению липидного спектра мембран эритроцитов, а также нормализовало физиологические характеристики эритроцитов крыс.

Полученные результаты свидетельствуют о нарушении структурной организации мембран эритроцитов при интоксикации этиловым спиртом, что требует необходимость профилактической фармакокоррекции. Применение липидных комплексов, содержащих «морские» липиды, выделенные из морских гидробионтов, в частности из туники асцидии пурпурной, может быть полезным и перспективным в комплексной реабилитации больных алкоголизмом.

1. Введение

Изначальной мишенью воздействия этанола на организм является липидный слой клеточной мембраны клетки

. Токсическое воздействие этилового спирта, обуславливается его мембрано-разжижающим эффектом, растворяясь в биологических средах он вызывает структурные изменения фосфолипидного бислоя и, как следствие, частично блокирует трансмембранный перенос ионов
. Длительный прием приводит к изменениям в структуре мембран клеток, увеличению содержания холестерина и возникновению ригидности клеточных стенок
. Все эти процессы приводят к интенсификации перекисного окисления липидов, активации эндогенных фосфолипаз и протеаз, уменьшению активности системы антиоксидантной защиты клетки
.

Наиболее уязвимыми считаются мембраны эритроцитов, поскольку в их составе большое количество легко окисляемых фосфолипидов. Нарушение баланса соотношения липидных составляющих мембран изменяет физические параметры эритроцитов, увеличивает их размерные характеристики

.

Перспективными средствами для восстановления нарушенных мембранных структур при алкогольном поражении организма являются природные биологически активные вещества, полученные из сырья как наземного, так и морского происхождения. Морские гидробионты являются богатыми источниками различных витаминов, аминокислот, гликолипидов, нейтральных и фосфолипидов, микро- и макроэлементов, полифенолов, полисахаридов. Также в их составе присутствуют n-3 и n-6 семейства полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК). Известно, что ПНЖК омега-3 помимо гиполипидемического эффекта оказывают антиагрегантное, гипокоагуляционное, иммуномодулирующее и противовоспалительное действие

.

Одним из представителей морских гидробионтов является асцидия пурпурная (Halocinthia aurantium), обитающая в прибрежной зоне залива Петра Великого Японского моря. По зоологической систематике асцидия относится к типу хордовых (Chordata), подтипу оболочников (Tunicata), классу асцидий (Ascidiae), отряду складчатожаберных асцидий (Stolidobranchiata), семейству пиуридов (Pyuridae). Эта форма асцидий широко распространена в дальневосточных и арктических морях на глубинах от 4 до 400 метров

. В ее тунике сконцентрировано значительное количество биологически активных веществ липидной природы. Это обусловило необходимость выделить липидный комплекс из туники асцидии и исследовать его биологический эффект. Химический анализ показал, биологически значимое содержание фосфолипидов, нейтральных липидов, полиненасыщенных жирных кислот семейства n-3 и n-6, способствующих репарации мембранных структур
. Подробный химический состав липидного комплекса асцидии представлен в наших ранее опубликованных работах
. Кроме того, данный комплекс показал высокую эффективность в экспериментах на лабораторных животных при лучевом поражении
, дислипидемиях
, как липидкоррегирующее средство при гиперхолестериновом рационе с высокожировой нагрузкой, при изучении интоксикационного действия четыреххлористого углерода и последующей его коррекции
.

Целью исследования явилось изучение влияния приема липидного комплекса, извлеченного из туники асцидии пурпурной на липидный слой мембран эритроцитов крыс в условиях хронической интоксикации этанолом.

2. Методы и принципы исследования

Сбор образцов асцидии пурпурной (Halocynthia aurantium) осуществлялся в летний период в районе б. Западная, о-в Попова, зал. Петра Великого (Японское море). Далее их тщательно сортировали и очищали от частиц песка и эпифитов, тунику отделяли от внутренностей и подошвы, промывали морской и водопроводной водой, затем высушивали при температуре, не превышающей 500С. Выборка особей составляла 20 единиц. Высушенную тунику измельчали в порошкообразное состояние и в соответствии с общепринятым методом для выделения липидов из растительного и животного сырья, экстрагировали смесью хлороформ:метанол (1:2 по объему)

. К экстракту добавляли раствор хлористого натрия (0,73%) в количестве 20% от объема, для получения липидной фракции. Полученный при разделении фаз хлороформный липидосодержащий слой, разделяли на делительной воронке и на роторном испарителе упаривали до отсутствия запаха хлороформа. Липидный комплекс смешивали с вазелиновым маслом из расчета 80 мг/кг массы животного
. Вазелиновое масло считается химически инертной средой и не оказывает непосредственного влияния на результаты эксперимента
.

