Вивчення біохімічних процесів у гепатоцитах коропа і рака за дії пошкоджуючих чинників середовища - Автореферат

Особливу увагу при виборі тканин для пошуку біомаркерів приділяють печінці (гепатопанкреасу) - одному з найбільших залозистих утворів, що бере участь в біосинтетичних, секреторних, екскреторних та детоксикаційних процесах в організмі (Романенко В.Д., 1978; Гичев Ю.П., 1990; Ballatori N., 1991) та є одним із органів, чутливих до стресорних умов (Pandey S. et al., 2003; Lushchak V.I., Bagnyukova T.V., 2006). У печінці досить детально досліджено показники енергетичного та азотистого обміну (Арсан В.О., 2001; Грубинко В.В., 2001; Курант В.З., 2001), антиоксидантного захисту (Леус Ю.В., Грубинко В.В., 1998; Meyer J.N. et al., 2003; Lushchak V.I., Bagnyukova T.V., 2006), депонування іонів металів з участю металотіонеїнів (Столяр О.Б., 2004). Володимира Гнатюка “Токсикоспецифічні адаптації гідробіонтів та водних екосистем до іонів важких металів та їх регуляція” (№ державної реєстрації 0101UO00303, 2001-2003 рр.), в якій автор досліджувала активність системи антиоксидантного захисту, гострофазну відповідь та метаболізм заліза в тканинах коропа і рака за дії іонів важких металів. Вивчити вплив іонів міді, цинку, марганцю, свинцю, їх суміші та фенолу протягом 14 діб у підпорогових (0,1 ГДК) та (у коропа) у 20 і 50 разів вищих (2 ГДК і 5 ГДК) концентраціях іонів металів на стан системи антиоксидантного захисту в гепатоцитах коропа і рака за активністю супероксиддисмутази і каталази та продуктами пероксидного окиснення ліпідів (ПОЛ). Дослідити залізодепонуючу функцію гепатоцитів коропа і рака та вплив іонів заліза на ПОЛ у коропа залежно від умов інкубації гомогенату (спонтанне ПОЛ, індукція ферментного або неферментного ПОЛ).У дисертаційній роботі представлено нові дані про механізми впливу пошкоджуючих чинників середовища (іонів міді, цинку, марганцю, свинцю, їх суміші та фенолу в підпорогових концентраціях, 2 ГДК і 5 ГДК) на біохімічні процеси в гепатоцитах коропа і рака та запропоновано критерії оцінки їх ураження. Доведено, що за дії підпорогових концентрацій чинників має місце їх неспецифічна дія на гепатоцити, за дії 2 ГДК - токсикоспецифічні адаптації, а за дії 5 ГДК - пригнічення адаптаційної здатності гепатоцитів. Встановлено, що система антиоксидантного захисту гепатоцитів коропа і рака реагує на дію підпорогових концентрацій несприятливих чинників зменшенням активності супероксиддисмутази (р<0,01).Зокрема, виявлено активацію перокидного окиснення ліпідів у коропа за дії фенолу, а в рака - за дії іонів важких металів (p<0,01). Відбувається зростання активності каталази за дії 2 ГДК іонів металів у коропа і їх підпорогової концентрації у рака (p<0,01). Дія підпорогових концентрацій чинників викликає у коропа і рака (за винятком фенолу в останнього) збільшення вмісту відновленого глутатіону в гепатоцитах (p<0,05), що у коропа поєднується із зменшенням редокс-індексу глутатіону на 20-60 %.

Основний зміст роботи

У дисертаційній роботі представлено нові дані про механізми впливу пошкоджуючих чинників середовища (іонів міді, цинку, марганцю, свинцю, їх суміші та фенолу в підпорогових концентраціях, 2 ГДК і 5 ГДК) на біохімічні процеси в гепатоцитах коропа і рака та запропоновано критерії оцінки їх ураження. Доведено, що за дії підпорогових концентрацій чинників має місце їх неспецифічна дія на гепатоцити, за дії 2 ГДК ? токсикоспецифічні адаптації, а за дії 5 ГДК - пригнічення адаптаційної здатності гепатоцитів. У коропа, порівняно з раком більше, виражений токсичний ефект фенолу та менше - іонів важких металів.

1. Встановлено, що система антиоксидантного захисту гепатоцитів коропа і рака реагує на дію підпорогових концентрацій несприятливих чинників зменшенням активності супероксиддисмутази (р<0,01).Зокрема, виявлено активацію перокидного окиснення ліпідів у коропа за дії фенолу, а в рака ? за дії іонів важких металів (p<0,01). Відбувається зростання активності каталази за дії 2 ГДК іонів металів у коропа і їх підпорогової концентрації у рака (p<0,01).

2. Дія підпорогових концентрацій чинників викликає у коропа і рака (за винятком фенолу в останнього) збільшення вмісту відновленого глутатіону в гепатоцитах (p<0,05), що у коропа поєднується із зменшенням редокс-індексу глутатіону на 20?60 %. За дії 2 ГДК і 5 ГДК чинників зміни вмісту відновленого глутатіону виникають у поодиноких випадках.

