Національний аграрний університет
Курбатова Інна Миколаївна
УДК 577.15:549.477:636
Окисне фосфорилювання і активність ферментів антиоксидантного захисту в
тканинах щурів за дії аліфатичних амінів та селену
03.00.04 ( біохімія
АВТОРЕФЕРАТ
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата біологічних наук
Київ – 2006
Дисертацією є рукопис
Робота виконана на кафедрі біохімії Київського національного
університету імені Тараса Шевченка
Науковий керівник доктор біологічних наук, професор
Цудзевич Борис Олександрович, Київський національний університет імені
Тараса Шевченка, професор кафедри біохімії
Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор
Дмитренко Микола Петрович, Інститут екогігієни і токсикології ім. Л.І.
Медведя, завідувач лабораторії біохімії
доктор медичних наук, професор
Коржов Віталій Іванович, Інститут фтизіатрії і пульмонології ім. Ф.Г.
Яновського, завідувач лабораторії біохімії
Провідна установа Національний медичний університет
ім. О.О. Богомольця, кафедра біологічної, біоорганічної та
фармацевтичної хімії, Міністерство охорони здоров’я України,
м. Київ
Захист дисертації відбудеться “06” квітня 2006 р. о 10 год. на засіданні
спеціалізованої вченої ради Д 26.004.08 у Національному аграрному
університеті за адресою: 03041, м. Київ-41, вул. Героїв оборони, 15,
навчальний корпус № 3, ауд. 65
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного аграрного
університету за адресою: 03041, м. Київ-41, вул. Героїв оборони, 13,
навчальний корпус № 4, кімн. 41
Автореферат розісланий “03” березня 2006 р.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради
Калінін І.В.
Загальна характеристика роботи
Актуальність теми. Аміни – органічні сполуки, що містяться в тканинах
тварин та рослин і виконують ряд важливих фізіологічних функцій. Вони
виступають в якості гормонів, медіаторів нервового збудження, вітамінів,
входять до складу фосфатидів, стимулюють синтез РНК та стабілізують
молекулу ДНК ядер клітини, прискорюють ріст та розвиток тварин. Вплив
біогенних амінів на метаболічні процеси в тканинах залежить від їх
здатності утворювати та модифікувати водневі, ковалентні та іонні
зв’язки з молекулами органічних сполук (Ji L.L. et al., 1991).
Дія нижчих аліфатичних амінів, які знаходять у воді, повітрі промислових
підприємств, грунтах, кормах та продуктах харчування
(Власенко Н.А. и др., 1981; Ткачев П.Г., 1987; Левина Т.А., 1988,
Chagnon M.C. et al., 1996, Поляковський В.М. та ін., 1999), на
окисно-відновні процеси в тканинах з’ясована в значно меншій мірі.
Останнім часом показано, що нижчі аліфатичні аміни після попадання в
організм негативно діють на нервову та серцево-судинну системи (Сидорин
Г.И. и др., 1984), змінюють показники кислотно-лужної рівноваги крові
(Луковникова Л.И. и др. 1988; Шевченко Л.В., 2000), парціальний тиск
оксигену в біологічних рідинах (Прусаков В.Н. и др. 1982; Nielsen G.D.,
1988), активність ферментів крові та печінки (Ераносян Х.В. и др.,
2004), негативно впливають на резистентність тварин (Ткачев П.Г., 1987,
Шевченко Л.В., 2000).
Запобігти вищезгаданим змінам метаболічних процесів у тканинах вдається
введенням тваринам сорбентів, антиоксидантів, вітамінів та деяких
мікроелементів (Владимиров Ю.В. и др., 1972, Saxon D.M. et al., 1990,
Поляковський В.М. та ін., 1999). Токсична дія нижчих аліфатичних амінів
в організмі може бути пов’язана зі зміною концентрації водневих іонів у
клітині, а також активності ферментів антиоксидантного захисту та
інтенсивності процесів ПОЛ і вмісту цитохромів Р450 та b5 в мікросомній
фракції гепатоцитів, порушенням процесів окисного фосфорилювання у
мітохондріях клітин.
Дослідження вищезазначених процесів у тварин за дії аліфатичних амінів
та антиоксидантів дасть можливість встановити молекулярні механізми їх
дії в тканинах, що може бути теоретичною основою для розробки нових
ефективних способів лікування та попередженя інтоксикацій обумовлених
цими сполуками.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота є
частиною наукової теми “Дослідити вплив аліфатичних амінів на
окисно-відновні процеси в тканинах тварин та розробити ефективні
заходи по запобіганню їх негативного впливу на організм”, що
виконувалась співробітниками кафедри біохімії Київського національного
університету
імені Тараса Шевченка.
Мета і завдання досліджень. Метою роботи було дослідження впливу нижчих
аліфатичних амінів та натрію селеніту на процеси окисного
фосфорилювання, активність ферментів антиоксидантного захисту та вміст
продуктів ПОЛ і цитохромів Р450 і b5 у тканинах щурів.
Поставлена мета досягалась вирішенням наступних завдань:
вивчити вплив етил- і пропіламіну та натрію селеніту на процеси окисного
фосфорилювання в мітохондріях печінки щурів in vivo та in vitro;
дослідити вплив етил- і пропіламіну та натрію селеніту на активність
ферментів антиоксидантного захисту в тканинах;
визначити вплив етил- і пропіламіну та натрію селеніту на вміст
ТБК-активних продуктів ПОЛ в крові та печінці щурів;
дослідити вплив етил- і пропіламіну та натрію селеніту на вміст
цитохромів Р450 та b5 в мікросомній фракції гепатоцитів in vivo та in
vitro.
Об’єкт дослідження – аліфатичні аміни, натрію селеніт, лабораторні щурі,
печінка, кров, еритроцити, мітохондрії, мікросомна фракція гепатоцитів.
Предмет дослідження – окисне фосфорилювання, активність ферментів
антиоксидантного захисту, обміну небілкового азоту, ТБК-активні продукти
ПОЛ, цитохроми Р450 та b5.
Методи досліджень – при виконанні роботи використані полярографічні
(визначення показників окисного фосфорилювання), біохімічні (дослідження
активності ферментів, вмісту ТБК-активних продуктів ПОЛ та рівня
цитохромів Р450 та b5) та статистичні (біометрична обробка одержаних
результатів) методи досліджень.
Наукова новизна одержаних результатів. Встановлено пригнічення процесів
окисного фосфорилювання у мітохондріях печінки щурів після введення
етил- чи пропіламіну, що проявляється у зниженні швидкості
фосфорилювання АДФ та у зменшенні значення коефіцієнтів дихального
контролю та фосфорилювання. Ступінь впливу нижчих аліфатичних амінів на
біоенергетичні процеси в мітохондріях печінки щурів залежить від їх
терміну дії в організмі.
Вперше доведено, що етил- та пропіламін знижують у щурів активність
ключових ферментів антиоксидантного захисту – каталази і СОД, а також
зменшують холінестеразну та змінюють ксантиноксидазну активності і
інтенсивність процесів ПОЛ в печінці та крові. Підтверджено роль
цитохромів Р450 і b5 у реакціях знешкодження нижчих аліфатичних амінів,
про що свідчить зниження їх вмісту у мікросомній фракції гепатоцитів
після введення
щурам етил- або пропіламіну.
