Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему

Морфофункциональные изменения в печени при токсическом поражении и при его коррекции

ВАК РФ 06.02.01, Разведение, селекция, генетика и воспроизводство сельскохозяйственных животных

Автореферат диссертации по теме "Морфофункциональные изменения в печени при токсическом поражении и при его коррекции"

На правах рукописи №

КАРПОВА Екатерина Александровна

МОРФОФУНКЦИОИАЛЬНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ В ПЕЧЕНИ ПРИ ТОКСИЧЕСКОМ ПОРАЖЕНИИ И ПРИ ЕГОКОРРЕКЦИИ

06.02.01 — диагностика болезней и терапия животных, патология, онкология и морфология животных

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата ветеринарных наук 2 2

Улан-Удэ - 2014

005548561

005548561

Работа выполнена на кафедре анатомии, физиологии и микробиологии ФГБОУ ВПО «Иркутская государственная сельскохозяйственная академия»

Научный руководитель: Доктор ветеринарных наук,

профессор, декан факультета биотехнологии и Ильина Ольга Петровна

ветеринарной медицины ФГБОУ ВПО «Иркутская ГСХА»

Официальные оппоненты:

Кандидат ветеринарных наук, доцент кафедры анатомии,

гистологии и патоморфологии, проректор по научной Цыдыпов Ринчин Цынгуевич работе ФГБОУ ВПО Бурятская ГСХА

Доктор биологических наук, доцент кафедры экологии и

безопасности . жизнедеятельности ФГБОУ ВПО Санжиева Светлана Егоровна Восточно- Сибирского государственного университета технологии и управления

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Дальневосточный государственный аграрный университет» (г.Благовещенск)

Защита состоится «20» июия 2014 г. в 12.00 часов на заседании диссертационного совета Д 220.006.01 при ФГБОУ ВПО «Бурятская государственная сельскохозяйственная академия имени В.Р. Филиппова» по адресу: 670024, г. Улан-Удэ, ул. Пушкина 8. Факс 8-(3012)44-25-90, e-mail: bgsha@bgsha.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Бурятская государственная сельскохозяйственная академия имени В.Р. Филиппова», с авторефератом в сети интернет на сайте http://\vww.vak.ed.gov.ru

Автореферат разослан » ^¿¿¿fcj? 2014 г.

Ученый секретарь диссертационного совета - —.

Доктор ветеринарных наук, доцент ///< ■. <■-- __'osl"това Е.А.

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.

Функции печени в организме очень разнообразны: в ней вырабатывается желчь, имеющая большое значение для пищеварения, печень задерживает и ассимилирует продукты переваривания, в ней протекает синтез и расщепление пуриновых тел, аминокислот, белков, жиров, накапливаются витамины и микроэлементы. Этот орган способен фиксировать скрытые повреждения, которые проявляются в ближайшие или отдаленные сроки. Огромное значение играют барьерные функции печени -задерживаются или изменяются и выводятся вместе с желчью многие ядовитые вещества эндогенного и экзогенного происхождения. При заболеваниях печени падает её окислительная способность и уменьшается обезвреживающая функции (Кудрявцев А.П., 19S4; Зайцев С.Ю., 2004). Значительная роль печени в синтезе и сохранении ферментов. Так в этом органе максимальная активность фермента глутатионпероксидазы, которая напрямую зависит от обеспеченности организма селеном.

В Иркутской области недостаток селена, так же как и недостаток йода в почве, является эндемической патологией (КудрявцевА.П., 1984; Ильина О.П., 2000). Для предотвращения патологий, связанных с недостатком селена, в животноводстве используют препараты, в которых Se содержится в виде синтетических комплексов селенита натрия или селен-метиошша, что часто является причиной селенозов животных (Решетник JI.A., 1999).

