К Дудок, О Мороз, І Влох - Динаміка вмісту молекул середньої маси у плазмі крові щурів за тривалої алкогольної інтоксикації - страница 1

Страницы:
1  2 

ВІСНИК ЛЬВІВ. УН-ТУ VISNYK OF L'VIV UNIV.

Серія біологічна. 2005. Вип. 39. С. 26-32 Biology series. 2005. Is. 39. P. 26-32

Біохімія

УДК 577.152.361:616.092

ДИНАМІКА ВМІСТУ МОЛЕКУЛ СЕРЕДНЬОЇ МАСИ У ПЛАЗМІ КРОВІ ЩУРІВ ЗА ТРИВАЛОЇ АЛКОГОЛЬНОЇ ІНТОКСИКАЦІЇ

К. Дудок*, О. Мороз***, І. Влох***, Р. Влох**, М. Особа*, Н. Гринчишин***, Н. Гльчишин*

Львівський національний університет імені Івана Франка вул. Грушевського, 4, м. Львів 79005, Україна ** Інститут фізичної оптики МОН України вул. Драгоманова, 23, м. Львів 79005, Україна *** Львівський національний медичний університет ім. Данила Галицького вул. Пекарська, 69, м. Львів 79010, Україна

Досліджено вміст молекул середньої маси (МСМ) у плазмі крові щу­рів у нормі та за умов алкогольної інтоксикації. Тривалість алкогольної ін­токсикації - один-шість місяців. Визначено вміст МСМ у плазмі крові бать­ківського покоління (Р) та декількох наступних поколінь (Fb F2, F3). З'ясо­вано, що вміст МСМ у контрольних щурів становив 1,78±0,12 г/л. Після одномісячного споживання 15 % розчину етилового спирту вміст МСМ під­вищився до 4,10±0,27 г/л, за дво-шестимісячного - перевищував контроль­ний у 2,13-1,34 раза. У наступних поколінь алкоголізованих щурів вміст МСМ також зростав. У першого покоління вміст МСМ у 1,78-2,38 раза пе­ревищував контрольний рівень; у другого - у 2,54; у третього - у 3,10 раза. Обговорено можливі механізми збільшення вмісту МСМ у плазмі крові ал­коголізованих щурів у потомстві.

Ключові слова: молекули середньої маси, алкогольна інтоксикація, алкоголі­зація, щурі, потомство.

У патогенезі алкоголізму простежуються глибокі зміни метаболізму, завдяки яким порушується біогенез, структура і функції клітин. Численні дослідження дали змогу виявити, що алкогольна інтоксикація негативно впливає на головні етапи біосин­тезу білків, зокрема на активацію амінокислот, регуляцію на рівні генетичного апарату клітини [1]. За умов гострої алкогольної інтоксикації суттєво змінюється обмін замін­них амінокислот, які активно метаболізує печінка; серед них такі, як треонін, глютамін, аланін, цистеїн та ін. [11]. Отже, можна сказати, що етанол, потрапляючи в організм, призводить до дисбалансу амінокислот. Цей ефект може бути зумовлений як порушен­ням транспортування амінокислот, так і зміною активності трансаміназ. Дисбаланс амі­нокислот, відповідно, може призвести до порушення синтезу окремих поліпептидів як крові, так і інших тканин.

Важливу роль у молекулярних механізмах алкогольної інтоксикації відіграє ацета-льдегід. Цей метаболіт здатний модифікувати білки, призводячи до порушення їхніх фун­кцій, викликати зміни мембранних, цитоплазматичних і хроматинових структур, біоген­них амінів, коферментів та окремих пептидів [1, 7, 9, 11, 13, 17, 20].

Останніми роками накопичена значна кількість даних, які свідчать, що в патоге­незі багатьох захворювань (отруєння, травми, голодування, загострений туберкульоз, опіки, гнійні захворювання, алкогольна інтоксикація та ін.) у плазмі крові з'являється

© Дудок К., Мороз О., Влох І. та ін., 2005особлива група сполук - молекул середньої маси (МСМ) [4, 6, 10, 12]. МСМ мають різ­ну природу, проте більшість учених уважає, що головними компонентами цієї групи сполук є пептиди, похідні глюкуронової кислоти й олігоспиртів, кініни, енкефаліни, фрагменти колагену, серотонін [5, 6, 10, 12, 18]. Як звичайно, поява цих речовин пов'я­зана з інтоксикацією організму.