Натрію селеніт при попередньому введенні щурам запобігає негативному
впливу етил- та пропіламіну на процеси окисного фосфорилювання в
мітохондріях, попереджає зниженя СОД, каталазної та ксантиноксидазної
активностей печінки і крові, нормалізує вміст цитохромів Р450 і b5 в
мікросомній фракції гепатоцитів та не впливає на рівень ТБК-активних
продуктів ПОЛ.
Практичне значення одержаних результатів. Встановлені особливості
внутрішньоклітинного метаболізму за дії нижчих аліфатичних амінів, що
проявляється у їх впливі на інтенсивність окисного фосфорилювання та
процеси ПОЛ, активність ферментів антиоксидантного захисту в тканинах,
вміст цитохромів Р450 і b5 в мікросомній фракції гепатоцитів. Показано,
що натрію селеніт проявляє у значній мірі протекторні властивості щодо
негативного впливу етил- та пропіламіну на дихальну функцію мітохондрій,
каталазну та СОД – активності в тканинах, попереджає зниженя вмісту
ТБК-активних продуктів ПОЛ в сироватці крові та цитохромів Р450 і b5 в
мікросомній фракції печінки щурів, що може бути теоретичною основою для
вдосконалення існуючих та розробки нових ефективних способів
попередження інтоксикацій, викликаних нижчими аліфатичними амінами у
тварин та людей.
Особистий внесок здобувача. Автором роботи особисто розроблено методику
досліджень по вивченню впливу аліфатичних амінів та натрію селеніту на
метаболічні процеси в організмі тварин, проведено виділення субклітинних
фракцій печінки, визначено показники окисного фосфорилювання, активність
ферментів антиоксидантного захисту, вміст продуктів ПОЛ та цитохромів
Р450 та b5 в тканинах щурів, зроблено біометричну обробку та аналіз
одержаних результатів, написано та оформлено дисертаційну роботу.
Апробація результатів дисертації. Матеріали дисертації доповідались на
науковій конференції професорсько–викладацького складу та аспірантів
біологічного факультету Київського національного університету імені
Тараса Шевченка (Київ, 2000 р.), Міжнародному екологічному конгресі
“Нове в екології і безпека життєдіяльності” (Санкт-Петербург, червень
2000 р.), Першій Міжнародній науковій конференції студентів та
аспірантів “Молодь і поступ в біології” (Львів, квітень 2005 р.).
Публікації. За результатами досліджень опубліковано 4 наукові статті у
фахових виданнях та тези наукових доповідей, в яких викладені основні
положення дисертаційної роботи.
Обсяг і структура дисертації. Дисертаційна робота викладена на
150 сторінках комп’ютерного тексту, ілюстрована 16 таблицями і
складається з вступу, огляду літератури, матеріалів та методів
досліджень, результатів досліджень, узагальнення результатів досліджень,
висновків, пропозицій виробництву та списку використаної літератури,
який включає
253 джерела, із них 98 – іноземною мовою та одного додатку.
Матеріали та методи досліджень
Дослідження за темою дисертаційної роботи виконано на кафедрі біохімії
Київського національного університету імені Тараса Шевченка протягом
1997–2001 рр. Для вирішення поставлених в роботі завдань проведено 6
серій наукових досліджень, в яких використано більше 290 лабораторних
щурів, середньою живою масою 180 – 200 г.
В першій серії дослідів вивчали вплив етил– і пропіламіну окремо та у
комплексі із натрію селенітом на окисне фосфорилювання в мітохондріях
печінки щурів. З цією метою було сформовано 5 груп тварин – контрольну
та чотири дослідні по 10 щурів у кожній. Тваринам контрольної групи
вводили з допомогою зонду per os 1 мл дистильованої води, 1-ї дослідної
групи – 1 мл водного розчину етиламіну у дозі 80 мг/кг маси тіла, а 2-ї
– 1 мл розчину пропіламіну у дозі 76 мг/кг маси тіла. Тваринам 3-ї та
4-ї дослідних груп за
60 хв. до навантаження відповідно етил- або пропіламіном вводили 1 мл
розчину натрію селеніту у дозі 80 мкг/кг маси тіла. Дози введення щурам
амінів встановлювали експериментально, враховуючи LD50 для етиламіну
(400 мг/кг маси тіла) та пропіламіну (370 мг/кг маси тіла). Забій тварин
1-ї та 2-ї дослідних груп проводили шляхом декапітації через 10, 30, 60
та 120 хв. після введення амінів, а 3-ї та 4-ї груп – через 120 хв. від
початку введення натрію селеніту.
В другій серії дослідів вивчали вплив етил- та пропіламіну на швидкість
реакцій окисного фосфорилювання в мітохондріях печінки щурів в умовах
in vitro. З цією метою до інкубаційного середовища мітохондрій печінки
додавали етиламін (перша група), або пропіламін (друга група). Для
оцінки окисного фосфорилювання використовували наступні показники: (V2)
– швидкість дихання мітохондрій після додавання в інкубаційне середовище
субстрату окиснення сукцинату, (V3) – після додавання субстрату
фосфорилювання АДФ, (V4) – після вичерпання АДФ, (VДНФ) – після
додавання роз’єднувача окисного фосфорилювання 2,4-динітрофенолу, (Vф) –
швидкість фосфорилювання, (ДК) – коефіцієнт дихального контролю, (АДФ/О)
– коефіцієнт фосфорилювання.
В третій серії дослідів вивчали вплив етил- та пропіламіну окремо та у
комплексі з натрію селенітом на вміст ТБК-активних продуктів ПОЛ в крові
та печінці щурів. З цією метою було сформовано 4 групи тварин –
контрольну та
3 дослідні по 8 голів у кожній. Дози введення щурам етил- (перша) та
пропіламіну (друга), а також натрію селеніту і етиламіну (третя дослідна
група) були аналогічними, як і в першій серії досліджень. Тварин 1-ї та
2-ї дослідних груп декапітували через 60 хв. після введення амінів, а
3-ї – через 120 хв. з початку введення натрію селеніту.
В четвертій серії дослідів вивчали вплив етил- та пропіламіну окремо та
у комплексі з натрію селенітом на активність ферментів антиоксидантного
захисту, обміну небілкового азоту та ацетилхоліну в крові, еритроцитах
та субклітинних фракціях гепатоцитів щурів. Схема досліду та дози
введеня щурам етил- та пропіламіну і натрію селеніту були аналогічними
попередній серії досліджень.
П’ята серія дослідів була присвячена дослідженню вмісту цитохромів Р450
і b5 в мікросомній фракції печінки щурів за дії етил- та пропіламіну
окремо та у комплексі з натрію селенітом. З цією метою було сформовано 5
груп щурів: контрольну і 4 дослідних по 6 голів в кожній. Тваринам 1-ї
дослідної групи вводили розчин етиламіну, а 2-ї – пропіламіну у дозах,
зазначених вище. Тваринам 3-ї та 4-ї дослідних груп, за 60 хв. перед
навантаженням амінами, вводили розчин натрію селеніту у дозі 80 мкг/кг
маси тіла. За контроль було взято тварин, які одержували 1 мл води.
