Оценка активности супероксиддисмутазы при длительной ингаляции пыли урановой руды в эксперименте

Установлено, что пролонгированная экспозиция урановой пыли, содержащей естественные радионуклиды, вызывает активацию процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) и изменение активности некоторых ферментов антиоксидантной защиты (АОЗ) в организме животных. Важнейшим ферментом антиоксидантной защиты организма и её биомаркером является супероксиддисмутаза (СОД). В связи с вышеизложенным, целью данного исследования явилась оценка антиоксидативного действия экстракта корня солодки при длительном воздействии на животных пыли урановой руды. Несмотря на широкий спектр литературы по использованию лечебных препаратов, выделенных из корня солодки, в доступных нам источниках не встречались сообщения о влиянии корня солодки на систему антиоксидантной защиты организма в условиях урановой интоксикации.

В результате проведенных исследований было выявлено, что ингаляционное воздействие пыли урановой руды в дозах 5 и 10 ПДК подавляет активность системы антиоксидантной защиты в легочной ткани проявляя при этом дозо-временную зависимость. Наибольшее снижение активности СОД у опытных животных наблюдалось к концу эксперимента.

Водный экстракт корня солодки при пероральном введении в дозе 100 мг/кг в течение 30 суток повышал активность супероксиддиссмутазы в легких животных, подвергавшихся действию ПУР в дозах 5 и 10 ПДК, однако эффективность его была недостаточной.

Введение. В настоящее время разработка и применение эффективных препаратов-радиопротекторов является чрезвычайно важным. Одним из актуальных направлений в этой сфере является изучение радиопротекторных и иммуномодулирующих свойств фитопрепаратов, с целью повышения иммунологической реактивности организма, подвергшихся воздействию радиационного фактора. (Быков 1996:113-114, Аммосов 1995: 116-145). Радиопротекторные 1 йб L свойства были выявлены у многих растений (Arora 2005:122). В этом отношении представляет интерес изучение фармакологической активности корня солодки. Солодковый корень (Radix Glycyrrhizae), содержащий более 20 биологически активных веществ, обладает разносторонним лечебным действием на организм; в нем обнаружены еще неизученные биологически активные вещества (Arora 2005:122, Палагина 1995:32-34, Akao 2000:149-154). Глицерретовая кислота, входящая в состав солодки является синергистом кортизона и обладает мощной противовоспалительной активностью (Двинская 2003:171-174). Подобно гидрокортизону, она оказывает активное действие при рассасывании опухолей в эксперименте. Установлено наличие определенной противолейкемической активности как самой глицерретовой кислоты, так и ее производных. Экспериментально показано, что глицерретовая и глицирризиновая кислоты и их производные обладают противовоспалительным и минералокортикоидным действием. (Зарецкий 1996:122). Данные литературы показывают, что и сегодня солодка занимает первое место среди всех известных в мире лекарственных растений, оставляя позади себя и женьшень, и золотой корень (родиолу розовую) (Ли, 2003: 206-209). Несмотря на широкий спектр литературы по использованию лечебных препаратов, выделенных из корня солодки, в доступных нам источниках не встречались сообщения о влиянии корня солодки на функцию дыхательной системы и антиоксидантной защиты организма в условиях урановой интоксикации (Liu 2002:3741, Таджиев 2000:135-136, Akao 1999:80-82).Установлено, что пролонгированная экспозиция урановой пыли, содержащей естественные радио нуклиды, вызывает активацию процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) и изменение активности некоторых ферментов антиоксидантной защиты (АОЗ) в организме животных (Зенков 2001: 343). Важнейшим ферментом антиоксидантной защиты организма и её биомаркером является суперо ксиддисмутаза (СОД). СОД относится к классу ферментов-металлопротеинов, катализирующих дисмутацию супероксидных радикалов на кислород и перекись водорода. (Scott 1989: 2498-2501).

В связи с вышеизложенным, целью данного исследования явилась оценка антиоксидативного действия экстракта корня солодки при длительном воздействии на животных пыли урановой руды.

Матриалы и методы. Ингаляционное воздействие на животных пылью урановой руды (ПУР) осуществлялось в специальных затравочных камерах УИЗ-1

(Казымбет,2008:5). Их конструкция обеспечивает свободный доступ запыленного воздуха непосредственно в дыхательные пути животных, а концентрация пыли в воздухе, внутри затравочной камеры, поддерживается однородной и постоянной (Казымбет,2008:5). Для затравки применялась урановая пыль Степногорского горно-химического комбината, имеющая следующий химический состав (%): U 0,332; Mo 0,082; Zn 0,020; Ғе 4,27; SiO2 40,60; А1 2,44; AS 0,006; MN 0,14. Суммарная альфа-активность пыли составляла 202 Бк/г. Предельно допустимая концентрация (ПДК) пыли для воздуха рабочей зоны составляет 2 мг/м³. Экспериментальные исследования были проведены на 150 белых беспородных крысах самцах с исходной массой 140180 г. Ингаляция ПУР проводилась в течение 5 дней в неделю, по 4 часа в день непрерывно на протяжении 120 суток при дозах 5 и 10 ПДК. Ввлияние ингаляции ПУР изучали через 30,60,90,120 суток от начала затравки (ГОСТ-12.1.007 -88).