Сьогодні у клініці щораз ширше застосовують методи визначення МСМ як об' єк-тивного критерію оцінки ступеня інтоксикації організму. З' ясовано, що максимальну токсичність має фракція з молекулярною масою 1000-5000 Da [5, 8].

Однак функція МСМ в організмі не обмежена лише токсичною дією. У складі фра­кції МСМ є сполуки, які виконують регуляторні функції. Отже, однією із найважливіших властивостей МСМ є їхня поліфункціональність. Припускають, що МСМ можуть відігра­вати адаптивну протекторну роль у разі стресів різної етіології. МСМ виявляють антиок­сидантні властивості. Це явище чітко зафіксоване за термічних травм, де спостерігали виділення так званих термічних токсинів, які належать до МСМ і здатні регулювати про­цеси перекисного окиснення ліпідів (ПОЛ) у печінці та головному мозку [15, 16].

У літературі є дані про те, що із тканин мозку виділено понад 50 пептидів, які на­лежать до МСМ і названі нейропептидами. Виявлено, що вони впливають на деякі форми поведінки людей [14, 15, 21]. Особливу увагу привертають результати досліджень впливу МСМ на процеси тканинного дихання й окисного фосфорилювання. Одержані дані свід­чать про майже повне роз' єднання окиснення і фосфорилювання та порушення механіз­мів регуляції дихання аденіловими нуклеотидами [5, 16].

Оскільки алкогольна інтоксикація супроводжується синдромами, характерними для таких станів, як печінкова недостатність, гіпоксія, то ми дослідили динаміку вмісту МСМ у плазмі крові щурів, яких піддавали довготривалій алкогольній інтоксикації, та їхнього потомства (таких систематичних даних у літературі нема).

У дослідженнях використовували білих безпородних щурів самців і самок масою 250-300 г та їхнє перше, друге і третє покоління (F1, F2, F3) масою 150-200 г. Тварин утримували на раціоні віварію. Алкогольну інтоксикацію забезпечували додаванням у раціон щурів щоденно замість води 15% розчин етилового спирту. Щурів для дослідів відбирали за схильністю до алкоголю, застосовуючи "двопляшковий" метод [2]. Тварин розподіляли на групи. До першої групи зачисляли інтактних тварин, до другої - тварин, які протягом одного-шести місяців споживали алкоголь; до третьої - перше покоління щурів (F1), яке виросло після спарювання особин алкоголізованих одно-, дво- та шести­місячних щурів; до четвертої - друге покоління щурів (F2), яке виросло після спарю­вання тримісячних алкоголізованих щурів першого покоління; до п' ятої - третє поко­ління щурів (F3), яке виросло після спарювання тримісячних алкоголізованих щурів другого покоління. Кожне наступне молоде покоління щурів споживало алкоголь. Окрему групу становило молоде покоління щурів, які споживали воду. Досліди трива­ли протягом 2002-2004 років. З метою врахування впливу сезонних факторів кожного разу паралельно ставили контроль. Кров для аналізів брали із хвостової вени, або після декапітації. Вміст МСМ у плазмі крові визначали за методом Ніколайчіка [10], концен­трацію білка - за методом Лоурі [19].

Відомо, що за алкогольної інтоксикації змінюється білковий спектр плазми крові. Зокрема, незаперечний факт абсолютного і відносного зниження вмісту альбуміну та де­яких інших білків у плазмі крові. Причиною таких змін є пригнічення синтезу білків у печінці [1]. Однак не можна виключати і того факту, що за алкогольної інтоксикації акти­вуються протеолітичні системи, в результаті чого знижується вміст окремих полімерів і збільшується кількість продуктів їхньої деструкції у плазмі крові. Власне, такими проду­ктами можуть бути МСМ.

З отриманих нами експериментальних даних, наведених у табл. 1, випливає, що за тривалої алкогольної інтоксикації щурів (один-шість місяців) значно зростає вміст МСМ у плазмі крові. Наприклад, уже після першого місяця споживання алкоголю кількість МСМ у плазмі піддослідних тварин у 2,3 раза перевищує контроль. Після дво-п' ятимісячного споживання алкоголю вміст МСМ збільшується у 2,0-2,1 раза, після шес­ти місяців - у 1,34 раза. Така реакція організму може бути зумовлена стресом від етанолу та його похідних. У цьому випадку ендогенна інтоксикація, очевидно, пов' язана з не­спроможністю печінки активно здійснювати інтоксикацію. Після шестимісячного вжи­вання алкоголю вміст МСМ у плазмі крові щурів зростав лише в 1,3 раза. Отримані ре­зультати дають підстави стверджувати, що довготривале безперервне споживання алко­голю призводить до реакцій, які певною мірою запобігають розвитку процесів, пов' яза-них з утворенням МСМ.