Забій тварин контрольної, першої та другої дослідних груп проводили
через 60 хв. після навантаження амінами, а 3-ї та 4-ї груп – через 120
хв. з початку введення натрію селеніту. Після забою у тварин відбирали
зразки печінки, виділяли мікросомну фракцію гепатоцитів, в якій
досліджували вміст цитохромів Р450 і b5.
В шостій серії дослідів вивчали динаміку впливу етил- та пропіламіну на
вміст цитохромів Р450 та b5 в мікросомній фракції печінки щурів в умовах
in vitro. З цією метою до інкубаційного середовища, що містило
мікросомну фракцію гепатоцитів, додавали етиламін у дозі 0,6–6,0 мг, або
пропіламін у дозі 0,7–7,0 мг на пробу. Дози внесення амінів
встановлювали експериментально.
Мітохондрії печінки виділяли шляхом диференційного центрифугування (Fray
V.V., 1969). Тварин забивали, відділяли печінку, яку негайно
охолоджували середовищем для виділення мітохондрій (0,25 М розчин
сахарози і 1 мМ розчин ЕДТА, рН – 7,4). Відбирали 1 г тканини, яку
гомогенізували в середовищі для виділення мітохондрій при t ? 0 –
(+2°C). Гомогенат центрифугували при 700 g за допомогою центрифуги
ЦЛР-1. Супернатант, що містив мітохондрії, відділяли та центрифугували
при 9000 g протягом 15 хв. Одержані в осаді мітохондрії відмивали
холодним розчином 0,25 М сахарози та використовували для проведення
досліджень.
Мікросомну фракцію гепатоцитів одержували за загальноприйнятим методом
(Орехович В.И., 1977). Печінку щурів перед видаленням перфузували
холодним 1,15% розчином KCl. Після цього її швидко виймали, вміщували в
холодний розчин KCl, подрібнювали та відбирали приблизно 3 г тканини для
одержання мікросомної фракції гепатоцитів. Спочатку одержували гомогенат
печінки, який центрифугували 15 хв. при 9000 g. Супернатант, що містив
мікросомну фракцію, декантували та центрифугували при 105000 g протягом
60 хв. з допомогою ультрацентрифуги ВАК-602. Одержаний осад мікросомної
фракції суспендували в охолодженому середовищі інкубації та
використовували для досліджень.
Окисне фосфорилювання мітохондрій печінки вивчали полярографічним
методом (Бондз А.М., 1988), використовуючи полярограф LP–7 та
електродний пристрій з платиновим електродом (Грифцев В.А., 1981).
Реєстрацію даних проводили з допомогою широкоформатного автоматичного
електронного потенціометра EZ-C. Початкова сила струму при записуванні
полярограм становила 70 мкА. В якості субстрату окиснення
використовували сукцинат
(10 ммоль), а субстрату фосфорилювання – АДФ (20 мкмоль).
В тканинах тварин досліджували активність каталази з використанням
стандартних наборів реагентів фірми Sigma Chemical Company (USA, 1991);
а також активності супероксиддисмутази (СОД) (Чеварі С. та ін., 1991);
холінестерази (ХЕ) (Кnіedil M. еt al., 1967); глутатіонпероксидази (ГП)
(Гаврилова А.Р. и др., 1986) та ксантиноксидази (КО) (Rowа P.B. et al.,
1966). Інтенсивність процесів пероксидного окиснення ліпідів (ПОЛ) у
тканинах контролювали за вмістом ТБК-активних продуктів (Промислов П.Г.
та ін., 1990). Вміст цитохромів Р450 та b5 в мікросомній фракції
гепатоцитів визначали за методом, описаним В.Н. Ореховичем (1977).
Концентрацію білка в сироватці крові, мембранах еритроцитів,
гомогенатах, мітохондріальній та постмітохондріальній фракціях
гепатоцитів визначали за S. Gornelly, et al. (1949), а в мікросомній
фракції – за Р. Досон (1991). Статистичну обробку одержаних результатів
проводили за В.А. Кокуніним (1975), використовуючи комп’ютерну техніку
та програмне забезпечення МS Exel з використанням вбудованих
статистичних функцій.
Результати досліджень та їх обговоренння
Вплив етил- та пропіламіну і натрію селеніту на окисне фосфорилювання в
мітохондріях печінки щурів
Дослідженнями встановлено, що введення щурам 1-ї дослідної групи розчину
етиламіну у дозі 80 мг/кг маси тіла, істотно не впливає на показники
окисного фосфорилювання в мітохондріях гепатоцитів через 10 хв.
експозиції (табл. 1). Але вже через 30 хв. досліду в мітохондріях
спостерігали зниження на 16% коефіцієнта фосфорилювання, на 33% –
швидкості фосфорилювання і на 19% коефіцієнта дихального контролю
порівняно з аналогічними показниками у тварин контрольної групи.
Найбільш суттєво етиламін впливає на окисне фосфорилювання в
мітохондріях печінки через 60 хв. після введення. Саме в цей час у
мітохондріях гепатоцитів щурів дослідної групи, порівняно з контролем,
знижується не тільки швидкість фосфорилювання АДФ та величин
коефіцієнтів дихального контролю і фосфорилювання відповідно на 48%, 19%
та 36%, але й зменшується на 52% швидкість дихання мітохондрій після
додавання в інкубаційне середовище сукцинату і на 33% – після внесення
2,4-ДНФ. Тобто етиламін виступає, як роз’єднуючий фактор в системі
переносу електронів по цитохромах та фосфорилювання АДФ. Через 120 хв.
інтенсивність процесів окисного фосфорилювання в мітохондріях
гепатоцитів щурів відповідає нормі, що пов’язано, ймовірно, з
детоксикацією етиламіну в клітинах печінки.
