ЗАЩИТНОЕ ВЛИЯНИЕ КВЕРЦЕТИНА У КРЫС С РАЗНЫМ ТИПОМ АЦЕТИЛИРОВАНИЯ В УСЛОВИЯХ ПОДОСТРОГО ВЛИЯНИЯ МАРГАНЦА ХЛОРИДА
ЗАЩИТНОЕ ВЛИЯНИЕ КВЕРЦЕТИНА У КРЫС С РАЗНЫМ ТИПОМ АЦЕТИЛИРОВАНИЯ В УСЛОВИЯХ ПОДОСТРОГО ВЛИЯНИЯ МАРГАНЦА ХЛОРИДА
Научная статья
Петринич В.В.1, Власик Л.И.2
1Доктор медицинских наук
2Профессор
Буковинский государственный медицинский университет, г.Черновцы, Украина
Аннотация
Изучены показатели окислительной модификации белков (ОМБ), перекисного окисления липидов (ПОЛ) и антиоксидантной защиты (АОЗ) в крови и печени у половозрелых крыс при подостром воздействии марганца хлорида (MnCl2) и профилактическом применении кверцетина с учетом типа ацетилирования. Установлено, что дополнительное использование кверцетина при подострой интоксикации MnCl2 сопровождается снижением показателей ОМБ, ПОЛ, разнонаправленными изменениями АОЗ в крови и печени крыс с достоверно более весомыми изменениями у животных с "быстрым" типом ацетилирования.
Ключевые слова: ацетилирование; марганца хлорид; окислительная модификация белков; перекисное окисление липидов; кверцетин.
Key words: acetylation; manganese chloride; oxidative modification of proteins; lipid peroxidation; quercetin.
Вступление. В современной медицине широко исследуется и используется для лечения многих заболеваний группа низкомолекулярных лекарственных средств растительного происхождения, в химической структуре которых содержится два ароматических кольца, соединенных трехуглеродной цепью, – флавоноидов [11]. Среди клинико-фармакологических свойств флавоноидов – антиоксидантные, мембраностабилизирующие, противоаллергические, иммуномодулирующие, противодиабетические, спазмолитические, гипотензивные, гипохолестеринемические, коронаролитические эффекты и т.п. [9].
Кверцетин – флавоноид, обладающий широким спектром фармакологических эффектов [10]. Для него характерна наиболее выраженная, по сравнению с другими флавоноидами, способность образовывать комплексы с тяжелыми металлами и способствовать их выведению из организма [9]. Исходя из этого, применение кверцетина в качестве детоксиканта организма от тяжелых металлов может быть перспективным, учитывая наличие у него как специфических свойств (способность к образованию комплексов с тяжелыми металлами), так и неспецифических (антиоксидантные, мембраностабилизирующие свойства).
Цель исследования. Изучить и оценить в динамике защитное влияние кверцетина у крыс с учетом типа ацетилирования в условиях подострого воздействия MnCl2.
Материал и методы. Экспериментальные исследования проведены на белых конвенционных аутбредных половозрелых крысах-самцах, содержавшихся на стандартном пищевом рационе со свободным доступом к воде и в стабильных условиях вивария. Количество животных в статистической группе составило 6.
Определение ацетилирующей способности животных проводили с помощью амидопиринового теста [8]. По количеству выделенного с мочой N-ацетил-4-аминоантипирина опытных животных разделено на группы "быстрых" и "медленных" ацетиляторов. Интоксикацию MnCl2 моделировали путем его внутрижелудочного (с помощью зонда) введения опытным животным в дозе 50 мг/кг (1/10 ДЛ50) в течение 28 суток. Части животных за 1 час до введения MnCl2 внутрижелудочно вводили раствор кверцетина в дозе 200 мг/кг. Контрольным группам животных вместо MnCl2 вводили водопроводную воду. Эвтаназию крыс выполняли через 24 часа после последнего введения веществ путем декапитации.