Для изучения корригирующего влияния экстракта корня солодки (ЭКС) на посттрадиционные изменения АОЗ после окончания затравки ПУР в течение 30 суток вводили перорально по 2 мл спиртовый экстракта корня солодки из расчета 100 мг/кг веса. Из эксперимента этих животных выводили на 150 сутки. Во всех случаях исследовали показатели у контрольных животных соответственно срокам исследования. Величина накопленной дозы у животных на 30-120 сутки колебалась при дозе 5 ПДК в пределах от 0,67 до 11 мкЗв, при 10 ПДК от 1,5 до 22 мкЗв.

Условия затравки и продолжительность исследования составлены согласно рекомендациям ВОЗ. (ВОЗ 1981: 312).

Содержание супероксиддисмутазы определяли по спектрофотометрическому методу Чевари С. и др. (Чевари 1985:678-680), основанном на восстановлении нитротетразолия супероксидными радикалами, которые образуются при реакции между феназинметасульфатом и восстановленной формой никотинамиддинуклеотидом (NAD*H). Образование нитроформазана, продукта восстановления нитротетразолия, блокируется имеющиейся в пробе СОД. СОД определяли в 1 мл гомогената ткани, интенсивно перемешивали и центрифугировали 30 мин при 4000 -5000 об/мин. К 0,1 мл образовавшегося супернатанта прибавляли 0,5 мл. инкубационной смеси ЭДТА и 0,1 мл раствора NAD*H и предварительно растворенного в 100 мл трис-ЭДТА-буфера. Статистический анализ проводили с помощью t-теста Стьюдента. Значение различий было проверено с использованием дисперсионного анализа с P <0,05 в качестве предела значимости.

Результаты исследования. Определение в легких активности супероксиддисмутазы при воздействии пыли урановой руды в дозе 5 ПДК показало (таблица 1), что через 30 суток от начала воздействий у опытных животных наблюдается снижение активности фермента в 2 раза по сравнению с контрольными животными.

Таблица 1 Изменение активности СОД в легких крыс (в %) при ингаляции ПУР в дозе 5 ПДК и при применении экстракта корня солодки

К концу 60 суток ингаляционной затравки животных этот показатель имел некоторую тенденцию к повышению по сравнению с опытными животными 1 месяца наблюдений, однако оставался пониженным, по сравнению с контрольными животными на 30,7%. В последующие сроки, спустя 90 суток от начала эксперимента, активность СОД снизилась в 2,2 раза. Наибольшее подавление активности в 5,4 раза установлено после 120 суточной затравки пылью урановой руды. Таким образом, уже на 30 сутки ингаляционного воздействия пыли урановой руды в дозе, эквивалентной 5 ПДК активность СОД снизилась в среднем в 2 раза, подчеркивая, что уже в самом начале затравки в легких подавляется активность системы антиоксидантной защиты. Начиная с 60 суток затравки активность СОД в ткани легких несколько возросла, но и в этот период ее величина была ниже контроля на 30,7%. При этом оказалось, что если отсчет динамики подавления активности СОД начинать с 60 суток затравки, то последующее увеличение длительности затравки до 90-х и 120 -х суток приводит к последовательно растущему угнетению СОД в 2,2 и 5,4 раза.

Далее было прослежено изменение активности супероксиддисмутазы в ткани легких при воздействии на животных пылью урановой руды в дозе соответствующей 10 ПДК (таблица 2).

1 Й7 L

Таблица 2 Изменение активности СОД в легких крыс (в %) при ингаляции ПУР в дозе 10 ПДК и при применении экстракта корня солодки

При этом установлено, что ингаляция ПУР приводила к подавлению активности анализируемого энзима во все сроки наблюдения. Оказалось, что степень угнетения энзима с увеличением длительности затравки возрастала от 2 до 3,5 раз. Так, на 30 сутки активность СОД в легких уменьшалась в 2 раза, в последующие сроки на 60-120 сутки ее показатели были ниже контрольных в 2,5-3,5 раза, подчеркивая факт повышения действия ПУР с увеличением дозо-временной нагрузки.

Таким образом, при воздействии на животных пылью урановой руды вдозах соответствующих 5 и 10 ПДК, в ткани легких крыс направленность изменения активности супероксиддисмутазы была аналогичной. В обеих группах животных активность СОД в ткани легких снижалась во все сроки эксперимента, наиболее значительно к концу 4 месяца наблюдений в 5,4 раза при дозе 5 ПДК и в 3,5 раз при дозе 10 ПДК.

Введение экстракта корня солодки в течение 30 суток после воздействия ПУР в дозе 5 ПДК увеличило активность СОД в тканях легких почти в 3 раза по сравнению с последним сроком воздействия (120 суток), хотя и оставалось еще ниже контрольных величин в 2 раза. У животных, вдыхавших ПУР в дозе 10 ПДК, фитопрепарат увеличивал активность СОД в легких более чем в 1,5 раза по сравнению со 120 сутками эксперимента, однако был ниже контрольных величин в 2,3 раза. Испытание экстракта солодки в качестве средства, корригирующего нарушения окислительного метаболизма, выявило положительные результаты действия препарата, однако эффективность его была недостаточной. Не исключено, что в этих условиях целесообразно повышение дозы препарата, либо изменение режима его введения. Выводы: Воздействие пыли урановой руды в дозах 5 и 10 ПДК подавляет активность системы антиоксидантной защиты в легочной ткани проявляя при этом дозовременную зависимость. Наибольшее снижение активности СОД у опытных животных наблюдалось к концу эксперимента.

Водный экстракт корня солодки при пероральном введении в дозе 100 мг/кг в течение 30 суток повышал активность супероксиддиссмутазы в легких животных, подвергавшихся действию ПУР в дозах 5 и 10 ПДК, однако эффективность его была недостаточной. Не исключено, что в этих условиях целесообразно повышение дозы препарата, либо изменение режима его введения.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Быков В.А., Запесочная Г.Г., Куркин В.А. и др. Солодка: проблемы рационального использования сырья // Современ. состояние и перспект. научн. исследован. в области фармации: Тез. докл. научн. практич. конф., посвящ.25-летию фармац.фак.Самарского госмед.ун-та,11-12 сен.1996. Самара: 1996. С.113-114.
2. Аммосов А.С., Литвиненко В.И. Фенольные соединения родов Glycyrrhiza L. и Meristotropis Fisch. et Mey. // Растит. ресурсы. 1995. Т.31, вып.3. С.116-145.
3. Arora R, Gupta D, Chawla R, Sagar R, Sharma A, et al. Radioprotection by Plant Products: Present Status and Future Prospects // Phytother. Res. 2005. №19. Р. 1-22.
4. Палагина М.В., Хасина М.А., Гельцер Б.И., Девятов А.Л. Антиокислительное действие препарата солодки уральской при остром поражении сурфактата легких тотальным гамма-облучением // Вопр. медиц. Химии. 1995. Т.41, вып.1.С. 32-34.
5. Akao T. Competition in the metabolism of glycyrrhizin with glycyrrhetic acid mono-glucuronide by mixed Eubacterium sp. GLH and Ruminococcus sp. PO1-3 // Biol.Pharm.Bul. 2000. Vol.23, №2. P. 149-154.
6. Dhingra D., Parle M., Kulkarni S.K. Memory enhancing activity of Glycyrrhiza glabra in mice // J. Ethnopharmacol. 2004. Vol.91, №2-3. P. 361-365.
7. Двинская С.А., Белоглазова С.И., Хасина М.А., и др. Влияние небулайзерной терапии солодкой уральской на процессы перекисного окисления липидов в легких при наркотической зависимости // VII Междунар. съезд “Актуальн. Проблемы созд. нов. лек.препаратов природн.происхожд”. СПб.: НИИХ СпбГУ, 2003. С. 171-174.
8. Зарецкий Б.В., Барнаулов О.Д., Маликов М.Ю. и др. Фитопрофилактика повреждений гепатобилиарной системы у больных туберкулезом легких в стационаре // 3 Рос.нац.конгр. Человек и лекарство: Тез. Докл. М.: 1996. С. 122-126.
9. Ли И.А., Попов А.М., Веселова О.Б. Экспериментальное изучение противоязвенных и антиоксидантных свойств экстракта из лекарственных растений // VII Междунар. съезд “Актуальн. Проблемы созд. нов. лек.препаратов природн.происхожд”. СПб.: НИИХ СпбГУ, 2003. С. 206-209.
10. Liu Z-L., Tanaka S., Horigome H., et al. Induction of apoptosis in human lung fibroblasts and peripheral lymphocytes in vitro by Shosaikoto derived phenolic metabolites // Biol. Pharm. Bull. 2002. Vol.25., №1. P. 37-41.
11. Таджиев А.С., Каримов М.М. Эффективность ингаляционного применения экстракта солодки и бизольвона при лечении больных с хроническими обструктивными заболеваниями легких // Химия природн. Соедин. 2000.С.135-136.
12. Akao T. Effects of glycyrrhizin and glycyrrhetic acid on the growth, glycyrrhizin b-D-glucuronidase and 3b-hydroxysteroid dehydrogenase of human intestinal bacteria // Biol. Pharm. Bull. 2000. Vol.23, №1. P. 104-107.