Селен (Se) привлекает внимание животноводов как биотический элемент, выполняющий в исчезающее малых количествах важные биохимические функции, а также как высокотокснчный элемент, неорганические соединения которого более ядовиты, чем соединения молибдена, мышьяка и ванадия (Георгиевский В.И., 1979; Сишшрева A.B., 2012). Биологическая активность селена обусловлена его участием в регуляции образования шгшоксидантов. Существует тесная корреляция между уровнем в организме селена и активностью селен-содержащего фермента глутатионпероксидазы, который является фактором антиоксидантной защиты (Зайцев С.Ю., Конопатов Ю.В., 2004; Георгиевский В.И.,1979; Решетник Л.А., 1999).

В последние годы развивается новый подход к получению терапевтических препаратов, основанный на иммобилизации лекарстве!шых средств на полимерных носителях. Это позволяет улучшить их фармакологические свойства и снизить токсичность.

Одной из важных и актуальных тенденций в развитии фармакологической терапии является создание нанокомпозитных систем направленной доставки веществ в органы и ткани, повышающих эффективность действия лекарственного вещества на организм человека или животных (Зубов В.П. с соавт., 1999; Niemeyer С. М, Mirkin С.А., 2004; Kubik Teyal., 2005; Torchilin V., 2006; Bharad Bushan, 2007; Ehud G„ 2007; Claudio N„ 2008; Ткачук В. А. с соавт., 2008; Цыб А. Ф., 2008; Швец В. И., 2008).

Цель и задачи исследования: изучение действия нанокомпозитного препарата селена на организм животных и его роли в механизмах защиты поврежденной печени.

В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи

1. Оценка антиоксидантной активности нанокомпозитного препарата селена in vitro.

2. Установление степени токсичности нанокомпозитного препарата селена

3. Определение концентрации факторов перекисного окисления липидов (ПОЛ): диеновых конъюгатов (ДК), малонового диальдегида (МДА) на модели токсического гепатита и на фоне введения нанокомпозитного препарата селена.

4. Определение факторов антиоксидантной защиты (ЛОЗ): супероксиддисмутазы (СОД), антиоксидантной активности (АОА), глугатионпероксидазы (ОБИ), витаминов А и Е.

5. Установление саногенетического эффекта нанокомпозитного препарата селена на морфологическую структуру печени.

Научная новизна исследования

Установлено, что нанокомпозитный препарат селена (наноразмерный Бе в решетке арабиногалактана) в выбранной нами дозе 2мг/100гр массы животного не оказывает повреждающего действия на организм животных, а оказывает выраженное протекторное действие на печень. Проявляет антиоксидантную активность, о чем свидетельствует снижение уровня маркеров ПОЛ и повышение активности глутатиона. Доказано, что применение нанокомпозитного препарата селена в экспериментальной профилактике отравления тетрахлорметаном способствует уменьшению метаболических и морфологических нарушений.

Таким образом установлено, что Бе, взятый в наноразмерном состоянии, не проявляет повреждающего действия на организм животных. Нанокомпозитный препарат селена, благодаря сродству арабиногалактановой матрицы к асиалогликопротеиновым рецепторам (с мембранотропными свойствами) гепатоцитов, макрофагов, ретикулоцитов позволяет изучаемому ..данному терапевтическому средству внедрять Бе в эти клетки путем рецепторно-обусловленного эндоцитоза. На основании анализа литературных данных и собственных исследований разработана концептуальная схема протекторного действия нанокомпозитного препарата селена при интоксикации тетрахлорметаном, важнейшим элементом которой является ингибирование активности ПОЛ.

Теоретическая и практическая значимость работы

Полученные экспериментальные данные являются обоснованием для применения нанокомпозитного препарата Бе для профилактики и лечения заболеваний животных, вызванным недостатком этого микроэлемента, особенно в недостаточных по селену зонах. А так же для защиты печени от повреждающего действия эндо- и экзотоксикантов.

Предложенная концептуальная схема является доклиническим обоснованием для дальнейшего изучения действия нанокомпозитного препарата селена на организм животных.

Препарат может применяться в экспериментальной и ветеринарной практике для профилактики и лечения редокс-зависимых заболеваний.

