Вивчення біохімічних механізмів пошкодження мембранних структур головного мозку в умовах інтоксикації хлоралканами та корекції нікотинамідом - Автореферат

За даними провідних вітчизняних та зарубіжних токсикологів, отруєння хлоралканами посідають друге - третє місце в структурі гострих інтоксикацій населення різними ксенобіотиками, а серед хлоралканів провідне місце (близько 90 % всіх випадків гострих отруєнь) займають 1,2-дихлоретан та тетрахлорметан (М.Г. Зазначені сполуки є цитотоксичними отрутами, що спричиняють важкі ураження субклітинних структур життєво важливих органів: печінки, міокарду, головного мозку, нирок тощо, призводячи до важких некрозо-дистрофічних уражень цих органів (Е.А. Разом з тим, незважаючи на високу небезпечність ураження центральної нервової системи 1,2-дихлоретаном та тетрахлорметаном, біохімічні механізми нейротоксичних ефектів цих хлоралканів, зокрема пошкодження мембранних структур нейронів, лишаються недостатньо зясованими, у звязку з чим специфічна антидотна терапія відсутня, а засоби фармакологічної корекції токсичного ураження хлоралканами клітин головного мозку є малоефективними, що і обгрунтовує актуальність дисертаційного дослідження. Метою роботи було вивчення змін у функціонуванні ферментних систем синаптосом та мітохондрій, стану пероксидного окислення біомолекул та ультраструктури клітин головного мозку білих щурів за умов гострої інтоксикації 1,2-дихлоретаном і тетрахлорметаном. Отримані експериментальні дані розширюють та поглиблюють існуючі уявлення про біохімічні механізми порушення мембранних структур головного мозку, які лежать в основі гострих токсичних уражень 1,2-дихлоретаном та тетрахлорметаном, дають змогу запропонувати використання нікотинаміду з метою корекції гострої інтоксикації хлоралканами. мозок інтоксикація тетрахлорметан нікотинамідВ кожній з двох серій експериментів (отруєння 1,2-ДХЕ та отруєння ТХМ) щурів поділяли на 4 групи: 1-а - контрольна (тварини, що отримували розчинник); 2-а - тварини, отруєні 1,2-ДХЕ - дослідження через 24 год; 3-тя - тварини, отруєні 1,2-ДХЕ (або ТХМ) - дослідження через 48 год; 4-та - тварини, яким вводили нікотинамід в дозі 200 мг/кг внутрішньоочеревинно через 1, 24 та 36 год після отруєння хлоралканами. Визначення активності Na , K -АТФАЗИ синаптосом головного мозку проводили спектрофотометрично за кінцевим продуктом АТФАЗНОЇ реакції - неорганічним фосфатом (W.B. В умовах гострого отруєння щурів 1,2-ДХЕ відбувається збільшення в сироватці крові активності АЛТ на 157 та АСТ на 55 % порівняно з контролем; за отруєння ТХМ також спостерігається збільшення активності сироваткових амінотрансфераз АЛТ та АСТ на 207 та 61 %, відповідно, що свідчить про пошкодження мембранних структур паренхіматозних органів, в першу чергу печінки, серця, нирок та головного мозку. Так, поглинання [2-14С]-серотоніну синаптосомами головного мозку щурів зменшувалось за отруєння ДХЕ - на 45 % та ТХМ - на 13 % порівняно з контролем, відповідно, при цьому більш виразно за дії ДХЕ. Нікотинамід спричиняв також і деяку нормалізацію аномально підвищеного за інтоксикації ТХМ пасивного виходу серотоніну із синаптосом - зменшення на 20 % порівняно з величиною у тварин, які не одержували нікотинамід, це свідчить про певне відновлення структурної цілості синаптосомальних мембран.У дисертаційній роботі досліджено біохімічні механізми пошкодження головного мозку щурів за умов експериментального моделювання хімічного ураження клітин хлоралканами: 1,2-дихлоретаном і тетрахлорметаном та корекції виявлених метаболічних порушень нікотинамідом. Гостре одноразове отруєння щурів 1,2-дихлоретаном і тетрахлорметаном в дозах Ѕ ЛД 50 призводило через 48 год до глибоких порушень транспорту серотоніну, ферментних та іонтранспортних процесів мембранних структур головного мозку. В умовах гострого отруєння 1,2-дихлоретаном та тетрахлорметаном спостерігалось суттєве пригнічення активного поглинання [2-14C]-серотоніну (на 45 та 13 %) та активація пасивного вивільнення нейромедіатору (на 13 та 70 %) із синаптосомальних везикул головного мозку.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ МАТЕРІАЛИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ

У дисертаційній роботі досліджено біохімічні механізми пошкодження головного мозку щурів за умов експериментального моделювання хімічного ураження клітин хлоралканами: 1,2-дихлоретаном і тетрахлорметаном та корекції виявлених метаболічних порушень нікотинамідом.

1. Гостре одноразове отруєння щурів 1,2-дихлоретаном і тетрахлорметаном в дозах Ѕ ЛД 50 призводило через 48 год до глибоких порушень транспорту серотоніну, ферментних та іонтранспортних процесів мембранних структур головного мозку.

2. В умовах гострого отруєння 1,2-дихлоретаном та тетрахлорметаном спостерігалось суттєве пригнічення активного поглинання [2-14C]- серотоніну (на 45 та 13 %) та активація пасивного вивільнення нейромедіатору (на 13 та 70 %) із синаптосомальних везикул головного мозку.

3. При гострій інтоксикації хлоралканами відбувалось значне зменшення активності Na , K -АТРАЗИ синаптосом головного мозку - на 25 та 38 % за дії 1,2-дихлоретану та тетрахлорметану, відповідно. Порушення ферментної системи мембранного транспорту іонів в синаптосомах було більш вираженим при інтоксикації тетрахлорметаном порівняно з 1,2-дихлоретаном.

4. Введення хлоралканів призводило також до ушкодження мітохондрій головного мозку експериментальних тварин, що проявлялось зниженням активності сукцинатдегідрогенази в очищеній мітохондріальній фракції - на 14 та 13 % в умовах отруєння 1,2-дихлоретаном та тетрахлорметаном, відповідно.

5. За умов гострої інтоксикації 1,2-дихлоретаном та тетрахлорметаном встановлено виражене зростання вмісту проміжних та кінцевих продуктів пероксидного окислення ліпідів та активності процесів окиснювальної модифікації білків в головному мозку, еритроцитах та плазмі крові, що супроводжувалось достовірним зниженням активності ферментів антиоксидантного захисту (супероксиддисмутази, глутатіонпероксидази, каталази).

6. Ультраструктурні зміни в клітинах головного мозку щурів за умов інтоксикації хлоралканами характеризувались морфологічними проявами гістотоксичної гіпоксії нейронів та гліальних елементів, зокрема деструктивними явищами в синаптичних утвореннях та мітохондріях, порушенням мікроциркуляції в судинному руслі.

8. Введення щурам нікотинаміду в дозі 200 мг/кг суттєвою мірою сприяло нормалізації біохімічних та морфологічних зрушень, що розвивались за експериментальної інтоксикації 1,2-дихлоретаном та тетрахлорметаном. Корекція нікотинамідом призводила до зменшення пошкоджуючої дії хлоралканів щодо процесів поглинання та вивільнення серотоніну синаптосомами головного мозку, активності Na , К -АТРАЗИ плазматичної мембрани синаптосом та сукцинатдегідрогенази мітохондрій. За умов введення нікотинаміду спостерігались також менш виражені ультраструктурні зміни в тканині головного мозку щурів, отруєних хлоралканами.

1. Губський Ю.І., Яніцька Л.В., Великий М.М., Кучмеровська Т.М. Na , K -АТРАЗНА активність та транспортування серотоніну у фракції синаптосом головного мозку щурів за гострої інтоксикації 1,2-дихлоретаном та введення нікотинаміду // Український біохімічний журнал. - 2004. - Т.76, №3. - С. 106-110.

2. Яніцька Л.В., Брюзгіна Т.С., Губський Ю.І. Жирнокислотний склад ліпідів головного мозку щурів при токсичному ураженні 1,2-дихлоретаном та введенні нікотинаміду // Современные проблемы токсикологии. - 2005. - №1. - С. 19-22.

