АНТИОКСИДАНТНАЯ РОЛЬ СИСТЕМЫ ГЛУТАТИОНА В ОРГАНИЗМЕ МОРСКИХ СВИНОК ПРИ ИНГАЛЯЦИОННОМ ВВЕДЕНИИ МАГНЕТИТА А. И. Наумова

Научные руководители: канд. мед. наук, асс. О. Л. Носарева, др мед. наук, проф. А. В. Носарев

Сибирский государственный медицинский университет, г. Томск

Введение. В настоящее время возрос интерес исследователей к изучению действия нанопорошков на живые организмы. Такие соеди нения находятся в высокоактивном, метастабильном состоянии. Наблюдается как непосредственная цитотоскичность наноразмерных частиц, так и обусловленная участием в свободнорадикальных про цессах [2]. В защитных механизмах клетки важную роль играет как неферментативное звено, включающее в себя систему глутатиона, так и ферментативное, представляющее ряд глутатионзависимых фер ментов, каталазу, супероксиддисмутазу [1]. Глутатион занимает важ ное место в антиоксидантной защите клетки благодаря своей SH группе в структуре, так как именно она подвергается окислению в первую очередь, защищая белковые структуры клетки. Также молеку ла глутатиона может вовлекаться в ферментативное восстановление других антиоксидантов, например витамина Е. Адекватное срабатыва ние двух звеньев этой системы приводит к положительному эффекту защитных реакций, невозможности разрушения внутримолекулярных структур клетки.

Цель работы. Оценить параметры системы глутатиона в эритро цитах морских свинок, подвергшихся ингаляционному введению нанопорошка магнетита в течение 4х и 15 дней.

Материал и методы. В исследовании использовались беспород ные, половозрелые морские свинкисамцы, массой 400 г (n=61). Для получения аэрозоля готовили взвесь магнетита (Fe3O4) в дистиллиро ванной воде в концентрации 0,025мг/мл. Ингаляция животных прово дилась ежедневно в течение 60 минут: I группа (n=16) с курсом 4 дня и II группа (n=25) с курсом 15 дней. Изучались эффекты наноматериала, поступившего in vivo. Контрольную группу составили интактные живот ные, которые подвергались ингаляции дистиллированной водой в те чение 4 (n=14) и 15 (n=6) дней. При отсутствии достоверно значимых различий между животными, которые получали ингаляцию дистилли рованной водой в течение 4 и 15 дней – группы были объединены в одну контрольную группу (n=20). Материалом исследования служили плазма крови и гемолизат эритроцитов, приготовленный из трижды отмытой холодным физиологическим раствором гепаринизированной крови. В плазме крови определяли концентрацию ТБКактивных про дуктов по реакции с тиобарбитуровой кислотой. В гемолизате эритро

цитов определяли содержание восстановленной формы глутатиона по реакции с 5,5дитиобис(2нитробензойной кислотой) и активность ферментов: глутатионредуктазы – по НАДФНзависимому преобразо ванию окисленной формы глутатиона в восстановленную; глутати онпероксидазы – по катализу реакции взаимодействия восстановлен ного глутатиона с гидроперекисью тбутила. Анализ данных проводил ся при помощи программы «Statistica 6.0». Результаты представляли в виде медианы, нижнего и верхнего квартиля. Для определения харак тера распределения полученных данных использовали критерий Кол могороваСмирнова. Гипотезу о принадлежности сравниваемых неза висимых выборок к одной и той же генеральной совокупности или к совокупностям с одинаковыми параметрами проверяли с помощью рангового критерия УолдаВольфовитса. Различия считались досто верными при уровне значимости (р) ниже 0,05.

Результаты и обсуждения. В ходе данного исследования выяв лено достоверное увеличение в 1,46 раза (р<0,05) уровня ТБКактивных продуктов в случае ингаляторного применения магнетита в I

группе животных и в 2,7 раза во II экспериментальной группе относи тельно контрольной группы, что указывает на сформированный окис лительных стресс у экспериментальных животных. Во II группе окис лительный стресс выражался в большей интенсивности по сравнению

с I группой, так как наблюдалось увеличение концентрации этого ме таболита у животных, ингалированных в течение 15 дней, по сравне нию с первой группой морских свинок в 1,72 раза.

Концентрация восстановленного глутатиона во второй группе морских свинок уменьшилась в 4,47 раза относительно первой группы животных. Это свидетельствует об активном потреблении тиола в хо де окислительных процессов, а, следовательно, о ходе защитных реакций биополимеров от окислительной модификации.

Активность глутатионредуктазы в первой группе достоверно зна чимо возросла в 1,3 раза, а во второй группе – достоверно снизилась в

1,16 раза относительно значений группы контроля. При сравнении двух опытных групп между собой получили активность глутатионредуктазы в

1,43 раза ниже во II группе животных относительно I группы морских

свинок. Это объясняется тем, что увеличенное образование глутатион дисульфида при инактивации гидроперекисей липидов в результате реакций перекисного окисления липидов является неблагоприятным для клетки фактором, поэтому он постоянно восстанавливается в ре акции, катализируемой глутатионредуктазой. Наблюдалось формиро вание окислительного стресса различной интенсивности в двух экспе риментальных группах животных.

Активность глутатионпероксидазы в эритроцитах достоверно по высилась в первой группе опытных животных по сравнению с кон

трольной группой в 2,23 раза, а во второй находилась на уровне кон трольной группы. Более продолжительное воздействие магнетита проявлялось достоверно значимым снижением активности изучаемого фермента (в 1,56 раза) относительно группы животных, ингалирован ных 4 дня. Количество глутатионпероксидазы на уровне контрольных значений в паре с уменьшенным количеством восстановленного глу татиона у второй группы экспериментальных животных, ингалирован ных магнетитом в течение 15 дней, доказывает неадекватность сраба тывания фермента при более продолжительном воздействии магнети та.

Выводы:

1. Установлено наибольшее накопление ТБКактивных продуктов пероксидации липидов в группе животных ингалированных 15 дней наноразмерным магнетитом относительно группы морских свинок ингалированных в течение 4 дней.

2. Установлен больший расход восстановленного глутатиона эритроцитов в группе животных, ингалированных в течение 15 дней наноразмерным магнетитом относительно группы морских свинок, находящихся под ингаляторным воздействием в течение 4 дней.

3. Установлено более адекватное срабатывание глутатионзависимых ферментов эритроцитов в группе морских свинок, ингалированных 4 дня наноразмерным магнетитом и недостаточная их активность в группе морских свинок, ингалированных 15 дней магнетитом.

Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект №090499124р_офи.

Список литературы:

1. Зенков, Н. К. Окислительный стресс : Биохимический и патофизиологический аспекты / Н. К. Зенков, В. З. Ланкин, Е. Б. Меньшикова. – М : МАИК «Наука / Ин терпериодика», 2001. – 343 с.

2. Klaine, S. J. Nanomaterials in the environment : behavior, fate, bioavailability and ef fects / S. J. Klaine, P. J. J. Alvarez, G. E. Batley et al. // Environ. Toxicol. Chem. –

2008. – Vol. 27. – Р. 18251851.

Материал взят из: Медикобиологические науки: достижения и перспективы (г. Томск, 10-11 ноября 2011 г.): сборник материалов I Всероссийской научной студенческой конференции