Таблиця 1
Показники окисного фосфорилювання в мітохондріях гепатоцитів щурів за
дії етил- і пропіламіну та натрію селеніту (V2, V3,V4, Vднф – в
мкатомО2/хв/мг білка х 10-2 ; Vф – в мкмоль АДФ/хв/мг білка); М(m, n = 6
Групи
тварин Показники
V2 V3 V4 Vднф АДФ/О Vф ДК
Контрольна 0,8(0,1 2,7(0,2 0,8(0,1 2,1(0,2 1,90(0,03 0,060(0,002
3,75(0,05
Дослідна – 1 (етиламін) – 10 хв. 0,9(0,1 3,3(0,2 0,9(0,1 2,1(0,2
1,80(0,05 0,060(0,003 3,67(0,10
– 30 хв. 0,9(0,1 2,7(0,2 0,9(0,1 2,0(0,2 1,60(0,04* 0,040(0,020*
3,05(0,10*
– 60 хв. 0,8(0,1 1,8(0,2* 0,8(0,1 1,4(0,2* 1,54(0,04* 0,031(0,002*
2,40(0,08*
– 120 хв. 0,9(0,1 2,9(0,2 0,8(0,1 1,6(0,2 1,70(0,05 0,054(0,002
3,45(0,10
Дослідна-2
(натрію селеніт + етиламін) 0,9(0,1 3,0(0,2 0,8(0,1 1,7(0,2 1,78(0,05
0,050(0,002 3,54(0,10
Дослідна – 3
(пропіламін) – 10 хв. 0,9(0,1 3,1(0,2 0,8(0,1 1,8(0,2 1,78(0,06
0,056(0,003 3,56(0,08
– 30 хв. 0,8(0,1 2,5(0,2 0,9(0,1 1,7(0,2 1,58(0,05* 0,039(0,002*
2,72(0,07*
– 60 хв. 0,8(0,1 1,4(0,2* 0,6(0,1 1,2(0,1* 1,49(0,06* 0,020(0,002*
2,27(0,08*
– 120 хв. 1,0(0,1 3,1(0,2 0,9(0,1 1,8(0,2 1,68(0,04* 0,053(0,003
3,47(0,09
Дослідна – 4
( натрію селеніт + пропіламін) 0,9(0,1 3,0(0,2 0,9(0,1 1,8(0,3
1,76(0,05 0,054(0,002 3,43(0,08
Примітка: * – тут і далі різниця між показниками контрольної та
дослідних груп вірогідна (Р(0,05)
На основі одержаних результатів можна зробити висновок, що негативна дія
етиламіну на енергетичні процеси в мітохондріях обумовлена, в першу
чергу, його впливом на окремі ланки ланцюга переносу електронів по
цитохромах та синтезу АТФ. Можливо, етиламін, або продукти його
перетворення здатні змінювати протонний опір ліпідного бішару мембрани
мітохондрій, впливаючи таким чином на роз’єднання процесів окиснення та
фосфорилювання АДФ (Парк Д.Б., 1973). Не виключено також, що зниження
процесів окисного фосфорилювання в мітохондріях печінки щурів за дії
етиламіну, про що свідчить зниження споживання О2 та фосфорилювання АДФ,
пов’язано із зміною градієнта рН мітохондріальної мембрани. Оскільки
розчини аліфатичних амінів проявляють лужні властивості, то, можливо, що
накопичення етиламіну в гепатоцитах через 30 та 60 хв. досліду негативно
впливає на транспорт Н+ через мітохондріальну мембрану, який тісно
пов’язаний із синтезом АТФ та рухом протонів по іонних каналах,
утворених АТФ–синтетазою (Ляхович В.В., 1981).
Введення щурам натрію селеніту перед їх навантаженням етиламіном знімає
гальмівний ефект цього токсиканта на процеси окисного фосфорилювання в
мітохондріях гепатоцитів (див. табл. 1). Так, швидкість дихання
мітохондрій печінки щурів, яким попередньо вводили розчин натрію
селеніту, після додавання в інкубаційне середовище субстрату окиснення –
сукцинату, субстрату фосфорилювання – АДФ, роз’єднувача окисного
фосфорилювання 2,4-ДНФ, а також швидкість фосфорилювання, коефіцієнт
фосфорилювання та коефіцієнт дихального контролю не відрізняються від
аналогічних показників контрольної групи. Одержані результати вказують
на протекторну дію натрію селеніту на процес окисного фосфорилювання в
мітохондріях печінки щурів, ймовірно, пов’язану з антиоксидантними
властивостями селену. Одержані результати узгоджуються з результатами
досліджень інших авторів (Руденко С.С. та ін., 1988; Кулинский В.И. и
др., 1990; Костышин С.С. и др., 1997; ), які свідчать, що натрію
селеніт, введений щурам одноразово, інтенсифікує обмін метіоніну і
синтез глутатіону, підвищує активність ГП і ГР та СОД в печінці, сприяє
детоксикації супероксидних радикалів та пероксиду гідрогену, які
виникають при дії ксенобіотиків, підвищує вміст вільних SH-груп у
тканинах.
Подібні за характером зміни щодо впливу нижчих аліфатичних амінів на
процеси окисного фосфорилювання у мітохондріях гепатоцитів одержано і в
дослідах по вивченю впливу на щурів пропіламіну (див. табл. 1).
Введення щурам третьої дослідної групи розчину пропіламіну в дозі
76 мг/кг маси тіла в перші 10 хв. досліду також не впливає на окисне
фосфорилювання в мітохондріях гепатоцитів, як і у випадку з етиламіном.
Однак, через 30 хв. після введення щурам пропіламіну в мітохондріях
печінки спостерігаємо зниження на 16% коефіцієнта фосфорилювання, на 29%
– показника швидкості фосфорилювання і на 18% – коефіцієнта дихального
контролю порівняно з аналогічними показниками в контролі. Через 60 хв.
досліду в мітохондріях печінки щурів негативна дія пропіламіну
посилюється, на що вказує зниження показників АДФ/О (16,5%), Vф (47,0%),
ДК (36,0%),
V3 (33,0%) та Vднф (33,0%) по відношенню до контролю.
Через 120 хв. після введення щурам пропіламіну практично всі показники,
що характеризують стан процесів окисного фосфорилювання в мітохондріях
печінки, повертаються до норми, за винятком коефіцієнта фосфорилювання,
який порівняно з контролем був нижче на 12%. Попереднє введення щурам
натрію селеніту, як і у випадку з етиламіном, запобігає негативній дії
пропіламіну на процеси перенесення електронів по дихальному ланцюгу
мітохондрій та синтезу АТФ. Про це свідчать результати досліджень
швидкості дихання мітохондрій після додавання в інкубаційне середовище
субстрату окиснення – сукцинату, субстрату фосфорилювання – АДФ,
роз’єднувача тканинного дихання та фосфорилювання – 2,4-ДНФ, а також
показник швидкості фосфорилювання та коефіцієнт фосфорилювання і
дихального контролю.
Таким чином, одним з основних механізмів негативного впливу нижчих
аліфатичних амінів на внутрішньоклітинний метаболізм є пригнічення
процесів енергозабезпечення клітини внаслідок зниження реакцій окисного
фосфорилювання в мітохондріях. Вказаний висновок підтверджено в дослідах
на інтактних мітохондріях (in vitro), де також встановлено негативний
вплив етил- та пропіламіну на процеси синтезу АТФ з АДФ і Фн. (табл. 2).
Таблиця 2
Показники окисного фосфорилювання в мітохондріях печінки щурів за дії
етил- і пропіламіну в умовах in vitro (V2, V3,V4, Vднф – в
мкатомО2/хв/мг білка х 10-2; Vф – в мкмоль АДФ/хв/мг білка); М(m, n = 6
Показники Групи тварин
контрольна дослідна – 1 (етиламін) дослідна – 2
(пропіламін)
V2 0,80(0,10 0,60(0,10 0,70(0,10
V3 2,70(0,20 1,10(0,10* 1,00(0,20*
V4 0,80(0,10 0,40(0,10* 0,40(0,10*
Vднф 2,10(0,20 0,90(0,20* 1,00(0,10*
АДФ/О 1,90(0,03 1,85(0,03 1,85(0,03
Vф 0,060(0,002 0,023(0,002* 0,019(0,002*
ДК 3,75(0,05 2,40(0,08* 2,21(0,10*
Додавання етиламіну безпосередньо в інкубаційне середовище знижує в 2,4
рази швидкість дихання мітохондрій після додавання АДФ, гальмує в 2 рази
швидкість дихання мітохондрій після вичерпання АДФ, посилює на 62%
гальмуючий вплив 2,4-ДНФ на окисне фосфорилювання та знижує на 36%
величину коефіцієнта дихального контролю порівняно з контролем.