3. Яніцька Л.В., Губський Ю.І., Кучмеровська Т.М., Великий М.М. Вплив нікотинаміду на перебіг реакцій пероксидного окислення в головному мозку та еритроцитах щурів за токсичного ураження 1,2-дихлоретаном // Український біохімічний журнал. - 2005. - Т.77, №5. - С. 106-113.

4. Губський Ю.І., Яніцька Л.В., Брюзгіна Т.С., Великий М.М., Кучмеровська Т.М. Пошкодження мембранних структур головного мозку щурів в умовах отруєння тетрахлоретаном та корекції нікотинамідом // Современные проблемы токсикологии. - 2005. - №2. - С. 15-19.

5. Яніцька Л.В. Корекція нікотинамідом оксидативного стресу в тканинах щурів за токсичного ураження тетрахлорметаном // Буковинський медичний вісник. - 2005. - Т.9. - №2. - С. 269-271.

6. Задоріна О.В., Парамонова Г.Ш., Великий О.М., Яніцька Л.В. Оксигеназні реакції в умовах ушкодження біомембран та дії антиоксидантів // Матеріали II національного зїзду фармакологів України "Крок у майбутнє". - Харків. - 2001. - С. 91.

7. Губський Ю.І., Левицький Є.Л., Задоріна О.В., Яніцька Л.В. Механизмы токсической гибели клетки в условиях острого отравления тетрахлоретаном и 1,2-дихлоретаном // Матеріали науково-практичної конференції "Організація токсикологічної допомоги в Україні". - Київ. - 2002. - С. 86.

8. Губський Ю.І., Задоріна О.В., Яніцька Л.В., Прадій Т.П., Афанасенко О.В. Оксигеназні реакції за хімічного ураження і антиоксидантної недостатності // Матеріали VII Українського біохімічного зїзду. - Чернівці. - Український біохімічний журнал. - 2002. - Т.74. - №4а. - С. 133.

9. Губський Ю.І., Задоріна О.В., Осинська Л.Ф., Юрженко Н.М., Яніцька Л.В., Прадій Т.П. Процеси перекисного окислення ліпідів та окиснювальної модифікації білків в умовах хімічного ураження клітин // Матеріали VII зїзду Всеукраїнського лікарського товариства. - Тернопіль. - Медична хімія. - 2003. - Т.5. - №1(63). - С. 209.

10. Губський Ю.І., Яніцька Л.В., Кучмеровська Т.М., Великий М.М. Корекція нікотинамідом дисфункції клітин центральної нервової системи за дії 1,2-дихлоретану // Матеріали установчого зїзду товариства клітинної біології. - Львів. - 2004. - С. 224.

11. Губський Ю.І., Левицький Є.Л., Задоріна О.В., Яніцька Л.В., Кучмеровська Т.М. Молекулярні механізми токсичного ураження клітин печінки та головного мозку хлоралканами // Матеріали II зїзду токсикологів України. - Київ. - 2004. - С. 32.

12. Губський Ю.І., Задоріна О.В., Яніцька Л.В. Вільнорадикальні механізми токсичної загибелі клітин печінки та головного мозку // Матеріали міжнародної науково-практичної конференції. - Тернопіль. - Медична хімія. - 2004. - Т.6. - №3. - С. 157.

13. Яніцька Л.В., Губський Ю.І., Кучмеровська Т.М. Активність сукцинатдегідрогенази мозку щурів за короткої експозиції 1,2-дихлоретану: ефект нікотинаміду // Матеріали міжнародної науково-практичної конференції. - Тернопіль. - Медична хімія. - 2004. - Т.6. - №3. - С. 170.

14. Губський Ю.І., Левицький Є.Л., Задоріна О.В., Яніцька Л.В., Афанасенко О.В. Біохімічні та молекулярно-біологічні механізми хімічної загибелі клітин за ураження високотоксичними ксенобіотиками // Буковинський медичний вісник. - 2005. - Т.9. - №2. - С. 76-77.