Интенсивность окислительной модификации белков (ОМБ) в крови крыс определяли по методу О.Ю.Дубининой и соавт. [3] в модификации И.Ф. Мещишена [7]. Содержание в крови продуктов перекисного окисления липидов (ПОЛ) – малонового альдегида (МА) плазмы и эритроцитов – определяли по методам Ю.А.Владимирова, А.И.Арчакова [2], диеновых конъюгатов (ДК) – по методу И.А.Волчегорського и соавт. [5]. Состояние АОЗ в крови оценивали по показателям глутатионпероксидазы (ГП) [6] и каталазы [4]. В гомогенате печени по стандартным методикам определяли интенсивность ОМБ по показателям альдегид- и кетондинитрофенил-гидразонов основного характера (АКДНФГОХ) и альдегид- и кетондинитрофенилгидразонов нейтрального характера (АКДНФГНХ), содержание диеновых конъюгатов (ДК), МА, активность ГП и каталазы [10].
Экспериментальные данные обрабатывали статистически с использованием t-критерия Стьюдента. Различие между выборками считалась вероятным при р <0,05.
Результаты исследования и их обсуждение. Показатели ОМБ, ПОЛ и АОЗ в крови крыс с разным типом ацетилирования при введении MnCl2 в дозе 50 мг/кг (1/10 ДЛ50) при применении кверцетина приведены в таблице 1. Результаты нашего исследования указывают на положительный эффект кверцетина по снижению показателей ОМБ и ПОЛ. В крови "медленных" и "быстрых" ацетиляторов профилактическое использование кверцетина привело к достоверно низшим уровням АКДНФГНХ (на 25% и 27,3% соответственно), АКДНФГОХ (на 16,9% и 28% соответственно), МА в эритроцитах (на 22,5% и 33,1% соответственно) и плазме (на 14,3% и 19,2% соответственно), каталазы (на 12,2% и 24,2% соответственно), высшей активности ГП (на 17,7 % только в "быстрых") по сравнению с подгруппами животных, которым вводили только MnCl2. Кроме того, выше оказались содержание общего белка (на 7,88% и 6,73% соответственно) и гемоглобина (только в "быстрых" ацетиляторов на 3,84%).
Можно предположить, что кверцетин нивелировал негативное влияние MnCl2 в дозе 1/10 ДЛ50 относительно уровня АКДНФГНХ, активности ГП, содержания гемоглобина в "медленных" ацетиляторов, уровня МА в эритроцитах и активности ГП в "быстрых" животных, поскольку перечисленные показатели достоверно не отличались с таковыми в контрольных группах.
Влияние кверцетина на показатели ОМБ, ПОЛ и АОЗ в печени крыс с разным типом ацетилирования при введении MnCl2 в дозе 50 мг/кг (1/10 ДЛ50) приведены в таблице 2. Наблюдалось достоверное снижение показателей ОМБ и ПОЛ у крыс, которым до введения MnCl2 в дозе 1/10 ДЛ50 дополнительно применяли кверцетин. У таких животных как с "медленным" так и с "быстрым" типами ацетилирования достоверно меньше были содержание АКДНФГНХ (на 59% и 61% соответственно), АКДНФГОХ (на 60,6% и 62,4% соответственно), ДК (на 25,3% и 27,5% соответственно), МА (на 48,5% и 50,9% соответственно) по сравнению с крысами, которым вводили только MnCl2. Активность каталазы у "медленных" и "быстрых" ацетиляторов, которая при введении MnCl2 в дозе 1/10 ДЛ50 компенсаторно возростала, при профилактическом использовании кверцетина, наоборот, была меньше (на 36,2% и 46,7% соответственно) по сравнению с крысами, которым вводили только MnCl2.
Полученные нами результаты свидетельствуют в пользу влияния кверцетина на системы про- и антиоксидантной защиты. Кроме того известно, что антиоксидантное действие флавоноидов, в т.ч. кверцетина, обусловлено их способностью нейтрализовать активные формы кислорода и разрывать цепные свободнорадикальные реакции. Протекторные эффекты флавоноидов могут быть результатом их действия не только на ферментативные системы, но и на процессы прямого обезвреживания свободных радикалов и взаимодействия с энзимами. Показано, что данные вещества стабилизируют свободные радикалы, взаимодействуя непосредственно с реактивным компонентом радикала и таким образом превращая его в стабильный и менее активный [1].