Был проведен эксперимент на животных, белых крысах-самцах с массой тела 200 г, при стандартных условиях содержания в виварии. До начала эксперимента выполнена адаптация животных в течение 7 суток. После адаптации крыс распределяли на интактных (контроль), потреблявших стандартный рацион, и крыс, подвергавшихся моделированию алкогольной интоксикации. В течение 7 дней им вводили 33% этанол в дозе 7,5 мл/кг два раза в сутки. Использована схема эксперимента, разработанная A. Gajdos

. Далее животным через желудочный зонд вводили липидный комплекс асцидии с дозировкой 0,2 мл/100 г массы тела ежедневно, в течение 7 дней. Группы «стресс» и «контроль» получали вазелиновое масло в эквиобъемном количестве. Выделены 4 группы животных по 10 крыс в каждой: 1-я – контроль; 2-я – интоксикация этанолом в течение 7 дней; 3-я – интоксикация этанолом в течение 7 дней с последующей отменой в течение 7 дней; 4-я введение липидного комплекса асцидии в течение 7 дней после 7-дневной интоксикации этиловым спиртом. Из эксперимента животных выводили путем декапитации под легким эфирным наркозом в строгом соответствии с международными рекомендациями Европейской конвенции по защите позвоночных животных, используемых для экспериментов или в иных научных целях (Страсбург, 1986). Эксперимент получил одобрение комиссии по вопросам этики в Тихоокеанского океанологического института им. В.И. Ильичева ДВО РАН (протокол № 15 от 29 октября 2021 г.).

Разделение крови на фракции осуществлялось методом центрифугирования

. Для выделения мембранной массы, эритроциты гемолизировали в дистиллированной воде. Экстракты общих липидов выделенные из мембран эритроцитов готовили по методу J. Folch et al.
. Разделение фосфолипидных фракций осуществлялось методом двумерной микротонкослойной хроматографии. Разделяющей системой служили смеси растворителей, описанные G. Rouser и соавт.
. Идентификацию фосфолипидных фракций на хроматограммах проводили по методу V.E. Vaskovsky и соавт.
. Хроматографическое распределение нейтральных липидов для количественной характеристики уровня холестерина проводили методом одномерной микротонкослойной хроматографии в системе растворителей, описанных J.S. Amenta
. Количественное значение отдельных фракций выражали в процентном соотношении от общей суммы нейтральных липидов и фосфолипидов, соответственно.

Средний диаметр и объем эритроцитов в крови определяли на гематологическом анализаторе «Abacus» (Diatron, Австрия). Осмотическую резистентность эритроцитов к изменению концентрации NaCI рассчитывали по методу Б.Л. Эндрю

. Для обработки результатов использовали статистический пакет Instat 3,0 (GraphPad. Software Inc. USA, 2005), с функцией проверки соответствия выборки закону нормального распределения. При подсчете статистической значимости различий в зависимости от параметров распределения использовали параметрический t-критерий Стьюдента или непараметрический U-критерий Манна-Уитни.

3. Основные результаты

Введение этанола экспериментальным животным в течение 7 дней способствовало изменению содержания холестерина и фосфолипидных фракций в мембране эритроцитов. Отмечалось статистически достоверное (по сравнению с контролем) повышение уровня холестерина (ХС) на 15% (р<0,01) (табл.). Согласно литературным данным ХС, примыкая гидроксильными группами к полярным головкам фосфолипидов, является фактором, влияющим на текучесть и механическую прочность мембраны, а также вязко-эластические характеристики, снижая способность эритроцитов к деформации

. Известно, что компенсаторным ответом на повреждающее действие этанола является увеличение содержания ХС в мембране, обеспечивающее поддержание упорядоченности ее структуры и сохранение целостности
. Именно благодаря холестерину эритроцит может менять свою форму в ответ на метаболические изменения и внешние воздействия
.

Также происходит активация фосфолипаз и свободнорадикальное окисление липидов

. Анализ фосфолипидного спектра показал увеличение уровня лизофосфатидилхолина (ЛФХ) на 54% (р<0,05) и лизофосфатидилэтаноламина (ЛФЭ) на 67% (р<0,05), относительно контрольных значений, что обусловлено высокой активностью фосфолипаз. Достоверно снизилось количество основных структурных компонентов мембран: фосфатидилхолина (ФХ) и фосфатидилэтаноламина (ФЭ) на 9% и 37% (р<0,01), соответственно.

Таблица 1 - Влияние экстракта асцидии на липидный состав мембран эритроцитов крыс при интоксикации этиловым спиртом

 Фосфолипиды

1 группа контроль

2 группа этанол

3 группа отмена этанола

4 группа отмена+асцидия

Холестерин, %

22,1±0,6

25,4±0,8**

***27,3±0,9**

21,9±0,9

Фосфатидилхолин, %

41,9±0,6

38,5±0,3*

40,0±0,1

43,0±1,0

Лизофосфатидилхолин, %

6,5±0,1

10,0±0,08

***9,3±0,8*

6,2±0,05

Фосфатидилэтаноламин, %

21,7±0,4

15,9±0,2*

***18,1±0,4*

20,0±0,4

Лизофосфатидилэтанол-амин, %

1,5±0,02

2,5±0,03*

***1,7±0,02

1,4±0,02

Сфингомиелин, %

12,1±0,2

15,9±0,2*

***19,0±0,7*

13,5±0,9

Фосфатидилинозит, %

6,3±0,4

4,5±0,2**

***3,3±0,3**

5,6±0,2

Фосфатидилсерин, %

7,0±0,2

8,4±0,2**

***7,0±0,1

7,6±0,3

Фосфатидная кислота, %

2,9±0,04

4,3±0,3**

***1,6±0,1**

2,7±0,2

Примечание: в % от суммы, М+м; * — р<0,05; ** — р<0,01, *** — р<0,001; звездочки справа — сравнение с контролем, слева — со 2-й группой

