Введение к работе
Актуальность проблемы; Проблема поиска средств, повышающих адапта-иоиные возможности организма к неблагоприятным воздействиям окружающей реды, постоянно привлекает исследователей (Баренбойм Г.М., Маленков А.Г., 986; Денисенко П.П., 1986). В этом отношении недостаточно изучена роль гетеро-шисахаридов - кислых гликозаминогликанов (гликозаминогликуронанов), содер-шщих в своем составе гексозамины и гексуроновые кислоты, и включающие в ос-ювном гиалуроновую кислоту, хондроїпинсульфатн, гепарансульфаты и гепарин, 'ликозаминогликуронаны (ГАГ) содержатся в межклеточном матриксе, клеточных кмбранах (Demopoulos Н.В., 1973; Hunter G.K., Heersche J.N.M., Aubin J.E., 1983; fogei K.G., Peterson D.W., 1981), а также в ядрах клеток в виде ассоциированных с рс-матиыоц протеогликанов (Stein G.S., Roberts R.M., Davis J.L. et al., 197S).
Башкатовым С. A (1996) показано, что при введении экспериментальным жи-стным ГАГ образующиеся за счет их деполимеризации свободные уроновые ки-логы метаболизируются в клетке сопряженно с компонентами гексозомонофос-ратного шунта. Это приводит к повышенной продукции НАДФ*Н и активации за-исимых от них биосинтетических и антитоксических процессов. Парентеральное іведение суммарных ГАГ, включающих гиалуроновую кислоту (ГК), хондроитин-ульфаты (КС) и гепарансульфаты (ГС), при воздействии в условиях эксперимента кстремалышх факторов ( отравление гидрофильными и липофидными ксенобио-иками, термические ожоги) увеличивало выживаемость животных и способство-іало более быстрому восстановлению нормальных физиологических процессов Башкатов С.А., 1997). Препараты ГАГ плаценты человека существенно снижали юбочное действие цитостатиков и иммуносупрессоров (Пахомов Д.В., 1997).
Важную роль в процессах детоксикации играют ионы ряда металлов переменной валентности, в частности марганца, кобальта, цинка, модулирующих ак-ивность различных ферментов и входящих в состав соответствующих металлопро-евдов. В связи с этим для усиления антитоксических эффектов ГАГ и, в частности ТС, представлялось целесообразным обеспечение клеток в достаточном количестве геобходимыми микроэлементами. Однако для этого было необходимо создание со-)тветствующих транспортных форм, препятствующие неспецифической сорбции юнов указанных металлов и избирательно направляющих их в клетки. Такими ранспортными формами могут быть гликозамотогликаны и, в частности, гиалурс-ювая кислота, которая легко поступает в клетки путем эндоцитоза (Булычев АГ.,
1991). С этих позиций представлял интерес исследовать перспективность примеке ния комплексов кислых ГАК с некоторьши металлами переменной валентности ка фармакологических субстанций, повышающих устойчивость организма по отноше нию к действию химических раздражителей и токсикантов. Комплексы ПС с Ma,Zi Со были получены в лаборатории биологически активных веществ Института нефтехимии и катализа АН РБ и УНЦ РАН научным сотрудником Костромивой Л.Е.
Цель работы: изучение биохимических механизмов антитоксического дейсз вия комплексов металлов переменной валентности с гиапуроновой кислотой при остром отравлении фенолом.
Задачи исследования:
-
Оценить изменения содержания и фракционного состава гликозаминогликанов, уровня свободных уроновых кислот б печени и сыворотке крови лабораторных зкиботньгх. при остром отравдснтш фенолом Б дозе LD«0-
-
Изучить влияние интоксикации фенолом в дозе LDjo на уровень цитохромов Р-450, D5 и активность глюкозо-6-фосфат-, лактат- и малатдегидрогеназ в печени крыс.
-
На модели флуоресцентного зондирования пиреном тенен эритроцитов оценить интегральное состояние биомембран при воздействии фенола.
-
Для выбора терапевтической дозы и схемы лечения оценить токсичность комплексов гаалуроновой кислоты с ионами металлов переменной валентности (Со Mn, Zn).
-
Изучить воздействие комплексов ГК с металлами переменной валентности на токсикокинетику фенола и биохимические показатели токсического действия фенола.
-
Изучить влияние введения комплексов гаалуроновой кислоты с металлами пере менной валентности на уровень и соотношение в ткани печени окисленной и восстановленной форм НАДФ, активность ряда пиридинзависимых дегидроге-наз, содержание цитохромов Р-450 и bs.