Существует предположение, что маркером предрасположенности к воздействию неблагоприятных факторов окружающей среды, в частности солей тяжелых металлов, может быть "быстрый" тип ацетилирования. Поэтому представляло интерес изучение защитного влияния кверцетина с учетом типа ацетилирования. В данном исследовании дельта (Δ) (разница между соответствующими показателями у крыс, получавших только MnCl2, с крысами, которым дополнительно вводили кверцетин) у "быстрых" крыс достоверно отличалась с Δ у "медленных" крыс для показателей АКДНФГОХ в крови, МА в эритроцитах, каталазы в крови, МА и каталазы в печени. Кроме того, только в "быстрых" животных наблюдались достоверные изменения активности ГП и уровня гемоглобина в крови. Итак, более чувствительными к кверцетину можно считать животных с "быстрым" типом ацетилирования.
Выводы
Применение кверцетина при подострой интоксикации MnCl2 в дозе 1/10 ДЛ50 у "медленных" и "быстрых" ацетиляторов сопровождается снижением показателей ОМБ, ПОЛ, разнонаправленными изменениями АОЗ в крови и печени крыс, что достоверно весомее у животных с "быстрым" типом ацетилирования.
Перспективы дальнейших исследований. Заключаются в дальнейшем изучении защитного влияния средств биопрофилактики в условиях подострого воздействия MnCl2 на экспериментальных биологических моделях с разным типом ацетилирования.
Список литературы / References
- Василенко Є.О., Раєцька Я.Б., Степанов Ю.В., Остапченко Л.І., Чайка В.О. Вплив кверцетину на стан антиоксидантної системи і процесів ПОЛ при експериментальній моделі геморагічного інсульту у щурів // Фізика живого. – 2008. – Т. 16, № 1. – С.116-119.
- Владимиров Ю.А., А.И.Арчаков. Перекисное окисление липидов в биологических мембранах. – М.: Наука, 1972. – 252 с.
- Дубинина Е.Е., Бурмистров С.О., Ходов Д.А., Поротов Г.Е. Окислительная модификация белков сыворотки крови человека, метод ее определения // Вопр. мед. химии. – 1995. – Т. 41, № 1. – С. 24-26.
- Королюк М.А., Иванова Л.Н., Майорова И.Г., Токарев В.Е. Метод определения активности каталазы // Лаб. дело. – 1988. – № 1. – С. 16-19.
- Магаляс В.М., Міхеєв А.О., Роговий Ю.Є. та ін. Сучасні методики експериментальних та клінічних досліджень Центральної науково-дослідної лабораторії буковинської державної медичної академії: методичний посібник. – Чернівці: БДМА, 2001. – 42 с.
- Мещишен И.Ф. Метод определения активности глутатионтрансферазы в крови // В кн.: Применение ферментов в медицине. – Симферополь, 1987. – С. 135-136.
- Мещишен І.Ф. Метод визначення окислювальної модифікації білків (сироватки) крові // Бук. мед. вісник. – 1998. – Т. 2, № 1. – С. 156-158.
- Попов Т.А., Леоненко О.Б. Метод оценки активности оксидаз печени // Гигиена и санитария. – 1977. – № 9. – С. 56-59.
- Стежка В.А. Науково обгрунтовані принципи і підходи до вторинної медико-біологічної профілактики екологічно обумовленої та професійної патології, пов’язаної з впливом на людину сполук свинцю. Частина II. Фармакологічні засоби профілактики розвитку інтоксикації та детоксикації організму від важких металів // Сучасні проблеми токсикології. – 2006. – № 2. – С. 83-89.
- Усенко В.Ф., Подпружников Ю.В., Безуглая Н.П., Зупанец И.А., Шаламай А.С. Клиническое изучение фармакокинетических свойств кверцетина с углеводным комплексом при пероральном введении // Ліки України. – 2011. – № 1. – С. 65-68.
- Чекман І.С. Флавоноїди – клініко-фармакологічний аспект //Фармакотерапія в Україні. – 2000. – № 2. – С. 3-5.