Обращает на себя внимание повышение величины сфингомиелина (СМ) на 31% (р<0,05), являющегося стабилизатором мембран

. Увеличение СМ свидетельствует о защитно-компенсаторной реакции на разжижающее действие этанола
. Также отмечалось увеличение количества фосфатидилсерина (ФС) на 19% (р<0,01) и фосфатидной кислоты (ФК) на 48% (р<0,01), что свидетельствует об активации мембраносвязанного фермента Na+-K+-АТФазы, потере калия и усилении проникновения натрия и воды внутрь клетки
.

При исследовании размерных характеристик эритроцитов, таких как средний диаметр (СДЭ) и средний объем (СОЭр) после интоксикации этанолом, отмечалось их увеличение по сравнению с таковыми значениями в контроле. Так, СОЭр превышал контрольные значения на 28 % (110±3 мкм против 86±3 мкм в контроле, р<0,001), а СДЭ - на 15% (7,35±0,07 мкм против 6,38±0,02 мкм в контроле, р<0,001). Также отмечался сдвиг порога начала гемолиза эритроцитов до 0,55±0,01% и окончания гемолиза при концентрации 0,45±0,01% NaCl, относительно контрольных значений (начало гемолиза при 0,45±0,01% NaCl, завершение – при 0,35±0,01% NaCl), что свидетельствует о пониженной устойчивости мембран эритроцитов к гемолизирующему агенту.

В период отмены интоксикации этанолом (3-я группа) сохранялся достоверно высокий уровень ХС, превышающий контроль на 23% (р<0,01), что свидетельствует о стрессовой реакции на отмену этанола. Анализ фракционного состава фосфолипидов в 3-й группе показал повышенное содержание ЛФХ, что говорит о сохраняющейся высокой активности фосфолипаз. На 19% (р<0,05) был повышен уровень СМ, относительно контроля. Одновременно отмечалось снижение почти в 2 раза по сравнению с 1-й группой, количества ФИ (р<0,01) и ФК (р<0,01). Следовательно, в период отмены этанола в течение 7 дней полного восстановления липидной составляющей мембран эритроцитов не наблюдается. Также в период отмены начало гемолиза происходило при концентрации NaСl 0,50 ± 0,01%, а полный гемолиз наблюдался при концентрации NaCl 0,40 ± 0,01%, что достоверно (р<0,01) отличалось от таковых величин в контроле. При этом средний объем эритроцитов был равен 100 ± 4 мкм3 (р<0,05), а средний диаметр эритроцитов – 6,76 ± 0,04 мкм (р<0,001). То есть, в период отмены сохраняется макроцитоз, который может быть обусловлен стойкостью патологических сдвигов в соотношении групп липопротеинов плазмы крови, влияющих на состав липидов в мембране эритроцитов.

При введении липидного комплекса асцидии в период отмены (4-я группа) содержание холестерина и фосфолипидных фракций в мембране эритроцитов соответствовало таковым величинам в контроле. Так, уровень ХС был снижен до 21,9±0,9%. Анализ фосфолипидного спектра показал восстановление фракционного состава мембран эритроцитов до контрольных значений. Также полностью нормализовались размерные характеристики эритроцитов и их осмотическая резистентность. Причем, следует отметить, что полный гемолиз наблюдался при концентрации 0,30±0,01% NaCl, что на 14% ниже таковой концентрации в контроле. Следовательно, липидный комплекс асцидии не только восстановил устойчивость мембран к снижению концентрации NaCl, но и расширил границы осмотической резистентности.

Полученные результаты свидетельствуют о мембранопротекторном эффекте липидного комплекса. Это связано с его химическим составом. Благодаря заместительному эффекту эссенциальных фосфолипидов и полиненасыщенных жирных кислот, происходит ликвидация дефектов липидного бислоя эритроцитарных мембран, вызванных этанолом. В результате чего происходит восстановление липидных структур мембран, улучшаются их эластические свойства.

4. Заключение

Полученные результаты свидетельствуют о нарушении структурной организации мембран эритроцитов при интоксикации этиловым спиртом, что требует необходимость профилактической фармакокоррекции. Применение липидного комплекса асцидии позволяет нормализовать липидный спектр мембран эритроцитов и показатели осмотической устойчивости эритроцитов, нарушенные этанолом, а также восстановить до исходных значений физиологические характеристики клеток крови. Применение липидных комплексов, содержащих «морские» липиды, выделенные из морских гидробионтов, в частности из туники асцидии пурпурной, может быть полезным и перспективным в комплексной реабилитации больных алкоголизмом.

Метрика статьи

Просмотров:1007
Скачиваний:5
Просмотры
Всего:
Просмотров:1007