-
Оценить влияние эхзогенно вводимых комплексов ГК с Со, Mn, Zn на уровень кислых гликозаминогликанов и их фракций, а также содержание свободных уро новых кислот в печени и крови при остром отравлении фенолом.
Научная новизна.
В результате проведенных исследований уточнены некоторые молекулярные ме
иизмы острой интоксикации фенолом: дестабилизация плазматических мембран и ;мбран субклеточных образований, изменение тканевого содержания и состава [слых гликозаминогликанов, сдвиги в соотношении окисленных и восстаговлен-лх форм никотинамидадениндішуклеотндфосфатов.
О дестабилизации биомембран при остром отравлении фенолом свидетельство-їли снижение микровязкости эритроцитарньгх мембран (многократное падение >эффиниента эксимергоации флуоресцентного зонда пирена ), падение активности ятохондриального ( малатдегадрогеназа), микросомальных цитохромы Р - 450 и b5) и цитоплазматического (лактатдегидрогеназа и глюкоза 6 - фосфатдегидрсгеназа) ферментов.
Впервые показано защитное действие комплексов ГК с металлами переменной шентности (марганцем, кобальтом и цинком ) при острой интоксшсации фенолом, становлено, что основу фармакологического эффекта указанных комплексных со-пшений гиалуроновой кислоты составляют стабилизация в тканях системы эндо-:шшх гликозаминогликанов и состояния биологических мембран, активация ряда ерментов углеводно-энергетического обмена, усиление продукции восстановлен-ых никшїшамидадениндинуклеотидфосфатов, ускорение дєтоксикаціш и элямк-ации фенола гепатоцигами, а также активация секреции глюкокортикоидов. Научно-практическая значимость.
Результаты работы расширяют существующие представления о фармакологиче-аіх свойствах экзогенных гликозаминогликанов, позволяют наметить дальнейшие ути изыскания и изучения комплексов гиалуроновой кислоты с металлами пере-енной валентности, как новых антитоксических лекарственных препаратов профи-актичеекого и лечебного действия при тяжелых отравлениях углеводородами аро-атического и циклического рядов
Обоснована возможность внедрения в клиническую практику определения ик-гнсивности флуоресценции пирена в тенях эртроцитов для характеристики со-гояния биомембран при различных патологических состояниях, а также для обьек-явизации оценки тяжести острого отравления фенолом в целях прогнозирования езистентности организма к полученной дозе токсиканта.
Результаты проведенных исследований отражены в монографии С АБашкатова Гликозаминогликаны в механизмах адаптации организма» (1996 г.), используются научно-исследовательской работе лаборатории биологически активных веществ [нститута нефтехимии и катализа АН РБ и УНЦ РАН, в обучении студентов на ка-
федрах биологической химии, военной и экстремальной медицины Башгосмедуш верситета.
Положения, выносимые на защиту:
В токсическом эффекте фенола существенное значение имеет дестабилизация биологических мембран и системы гликозаминогликанов.
Острое отравление фенолом в дозе LD50 приводит к снижению в печени содержания компонентов микросомальной монооксигеназной системы цитохрома
. Р-450, активности митохондриалышх и цитоплазматических ферментов.
Комплексные соединения гиалуроновой кислоты с металлами переменной валентности проявляют антагонизм в отношении токсического действия фенола.
В молекулярных механизмах фармакологического эффекта комплексов гиалур новой кислоты существенное значение имеют стабилизация в тканях системы эндогенных гликозаминогликанов и биологических мембран, активация ряда ферментов углеводно-энергетического обмена, ускорения гепатоцитами деток-сикации и элиминации фенола.
Апробадиа работы. Основные положения диссертационной работы долож< ны на Всероссийской конференции биохимиков Урала, Поволжья и Западной Сибири «Актуальные проблемы теоретической и прикладной биохимии» (Челя-бинск,1999); на заседании секции медицинской биохимии Башкирского отделена Всероссийского биохимического общества (Уфа, 2000), на совместном заседании кафедр биологической химии и фармакологии № 2 Башгосмедуниверситета ( мар 2000).
Публикации. По материалам диссертации опубликованы 3 работы.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на і 10 страниц маазяк писи, содержит 22 таблицы, 29 рисунка и состоит из введения, обзора литературы описания материалов и методов исследования, главы результатов собственных ис следований и их обсуждения, заключения, выводов, списка литературы, включаю щего 180 источников, из которых 75 отечественных и 105 иностранных авторов.