3. Загальний вміст заліза у гепатоцитах коропа і рака за дії більшості досліджуваних чинників не зазнає змін. Загальна залізозвязувальна здатність тканини зменшується у обох видів тварин за дії підпорогових концентрацій та 2 ГДК (на 35 ?71 %, p<0,05) і залишається стабільною за дії 5 ГДК більшості чинників.

4. У коропа дія іонів металів міді, цинку, марганцю і свинцю у суміші або в поєднанні з надлишком іонів заліза (ІІ) призводить до пригнічення пероксидного окиснення ліпідів (за дії іонів марганцю ? на 44 %). Разом із тим, за дії окремо іонів міді, марганцю і свинцю антиоксидантні властивості гомогенату тканини пригнічуються на 19-34 % .

5. Активність лужної фосфатази, вміст неорганічного фосфату та магнію у гепатоцитах коропа і рака у більшості дослідних груп не відрізняються від контрольних значень. Активність ?-глутамілтрансферази в печінці коропа за дії підпорогових концентрацій чинників відповідає контролю. За дії 2 ГДК міді, марганцю і свинцю вона зростає на 33?72 % (p<0,05), що вказує на гепатотоксичну дію цих катіонів.

6. Активація гострофазної відповіді спостерігається за дії міді у коропа, цинку і марганцю у рака та суміші іонів у обох видів (p<0,05). Фенол і свинець (0,5 мг/л у коропа і 0,02 мг/л у рака) пригнічують її в обох видів тварин (p<0,05).

Практичні рекомендації

1. Запропоновано визначення біохімічних маркерів ураження гепатоцитів, який включає в обох видів активності каталази й вмісту продуктів пероксидного окиснення ліпідів, молекул середньої маси (254 нм), а у коропа загальну залізозвязувальну здатність.

2. Рекомендується для кількісної оцінки сумарної ефективності системи антиоксидантного захисту гепатоцитів коропа і рака обчислювати інтегральний коефіцієнт антиоксидантного стану на підставі визначення мінімального набору показників ? активності супероксиддисмутази, каталази і продуктів перекисного окиснення ліпідів.

1. Мудра А. Є. Вміст заліза і магнію у печінці коропа за забруднення середовища солями важких металів / А. Є. Мудра // Мед. хімія. - 2004. - Т. 6, № 3. -С. 44-46.

2. Мудра А. Є. Вплив сублетальної концентрації йонів міді на метаболічну активність та прооксидантно-антиоксидантний стан гепатопанкреасу коропа / А. Є. Мудра, О. Б. Столяр // Наукові записки Тернопільського педуніверситету. Серія: Біологія. - Тернопіль, 2001. №3 (14). - С. 218-219. (Здобувач визначила показники метаболічної функції печінки та активності системи антиоксидантного захисту, провела статистичну обробку результатів, взяла участь у написанні статті).

3. Мудра А. Є. Порівняльний аналіз біохімічних процесів у гепатопанкреасі коропа та рака за забруднення води фенолом / А. Є. Мудра, О. Б. Столяр, В. О. Хоменчук // Наукові записки Тернопільського педуніверситету. Серія: Біологія. - Тернопіль, 2004. - № 3-4 (24). - С. 93-97. (Здобувач визначила показники метаболічної функції печінки та активності системи антиоксидантного захисту, провела статистичну обробку результатів, взяла участь у написанні статті).

4. Мудра А. Є. Мультимаркерний підхід у оцінці впливу забруднення води з використанням показників печінки коропа / А. Є. Мудра, Г. І Фальфушинська, О. Б. Столяр, // Наукові записки Тернопільського педуніверситету. Серія: Біологія. - Спец. Випуск: Гідроекологія. - Тернопіль, 2005. - № 3 (26). - С. 317-319. (Здобувач визначила показники метаболічної функції печінки та активності системи антиоксидантного захисту, провела статистичну обробку результатів, взяла участь у написанні статті).

5. Мудра А. Є. Редокс-індекс глутатіону і вміст металів у печінці коропа за дії на організм іонів важких металів та фенолу / А. Є. Мудра, Г. І Фальфушинська, В. О. Хоменчук, О. Б. Столяр // Наукові записки Тернопільського педуніверситету. Серія: Біологія. - Тернопіль, 2005. - № 1-2 (25). - С. 137-142. (Здобувач визначила показники метаболічної функції печінки та активності системи антиоксидантного захисту, провела статистичну обробку результатів, взяла участь у написанні статті).

6. Мудра А. Є. Інтегральний аналіз стану антистресорних систем гепатоцитів прісноводних тварин за дії пошкоджуючих чинників середовища / А. Є. Мудра, Г. І Фальфушинська, О. Б. Столяр // Наукові записки Тернопільського педуніверситету. Серія: Біологія. - Тернопіль, 2008. - № 2 (26). - С. 317-319. (Здобувач визначала біохімічні показники у гепатоцитах коропа та рака, провела статистичну обробку результатів, взяла участь у написанні статті).

7. Столяр О. Б. Інтегральний показник антиоксидантно-прооксидантного стану організму як інструмент біомолекулярного моніторингу / О. Б. Столяр, В. В. Грубінко, Н. Г. Зіньковська, А. Є. Мудра, О. В. Міщук // Мед. хімія. - 2004. - Т. 6, № 3. - С. 66-68. (Здобувач визначала показники системи антиоксидантного захисту в печінці коропа, провела статистичну обробку результатів, взяла участь у написанні статті).

8. Столяр О. Б. Антиоксидантно-прооксидантний статус тканин коропа при дії на організм сублетальної концентрації марганцю (ІІ) / О. Б. Столяр, Н. Г. Зіньковська, А. Є. Мудра // Науково-технічний бюлетень інституту біології тварин УААН - Львів, 2001. - Вип. 1 - 2. - С. 263-267. (Дисертанту належать визначення показників метаболічної активності печінки та вмісту продуктів перекисного окиснення ліпідів та активності ферментів у печінці коропа, участь в аналізі результатів і написанні статті).

9. Столяр О. Б. Антиоксидантно-прооксидантний статус організму коропа при дії сублетальної концентрації міді (ІІ) / О. Б. Столяр, Н. Г. Зіньковська, А. Є. Мудра, О. В. Водвуд, О. М. Марчук, С. М. Шепетюк // Наукові записки Тернопільського педуніверситету. Серія : Біологія. - 2000. - №3 (10). - С. 72-78. (Здобувач визначила показники активності системи антиоксидантного захисту, провела статистичну обробку результатів, взяла участь у написанні статті).

10. Столяр О. Б. Прооксидантна та антиоксидантна дія марганцю (ІІ) на організм коропа (Cyprinus carpio L.) / О. Б. Столяр, А. Є. Мудра, Н. Г. Зіньковська, В. В. Грубінко // Біологія тварин. - 2002. - Т. 4, № 1 - 2. - С. 193-199. (Здобувач визначила показники активності системи антиоксидантного захисту, провела статистичну обробку результатів, взяла участь у написанні статті).

11. Столяр О. Б. Селективність металотіонеїнів печінки коропа у звязуванні іонів металів та антиоксидантний захист організму за дії суміші міді, цинку, марганцю і свинцю / О. Б. Столяр, А. Є. Мудра, Н. Г. Зіньковська, В. О. Хоменчук, В. О. Арсан, В. В. Грубінко // Доп. НАН України. - 2004. - № 5. - С. 184-189. (Здобувач визначила показники метаболічної функції печінки та активності системи антиоксидантного захисту, провела статистичну обробку результатів, взяла участь у написанні статті).

12. Столяр О. Б. Вплив сублетальних концентрацій йонів цинку на метаболічну функцію та антиоксидантно-прооксидантний статус гепатопанкреасу коропа / О. Б. Столяр, А. Є. Мудра, О. Л. Клебан, С. А. Костюк // Наукові записки Тернопільського педуніверситету. Серія: Біологія. - Тернопіль, 2001. - №1(12). - С. 97-100. (Здобувач визначила показники метаболічної функції печінки та активності системи антиоксидантного захисту, провела статистичну обробку результатів, взяла участь у написанні статті).

13. Столяр О. Б. Система антиоксидантной защиты гепатопанкреаса рака узкопалого Astacus leptodactylus L. как биомаркер загрязнения воды ионами тяжелых металлов / О. Б. Столяр, А. Е. Мудрая, Г. И. Фальфушинская // Гидробиол. журн. 2005. - Т. 41, № 5. - С. 84-91. (Здобувач визначила показники активності системи антиоксидантного захисту, провела статистичну обробку результатів, взяла участь у написанні статті).

14. Мудра А. Є. Процеси перекисного окиснення ліпідів і деякі показники метаболічної активності у печінці й крові коропа за дії суміші іонів металів / А. Є. Мудра, Н. Г. Зіньковська, О. Б. Столяр // Журн. агробіології та екології. - 2004. - Т. 1, № 1-2. - С. 118-122.

15. Stolyar O. B. The role of low weight proteins and thiols of hepatopancreas in the protection of carp organs from copper uptake / O. B. Stolyar, N. G. Zinkovs’ka, A. Y. Mudra, V. O. Khomenchuk, V. V. Grubinko // Metals and Cell Symposium Canterbury: Materiale, University of Kent at Canterbury, 2-6 April. 2001. - Р. 1.126.

16. Stolyar О. The effects of lead on the antioxidant status and lipid peroxidation in carp hepatopancreas / O. Stolyar, A. Mudra // Annales Universitatis Marie Curie-Sklodowska. - 2002. - Vol. XV, N 31. - P. 391-394.

17. Stolyar O. The ability of the metallothioneins of the freshwater animals to form the “Hormesis”-type answer on the metals poisoning / O. Stolyar, V. Grubinko, R. Myhayliv, O. Mischuk, H. Falfushynska, A. Mudra // Матеріали Установчого зїзду Українського товариства клітинної біології. - Львів, 2004 - С. 46.

Размещено на .ru