Апробация работы

Основные результаты исследования представлены на международной Байкальской научно - практической конференции по проблемам ветеринарной медицины «Актуальные вопросы ветеринарной медицины» Иркутск, 15-16 марта 2011г.; на региональной научно -практической конференции «Актуальные проблемы АПК» Иркутск, 20-22 апреля 2011г.; в I Международной научно-практической конференции «Перспективы развития научных исследований в 21 веке» г.Москва 2013 г.; на международной научно-практической конференции молодых ученых «научные исследования и разработки к внедрению в АПК» 17-18 апреля 2013 г; международной научно-практической конференции, посвященной 60-летию аспирантуры ИрГСХА 3-5 декабря 2013 г.; в семинаре «Научно-практические аспекты применения лекарственных растений в производстве пищевых продуктов 19-20 декабря 2013 г., Казахстан, г. Семей.

Внедрение результатов научных исследований в практику

Материалы по экспериментальному исследованию нанокомпозитного препарата селена используются в учебном процессе и научной работе ФГБОУ «Иркутская государственная сельскохозяйственная академия» при чтении дисциплин «Ветеринарная патофизиология» и «Ветеринарная экология» на кафедре анатомии, физиологии и микробиологии (протокол №2 от 23.09.2013 г);используются в учебном процессе и научной работе на кафедре пат.анатомии и гистологии ФГБОУ ВПО «Казанская государственная академия ветеринарной медицины имени Н.Э.Баумана» (протокол №19 от 11.12.2013); используются в учебном процессе по курсу «Внутренние болезни животных», «Токсикология», «Фармакология» ФГБОУ ВПО Алтайский государственный аграрный университет (протокол №11 от 17.12.2013); используются в учебном процессе и научно-исследовательской работе кафедры патологии, морфологии и физиологии, факультета ветеринарной медицины и зоотехнии ФГБОУ ВПО «Дальневосточный государственный аграрный университет» (протокол №4 от 16.12.2013); приняты к внедрению в производство или к использованию в разработках на кафедрах института ветеринарной медицины и биотехнологии ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А. Столыпина (от 18.12.2013); приняты к использованию в учебном процессе кафедры анатомии, патологической анатомии и хирургии, а также используются в научно-исследовательской работе Института прикладной биотехнологии и ветеринарной медицины КрасГАУ (протокол №6 от 27.11.2013); используются в учебном процессе кафедры «Внутренние незаразные болезни и акушерство» ФГБОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет» (протокол №4 от 15.12.2013); приняты к внедрению в учебный процесс и научную работу кафедры морфологии и физиологии животных Сельскохозяйственного института ФГБОУ ВПО «Хакасский государственный университет им. Н.Ф. Катанова» (протокол №6 от 27 декабря 2013г).Получена приоритетная заявка на изобретение «Антиоксидантное средство с гепатопротекторным эффектом на основе наноструктурированного селена и способы его получения и применения»: заявление от 30.12.2013; регистрационный № 2013159311. Публикации результатов исследований.

По материалам диссертации опубликовано 12 работ, в том числе 3 статьи в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК Минобразования и науки РФ для публикации результатов диссертации на соискание степени кандидата наук, и получена 1 приоритетная заявка на изобретение РФ. Структура и объем диссертации

Диссертация изложена на 133 страницах машинописного текста и состоит из введения, трех глав, включающих обзор литературы, собственные исследования, обсуждения полученных результатов, выводов, предложений и рекомендаций, и списка литературы и приложений; иллюстрирована 8 таблицами и 23 рисунками. Указатель литературы включает 181 источник, из них 120 работ отечественных и 61 - зарубежных авторов.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Новый нанокомпозитный препарат селена в экспериментах in vitro обладает антиоксидантным действием.

2. В исследованиях in vivo изучаемый препарат достоверно снижает негативные эффекты перекисного окисления липидов, усиливает систему антиоксидантной защиты.

3. В условиях эксперимента при токсическом повреждении, обеспечивает более раннюю регенерацию клеток печени и меньшее повреждение в данном органе.

2. СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Материал и методы исследований

На первом этапе работы определяли антиоксидантную активность in vitro в ИИХ СО РАН. Использовали спектрофотометрический метод в котором радикал-катион 2,2'-азинобис(3-этилбентиозолин-6-сульфоновой кислоты) диаммониевой соли (ABTS4*), имеющий характерное поглощение в области 600-850 нм, генерировали персульфатом калия и измеряли процент ингибирования поглощения добавляемыми антиоксидантами (ReR., PellegriniN., ProteggenteA., PannalaA., YangM., Rice-EvansC., 1999).

Затем все эксперименты были проведены на белых нелинейных крысах массой 180220 г, разводимых в виварии Ангарской государственной Технической Академии (ветеринарное удостоверение 238 № 0018942 от 22 ноября 2011 г), токсикологическое исследование проводили на белых нелинейных мышах, массой 20-22 г, разводимых в виварии научно-исследовательского противочумного института Сибири и Дальнего Востока (ветеринарный сертификат254 №0336050 от28.07.2010).

Исследования выполнены в соответствии с этическими требованиями по работе с экспериментальными животными, изложенными в следующих нормативно-правовых документах: «Правила проведения работ с использованием экспериментальных животных» (приложение к приказу МЗ СССР №775 от 12.08.1977 г.), «Руководство по экспериметалыюму (доклиническому) изучению новых фармакологических веществ» (2005), «правила лабораторной практики» (приложешк к приказу МЗ РФ №708н от 23.08.2010 г.)

Нанокомпозитный препарат селена(нано-Зе) был синтезирован в Иркутском Институте Химии им. А.Е. Фаворского. Нанокомпозитный препарат селена представляет собой порошок оранжевого цвета, хорошо растворим в воде.

Методы исследования острой токсичности

Исследования проводили согласно Руководству по экспериментальному (доклиническому) исследованию новых фармакологических веществ (Хабриев, 2005). Исследования проведены на 60 мышах (30 самцов, 30 самок), массой 20-22 г. Животные были разделены на 6 групп; Все животные получали препараты, разведенные водой, peros; первые 6 ч после дачи препарата за животными вели непрерывное наблюдение. Животные первой группы получали селенит натрия в дозе 4,56 мг Se/кг (токсическая доза селенита натрия) - контрольная группа, животные второй группы получали 9,12 мг Se/кг (летальная доза селенита натрия согласно литературным данным), животные третей группы - 9,50 мг Se/кг. Исследуемый препарат давали, начиная с дозы 9,12 мг Se/кг и далее увеличивали дозу в 2 раза, то есть 4 группа получала нано-Se в дозе, эквивалентной смертельной дозе по содержанию селена в препарате селенита натрия (9,12 мг Se/кг); 5 группа - нано -Se (20 мг Se/ кг); 6 группа - нано - Se (40 мг Se/кг). За животными вели наблюдение 14 дней.

Методы биохимического исследования

Распределение животных по группам в зависимости от применения препаратов приведено в таблице 1.

Таблица 1- Характеристика эксперимента

Воздействие на животных Обозначение групп п

Четыреххлористый углерод в 50% масляном растворе, 0,4 мл/100 г массы, п/к , СС14 30

Чегыреххлористый углерод в 50% масляном растворе, АГ 20 мг/100 г, peros+ 0,4 мл/100 г массы, rx/к ССЦ + АГ 30

Четыреххлористый уг лерод в 50% масляном растворе, нано-Se 2 мг/100 г, peros + 0,4 мл/100 гр массы, п/к ССЦ+Nano-Se 30

