Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Изучение механизма мембранотоксического действия хлорированных ароматических соединений

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Изучение механизма мембранотоксического действия хлорированных ароматических соединений"

На правах рукописи

' г: од

Нанмушнн Алексей Александрович __ ^ 1Я 1*33

ИЗУЧЕНИЕ МЕХАНИЗМА МЕМБРАНОТОКСИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ХЛОРИРОВАННЫХ АРОМАТИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

03.00.04 - биохимия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Уфа - 1999

Работа выполнена в Башкирском государственном медицинском университете

Научные руководители:

доктор медицинских наук, профессор

Э.Г. Давлетов

доктор биологических наук С.А. Башкатов Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор Ю. А.Хавкин; доктор биологических наук, профессор В.Е.Рябинин.

Ведущее учреаедение — Омская государственная .медицинская академия

Защита состоится " С " '¿¿рл 1999г. в часов на заседании диссертационного совета Д 084.35.01

при Башкирском государственном медицинском университете (450000, Уфа, ул. Ленина, 3)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета (450000, Уфа, ул. Ленина, 3)

Автореферат разослан " 1999г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор медицинских наук,

профессор Насыров Х.М.

<50 2

ВВЕДЕНИЕ

Интенсивное развитие химической промышленности и загрязнение окру-нощей среды привели к возникновению серьезных экологических проблем, шболыную опасность представляют химические соединения, способные дли-лыю сохраняться в окружающей среде и кумулировать в органах и тканях че-1века. К таким веществам относятся хлорированные ароматические соедине-[я, представителями которых являются полихлорированные бифенилы ХБФ) и трихлорбензолы (ТХБ), широко применяемые в промышленности и льском хозяйстве, что обусловливает необходимость углубленного изучения : токсического действия.

В патогенезе большинства патологических состояний ведущую роль иг-ют повреждения биологических мембран. Одним из лидирующих механизмов мбранотоксического действия считается интенсификация переписного окис-ния липидов (ПОЛ). Вместе с тем, в составе мембранных структур клетки со-ржатся и другие биоорганические соединения, сопряженность которых с прессами деструкции биомембран изучена недостаточно. В исследовании пато-*еза экзо- и эндогенных интоксикаций все большее внимание уделяется пато-мическим процессам, в которых принимают участие гетерополисахариды ¡точных и субклеточных мембран, а также межклеточного матрикса. Одним наиболее распространенных классов таких гетерополисахаридов являются геозаминогликуронаны (ГАГ), состоящие из цепи повторяющихся димеров, тержагдих гексуроновую кислоту и гексозамин. Представляется весьма веро-шм, что при многих патологических процессах состояние и функционирова-5 биологических мембран нарушается за счет изменения структуры и содер-ния ГАГ.

Цель работы: изучение токсических эффектов хлорированных аромати-:ких соединений в отношении мембранных структур и межклеточного мат-сса и разработка метода их фармакологической коррекции сочетанным при-тением глюкокортикоидов и гликозаминогликанов.

Задачи исследования:

1. Оценить интегральное состояние биологических мембран при воздействи хлорированных ароматических соединений на модели кислотных эритрс грамм, а также при помощи флюоресцентных методов.

2. Оценить изменение содержания продуктов перекисного окисления липидс и состояние системы гликозаминогликанов в различных органах, тканях мембранах эритроцитов лабораторных животных при разных уровнях во действия хлорированных ароматических соединений.

3. Разработать метод фармакологической коррекции токсического дейстш хлорированных ароматических соединений преднизолоном, гликозамино ликуронанами, а также их комбинацией.

4. Построить математическую модель течения острой интоксикации хлорир' ванными ароматическими соединениями.

Научная новизна:

1. Выявлена корреляционная зависимость между тяжестью течения интоксик ции хлорированными ароматическими соединениями и показателями к слотной резистентности эритроцитов, а также уровнем гликозаминогликур нанов и продуктов перекисного окисления липидов.

2. Показано и количественно оценено защитное действие гликозаминогликур нанов и преднизолона и их комбинации при остром отравлении хлорирова ными ароматическими соединениями.

3. Обнаружен и проанализирован мембраностабилизирующий эффект гликоз миногликуронанов, преднизолона и их комбинации, а также мембранодесп билизирующий эффект хлорированных ароматических соединений.

4. Построена математическая модель интоксикации экспериментальных ж вотных хлорированными ароматическими соединениями.

5. Показана теоретическая возможность взаимодействия гликозаминогликур нанов и полихлорированных бифенилов.

Практическая значимость:

Предложено использование показателя содержания среднестойких эритроцитов для прогноза течения интоксикации хлорированными ароматическими соединениями и в качестве критерия эффективности проводимого лечения при отравлении хлорированными ароматическими соединениями.

Показана возможность коррекции токсических эффектов хлорированных ароматических соединений препаратами гликозаминогликуронанов и преднизо-лона.

Положения, выиосимые на защиту:

1. В механизме токсического действия хлорированных ароматических соединений существенную роль играет нарушение функционирования системы гли-козаминоглнканов и изменение микровязкости биологических мембран.

2. Существует возможность оценки тяжести интоксикации хлорированными ароматическими соединениями и эффективности лечения по показателям кислотной резистентности эритроцитов.

3. Гликозаминогликуронаны благодаря особому электронному строению и зарядовому распределению могут взаимодействовать с хлорированными ароматическими соединениями.

к Сочетание преднизолона с препаратом гликозаминогликуронанов следует рассматривать как перспективный метод фармакологической коррекции острых отравлений хлорированными ароматическими соединениями.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы до-южены на ежегодных научных конференциях студентов и молодых ученых эГМУ (Уфа, 1996-1998), на международном симпозиуме "Проблемы экологии I нефтепереработке и нефтехимии" (Уфа, 1997), на конференции «Естествозна-ше на стыке наук" (Уфа, 1998), на V международной конференции «Биоанти-1ксидант» (Москва, 1998), на первом съезде токсикологов России (Москва, 998), на международной конференции «Сервис Большого Города» (Уфа, 1999).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 16 работ. Структура и объем работы. Работа изложена на 169 страницах машине писи, содержит 35 таблиц и 85 рисунков и состоит из введения, обзора литер; туры, описания материалов и методов исследования, обсуждения полученны результатов, заключения, выводов, списка литературы, включающего 189 и< точников, из которых 97 отечественных и 92 зарубежных авторов.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Эксперименты выполнены на 1200 белых неинбредных половозрелы крысах самцах и самках, полученных из питомника лабораторных животны РАМН "Рапполово". Животных содержали на стандартном рационе вивари Условия проведения экспериментов для контрольных и опытных групп был идентичными. В качестве токсоагента использовали промышленный проду( «совтол-10», состоящий на 70% из ПХБФ и на 30% из трихлорбензолов. Совтс вводился per os однократно в дозах 100, 500, 1500 и 2500 мг/кг. В работе и-пользовали препарат плацентарных гликозаминогликанов (ГАГ) чистотс 95,5%. Лечение животных препаратом ГАГ (10 мг/кг, внутрибрюшинно) про«1 дили 1 раз в день в течение 3 суток. Преднизолон (ПР) вводили в дозе 10 мг/i подкожно I раз в день в течение 3 дней. Измерение цитохромов Р450 и Ь5 пр< водили в постмитохондриальной фракции. Микровязкость мембран эритрощ тов определяли с помощью флюоресцентного зонда пирена. Гликозаминопт куронаны определялись методом Дише в модификации Шараева П.Н. (1989 Уроновые кислоты определяли по Дише в надосадочной жидкости nocj осаждения ГАГ этанолом. Продукты перекисного окисления липидов (мал новый диальдегид) определялись реакцией с тиобарбитуровой кислотс (Стальная И.И., 1975). Кислотную и осмотическую резистентность эритроцит! определяли по Гительзону И.И. (1972). Для изучения квантовохимических м делей молекул и процессов использовались стандартные методы ММ+ и AM Статистическая обработка полученных данных производилась на ЮМ Pentiu 166 ММХ с применением программного обеспечения Microsoft Excel. В проце

;е работы основные эксперименты повторялись от 2 до 5 раз. При указании в тексте на увеличение или уменьшение того или иного показателя имеются а ви-1у статистически достоверные различия.

РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ Изучение общетоксического действия совтола

Совтол в дозах 100 и 500 мг/кг не вызывал гибели животных вплоть до Ю-х суток эксперимента, в дозе 1500 мг/кг вызывал падеж 25% животных к 21-\ суткам эксперимента, а в дозе 2500 мг/кг - 50% животных. При применении "АГ и ПР сохранялись летальные исходы только у крыс, отравленных совтолом I дозе 2500 мг/кг: к 21-м суткам отмечатся падеж 27% животных.

В данной экспериментальной группе также изучалась динамика веса жи-ютных. При отравлении совтолом в дозе 2500 мг/кг отмечалось прогрессирую-цее снижение веса с 154,3±10,1г до 97,5±1,3г к 14-м суткам эксперимента, а в •руппах животных, леченных ГАГ, - до 132,5±7,5 г, что достоверно не отличаюсь от контрольных значений. Результаты опыта подтвердили наличие у сов-ола выраженного острого токсического действия на организм в целом и досто-ерный лечебный эффект от использования препаратов ГАГ и ПР.

Совтол дозозависимо индуцирует синтез цитохромов Р450 и в печени, 'ак, уровень цитохрома Ьз в нелеченой группе ко вторым суткам эксперимента озрастает в 2,5 раза, а цитохрома Р45о - в 3 раза. В группе животных, леченных "АГ и ПР, также отмечалось значительное повышение количества цитохромов в -3 раза. К 15-м суткам во всех экспериментальных группах отмечалось сниже-ие уровня цитохромов до контрольных значений.

2. Изучение мембране токсического действия совтола

Введение совтола в дозе 1500 мг/кг приводило к увеличению индекса ус тойчивости эритроцитов к кислотному гемолизу (ИУ): к 2-м суткам на 17,7%, 8-м суткам - на 37,9%, а в дозе 500 мг/кг соответственно на 16,7% и 30,3%. Пс видимому, это связано с гибелью эритроцитов в периферической крови, проис ходящей в результате взаимодействия токсиканта и эритроцитов в течение пер вых суток эксперимента и последующим выбросом в кровь незрелых фор: эритроцитов, обладающих повышенной кислотной резистентностью. Далее, нг чиная с 8-х суток эксперимента, отмечалась постепенная нормализация ИУ. Н 28-е сутки ИУ крыс составил 77% от уровня контроля в группе крыс, отравлен ных совтолом в дозе 1500 мг/кг и 80% при отравлении совтолом в дозе 50 мг/кг. При введении крысам препарата ГАГ максимальное значение ИУ у кры отмечалось на 22-е сутки эксперимента - 171% от контрольных значений пр отравлении совтолом в дозе 1500 мг/кг и 140% - 500 мг/кг, а при введении П

Рисунок 1. Изменение индекса устойчивости эритроцитов крыс к кислотному гемолизу у нелеченых и леченых животных при отравлении совтолом в дозе 1500 мг/кг. Примечание: «с1.5» - совтол в дозе 1500 мг/кг

1аксимум ИУ отмечался на 15-е сутки эксперимента - 129% в группе живот-:ых, отравленных совтолом в дозе 1500 мг/кг (рис. 1). Такие изменения могут ыть обусловлены мембранопротекторным действием ГАГ и ПР и уменьшени-м гибели эритроцитов.

При отравлении совтолом в дозах 1500 мг/кг и 500 мг/кг на 2-е сутки экс-еримента отмечалось снижение низкостойких эритроцитов (НСЭ) на 23,20% --1,5) и 55,47% (С-0,5) и среднестойких эритроцитов (ССЭ) - соответственно а 57,06% и 27,6% (рис. 2). При этом количество высокостойких (ВСЭ) и повы-хенностойких (ПСЭ) эритроцитов возрастало на 513,59%, 332,38% и 1534%, 86,3% соответственно. Это можно связать с появлением в периферической рови молодых, незрелых эритроцитов, обладающих повышенной резистентно-гью к кислотному гемолизу. На 8-е сутки продолжалось снижение НСЭ и ССЭ возрастание ВСЭ и ПСЭ. Так, в группе животных, отравленных совтолом в озе 1500 мг/кг, процентное содержание ПСЭ составило 2191,8% от контроль-ых значений, что может свидетельствовать о клиническом рецидиве интокси-здии (повторном выходе в кровь совтола из депо жировой ткани). На 15-е су-

% распавшихся

О О О 0

о Н о о о

эритроцитов

П?

А*

<г

и нсэ шссэ

□ ВСЭ 13 ПСЭ

/иок 2. Соотношение фракций эритроцитов у леченых и нелеченых жи-

[ых при отравлении совтолом на 2-е сутки эксперимента

лечание: здесь и далее «с!,5» - совтол в дозе 1500 мг/кг. «сО.5» - совтол в дозе 500

тки эксперимента ВСЭ и ПСЭ в периферической крови не обнаруживались, о держание ССЭ оставалось ниже контрольных значений, а НСЭ превышало ко трольные показатели на 438,26% и 408,88% соответственно дозам совтола 15( мг/кг и 500 мг/кг. Такие изменения могут быть объяснены глубоким поражен] ем костного мозга, который становится неспособным выделять в кровь даже н зрелые формы эритроцитов, и в периферической крови остаются только дефо] мированные НСЭ. Начиная с 22-х суток эксперимента, отмечается постепеннс снижение в крови НСЭ, по-видимому, связанное с их постепенной элиминацие из кровообращения, а также повышение количества ССЭ и ВСЭ, не достигая щее контрольных значений к 28-м суткам эксперимента (рис. 3).

90 807060 -50 403020100

% распавшихся

эритроцитов

а

ш

■íj

1

$ S

£ -у

к '4

А

1

<<Я ^¡У <os tf

,»> .**

oN>

£l

** . y'

BHC

исс

DBC □ ПС

Рисунок 3. Соотношение фракций эритроцитов у леченых и нелеченых живо ных при отравлении совтолом на 22-е сутки эксперимента

У животных, леченных ГАГ, на 2-е сутки эксперимента отмечалось п< вышение количества ВСЭ на 146,1% и 49,82% от контрольных значений соо ветственно группам животных, стравленных совтолом в дозах 1500 мг/кг и 5( мг/кг, а также некоторое снижение НСЭ и ССЭ (рис. 2). На 8-е сутки экспер) мента в периферической крови обнаруживались ПСЭ - около 9% в обеих эксп риментальных группах. Уровень ВСЭ на 8-е сутки составил 191,79% и 201,67°/ НСЭ - 40,69% и 81,37%, а ССЭ - 17,6% и 10,4% соответственно дозам cobtoj

00 мг/кг и 500 мг/кг. На 15-е сутки в крови крыс также присутствовали ПСЭ, [нако, их максимальное значение отмечалось на 22-е сутки эксперимента, со-авив 1584,5% и 1200,1% от уровня контрольных животных (рис. 3). При от-влении совтолом в дозе 1500 мг/кг и применении ПР максимальное количест-

ПСЭ (1891,1% от контрольных значений) отмечалось на 15-е сутки экспери-:нта. Это можно объяснить тем, что применение ГАГ и ПР предотвращало зрушение эритроцитов под действием совтола в первые .дни после отравле-:я, но не влияло на рецидив интоксикации. При отравлении совтолом в дозах :ньших 1500 мг/кг, а также при сочетании ГАГ и ПР выхода в перифериче-ую кровь ПСЭ не отмечалось, и наблюдалась нормализация фракционного става: при отравлении совтолом в дозе 500 мг/кг на 22-е сутки эксперимента,

1 дозе 1500 мг/кг - на 28-е сутки эксперимента.

Таблица 1.

зменение соотношения мономерных н эксимерных форм пнрена в зрнтро-«тариых мембранах леченых и нелеченых крыс при отравлении совтолом

Группа 2 сутки 15 сутки

>нтроль 16,333±0,582 16,333±0,582

<БФ 10,010±0,723 28,827±0,723

<БФ+ПР 10,296±0,395 18,111±0,620

<БФ+ГАГ 13,216±0,924 14,842±1,290

<БФ+ГАГ+Г1Р 13,898±0,272 13,744±0,839

имечание: здесь и далее жирным шрифтом обозначены данные, достоверно отличающие-зт контроля (1<0.05У курсивом обозначена тенденция к достоверности (0.05<Г<0.1У

Известно, что флюоресцентный зонд пирен при связывании с мембранами ;имеризуется, а, оставаясь в воде - димеризуется, что отражается на соотно-нии пиков флюоресценции. При отравлении ПХБФ уровень эксимерных пи-з флюоресценции пирена в мембранах эритроцитов достоверно снижается к I суткам, а затем также достоверно возрастает к 15-м суткам (табл. 1). Это [зано с тем, что в первые дни после отравления гидрофобные молекулы [БФ взаимодействуют непосредственно с липидным слоем мембраны, тем 1ым, снижая ее вязкость, а через две недели после отравления в перифериче-

ской крови появляются молодые незрелые формы эритроцитов с повышенно микровязкостью биомембран. Данное предположение подтверждается и тем что на первоначальное повышение вязкости мембраны применяемые лекарст венные препараты почти не влияют, так как ПХБФ уже находится в мембрана> К 15-м суткам эксперимента показатели флюоресценции в леченой группе дос товерно не отличаются от контрольных.

Таблица 1

Изменение содержания холестерина (ммоль/л) в мембранах эритроцитов

нелеченых и леченых крыс при отравлении совтолом дозе 1500 мг/кг

2-е сутки 15-е сутки

Группа Лабильный Стабильный Отношение С/Л Лабильный Стабильный Отношение С/Л

Контроль 11,027±0,052 30,967±0,163 2,808±0,025 11,027±0,052 30,967±0,163 2,808±0,025

С 1,5 21,873±1,788 16,377±1,831 0,749±0,057 16,499±0,230 20,728±1,385 1,257*0,091

С1,5+ПР 15,31О±1,204 18,960±1,035 1,241±0,054 8,459±2,024 21,070±3,440 2,592±0,821

С1.5+ГАГ 17,250±2,572 21,757±2,850 1,264±0,062 8,553±0,690 28,347=1,420 3,324=0,242

С1,5+ГАГ+ПР 15,210±0,622 23,127±2,591 1,520±0Д50 8,321±0,476 28,256±6,151 3,383=0,604

На 2-е сутки после в мембранах эритроцитов повышалось содержание ла бильной фракции холестерина в 1,98 раз и снижалось содержание стабильно] фракции холестерина в 1,89 раз (табл. 2). Использование препаратов ГАГ ] преднизолона несколько корригирует изменения и в комбинации способствуе снижению соотношения стабильной и лабильной фракций холестерина всего 1,8 раз. Повышение содержания лабильной фракции холестерина, по видимому, объясняется частичным разрушением мембраны под действие! ПХБФ и одновременной интенсификацией процессов ПОЛ. На 15-е сутки в всех экспериментальных группах отмечается тенденция к нормализации данно го показателя, а в группах, леченных ГАГ и комбинацией ГАГ и ПР, даже отме чается превышение контрольных значений.

Таким образом, продемонстрирован выраженный мембранотоксический

ффект ПХБФ, прямо пропорционально зависящей от дозы токсиканта и пока-ан терапевтический эффект использования ГАГ и ПР на уровне биологических :ембран.

. Изучение влияния хлорированных ароматических соединений, гликозами-огликанов и преднизалона на процессы перекисиого окисления липидов

В течение первых часов после отравления совтолом уровень малонового иальдегида (МДА) в мембранах эритроцитов составил на первый час: 8,17%, ,07%, 1,98% и 1,98% от уровня интактных животных соответственно дозам овтола 2500 мг/кг, 1500 мг/кг, 500 мг/кг и 100 мг/кг. На третий час - 3,1%, ,97%, 1,12% и 0,94%, а на пятый - 3,76%, 1,16%, 1,34% и 0,54%. В дальнейшем тмечались волнообразные колебания уровня МДА в мембранах эритроцитов. 1а 22-е сутки эксперимента этот уровень составлял: 1,42%, 2,7%, 7,24%, 9,9%, оответственно понижающимся дозировкам совтрла.

>ень МДА, Л/г ткани

исунок 4. Изменение уровня МДА в мембранах эритроцитов крыс при эздействии совтола на фоне введения лекарственных препаратов.

Применение ГАГ в дозе 10 мг/кг замедляло процессы снижения количе-гваМДАв 11,95 раз на 1-й час, в 71,19 раз на 3-й час и в 414,12 раз на 5-й час осле отравления (рис. 4), а в группе, леченной ПР, при отравлении совтолом в эзе 500 мг/кг уровень МДА на 2-е сутки составлял 49,59%, а при отравлении

совтолом в дозе 1500 мг/кг - 30,12%. На 7-е сутки эти показатели составили, соответственно, 7,72% и 14,37%, на 15-е - 56,73% и 48,35%, а на 22-е - 31,35°Х и 71,46%. Но наиболее выраженным терапевтическим"эффектом обладала"комбинация преднизолона и ГАГ, благодаря которой уже на 15-е сутки эксперимента при отравлении совтолом в дозе 500 мг/кг уровень ТБК-АП составлял 72,38% от уровня контрольных значений, а на 22-е сутки - 96,32%. 4. Изучение влияния хлорированных ароматических соединений, гликозами-ногликанов и преднизолона на обмен эндогенных гликозаминогликанов

В течение первых часов после отравления в мембранах эритроцитов наблюдалось выраженное снижение уровня ГАГ, свидетельствующее о нарушении строения мембран и составившее к 1-му часу эксперимента 53,1%, 68,75%, 75,0% и 78,1% от уровня интактных животных, соответственно дозам 2500 мг/кг, 1500 мг/кг, 500 мг/кг и 100 мг/кг. Далее к 3-му часу 21,88%, 34,36%, 37,5% и 53,1% от уровня контроля, а к 5-му часу эти показатели составили соответственно: 3,1%, 6,25%, 15,6% и 21,88% от уровня интактных животных. На вторые сутки (рис. 5) эксперимента наблюдалось увеличение количества ГАГ в мембранах до уровня 34,37%, 59,38% и 75,50% соответственно дозам 2500 мг/кг, 1500 мг/кг и 500 мг/кг, а в случае дозы 100 мг/кг составил 112,50%, что свидетельствует о быстрой регенераторной способности системы ГАГ, которая также прямо зависит от степени тяжести интоксикации. Однако, начиная с 7-х суток, наблюдалось постепенное снижение показателей уровня ГАГ в мембранах с минимальным значением на 15-е сутки, что может свидетельствовать о клиническом рецидиве интоксикации.

Показатели уровня общих ГАГ на 7-е сутки составили 12,51%, 25,4%, 8,57% и 76,19% соответственно снижающимся дозировкам совтола. На 15-е утки - 3,1%, 4,3%, 12,5% и 62,49% от уровня контрольных значений. К 22-м уткам эксперимента отмечалось некоторое возрастание уровня ГАГ и даже ормализация его в группе животных, отравленных совтолом в дозе 100 мг/кг.

личестао ГАГ, мкМ/г ткани

исунок 5. Изменение содержания общих ГАГ в мембранах эритроцитов при оздействин совтола.

При применении ГАГ на 1-й, 3-й и 5-й часы эксперимента различия с эуппой животных, отравленных совтолом в дозе 1500 мг/кг, составляли соот-гтственно 25,0%, 46,88% и 56,25%. На 2-е сутки показатели ГАГ в мембранах остигали контрольных значений, однако к 7-м суткам наблюдается значитель-ое их снижение, что также может являться показателем рецидива клинических роявлений интоксикации. К 15-м суткам вновь наблюдалась нормализация ровня ГАГ, сохранявшаяся до конца эксперимента. При применении ПР также гмечались проявления рецидива интоксикации и по следующая нормализация . :ех показателей, однако уровень ГАГ в мембранах эритроцитов на 7-е сутки ыл ближе к контрольным цифрам, чем уровень ГАГ при лечении ГАГ на 1,88% и на 6,25% соответственно дозам совтола 1500 мг/кг и 500 мг/кг. При эчетанном применении ГАГ и ПР уровень ГАГ во время рецидива интоксика-

ции еще более приближен к контрольным значениям: 6,25% и 9,38% по сравн нию с лечением только ПР: 28,13% и 15,63% по сравнению с лечением толы ГАГ1 соответственно дозам 1500 мг/кг и 500 мг/кг.

5. Квантовохимическое моделирование взаимодействия полихлорированны бифенилов и гликозаминогликанов

В процессе оптимизации геометрии модели гиалуроновой кислоты пол; чена вторичная структура в виде левовращающей спирали, на один виток кот< рой приходится 4 дисахаридных остатка, что совпадает с данными электроннс микроскопии. Геометрические соотношения фрагментов модели позволили oi наружить вероятный реакционный центр гиалуроновой кислоты, состоящий i 3-х атомов азота аминосахаров, образующих треугольник с длиной сторон приблизительно 5 А. Молекула хондроитин-4-сульфата также имеет вторичну спиральную структуру, но на 1 ее виток приходится лишь 2 дисахаридных о< татка. Азоты реакционных центров сгруппированы попарно, расстояние межх ними также приблизительно равно 5 А. Вторичная структура гепарансульфата, отличие от предыдущих молекул, не спиральна. В области остатков глюкурого вой кислоты происходит разворот структуры молекулы приблизительно на 180 так что аминогруппы находятся очень далеко друг от друга (на расстоянии п< рядка 20 А), не образуя кратных реакционных центров.

При изучении зарядового распределения на атомах молекул ГАГ и ПХБ1 и сопоставлении расчетных данных с экспериментальными выявлено, что эне] гия связи ГАГ—ПХБФ снижается в ряду ГК>ХС>ГС. Также изменяется и к< личество реакционных центров, связанных с аминогруппой аминосахаров в ci ставе ГАГ: от трех в ГК до одного в ГС. Следовательно, возможная реакщ между ПХБФ и ГАГ объясняется образованием водородных связей атомом bi дорода аминогруппы и хлором бифенилов. Причем с увеличением количесп атомов хлора в молекуле ПХБФ на них снижается отрицательный заряд, чп ослабляет энергию водородной связи.

Были рассчитаны также энергии комплексов теграхлорбифенила (ТХБс]

различных фракций ГАГ. Существенной особенностью моделей комплексов ■ ютава 1:1 оказалась возможность стереохимического взаимодействия молекул \Г и ТХБФ, заключающаяся в «поглощении» бифенила (рисунок 6) молеку-ш ГАГ, причем по степени стереохимической подвижности моделей ГАГ они ¡разуют ряд активности: ГК>ХС>ГС. В целом, полученные результаты гово-[т о возможности взаимодействия гидрофильных ГАГ и гидрофобных ПХБФ, о может быть использовано для исследования роли ГАГ в межуточном веще-ве и в качестве мембранных рецепторов.

Рисунок 6. Строение высших заполненных молекулярных орбиталей эдельных комплексов гиалуроновой кислоты, хондроитин-6-сульфата и ге-|рансульфата с 3,35,5'-тетрахлор бифенил о м.

Построение математической модели интоксикации полихлорированны-I бифенилами

При построении математических моделей использовались методы линей-|Го (г=0,81) и логарифмического (г=0,93) выравнивания динамических рядов, ти дисперсии ошибок прогноза приведены на графике в виде показателя Я2 ис. 7).

Для построения данной модели использованы значения содержания ГАГ нембранах эритроцитов леченых и нелеченых животных. Модель рассчитана применение с первых суток в течение одного месяца после отравления

совтолом.

Концентрация ГАГ, мкМ/г ткани 0,035 -|-

0,03

ГАГ/Совтол

0,025 - ■ 0,02 -0,0150,01 -0,005 - ■

= 0~967

'Логарифмический вь (ГАГ/Совтол)

Линейный вид (ГАГ/Совтол)

0 -I | , , 100

1—I—I-I—1—I—Г-1—111111—г

600

1100

1600

2100

"Доза совтола, мг/кг

Рисунок 7. Зависимость содержания ГАГ в мембранах эритроцитов и конц трации совтола

При преобразовании логарифмического вида зависимости ГАГ/совтол лучаем:

где [С] - концентрация совтола, [ГАГ] - содержание ГАГ в мембранах эрит цитов, I - время с момента отравления (в днях).

1. Введение белым неинбредным крысам промышленного продукта «С тол-10», представляющего собой смесь хлорированных бифенилов и трюаи бензолов в соотношении 2:1, в диапазоне токсических доз от 100 до 2500 мг сначала повышает интенсивность процессов перекисного окисления липид реакций глюкуронидной конъюгации, уменьшает содержание гликозаминог. куронанов в органах и тканях, затем, начиная с дозы 1500 мг/кг, изменения эт биохимических показателей носят менее выраженный или противоположи характер, свидетельствующий о срыве адаптационных реакций организма.

[С] = 2608,7 е

г 0,0147([ГАГ]-Ю,00020

ВЫВОДЫ

2. Совтол обладает прямым мембранодеструктивным действием, что дока-;аегся уменьшением резистентности эритроцитов к гемолитическому дейст-з соляной кислоты, повышением доли флуоресценции мономерной формы >ена в биомембранах и облегчением экстрагирования из них холестерина.

3. Применение в лечебном режиме субстанции экзогенных гликозаминог-уронанов в сочетании с преднизолоном оказывает выраженный терапевти-кий эффект при остром отравлении «Совтолом-Ю» и представляется пер-ктивным для дальнейшего исследования в качестве рецептуры для фармако-ической коррекции токсических эффектов гидрофобных ксенобиотиков.

4. Квантовохимическими расчетами модели гиалуроновой кислоты полу-:а ее вторичная структура в виде лево вращающей спирали, на один виток ко-ой приходится 4 дисахаридных остатка, геометрические соотношения кото-[ позволили обнаружить вероятный реакционный центр гиалуроновой киты (3 атома азота в вершинах равностороннего треугольника с длиной сто-[ы 5 А), с большой степенью вероятности (Р<0,05) фиксирующий молекулу ^хлорированного бифенила.

5. При изучении зарядового распределения на атомах молекул гликозами-ликуронанов и полихяорированных бифенилов и сопоставлении расчетных ных с экспериментальными выявлено снижение энергии связи ГАГ—ПХБФ яду гиалуроновая кислота > хондроитинсульфат > гепарансульфат, обуслов-ное изменением количеством атомов азота в реакционном центре от трех в луроновой кислоте до одного в гепарансульфате.

6. Построена математическая модель, позволяющая с высокой степенью товерности по динамике содержания гликозаминогликуронанов в эритроци-ных мембранах устанавливать дозу совтола, полученную организмом.

СПИСОК НАУЧНЫХ РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ:

1. Пахомов Д. В., Башкатов С. А., Наймушин А. А. Влияние преднизолои плацентарных гдикозоаминогликанов на реакцию ГЗТ. // Тезисы докладов й научной конференции студентов и молодых ученых Башкирского Го су; ственного медицинского университета. - Уфа, 1996,- С. 18-19.

2. Мышкин В. А., Башкатов С. А., Наймушин А. А. Разработка лекарствен) методов коррекции мембранотоксического действия экотоксикантов. И Т< сы докладов международного симпозиума "Проблемы экологии в нефтегк работке и нефтехимии". - Уфа, 1997. - С. А-35

3. Наймушин А. А. Сравнение параметров кислотных и осмотических эрш грамм крыс и человека. // Тезисы докладов 62-й научной конференции i денгов и молодых ученых Башкирского Государственного медицинск университета. - Уфа, 1997. - С. 27

4. Наймушин А. А. Влияние вредных факторов производства пиромеллитов диангидрида на состояние здоровья рабочих. // Тезисы докладов 62-й на ной конференции студентов и молодых ученых Башкирского ГосударстЕ ного медицинского университета. - Уфа, 1997. - С. 119.

5. Наймушин А.А, Шемагонов Д.В., Денисов С.А. Мембранотропные эффе; полихлорированных бифенилов. // Тезисы докладов республиканской мс

. дежной конференции «Вопросы теоретической и практической медицины: Уфа, 1998.-С.71.

6. Наймушин A.A. Квантовохимические исследования ряда гликозаминогж нов как структурных элементов процессов детоксикации полихлорироваш бифенилов. // Тезисы докладов республиканской молодежной конферега «Вопросы теоретической и практической медицины». - Уфа, 1998. - С. 70.

7. Наймушин A.A. Патохимические особенности острого отравления полих рированными бифенилами. Подходы к фармакологической коррекции. //

зисы докладов республиканской молодежной конференции «Вопросы теоретической и практической медицины». - Уфа, 1998. - С. 70 Naimoosheen A.A. Glycosaminoglycaneses contents modification in experimental polychlorinated biphenyls poisoning. // Тезисы докладов республиканской молодежной конференции «Вопросы теоретической и практической медицины». -Уфа, 1998. - С. 70-71

Наймушин A.A., Башкатов С.А., Давлетов Э.Г., Наймушин А.И. Мембрано-протекгоры в фармакологической коррекции острой интоксикации полихло-рированными бифенилами. Междисциплинарный аспект. // Современные проблемы естествознания на стыках наук: Сб. статей: В 2 т. - Уфа, 1998. -Т.2.-С. 102-106

. Davletov E.G., Bashkatov S.A., Naimushin A.A., Shchepansky V.O. The peculiarities of membranotoxic effect of polychlorinated biphenyl and tricglorbenzenes. // 18th Symposium on Halogenated Environmental Organic Pollutants. - Stockholm, Sweden. - Vol. 37 (1998). -P. I09-112. . Наймушин A.A., Давлетов Э.Г., Башкатов C.A. Гликозаминогликуронаны -природные препараты адерентного типа действия, сочетающие антиокси-дантную и антитоксическую активность. // Тезисы докладов V международной конференции «Биоантиоксидант». - Москва, 1998,- С.157-158. . Давлетов Э.Г., Башкатов С.А., Щепанский В.О., Наймушин A.A. Мембрано-токсическое действие полихлорированных бифенилов и трихлорбензолов. Подходы к фармакологической коррекции. // Первый съезд токсикологов России. Тезисы докладов,- Москва, 1998. - С. 77-79.

. Наймушин A.A., Давлетов Э.Г., Башкатов С.А., Наймушин А.И. Квантово-химическое моделирование взаимодействия полихлорированных бифенилов и гликозаминогликанов. // Материалы межвузовской конференции «Наука-сервис-семья» - Уфа: УШС, 1998,- С.74-78

. Наймушин A.A., Давлетов Э.Г., Башкатов С.А., Наймушин А.И. О коэффи-

циенте устойчивости эритроцитов на примере интоксикации полихлорир ванными бифенилами. Проблемы биохимической экологии. // Материаг —межвузовской конференции «Наука-сервис-семья» - Уфа:—УТИС, 1998. С.78-82

15. Башкатов С.А., Давлетов Э.Г., Мышкин В.А., Наймушин A.A., Лобан( С.А., Камилова А.Ф. Повреждение биомембран в патогенезе острого отра ления полихлорированными бифенилами и трихлорбензолами. // Здравоохр нение Башкортостана, 1998. 5-6 - С. 28-33.

16. Наймушин A.A., Башкатов С.А., Наймушин А.И. Экологические проблемы позиций квантовой химии. // Сервис большого города. Тезисы докладов ме> дународной научно-практической конференции. Уфа, 1999. Т.4 - С.35-37.