Внесення в інкубаційне середовище пропіламіну також знижує в
мітохондріях гепатоцитів значення показників окисного фосфорилювання, в
тому числі V3 – на 63%, V4 – на 50%, Vднф – на 52%, Vф – на 69% і ДК –
на 41% порівняно з аналогічними показниками у контролі.
†
?
®
?
Nth
$
j
?
¶ ? ? 1/4 3/4 A e e i i ? yoooooooooooeoooooooooooooo
?
¬
®
O
?uueth
&
&
`„Aea$
????
????
????
a$
a$
? Таким чином, на основі одержаних результатів можна зробити висновок,
що нижчі аліфатичні аміни (етил- та пропіламін) знижують інтенсивність
процесів окисного фосфорилювання в мітохондріях печінки щурів, а ступінь
їх гальмуючого впливу залежить від часу введення цих токсикантів.
Найбільш помітні зміни показників окисного фосфорилювання в мітохондріях
гепатоцитів відбуваються через 30 та 60 хв. після введення етиламіну та
через 30, 60 та 120 хв. після навантаження щурів пропіламіном.
Заслуговує на увагу те, що етиламін та пропіламін в дозах відповідно 80
та 76 мг/кг маси тіла впливають як на процеси окиснення субстратів, так
і на фосфорилювання АДФ, про що свідчать показники поглинання кисню
мітохондріями в стані V3, V4 і, відповідно, зниження коефіцієнта
дихального контролю та фосфорилювання АДФ. Однакова спрямованість впливу
етил- та пропіламіну на процеси окисного фосфорилювання в мітохондріях
печінки в умовах in vivo та in vitro свідчить, що аліфатичні аміни
проявляють прямий вплив на мітохондрії, зменшують їх функціональну
активність, призводячи до дефіциту в клітинах макроергічних сполук.
Натрію селеніт, введений щурам за 60 хв. перед їх навантаженням
аліфатичними амінами, проявляє протекторну дію, сприяє відновленню
основних показників і реактивації енергозабезпечуючої системи
мітохондрій клітини.
Ферментативна активність та пероксидне окиснення ліпідів за дії
аліфатичних амінів та натрію селеніту
Дослідження ферментативної активності крові, еритроцитів та фракцій
гепатоцитів щурів за дії аліфатичних амінів – етил- та пропіламіну
показало, що в більшості випадків вони негативно впливають як на перебіг
окремих реакцій, так і на метаболічні процеси клітини вцілому.
Введення щурам етиламіну в дозі 80 мг/кг живої маси тіла, порівняно з
контролем, знижує супероксиддисмутазну активність сироватки крові на
42%, ксантиноксидазну – на 29%, холінестеразну– на 33% і не впливає на
каталазну активність крові та глутатіонпероксидазну активність мембран
еритроцитів (табл. 3). Подібні за характером зміни ферментативної
активності в тканинах щурів спостерігаються і під впливом пропіламіну,
що свідчить про однакову спрямованість зсуву метаболічних процесів в
організмі під дією нижчих аліфатичних амінів.
Так, у щурів за дії пропіламіну активність каталази крові знижується на
19%, холінестеразна активність сироватки крові – в 1,6 рази,
ксантиноксидазна – в 1,3 рази, супероксиддисмутазна – в 1,5 рази, тоді
як глутатіонпероксидазна активність еритроцитів порівняно з контролем не
змінюється.
Вказані зміни активності ферментів крові, сироватки крові та еритроцитів
під дією етил- та пропіламіну, на наш погляд, пов’язані з гальмуванням
останніми інтенсивності окисно-відновних реакцій, що протікають з
утворенням супероксид-аніону, пероксиду гідрогену та гідроксильного
радикалу, які здатні порушувати структуру і функцію гемоглобіну крові
шляхом перетворення його в метгемоглобін.
Таблиця 3
Ферментативна активність крові щурів за дії етил- та пропіламіну і
натрію селеніту (М±m; n=5)
Ферментативна активність Групи тварин
контрольна дослідна–1
(етиламін) дослідна–2
(пропіламін) дослідна–3
(натрію селеніт
+етиламін)
кров
Каталазна,
ммольН2О2/хв/л 16,18±0,62 14,00±0,80 13,06±0,86* 10,70±0,28*,**
сироватка крові
Супероксиддисмутазна, од.акт./л 0,13±0,01 0,09±0,006* 0,09±0,01*
0,12±0,007**
Ксантиноксидазна, мкмоль/хв/мг білка 6,80±0,60 4,80±0,40* 5,20±0,40*
6,60±1,20**
Холінестеразна, мккат/л 7,25±0,63 4,87±0,42* 4,43±0,28* 4,80±0,31*
еритроцити
Глутатіонпероксидазна, мкмоль/хв/мг білка 2,24±0,24 2,22±0,28 2,20±0,28
2,65±0,19
Примітка: ** – тут і далі різниця порівняно з даними першої та третьої
дослідних груп вірогідна (Р(0,05).
Введення щурам натрію селеніту за 60 хв. до їх навантаження етиламіном
запобігає зниженню супероксиддисмутазної та ксантиноксидазної активності
сироватки крові, знижує каталазну активність крові на 24% і не впливає
на холінестеразну активність сироватки крові та глутатіонпероксидазну
активність мембран еритроцитів порівняно з аналогічними показниками у
тварин 1-ї дослідної групи (табл. 3).
Таким чином, показано, що натрію селеніт виявляє в певній мірі захисну
дію в організмі щурів щодо впливу аліфатичних амінів на активність
ферментів антиоксидантного захисту тканин. Це підтверджено дослідженнями
ферментативної активності та вмісту ТБК-активних продуктів ПОЛ в печінці
щурів контрольної та дослідних груп.
Під впливом етиламіну у печінці щурів каталазна активність знижується на
25%, холінестеразна – на 38%, а супероксиддисмутазна активність – на 22%
порівняно з контролем. В той же час в даних умовах досліду
ксантиноксидазна активність постмікросомної фракції печінки щурів
підвищується на 23%, а глутатіонпероксидазна не змінюється порівняно з
аналогічними показниками у тварин контрольної групи (табл. 4). Характер
змін ферментативної активності печінки щурів при введенні пропіламіну
подібний порівняно з введенням етиламіну. Під дією пропіламіну каталазна
активність печінки щурів дослідної групи нижче на 25%, холінестеразна –
на 45%, супероксиддисмутазна – на 20%, але ксантиноксидазна активність
вище – на 30%, тоді як глутатіонпероксидазна порівняно з контролем не
змінювалась.
Таблиця 4
Ферментативна активність печінки щурів за дії етил- та пропіламіну і
натрію селеніту (М±m; n=5)
Ферментативна
активність Групи тварин
контрольна дослідна–1
(етиламін) дослідна–2
(пропіламін) дослідна–3
(натрію селеніт +етиламін)
Каталазна,
ммоль/хв/г сирої тканини 20,24±0,61 15,13±0,87* 15,18±1,02* 20,23±1,32**
Супероксиддисмутазна, од.акт./г сирої тканини 0,25±0,08 0,20±0,01*
0,19±0,01* 0,24±0,01**
Глутатіонпероксидазна, мкмоль/хв/мг білка 0,66±0,10 0,67±0,05 0,65±0,04
0,71±0,07
Ксантиноксидазна, мкмоль/хв/мг білка 4,92±0,32 6,06±0,24* 6,38±0,41*
4,44±0,55**
Холінестеразна,
мккат/г сирої тканини 22,23±0,39 13,86±1,02* 12,14±1,11* 10,69±0,86*,**
Зниження каталазної та супероксиддисмутазної активності печінки щурів
під дією етил- та пропіламіну викликано, ймовірно, пригніченням амінами
реакцій окисно-відновного циклу, що забезпечують знешкодження
супероксидного аніону та пероксиду гідрогену.