Интактные животные Интактные животные 30

После декапитации животных в сыворотке крови проводили определение содержания двойных связей (Дв.св.) конъюгированных диенов (ДК), ТБК-активных продуктов (ТБК-АП), общую антиокислительную активность (АОА), токоферол, и ретинол. В клеточном содержимом крови проводили определение активности супероксиддисмутазы (СОД), содержание окисленного (GSSG) и восстановленного (GSH) глутатионов и их соотношение. Исследования крови и ее компонентов на содержание компонентов системы пероксидации липидов - антиоксидантной защиты (ПОЛ-АОЗ) проводили в Научном центре проблем здоровья семьи и репродукции человека СО РАМН, согласно применяемой в этом учреждении лабораторной технологии (Колесникова Л. И. 1993.). Методы патоморфологического исследования

Материалом служили головной мозг, легкие, печень, желудок, почки, селезенка крыс. Органы фиксировали в 10% нейтральном формалине, после чего осуществляли проводку и заливку в парафин+воск. С каждого блока получали серийные срезы (5 мкм) на микротоме С. Reichert, w. Ien № 2281 и окрашивали их гемотоксилин-эозином по Карачи (Меркулов Г.А., 1969). Морфометрию проводили с помощью окуляра-микрометра LOMOMOB -1-16* на микроскопе ЬОМОМикмед -1.В нефиксированных срезах печени, приготовленных в криостате (10 мкм), методом гистохимического анализа определяли содержание общих липидов по Лизону (суданчерный), гликоген (по методу Шабадаша А.Л., 1947) контроль проводили с диастазой, активность ЩФ (по Берстону) сукцинатдегидрогеназы (СДР, по Нахласу). Патоморфологические исследования проведены в отделе токсикологии НИИ биофизики ФГБОУ ВПО «Ангарская государственная техническая академия». Обработки результатов исследований

Статистическую обработку полученных данных проводили с помощью лицензионного пакета прикладных программ STATISTICA 6.1. (Statsoftlnc., США); правообладатель лицензии ФГБУ «Научный центр проблем здоровья семьи и репродукции человека» Сибирского отделения РАМН (г. Иркутск).

Статистическую обработку проводили параметрически с учетом t-критерия Стыодента, причем разность различий средних арифметических признавали значимой при Р < 0,05.

2.3. Результаты токсикологического исследования

Исследование острой токсичности показало, что изучаемый нанокомпозитный препарат селена (арабиногалактан + нано-Бе) в дозе 9,12 мг Бе/кг не вызвал смерть ни одной мышки; в дозе 20 мг ве/кг - все мыши опытной группы остались живы; доза 40 мг Бе/кг также не явилась легальной для животных. Препарат сравнения, селенит натрия, вызывает 100% гибель мышей в дозе 9,50 мг Бе/кг.

2.2. Результаты биохимического исследования крови

При определении антиоксидантного действия нанокомпозитного препарата селена т\Иго, установили, что чистый АГ (является матрицей-носителем наноселена) не обладает каким-либо антирадикальным действием, а исследуемый нанокомпозитный препарат селена обладает антирадикальной активностью. Поскольку исходный АГ не способен ингибировать АВТ8-+, можно полагать, что АРА композита определяется наличием в нём Бе. При этом нанокомпозитный препарат не уступает известному антиоксиданту - аскорбиновой кислоте.

На втором этапе эксперимента изучали антиоксидантное действие нано-Бе на организм лабораторных животных. Полученные данные показали, что во все сроки эксперимента (7, 14, 21 сутки) содержание промежуточных продуктов (ЦК, мкМ/л) в группе нано-Бе ниже, чем в других опытных группах и приближается к показателю группы интактных животных (рисунок 1). Достоверность р <0,05.

Рисунок 1 - Изменение содержания продуктов ПОЛ в сыворотке крови

Представляется закономерным, что наноселен, введенный в матрицу арабиногалактана, оказывает положительный эффект и при генерации так называемых ТБК-активных продуктов, которые могут ингибировать биологически активные амины, которые вносят значительный вклад в генерацию эндогенной интоксикации (Зайчик А. Ш., Чурилов Л. П., 2001).

Не исключено, что определенная защитная функция от вводимого токсиканта обусловлена и арабиногактаном, который может обладать этим эффектом в серии экспериментов через 21 сутки, когда потери наночастиц селена значительны, а освобо,пившаяся органическая матрица может проявить гепатопрогекторные свойства (Колесникова Л.И., 2011; Чистяков Ю.В. 2007).