Відомо, що етанол легко проникає через стінки капілярів, клітинні мембрани і тканинні структури, так звані бар' єри, які перешкоджають за нормальних умов над­ходженню шкідливих агентів (метаболітів) до важливих органів. До таких бар' єрів належать оболонки мозку (гематоенцефалічний бар' єр), а також плацента (плацентарний бар' єр), які захищають плід від проникнення шкідливих речовин [4, 9, 13]. Згубну дію алкоголю на плід пояснюють тим, що алкоголь дуже швидко проникає у кровоносну систему плоду. З' ясовано, що алкоголь у плоді людини не знешкоджується у перші 12 тижнів, оскільки плід починає виробляти власну алкого-льдегідрогеназу лише у другій половині вагітності [16]. Головне у цьому випадку полягає в тому, що новонароджений організм може бути пристосований до високої

Таблиця 1

Вміст молекул середньої маси у плазмі крові щурів за алкогольної інтоксикації, г/л, M±m

Тривалість алкогольної інтоксикації    n     Вміст МСМ, г/л плазми   % до контролю

Група І

Контроль                       3 1,78±0,12 -

Група ІІ

Один місяць                     5 4,10±0,27* 230

Два місяці                      3 3,74±0,04* 207

Три місяці                      3 3,62±0,08* 203

Чотири місяці                    3 3,80±0,15* 213

П'ять місяців                    9 3,75±0,11* 210

_Шість місяців_3_2,40±0,21*_134

* Вірогідні зміни щодо контролю, р>0,95

Таблиця 2

Вміст молекул середньої маси у плазмі крові першого покоління алкоголізованих щурів, г/л, M±m

Тривалість алкогольної інтоксикації

n

Вміст МСМ, г/л плазми

% до контролю

P

 

 

 

 

 

 

 

Група І

 

 

Контроль

Контроль

 

3

 

1,56±0,07

-

 

 

Група ІІІ

 

 

Один місяць

Три місяці

 

3

 

3,72±0,10*

238

Два місяці

Чотири місяці

 

3

 

3,20±0,16*

200

Два місяці

Шість місяців

 

4

 

2,78±0,06*

178

Шість місяців

Три місяці Н2О

 

3

 

2,30±0,15*

147

*Зміни щодо контролю вірогідні, p>0,95

концентрації як алкоголю, так і продукту його перетворення - ацетальдегіду, який, реагуючи з біологічно активними структурами, може модифікувати їх, спричиняючи глибокі порушення багатьох ланок обміну речовин [5].

Наступним етапом дослідження стало визначення МСМ у плазмі крові першого покоління щурів (F1), народженого після спарювання особин батьківського покоління, яке споживало алкоголь протягом одного, двох, шести місяців (табл. 2).

Аналіз результатів, наведених у табл. 1 і 2, дає підставу стверджувати, що трива­ле споживання алкоголю призводить до достовірного зростання вмісту МСМ у плазмі крові як батьківського, так і наступного покоління. Варто звернути особливу увагу на те, що покоління, яке виросло після спарювання шестимісячних алкоголізованих щурів і яке споживало протягом трьох місяців воду, також мало підвищений вміст МСМ у плазмі крові.

Зазначені ефекти були виявлені й під час дослідження МСМ у плазмі крові друго­го та третього поколінь щурів (табл. 3, 4).

Можна припустити, що деяке відносне зниження вмісту МСМ у плазмі крові моло­дих поколінь щурів, які є нащадками алкоголізованих батьків, свідчить про те, що у них, очевидно, виникають адаптивні системи, які зв' язують, розщеплюють, інактивують аце-тальдегід. З іншого боку, дефіцит ацетальдегіду призводить до порушення окиснюваль-них процесів. Це, відповідно, викликає потяг до вживання алкоголю [5, 22]. У молодому

Таблиця 3

Вміст молекул середньої маси у плазмі крові алкоголізованих щурів другого (F2) покоління, г/л, M±m

Тривалість алкогольної інтоксикації

n     Вміст МСМ, г/л плазми

% до контролю

 

Група І

 

Контроль

3 1,85±0,08

-

 

ГрупаІУ

 

Три місяці

6 4,70±0,20*

254

Три місяці + один місяць Н20

3 3,12±0,16*

168

Три місяці Н20

3 2,55±0,18*

138

* Вірогідні зміни щодо контролю, р>0,95

Таблиця 4

Вміст молекул середньої маси у плазмі крові алкоголізованих щурів другого (F2) та тре­тього (F3) покоління, г/л, Ad±m

Покоління, тривалість алкогольної інтоксикації

n

Вміст МСМ, г/л % до контролю

Група І

 

 

 

Контроль

4

1,62±0,03

-

Група У

 

 

 

F2, шість місяців

3

2,32±0,02*

143

F2, три місяці + три місяці Н20

3

1,93±0,04*

119

F3, три місяці

3

5,05±0,02*

310

F3, нема, три місяці Н20

3

2,79±0,15*

172

* Вірогідні зміни щодо контролю, р>0,95

організмі, який щоденно вживає алкоголь, така динаміка сприяє підвищенню рівня систе­ми етанол-ацетальдегід. Знову ж таки, підвищений рівень ацетальдегіду призводить до порушення багатьох ланок обміну речовин і, найголовніше, білкового. Про це опосеред­ковано можна судити за вмістом МСМ (див. табл. 3, 4).

Третє покоління щурів отримане від другого, яке до спарювання споживало алко­голь три місяці . Їхнє перше покоління споживало алкоголь також три місяці. Батьківське покоління, яке дало початок наступним, споживало алкоголь чотири місяці (див. табл. 4).

Отже, одержані результати дають підстави стверджувати, що за хронічної алкого­льної інтоксикації збільшення вмісту МСМ пов'язане зі зменшенням тривалості життя окремих білків плазми крові, пришвидшенням їхнього протеолізу. На користь цього свід­чать дані, які відображають достовірне зниження вмісту білків плазми крові за алкоголь­ної інтоксикації [1, 5]. Крім того етанол інактивує тромбін, денатурує протромбін [23]. Ще одним субстратом для утворення МСМ може бути гемоглобін, який надходить у пла­зму після руйнування еритроцитів. Систематичні дослідження стабільності еритроцитар-них мембран, виконані нами, доводять достовірне скорочення тривалості життя еритро­цитів за алкогольної інтоксикації [19]. Хоча гемоглобін утворює комплекси із гаптоглобі-ном, вміст якого за алкогольної інтоксикації значно зростає, однак кількість гаптоглобіну може бути недостатньою для повного зв' язування гемоглобіну, внаслідок чого він підда­ється неповному протеолізу, роблячи внесок у пул МСМ.

Дослідження виконані за фінансування Міністерства освіти та науки України (Державного фонду фундаментальних досліджень, проект №501).

1. Божко Г.Х., Волошин П.В. Действие этанола на белки тканей и сыворотки крови человека и животных // Успехи совр. биологии. 1989. Т. 108. Вып. 1. С. 58-65.

2. БуровЮ.В., ВедерниковаА.Н. Нейрохимия и фармакология алкоголизма. М.: Меди­цина. 1985. 239 с.

3. Владыка А.С., Левицкий Р.Э., Поддубная Л.П., Габриэлян Н.И. Средние молекулы и проблема эндогенной интоксикации при критических состояниях различной этиоло­гии // Анестезиология и реаниматология. 1987. № 2. С. 3-9.

4. Громышевская Л.Л. «Средние молекулы» как один из показателей «метаболической интоксикации» в организме // Лаб. диагностика. 1997. № 1. С. 11-16.

5. Гулий М.Ф. Про метаболічні порушення та корекція їх за алкоголізму та наркома­нії // Укр. біохім. журн. 2000. Т. 72. № 6. С. 103-105.

6. Иванов В. Т., Карелин А.А. Выделение, структура и свойства новых эндогенных пеп­тидов // Биоорган. химия. 1992. Т.18. № 10. С. 1271-1311.

7. Копытова Т.В., Добротина Н.А., Боровков И.Н., Четверина О.В. Значение средне-молекулярных пептидов сыворотки крови при острых формах ишемической болезни сердца // Лаб. дело. 1991. № 10. С. 18-21.

8. Лурье В.Л., Лобаков А.И., Калиман И.М. Влияние плазмофореза на содержание пеп­тидов среднемолекулярной массы при тяжелых гнойно-септических осложнениях // Лаб. диагностика. 1986. № 2. С. 95-97.

9. Мищук Д.О., Капля А.А. Влияние этанола на структурно-функцинальные характе­ристики мембран коры головного мозга крыс in vitro // Укр. біохім. журн. 2003. Т. 75. № 2. С. 55-61.

10. Николайчик В.В., Моин В.В., Кирковский В.В. и др. Способ определения «средних молекул» // Лаб. дело.1991. № 10. С. 13-18.

11. Островский С. Ю., Горенштейн Б.И., Гриневич В.П. и др. Аминокислоты печени и мозга у крыс с портокавальным анастомозом при острой алкогольной интоксика­ции // Укр. биохим. журн. 1995. Т. 67. № 5. С. 93-98.

12. Протас А. Ф. Влияние среднемолекулярных пептидов крови на структуру и матрич­ную активность хроматина // Биополимеры и клетка. 1995. Т. 11. № 6. С. 62-67.

13. Селедцов А.М. Перекисное окисление и состояние антиоксидантных систем при опийной наркомании, хроническом алкоголизме, токсикомании, обуслов­ленной вдыханием органических растворителей // Вопросы мед. химии. 1995. Т. 41. № 3. С. 50-53.

14. Сыромятникова Е.Д., Федорова Н.В., Ильяшенко К.К. и др. Изменение уровня ней-ромедиаторов и среднемолекулярных пептидов у больных с острыми отравлениями опийными наркотиками // Клинич. лаб. диагностика. 2000. № 10. С. 16-17.

15. Тупикова З.А., Осипович В.К. Влияние средних молекул, выделеных из сыворотки крови обожженных пациентов на состояние процессов перекисного окисления липи-дов в тканях животных // Вопросы мед. химии. 1990. Т. 36. № 3. С. 24-26.

16. Тупикова З.А. Среднемолекулярные уремические токсины // Вопросы мед. химии.

1993. Т. 39. С. 2-8.

17. Харченко Н.К. Влияние ацетальдегида на формирование алкогольной зависимости в экспериментах на животных // Укр. биохим. журн. 1998. Т. 70. № 5. С. 122-127.

18. Шепилова К.И., Валякин С. О. Диагностическое значение определения средних моле­кул при некоторых деструктивных патофизиологических процессах // Лаб. дело. 1984. № 9. С. 546-549.

19. Dudok K.P., Moroz O.M., Dudok T. et al. Spectroscopic Study of Haemoglobin Ligand Forms and Erythrocyte Membrane Dynamics at Alcohol Intoxication of White Rats // Ukr. J. Phys. Opt. 2004. Vol. 5. N 1. Р. 32-35.

20. Loury O.H., Rosenbrough N.J., Farr R. L., Randall R.J. Protein measurement with the Folin phenol reagent // J. Biol. Chem. 1951. Vol. 193. N 2. Р. 265-275.

21. Collins M.A. In alcohol and opiates: neurochemikal and behavioral mechanisms / Ed. by K. Blum. New York, 1977. P. 155-166.

22. Smith Brain R., Spivak Karen J., Amit Lalman. Does acetaldehyde play a role in alco­holism. Behavioral versus biochemical analysis // Rev. Alcohol and Drug Probl. 1990. Vol. 10. P. 1-13.

23. Vogel W., Evans B.D. Stress and alcohol //Alcohol and Hormones: Drug and Alcohol Abuse Reviews. 1995. Vol. 6. P. 227-244.

DYNAMICS IN THE CONTENT OF MIDDLE WEIGHT MOLECULES IN THE BLOOD PLASMA OF THE RATS AT THE DURATION OF ETHANOL INTOXICATION

K. Dudok*, O. Moroz***, I. Vlokh***, R. Vlokh**, M. Osoba*, N. Grinchishin***, N. Ilchishin*

Ivan Franko National University of Lviv 4 Hrushevskogo Str., Lviv, 79005, Ukraine

**Institute of Physical Optics 23 Dragomanov Str., Lviv, 79005, Ukraine ***Danylo Galickii National Medical University, 69 Pekarska Str., Lviv, 79010, Ukraine

The content of middle weight molecules (MWM) in the blood plasma of the rats at the normal state and at the ethanol intoxication has been studied. The duration of ethanol intoxication was one-six month. It has been shown that content of MWM in the control group of rats is 1.78±0.12g/l. After the once month using of 15% ethanol solution the content of MWM exceed the control in 1.34-2.13 time. The content of MWM in the next generations of rats also in­creases. The level of MWM of first generation exceed the control one in 1.78­2.38 time, in second - 2.54 time and in third - in 3.10 time.

Страницы:
1  2 


Похожие статьи

К Дудок, О Мороз, І Влох - Динаміка вмісту молекул середньої маси у плазмі крові щурів за тривалої алкогольної інтоксикації