Підвищення ксантиноксидазної активності постмікросомної фракції
гепатоцитів, як одного з ключових ферментів обміну небілкового азоту в
цьому органі, пов’язано, на наш погляд, з посиленням детоксикаційної
функції печінки у зв`язку з навантаженням організму аліфатичними
амінами. Найменше аліфатичні аміни впливають на глутатіонпероксидазну
активність еритроцитів і постмітохондріальної фракції гепатоцитів, що
свідчить про те, що гальмуюча дія цих речовин на метаболічні процеси в
тканинах лише частково пов’язана з функціонуванням глутатіонової
окисно-відновної системи.
Зниження холінестеразної активності печінки щурів вказує на активацію
проведення нервових імпульсів у синапсах під дією аліфатичних амінів, що
узгоджується з результатами досліджень інших авторів (Darad R. еt al.,
1983; Gross E.A. еt al., 1987).
Показано, що вплив етиламіну на ферментативну активність
постмітохондріальної та постмікросомної фракцій гепатоцитів на фоні
попереднього введення щурам натрію селеніту значно нижчий, ніж при
безпосередній дії аміну. Так, каталазна активність в гомогенатах печінки
щурів після попереднього введення щурам натрію селеніту була вищою на
34%, супероксиддисмутазна – на 19%, тоді як ксантиноксидазна активність
у них була нижчою – на 27%, холінестеразна – на 23%, а
глутатіонпероксидазна активність не змінювалась порівняно з аналогічними
показниками у тварин першої дослідної групи (див. табл. 4). Таким чином,
встановлено, що натрію селеніт запобігає в певній мірі негативному
впливу аліфатичних амінів на ферментативні процеси в печінці, хоча і не
нейтралізує дії цих сполук на проведення нервових імпульсів, про що
свідчить подальше зниження активності холінестерази печінки.
Встановлені зміни вмісту ТБК-активних продуктів ПОЛ в сироватці крові та
печінці щурів під дією етил- та пропіламіну узгоджуються з характером
каталазної та супероксиддисмутазної активності в тканинах. Показано, що
рівень ТБК-активних продуктів ПОЛ в сироватці крові щурів під дією
етиламіну порівняно з контролем був нижче в 1,8 рази, а пропіламіну в
1,5 рази. Введення тваринам натрію селеніту перед навантаженням їх
етиламіном нейтралізує негативний вплив амінів на вищезгадані показники.
Зміна рівня ТБК-активних продуктів ПОЛ в печінці щурів узгоджується з
характером змін аналогічних показників сироватки крові.
Так, рівень ТБК-активних продуктів ПОЛ в печінці щурів під впливом
етиламіну мав тенденцію, порівняно з контролем, до зниження, а під дією
пропіламіну – знизився на 15%. Введення щурам натрію селеніту перед
навантаженням їх етиламіном забезпечує рівень ТБК-активних продуктів ПОЛ
в печінці на рівні контролю. У щурів 3-ї дослідної групи порівняно з
тваринами 1-ї дослідної групи цей показник був на 29% вище.
Таким чином, можна зробити висновок, що аліфатичні аміни – етил- та
пропіламін пригнічують активність ферментних систем, які забезпечують
перетворення супероксидних іонів та пероксиду гідрогену, а також
впливають на проведення нервових імпульсів та стимулюють процеси
перетворення небілкових азотовмісних сполук у печінці.
Вміст цитохромів Р450 і b5 в мікросомній фракції гепатоцитів щурів при
дії етил- та пропіламіну і натрію селеніту
Дослідженнями встановлено, що етил- та пропіламін, введені щурам per os
одноразово у дозі 80 та 76 мг/кг маси тіла відповідно, знижують вміст
цитохромів Р450 і b5 в мікросомній фракції гепатоцитів. Так, введення
щурам розчину етиламіну зменшує вміст цитохрому Р450 на 22,9% і не
впливає на рівень цитохрому b5 в мікросомній фракції гепатоцитів
порівняно з контролем (табл. 5). Можливо, зниження вмісту цитохрому Р450
відбувається внаслідок негативної дії етиламіну на монооксігеназну
систему печінки і свідчить про порушення амінами перенесення електронів
на НАДФ- залежному шляху.
Введення щурам натрію селеніту за 60 хв. до навантаження етиламіном
знижує негативну дію цього токсиканту на вміст цитохромів Р450 і b5 в
мікросомній фракції гепатоцитів щурів. Ймовірно, протекторна дія натрію
селеніту пов’язана із підвищенням функціонального стану оксигеназних
систем клітин печінки.
Таблиця 5
Вміст цитохромів Р450 і b5 в мікросомній фракції гепатоцитів щурів при
введенні етил- та пропіламіну і натрію селеніту (нмоль/мг білка), М(m;
n=6
Групи тварин Цитохроми
Р450 b5
Контрольна 0,83(0,03 0,53(0,02
Дослідна – 1 (етиламін) 0,64(0,04* 0,48(0,03
Дослідна – 2 (натрію селеніт + етиламін) 0,77(0,05 0,50(0,03
Дослідна – 3 (пропіламін) 0,49(0,03* 0,48(0,02*
Дослідна – 4 (натрію селеніт + пропіламін) 0,65(0,04* 0,47(0,03
Навантаження організму щурів пропіламіном в дозі 76 мг/кг маси тіла
через 60 хв. досліду викликало зниження на 41% вмісту цитохрому Р450
і на 9% – цитохрому b5 в мікросомній фракції гепатоцитів порівняно з
контролем (див. табл. 5). Введення щурам натрію селеніту за 60 хв. до
навантаження пропіламіном, як і у випадку з етиламіном, знижує негативну
дію цього токсиканту на вміст цитохромів Р450 і b5 в мікросомній фракції
гепатоцитів. Порівняно з тваринами, яким вводили пропіламін, рівень
цитохрому Р450 в мікросомній фракції печінки щурів при введенні натрію
селеніту був вищим на 32,6%.
На основі одержаних результатів можна припустити, що токсична
дія етиламіну, ймовірно, пов’язана з порушенням переносу електронів
по НАДФ+, а пропіламіну – по НАД+ і НАДФ+-залежному шляхах. На
підтвердження вищезгаданого можуть слугувати результати досліджень
по визначенню вмісту цитохромів Р450 і b5 в інтактних препаратах
мікросомної фракції клітин печінки щурів за дії досліджуваних амінів.
Так, додавання до інкубаційного середовища мікросомної фракції
гепатоцитів розчину етиламіну, знижує вміст цитохрому b5 на 49%, а через
1 хв. – на 55% порівняно з контролем. Через 5 та 10 хв. інкубації
мікросомної фракції гепатоцитів з цим токсикантом вміст цитохрому b5
залишається на рівні показників після інкубації через 1 хв. (табл.6).