Анализ такого интегрального показателя, как величина общей АОА (усл.ед.), показывает, что при введении экспериментальным животным нанокомпозитного препарата селена уже на 7 день эксперимента этот показатель практически не изменяется по сравнению с таковым для интактных крыс (20,26±1,664 и 19,90±1,784, соответственно); кроме того, статистически значимо он превышает аналогичные данные для арабиногалактана (13,50± 1,726) и особенно для четыреххлористого углерода (9,020±1,630). А к 21 дню эксперимента величина АОА в группе наносе схожа с показателями группы интактных животных (20,22± 1,616 и 20,00± 1,363, соответственно).

Содержание витамина Е в сыворотке крови крыс после воздействия токсиканта и дачи АГ и наносе превышало содержание в сыворотке крови интактных крыс на 69,5% и 28,3%, соответственно. Через неделю, после отмены токсиканта и действия препаратов, уровень витамина Е в группах АГ и наносе веб также выше, чем у интактных животных на 35,4% и 12,3%, соответственно. На 21 сугки эксперимента картина содержания витамина изменяется: в группе АГ он остается на прежнем уровне, но в группе нано-ве содержание витамина Е падает на 35,8% по сравнению с интактными животными. Подобная картина наблюдается и при изучении содержания витамина А в сыворотке крови животных всех опытных групп.Такой эффект мы связываем с тем, что Бе и витамин Е обладают синергетическим действием, но к 21 дню эксперимента, как уже было сказано, потери наночастиц селена значительны.

Изменения в содержании СОД имеют явный характер на 7 день эксперимента. Так при действии тетрахлорметана, содержание СОД снижалось на 34,15%, в группе животных, которым давали чистый АГ - снижалось на 17,96%, а в группе нано-Бе - на 1,038%. На 14 день эксперимента содержание СОД в сыворотке крови интактных животных практически не изменился, также остался на прежнем уровне ив группе АГ (1,343±0,040 (ус.ед) и 1,390±0,083(ус.е<У на 7 и 14 день соответственно), и увеличивается на 7,72% в группе нано-Эе по сравнениию с интактными животными (1,730± 0,097(ус.ед) и 1,606±0,1 \8(ус.ед), соответственно).

На 21 день эксперимента содержание СОД в группах животных «интакгные», «АГ» и «нано-Эе» остается практически на прежнем уровне, а в группе ССЦ, где содержание этого фермента всегда было ниже, начинает увеличиваться и приближаться к показателям ингактной группы. Известно, что СОД обладает самой высокой скоростью каталитической реакциии быстро разрушается. Из экспериментов становится видно, что действие токсина истощает содержание этого прооксиданга, а АГ и наносе, снижая образование 'ГБК-активных продуктов, способствуют сохранению СОД в клетках.

Глутатион восстановленный (в8Н) является важнейшим внутриклеточным антиоксидантом и его активность зависит от наличия в организме элементного селена, а также витамина Е. В клетках же ОЭН, восстанавливая дисульфвдную связь, превращается в 0580. Содержание С5Н в группе наносе на 7 день эксперимента достаточно высокое (1,826±0,069 мМ/л) и приближается к показателям группы интактных животных (2,013±0,172 мМ/л). Уровень восстановленного и окисленного глутатиона в группе нано-5ево все сроки эксперимента близок к показателям группы интактных животных и выше, чем в группах сравнения. Это говорит о высоком уровне антиоксидантной защиты клеток во все сроки эксперимента.

Вместе с тем, при введении препарата наноселена на фоне затравки экспериментальных животных четыреххлористым углеродом, величины активности СОД

и концентрация окисленного и восстановленного глугатионов были близки к соответствующим показателям животных интактной серии.

