Сибирский государственный медицинский университет, г. Томск
Кафедра биофизики и функциональной диагностики
Кафедра биохимии и молекулярной биологии
Эта работа опубликована в сборнике статей по материалам 70-й Юбилейной итоговой научной студенческой конференции им. Н.И. Пирогова (г. Томск, 16-18 мая 2011 г.), под ред. В. В. Новицкого, Л. М. Огородовой. − Томск: Сибирский государственный медицинский университет, 2011. − 430 с.
Актуальность: вещества в виде нанопорошков находятся в метастабильном состоянии и имеют повышенную химическую активность, которая обусловлена как размерными, так и структурными факторами. Практически не существует инертной среды для наночастиц ввиду их высокой реакционной способности. Отмечается как непосредственная цитотоксичность наноразмерных частиц, так и обусловленная участием в свободно-радикальных процессах [1]. В системе защиты клеток от активированных кислородных метаболитов важное место отводится ферментативному звену, включающему супероксиддисмутазу, каталазу, глутатионзависимые энзимы, а также самому глутатиону [2].
Цель: оценить параметры перекисного окисления липидов и антиоксидантной защиты организма морских свинок ингалированых магнетитом в течение 4 и 15 дней.
Материалы и методы: для получения аэрозоля готовили взвесь магнетита (Fe3O4) в дистиллированной воде. Проводили ингаляцию животных ежедневно в течение 60 минут: I группа (n=24) курс 4 дня и II группа (n=35) курс 15 дней для изучения эффектов наноматериала, поступившего in vivo. Контрольную группу составили интактные животные (n=41). Материалом исследования служили плазма крови и гемолизат эритроцитов, приготовленный из трижды отмытой холодным физиологическим раствором гепаринизированной крови. В плазме крови определяли концентрацию ТБК-активных продуктов по реакции с тиобарбитуровой кислотой. В гемолизате эритроцитов определяли содержание восстановленной формы глутатиона по реакции с 5,5'-дитио-бис-(2-нитробензойной кислотой) и активность ферментов: глутатионредуктазы – по НАДФН-зависимому преобразованию окисленной формы глутатиона в восстановленную; глутатионпероксидазы – по катализу реакции взаимодействия восстановленного глутатиона с гидроперекисью т-бутила; каталазы – по скорости утилизации Н2О2. Анализ данных проводился при помощи программы «Statistica 6.0 for Windows» фирмы Statsoft. Для определения характера распределения полученных данных использовали критерий Колмогорова-Смирнова. Гипотезу о принадлежности сравниваемых независимых выборок к одной и той же генеральной совокупности или к совокупностям с одинаковыми параметрами проверяли с помощью рангового критерия Уолда-Вольфовитса. Различия считались достоверными при уровне значимости (р) ниже 0,05.
Результаты: разные сроки ингаляционного воздействия наноразмерного магнетита (4 и 15 дней) позволили сформировать в группе II окислительный стресс большей интенсивности по сравнению с группой I. Данный факт доказывался по содержанию ТБК-активных продуктов в плазме крови. Так, кроме достоверно значимых различий по сравнению с контрольной группой животных, мы получили увеличение концентрации этого метаболита в 1,72 раза в группе животных ингалированных в течение 15 дней по сравнению с первой группой морских свинок, получавших ингаляцию нанопорошка в течение 4 дней. А также был установлен достоверно значимый усиленный расход восстановленного глутатиона (в 4,47 раза) во второй группе морских свинок относительно значения, полученного в первой группе животных. Это свидетельствует об активном потреблении тиола в ходе окислительных процессов, так как SH-группа этого вещества окисляется гораздо легче, чем SH-группы в белковых молекулах и тем самым реализуется защита биополимеров от окислительной модификации. Чрезмерное образование глутатиондисульфида при инактивации гидроперекисей липидов является неблагоприятным для клетки фактором, поэтому он постоянно восстанавливается в реакции, катализируемой глутатионредуктазой. Следует отметить, что в первой группе активность данного фермента достоверно значимо возросла в 1,3 раза, а во второй группе – снизилась в 1,16 раза относительно контрольных значений. Восстановленный глутатион активно используется в качестве одного из субстратов в глутатионпероксидазной реакции. В первой группе животных отмечалось достоверно значимое увеличение активности глутатионпероксидазы в 2,23 раза, а во второй – работа фермента находилась на уровне контрольной группы. Аналогичная динамика прослеживалась в работе каталазы – достоверно значимое превышение активности в первой группе морских свинок составило в 5,58 раз по сравнению с контролем.
Выводы: установлено наибольшее накопление ТБК-активных продуктов пероксидации липидов, неадекватное срабатывание ферментов антиоксидантной защиты организма и усиленный расход восстановленного глутатиона в группе животных ингалированных 15 дней наноразмерным магнетитом относительно группы морских свинок ингалированных в течение 4 дней.
Список литературы:
1. Klaine, S. J. Nanomaterials in the environment : behavior, fate, bioavailability and effects / S. J. Klaine, P. J. J. Alvarez, G. E. Batley et al. // Environ. Toxicol. Chem. – 2008. – Vol. 27. – Р. 1825-1851.
2. Зенков, Н. К. Окислительный стресс : Биохимический и патофизиологический аспекты / Н. К. Зенков, В. З. Ланкин, Е. Б. Меньшикова. – М : МАИК «Наука / Интерпериодика», 2001. – 343с.
|