Таблиця 6
Вміст цитохромів Р450 і b5 в мікросомній фракції гепатоцитів щурів в
умовах in vitro під впливом етил- та пропіламіну (нмоль/мг білка), М(m;
n=6
Тривалість інкубації Цитохроми
Р450 b5
Контроль 0,83(0,03 0,53(0,02
Дослідна – 1 (етиламін) – одразу після введення 0,27(0,01* 0,027(0,01
– через 1 хв. 0,24(0,01* 0,24(0,01*
– через 5 хв. 0,24(0,01* 0,24(0,01*
– через 10 хв. 0,23(0,01* 0,23(0,01*
Дослідна – 2
(пропіламін) – одразу після введення 0,28(0,01* 0,28(0,01*
– через 1 хв. 0,25(0,01* 0,25(0,01*
– через 5 хв. 0,26(0,01* 0,26(0,01*
– через 10 хв. 0,38(0,02* 0,25(0,01*
Етиламін, внесений в інкубаційне середовище, знижує вміст цитохрому Р450
мікросомної фракції печінки на 67% безпосередньо при додаванні
токсиканта та в середньому – на 71% через – 1; 5 та 10 хв. інкубації
порівняно контролем.
Додавання в інкубаційне середовище розчину пропіламіну знижує
вміст цитохрому b5 в мікросомній фракції гепатоцитів при його додаванні
на 47%, а через 1; 5 та 10 хв. в середньому – на 53% порівняно з
контролем.
В той же час, пропіламін, викликав зниження вмісту цитохрому Р450 на 66%
одразу при його додаванні та на 70% – через 1 хв. інкубації
порівняно з контролем. Вміст цитохрому Р450 в мікросомній фракції
печінки щурів через 5 та 10 хв. інкубації залишався також нижче – на
70%, ніж в контролі.
В результаті проведених досліджень встановлено, що дія нижчих
аліфатичних амінів – етил- та пропіламіну в організмі пов’язана із
зниженням інтенсивності процесів тканинного дихання та окисного
фосфорилювання в мітохондріях, зміною активності ферментів
антиоксидантного захисту та реакцій перетворення продуктів ПОЛ в
тканинах, зменшенням вмісту цитохромів Р450 і b5 в мікросомах
гепатоцитів. Попереднє введення тваринам розчину натрію селеніту
запобігає негативному впливу нижчих аліфатичних амінів на процеси
енергозабезпечення та антиоксидантного захисту організму.
ВИСНОВКИ
У дисертаційній роботі теоретично узагальнено та представлено
нові наукові результати стану процесів окисного фосфорилювання в
мітохондріях, активності ферментів антиоксидантного захисту та обміну
небілкового азоту, інтенсивності процесів ПОЛ в тканинах та рівня
цитохромів Р450 і b5 в мікросомній фракції гепатоцитів за введеня щурам
нижчих аліфатичних амінів та натрію селеніту.
Введення щурам per os етиламіну знижує швидкість дихання
мітохондрій при додаванні субстрату фосфорилювання, зменшує
швидкість фосфорилювання АДФ та знижує коефіцієнт фосфорилювання
і дихального контролю. Вказані зміни окисного фосфорилювання
в мітохондріях печінки щурів проявлялись у значній мірі через 30 та 60
хв. після введення етиламіну та зникали через 120 хв. дії токсиканту.
Пропіламін, введений щурам per os, після додавання субстрату
фосфорилювання знижує через 30 та 60 хв. швидкість дихання
мітохондрій на 18%, зменшує швидкість фосфорилювання АДФ на 33%
та коєфіцієнт фосфорилювання і дихального контролю – на 19% і 36%,
відповідно посилює роз’єднуючу дію 2,4-ДНФ на окисне фосфорилювання.
Попереднє введення щурам розчину натрію селеніту попереджає гальмуючий
вплив етил- та пропіламіну на швидкість дихання
мітохондрій при додаванні субстрату фосфорилювання або 2,4-ДНФ та
на швидкість фосфорилювання АДФ і стабілізує коефіцієнт фосфорилювання
та дихального контролю.
Влив етиламіну проявляється у зниженні супероксиддисмутазної,
холінестеразної, ксантиноксидазної активностей сироватки крові та
печінки, каталазної активності печінки і в меншій мірі
глутатіонпероксидазної активності крові та печінки.
Введення щурам розчину пропіламіну знижує каталазну,
супероксиддисмутазну та холінестеразну активності крові відповідно на
19; 32; 39% та печінки – на 25; 20; 45%, підвищує ксантиноксидазну
активність печінки на 30% і не впливає на глутатіонпероксидазну
активність еритроцитів та печінки.
У щурів після введеня етиламіну знижується вміст ТБК-активних
продуктів ПОЛ в сироватці крові в 1,8 раза, а пропіламіну у
печінці – в 1,2 раза. Попередньо введений щурам натрію селеніт запобігає
впливу етил- та пропіламіну на рівень продуктів ПОЛ в тканинах.
Після навантаження щурів етиламіном вміст цитохрому Р450 в мікросомній
фракції гепатоцитів знижується на 22,9%, при введені пропіламіну – на
40,9%, а рівень цитохрому b5 порівняно з інтактними тваринами у першому
випадку не змінюється, а у другому – зменшується на 9%.
Додавання в інкубаційне середовище етиламіну знижує вміст цитохромів
Р450 і b5 в мікросомній фракції гепатоцитів відповідно на 67% і 49% а
при додаванні пропіламіну– на 66% і 47%.
Попереднє введення щурам натрію селеніту перед їх навантаженням етил-
або пропіламіном, запобігає зниженню вмісту цитохромів Р450 і b5 в
мікросомній фракції гепатоцитів.
Пропозиції виробництву
Встановлені експериментально субтоксичні дози етиламіну (80 мг/кг) та
пропіламіну (76 мг/кг) для щурів, що становить 1/5 LD50 для обох
токсикантів рекомендуються для подальших досліджень з вдосконалення
існуючих та розробки нових ефективних способів попередження
інтоксикацій, викликаних нижчими аліффатичними амінами. З метою
запобігання негативного впливу етил- та пропіламіну на метаболічні
процеси в тканинах тварин слід застосовувати розчин натрію селеніту у
дозі 80 мкг/кг маси тіла.
СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
Цудзевич Б.О., Захаренко(Курбатова)І.М. Вплив первинних аліфатичних
амінів на процеси окисного фосфорилювання в мітохондріях печінки щурів
// Український біохімічний журнал. – 2000. – Т. 72. – № 6.– С. 31
(Дисертантка особисто брала участь у проведенні дослідів та оформленні
статті).
Захаренко(Курбатова) І.М., Цудзевич Б.О. Перекисне окислення ліпідів та
ферментативна активність в тканинах щурів при дії аліфатичних амінів та
селеніту натрію // Науковий вісник Національного аграрного університету.
– 2000. – № 21. – С. 120-125 (Дисертантка самостійно проводила
експериментальну частину роботи, обробку даних та їх аналіз).