Так же о защитном действии нанокомпозитного препарата говорит и наступление окислительного стресса, о чем свидетельствует показатель «коэффициент окислительного стресса». Коэффициент окислительного стресса (КОС) рассчитывается соотношение продуктов ПОЛ к показателям АОЗ (патент № 2011617323). При КОС>1 регистрируют развитие окислительного стресса.

КОС = (ДК,/ ДКП) * (КД-СТ;/ КД-СТ„)*(ТБК-АП;/ ТБК-АПц) (СОД/ С0Дл)*(05Н1/05$0,1)*(Е!/Е1,)*(А,/Ап)

I —уровни показателей группы больных п - уровни показателей контрольной группы

Достоверными считали различия при р <0,001. Сильный окислительный стресс наступает в группе животных ССЬ< (КОС = 87,807±28,8; 414,554±181,377; 113,49±42,424 на 7,14 и 21 сутки эксперимента; р<0.005). Поэтому интересным представилось сравнить КОС опытных 1рупп животных с интактными.

7 сутки

14 сутки

21 сутки

з интактные

Рисунок 2 - Изменение КОС

Из рисунка 2 видно, что у интактных животных отсутствует окислительный стресс. АГ сначала оказывает защитное действие на организм животных. Однако, обладая гепатопротекторным действием, он не обладает антирадикальной активностью, то КОС увеличиваегся со временем, превышая уровни КОС интактных животных и не достигая уровней КОС группы CCL4> где явное наличие сильного окислительного стресса (р <0,005).

Композитный препарат наноселена проямяет мощное защитное действие на организм. На 7 сутки исследования КОС практически сравним с КОС интактных животных (р <0,005). На 14 день — наблюдается небольшое увеличение КОС. Возможно, это связано с тем, что на данном сроке происходит активная регенерация органов и тканей, усиление метаболических процессов с активным расходованием Se. Получается, что к 21 суткам потери наночастиц селена значительны. Однако КОС остается <1, значит, окислительного стресса нет, и организм животного пришел в нормальное физиологическое состояние не только по биохимическим показателям, но и по морфологическим.

2.4. Результаты патоморфологичеекого исследования

В печени на 7 день эксперимента после воздействия токсиканта отмечена крупнокапельная жировая дистрофия в области центральных вен, что подтверждается гистохимическими исследованиями.

При микроскопическом исследовании на 7 день эксперимента в группе ССХ4 в печени отмечены проявления выраженной жировой дистрофии гепатоцитов в области центральных вен, что подтверждается гистохимическими исследованиями. Гепатоциты увеличены в размере, с округлыми вакуолями различных размеров со смещением ядра к клеточной мембране. Большинство гепатоцитов с практически опустошенной цитоплазмой, пикнотичнымии и гиперхромными ядрами, что свидетельствует о состоянии паранекроза. По периферии этих очагов гепатоциты были меньшего размера с гиперхромным ядром (рисунок 1 а).

На 7 день эксперимента в группе нано-Бе в печени отмечается средне- и мелкокапельная жировая инфильтрация вокруг центральных вен (рисунок 16). Размер гепатоцитов практически соответствовал интактным животным. Встречаются лишь отдельные гепатоциты в состоянии паранекроза с опустошенной цитоплазмой и гиперхромным пикнотичным ядром. Биллиарный эпителий не был изменен, воспалительных инфильтратов не отмечено, также не отмечено застойного полнокровия в магистральных сосудах и капиллярах.

В. Г.

Рисунок 1 -Печень крысы; а. - ССЬ.| (7 сутки эксперимента) в цитоплазме выявляются вакуоли (м.б. гидропическая дистрофия); б. - ССЦ + нано-Эе (7 сутки эксперимента) небольшое расширение синусоидов.; в. - ССЬ4 (14 сутки эксперимента); г. - СС14+ нано-Бе (14 сутки эксперимента). Окр. Гематоксилин-эозин. Ок. 10. Об. 40.

На 14 день эксперимента в группе животных наносе гепатоциты без выраженной зернистой дистрофии, имеют более менее мономорфные размеры с хорошо выраженным ядром и равномерно распределенным хроматином (рисунок 1г.). Гепатоциты с гиперхромным ядром очень редки. Магистральные сосуды и синусоиды свободные от элементов крови.