Таблица 1. Состояние ОМБ, ПОЛ и АОЗ в крови крыс с разным типом ацетилирования при введении MnCl2 в дозе 1/10 ДЛ50 и применении кверцетина в дозе 200 мг/кг (M±m)
Показатели | Контроль | MnCl2 50 мг/кг | MnCl2 50 мг/кг + кверцетин 200 мг/кг | |||
медленные | быстрые | медленные | быстрые | медленные | быстрые | |
АКДНФГНХ, ммоль/г белка | 0,44±0,01 | 0,44±0,00 | 0,60±0,01* | 0,66±0,01* | 0,45±0,09** ∆0,15±0,01 | 0,48±0,06*/** ∆0,19±0,01 |
АКДНФГОХ, о.ед. г/л белка | 4,18±0,04 | 4,21±0,05 | 5,45±0,18* | 6,40±0,14* | 4,53±0,02*/** ∆0,92±0,18 | 4,61±0,04*/** ∆1,79±0,1# |
Малоновый альдегид (эритроциты), мкмоль/л | 9,62±0,07 | 9,62±0,08 | 13,14±0,44* | 14,94±0,39* | 10,18±0,11*/** ∆2,97±0,44 | 10,00±0,16** ∆4,94±0,46# |
Малоновый альдегид (плазма), мкмоль/л | 3,53±0,10 | 3,54±0,08 | 5,53±0,10* | 5,67±0,15* | 4,74±0,15*/** ∆0,79±0,12 | 4,58±0,20*/** ∆1,09±0,23 |
ГП, нмоль ГВ/мин*1г Hb | 131,3±3,47 | 131,6±1,62 | 113,40±6,93* | 105,70±5,22* | 126,1±5,14 ∆-12,73±9,95 | 124,4±4,75** ∆-18,69±5,89 |
Каталаза, мкмоль/мл ч | 10,44±0,07 | 10,59±0,06 | 13,58±0,29* | 15,63±0,17* | 11,92±0,24*/** ∆1,67±0,33 | 11,85±0,11*/** ∆3,77±0,22# |
Общий белок, г/л | 71,82±0,42 | 71,61±0,22 | 63,17±0,58* | 62,08±0,62* | 68,15±0,88*/** ∆-7,71±1,55 | 66,26±0,68*/** ∆-8,96±0,95 |
Гемоглобин, г/л | 144,3±2,20 | 148,1±1,76 | 138,40±1,61 | 138,20±0,82* | 141,6±0,43 ∆-3,23±1,53 | 143,5±0,57*/** ∆-5,26±0,88 |
Примечания:
* – разница достоверна по сравнению с показателем в группе контроля (р <0,05);
** – разница достоверна по сравнению с показателем у животных, которым вводили только MnCl2 (р <0,05);
Δ – дельта показателей; # – разница достоверна по сравнению с показателем у "медленных" животных.
Таблица 2. Состояние ОМБ, ПОЛ и АОЗ в печени крыс с разным типом ацетилирования при введении MnCl2 в дозе 1/10 ДЛ50 и применении кверцетина в дозе 200 мг/кг (M±m)
Показатели | Контроль | MnCl2 50 мг/кг | MnCl2 50 мг/кг + кверцетин 200 мг/кг | |||
медленные | быстрые | медленные | быстрые | медленные | быстрые | |
АКДНФГНХ, ммоль/г белка | 1,43±0,03 | 1,43±0,01 | 2,05±0,03* | 2,18±0,05* | 0,84±0,01*/** ∆1,21±0,03 | 0,85±0,01*/** ∆1,32±0,05 |
АКДНФГОХ, о.ед. г/л белка | 14,73±0,28 | 14,42±0,34 | 20,16±0,62* | 21,7±0,55* | 7,95±0,12*/** ∆12,21±0,64 | 8,17±0,07*/** ∆13,53±0,51 |
Диеновые конъюгаты, нмоль/мг белка | 2,83±0,05 | 2,80±0,04 | 4,07±0,07* | 4,15±0,04* | 3,04±0,02*/** ∆1,03±0,06 | 3,01±0,02*/** ∆1,14±0,06 |
Малоновый альдегид, нмоль/мг белка | 1,45±0,02 | 1,43±0,01 | 1,96±0,05* | 2,12±0,03* | 1,01±0,01*/** ∆0,95±0,05 | 1,04±0,01*/** ∆1,09±0,03# |
Каталаза, мкмоль/мин*мг белка | 29,73±0,44 | 29,13±0,57 | 39,69±0,45* | 41,89±0,66* | 25,31±0,37*/** ∆14,37±0,72 | 22,32±0,69*/** ∆19,57±1,15# |
Примечания:
* – разница достоверна по сравнению с показателем в группе контроля (р <0,05);
** – разница достоверна по сравнению с показателем у животных, которым вводили только MnCl2 (р <0,05);
Δ – дельта показателей; # – разница достоверна по сравнению с показателем у "медленных" животных.