Захаренко(Курбатова) І.М. Вміст цитохромів b5 і Р450 в мікросомах
печінки щурів при дії етил- та пропіламіну і селеніту натрію // Науковий
вісник Національного університету ім. Тараса Шевченка. – 2000. – № 31. –
С. 18-19.
Курбатова І.М. До питання про механізм впливу аліфатичних амінів на
метаболічні процеси в організмі тварин // Науковий вісник Національного
аграрного університету. – 2005. – №89 . – С. 120- 125.
Курбатова І.М. Окисне фосфорилювання і активність ферментів
антиоксидантного захисту в тканинах щурів за дії аліфатичних амінів та
селену. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних
наук за спеціальністю 03.00.04 – біохімія. – Національний аграрний
університет, Київ, 2006.
Дисертація присвячена вивченню процесів окисного фосфорилювання в
мітохондріях печінки, активності ферментів антиоксидантного захисту,
обміну небілкового азоту та ацетилхоліну, вмісту продуктів ПОЛ та
цитохромів Р450 і b5 в тканинах щурів за дії етиламіну та пропіламіну і
натрію селеніту. Встановлено гальмуючий вплив етил- та пропіламіну на
швидкість процесів окисного фосфорилювання в мітохондріях, про що
свідчить зниження фосфорилювання АДФ, зменшення величин коефіцієнтів
дихального контролю. У щурів під впливом етил- та пропіламіну змінюється
каталазна та СОД- активність крові, а також ксантиноксидазна та
холінестеразна активність печінки і крові, знижується вміст ТБК-активних
продуктів ПОЛ та цитохромів Р450 і b5 в тканинах. Введення щурам розчину
натрію селеніту попереджає негативний вплив нижчих аліфатичних амінів на
процеси окисного фосфорилювання в мітохондріях, запобігає зміні
активності ферментів антиоксидантного захисту печінки та крові,
нормалізує вміст цитохромів Р450 і b5 в мікросомній фракції печінки.
Одержані результати розкривають важливі механізми токсичного впливу
нижчих аліфатичних амінів на організм тварин і можуть бути теоретичною
основою для розробки ефективних профілактичних і лікувальних засобів.
Ключові слова: щурі, етиламін, пропіламін, натрію селеніт, окисне
фосфорилювання, каталаза, СОД, ксантиноксидаза, глутатіонпероксидаза,
холінестераза, ПОЛ, цитохроми Р450 і b5.
Курбатова И.М. Окислительное фосфорилирование и активность ферментов
антиоксидантной защиты в тканях крыс под воздействием алифатических
аминов и селена. – Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по
специальности 03.00.04 – биохимия. – Национальный аграрный университет,
Киев, 2006.
В диссертации изложены результаты исследований влияния этил- и
пропиламина отдельно и в сочетании с натрия селенитом на процессы
окислительного фосфорилирования в митохондриях печени, активность
ферментов антиоксидантной защиты, обмена небелкового азота и
ацетилхолина, содержание ТБК-активных продуктов ПОЛ в крови и
субклеточных фракциях печени, а также на уровень цитохромов Р450 и b5 в
микросомах гепатоцитов. Исследованиями установлено, что однократное
введение крысам per os раствора этиламина в дозе 80 мг/кг массы тела
через
10 мин. после начала исследования не влияет, а через 30 и 60 мин. в
значительной степени угнетает процессы окислительного фосфорилирования в
митохондриях печени, СОД – и холинэстеразную активность крови и печени,
а также снижает ксантиноксидазную активность в сыворотке крови и
повышает в печени, изменяет содержание ТБК-активных продуктов ПОЛ в
крови, а также содержание цитохрома Р450 в микросомальной фракции
гепатоцитов. Через
120 мин. вышеперечисленные изменения процессов окислительного
фофорилирования в митохондриях крыс соответствовали контролю.
Ингибирующий эффект этиламина на процессы окислительного
фосфорилирования и содержание цитохромов Р450 и b5 в тканях подтвержден
и в опытах на изолированных митохондриях и микросомальной фракции
печени.
Однократное введение крысам per os раствора пропиламина в дозе
76 мг/кг массы тела вызывало подобные, как и после введения этиламина,
изменения процессов окислительного фосфорилирования в митохондриях,
активности ферментов антиоксидантной защиты, обмена небелкового азота и
ацетилхолина, а также содержания ТБК-активных продуктов ПОЛ в тканях,
цитохромов Р450 и b5 в микросомальной фракции печени. Однако,
ингибирующее действие пропиламина у крыс было более выраженным, чем
этиламина.
Предварительное введение за 60 мин. до нагрузки крыс этил- или
пропиламином натрия селенита в дозе 80 мкг/кг массы тела предупреждает
отрицательное влияние низших алифатических аминов на окислительное
фосфорилирование в митохондриях активность ферментов антиоксидантной
защиты, обмена небелкового азота и ацетилхолина, а также содержание
цитохромов Р450 и b5 в микросомальной фракции печени.
Полученные результаты раскрывают важные механизмы токсического влияния
низших алифатических аминов на метаболические процессы в тканях и могут
быть теоретической основой для разработки эффективных лечебных средств и
профилактических мероприятий.
Ключевые слова: крысы, этиламин, пропиламин, натрия селенит,
окислительное фосфорилирование, каталаза, СОД, ксантиноксидаза,
глутатионпероксидаза, холинэстэраза, ПОЛ, цитохромы Р450 и b5.
Kurbatova I.M. Oxidative phosphorylation and activity of enzymes of
anti-oxidant protection in rat tissues under the influence of aliphatic
amines and selenium. – Manuscript.
Thesis is submitted for competition of scientific degree of Candidate of
Sciences in Biology by Specialty 03.00.04 – Biochemistry. National
Agricultural University of Ukraine, Kyiv, 2006.
The thesis is dedicated to the investigation of oxidative
phosphorylation processes and tissue respiration in liver mitochondria,
enzyme activity of anti-oxidant protection, non-protein nitrogen
metabolism and acetylcholine, content of lipid peroxidation products as
well as cytochrome P450 and b5 in rat tissues under the influence of
ethyl- and propylamine aliphatic amines and sodium selenit. Inhibitive
effect of ethyl- and propylamine on rapidity of oxidative
phosphorilation processes in mitochondria is found out. It is confirmed
with the reduction of ADP phosphorylation as well as respiration control
and phosphorylation. Under ethyl- and propylamine influence the catalase
and SOD blood activity is changed in rat as well as xanthineoxidase and
cholinesterase activity of liver, content of TBA-active lipid
peroxidation products and cytochrome P450 and b5 in tissues are reduced.
Preliminary injection of sodium selenite solution in rat prevents
negative influence of lower aliphatic amines on oxidative
phosphorylation processes in mitochondria as well as changes in
activities of enzymes of anti-oxidative protection of lives and blood;
it also normalizes content of cytochrome P450 and b5 in microsomic
fraction of liver. Results obtained demonstrate the important mechanisms
of toxic influence of lower aliphatic amines on animal organism and can
be the theoretic background for development of efficient prophylactic
and treatment preparations.
Key words: rat, ethylamine, propylamine, sodium selenit, oxidative
phosphorylation, catalase, SOD, xanthineoxidase, cholinesterase, active
lipid peroxidation, cytochrome P45 and b5.
PAGE 1
Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter
