Введение к работе
Актуальность работы. Хронический алкоголизм, его распространенность и обусловленные им негативные социальные и медицинские последствия являются серьезной проблемой здравоохранения. В настоящее время среди болезней алкогольной этиологии ведущее место по смертности и инвалидизации больных занимает алкогольное поражение печени. Воздействие алкоголя на сердечнососудистую систему недооценивается, хотя алкогольная миокардиодистрофия - одна из самых тяжелых форм поражения миокарда. Алкогольная интоксикация приводит к окислительному стрессу путем усиления образования свободных радикалов и разрушения антиоксидантной системы (АОС) защиты организма. Окислительный стресс ведет к повреждению мембран, нарушению жизнедеятельности клеток и их апоптотической гибели. Очевидно, что поиск лекарственных средств, способных влиять на процесс развития оксидативного стресса при хронической алкогольной интоксикации, является актуальной задачей.
В последние годы неуклонно повышается интерес к средствам антиоксидантной защиты, в основе которых лежат естественные метаболиты клеток. В связи с этим активно изучается механизм антиоксидантного действия мелатонина -гормона эпифиза, вырабатываемого также и в экстрапинеальных тканях. Помимо классических эффектов своего действия (участия в создании циркадного и пиркадиадного ритмов), он может взаимодействовать с рядом свободнорадикальных форм кислорода и азота (Reiter, 2000), стимулировать иммунную систему (Maestoni, Conti, 1998) и усиливать синтез ряда антиоксидантных ферментов (Rodriguez С, 2004). Способность мелатонина растворяться в воде и липидах, проникать через мембраны и сосудисто-тканевые барьеры, накапливаясь в ядрах клеток, обеспечивает его активность в защите мембранных структур и ДНК от свободнорадикального повреждения. Предполагают, что именно снижение уровня мелатонина является одной из основных причин ослабления АОС при старении (Скулачев В.П., 2009). Имеются данные, что мелатонин может оказывать гепатопротекторное действие при обтурации желчных протоков (Montilla Р., 2001), остром панкреатите (Ni Y., 2008), воздействии ряда ксенобиотиков (Sewerynek Е., 1995; El-Sokkary G.H., 2007; Hong R.T., 2009). Тиоктовая (а-липоевая) кислота все чаще применяется при различных заболеваниях. Основное значение тиоктовой кислоты заключается в ее участии в качестве кофактора в окислительном декарбоксилировании пирувата и 2-оксоглутарата. Антиоксидантный эффект а-липоевой кислоты обусловлен наличием двух тиоловых групп в молекуле, а также способностью связывать молекулы радикалов и ионы металлов, предотвращая их участие в свободнорадикальных реакциях. Тиоктовая кислота также обеспечивает поддержку работы других антиоксидантных звеньев, в частности, системы глутатиона и убихинона (Deneke, 2000). Тем не менее, молекулярные механизмы действия тиоктовой кислоты и мелатонина при хронической алкогольной интоксикации остаются практически не исследованными.
Таким образом, исследование возможного протекторного действия мелатонина и тиоктовой кислоты при хронической алкогольной интоксикации представляется весьма актуальным.
Цели и задачи исследования. Целью настоящей работы было исследование влияния мелатонина и тиоктовой кислоты на интенсивность свободнорадикального окисления (СО) биомолекул, функционирование АОС и активность ряда ферментов окислительного метаболизма в тканях крыс при хронической алкогольной интоксикации.
4 Для достижения цели были поставлены следующие задачи:
Оценка влияния мелатонина и тиоктовой кислоты на активность маркерных ферментов цитолиза клеток печени и сердца (аланинаминотрансферазы (АлАТ), аспартатаминотрансферазы (АсАТ) и креатинкиназы MB (КК-МВ) в сыворотке крови крыс при хроническом воздействии этанола.
Исследование влияния различных доз мелатонина и тиоктовой кислоты на показатели, отражающие интенсивность свободнорадикальных процессов (параметры биохемилюминесценции и концентрация продуктов пероксидного окисления липидов (ПОЛ) - диеновых конъюгатов (ДК), в печени, сердце и сыворотке крови с хронической алкогольной интоксикацией
3. Исследование влияния мелатонина и тиоктовой кислоты на степень
фрагментации ДНК - критерий апоптоза, в печени и сердце крыс с хронической
алкогольной интоксикацией
Определение интенсивности функционирования ферментов антиоксидантной защиты (каталазы, супер оксид дисмутазы (СОД), глутатионпероксидазы (ГП) и глутатионредуктазы (ГР) в печени, сердце и сыворотке крови крыс с хронической алкогольной интоксикацией при введении различных доз мелатонина и тиоктовой кислоты.
Оценка активности ферментов окислительного метаболизма - поставщиков НАДФН для глутатионпероксидазной-глутатионредуктазной антиоксидантной системы (глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы (Г6ФДГ) и НАДФ-изоцитратдегидрогеназы (НАДФ-ИДГ) - в печени, сердце и сыворотке крови крыс с хронической алкогольной интоксикацией при введении различных доз мелатонина и тиоктовой кислоты.
Исследование влияния различных доз мелатонина и тиоктовой кислоты на концентрацию неферментативных антиоксидантов (восстановленного глутатиона (GSH) и цитрата), а а также на активность ферментов, участвующих в метаболизме цитрата (аконитатгидратазы (АГ) и цитратсинтазы (ЦС), в печени, сердце и сыворотке крови крыс с хронической алкогольной интоксикацией.
Научная новизна. Впервые проведено комплексное исследование интенсивности СО биомолекул, активности ферментативного звена АОС и ряда ферментов окислительного метаболизма, а также содержания низкомолекулярных антиоксидантов в тканях крыс при хронической алкогольной интоксикации и воздействии мелатонина и тиоктовой кислоты. Установлено, что введение тиоктовой кислоты и мелатонина при хронической алкогольной интоксикации приводит к снижению интенсивности свободнорадикальных процессов во всех исследованных тканях и к повышению общей антиоксидантной активности в печени и сердце крыс. Выявлены звенья АОС, наиболее чувствительные к действию мелатонина и тиоктовой кислоты; проведен сравнительный анализ эффектов различных доз исследуемых веществ. Исследовано воздействие мелатонина и тиоктовой кислоты на функционирование ферментов, генерирующих НАДФН, необходимого для работы глутатионовой антиоксидантной системы. Впервые исследовано влияние мелатонина и тиоктовой кислоты на метаболизм цитрата при хроническом воздействии этанола. Предложена гипотетическая схема влияния тиоктовой кислоты и мелатонина на свободнорадикальный гомеостаз при хронической алкогольной интоксикации.
Практическая значимость. Полученные данные расширяют и углубляют фундаментальные представления о молекулярных механизмах, обеспечивающих общность регуляции метаболизма и свободнорадикальных процессов в условиях окислительного стресса, и особенностей их реализации в присутствии веществ,
5 обладающих протекторным действием. Результаты работы вносят вклад в решение проблемы по выявлению нарушений метаболизма при хронической алкогольной интоксикации и способствуют поиску оптимальных путей их коррекции. Полученные экспериментальные данные дают основу для разработки новых подходов в антиоксидантной терапии при хроническом алкогольном поражении печени и сердца. Материалы работы используются в учебном процессе на биолого-почвенном и фармацевтическом факультетах Воронежского государственного университета при чтении спецкурсов, при проведении практикумов и выполнении курсовых и дипломных работ.
Публикации. Основные результаты настоящей диссертационной работы изложены ВІЗ публикациях - 10 статьях и 2 тезисах.
Апробация работы. Материалы диссертации были представлены на Международном симпозиуме «Адаптационная физиология и качество жизни: проблемы традиционной и инновационной медицины», посвященного 80-летию академика РАМН НА. Агаджаняна (Москва, 2008), Всероссийской с международным участием научно-методической конференции «Пути и формы совершенствования фармацевтического образования. Поиск новых физиологически активных веществ» (г. Воронеж, 2010), Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, посвященной 1000-летию Ярославля (г. Ярославль, 2010), Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Биологические науки» (г. Уфа, 2010), Первых международных Беккеровских чтениях (г. Волгоград, 2010), VIII Международной конференции «Биоантиоксидант» (Москва, 2010), XXI съезде Физиологического общества им. И.П. Павлова (г. Калуга, 2010)
На защиту выносятся следующие положения:
Выявлено дозозависимое протекторное действие тиоктовой кислоты и мелатонина при хронической алкогольной интоксикации. Введение исследуемых веществ приводит к снижению активности ферментов-маркеров цитолиза гепатоцитов и кардиомиоцитов в сыворотке крови и способствует торможению развития свободнорадикальных процессов, интенсифицирующихся в тканях при воздействии этанола.
Введение тиоктовой кислоты и мелатонина на фоне хронического воздействия этанола приводит к приближению большинства параметров, отражающих общую антиоксидантную активность организма и функционирование отдельных звеньев АОС, а также активностей ряда ферментов окислительного метаболизма к показателям контрольных животных.
3. Мелатонин и тиоктовая кислота оказывают наиболее выраженный
стимулирующий эффект на глутатионовое звено АОС, которое в условиях
хронического воздействия этанола подвержено наибольшему депрессивному
воздействию.
4. На основе полученных данных предложена гипотетическая схема влияния
тиоктовой кислоты и мелатонина на свободнорадикальный гомеостаз при
хронической алкогольной интоксикации.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 162 страницах текста и состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части и обсуждения результатов (4 главы), списка литературы (309 источников). Иллюстрационный материал включает 24 рисунка и 2 таблицы.