Так же выявленное скопление липидов было подтверждено гистохимическим исследованием (рисунок 2а, б). На 7 сутки эксперимента при исследовании на общие липиды в группе СС1_4 -очаги ярко-выраженной жировой инфильтрации. При введении нано-Эе - очаги инфильтрации липидов значительно меньших размеров и не так явно выражены. Содержание общих липидов на 14 сутки (рисунок 26) - выраженное отсутствие образования липидов в клетках печени при коррекции препаратом нано-ве токсического поражения печени (рисунок 2 6-2).

Рисунок 2- 1 - группа ССЬ; 2 -. опытная группа нано-Бе. (А, Б) - выраженное скопление липидов в области центральных вен на 7 и 14 сут. эксперимента соответственно. Окраска Суданом черным. (В, Г) - определение активности ЩФ на 7 и 14 сут. эксперимента соответственно. Окр. методом азосочетания. Ок. 10. Об. 40.

На 7 сутки эксперимента в группе ССЦ активность щелочной фосфатазы увеличена как в желчных капиллярах, так и магистральных желчных протоках (рисунок 2 в-1), что связано со значительным разрушением архитектоники печеночной ткани и застоем желчи в желчных протоках. В опытной группе активность ЩФ заметно снижена (рисунок 2 в-2), на 14 день эксперимента она сохраняется, но в норму приходит не полностью.

Поскольку арабиногалактан сам обладает мембранотропными свойствами и оказывает протективное действие на генатоциты (Гуцол Л.О. 2006; Медведева С.А. 2002), представилось интересным сравнить действие чистого арабиногалактана на гепатоциты, в сравнение с препаратом наио-ве, где элементный 8е встроен в решетку арабиногалактана.

Содержание гликогена в печени в обеих группах на 7 день эксперимента оставалось выше, чем в группе ССЬ4 В группе АГ и нано-Эе отмечено диффузное снижение гликогена. На 14 день эксперимента гликоген приходит в норму. В группе АГ все так же заметное его снижение по сравнению с интактными животными. Однако в группе наносе содержание гликогена на 14 день эксперимента даже значительно выше, чем у интактных животных (рисунок За, б).

Активность сукцинатдегидрогеназы заметно увеличена в группе АГ (рисунок ЗВ-2) по сравнению с группой ССЬ (рисунок ЗВ-1).

В.

Рисунок 3 - 1. - действие Hairo-.Se; 2 - действие арабиногалактана. (А, Б) -гликоген. Окр. методом Шабадаша. (В) - определение СДГ по Нахласу. 1 - выраженное снижение активности сукцинатдегидрогеназы в печени при воздействии ССЦ. 2 - АГ. Ок. 10. Об. 40.

А. 7 сутки

Б. 14 сутки

Подробный анализ литературы данных, результаты исследований, проведенных нами, с применением биохимических и морфологических методов в комплексе, стали основанием для создания концептуальной схемы биологического влияния нанокомпозитного препарата селена на основные биохимические звенья при токсическом действии тетрахлорметана. Сущность концепции заключается в том, что ведущим

саногенетическим звеном нанокомпозитного препарата селена является игнгибирующее действие на ПОЛ.

Рисунок 4 -Концептуальная схема влияния нанокомпозитного препарата селена на основные саногенетические механизмы при отравлении четыреххлористым углеродом (по данным литературы и результатам собственных исследований): прямая линия -взаимодействие, обьемная линия - протекторное действие.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. В исследованиях т vitro показано, что нанокомпозитный препарат арабиногалактан + нано-селен обладает антирадикальным действием, причем действие это выражено именно за счет наличия селена в препарате. Антирадикальная активность селена сохраняется при его диспергировании (размер 40-100 им), и хорошо выражена в нанокомпозитном препарате селена

2. Нанокомпозитный препарат селена в дозе 2 мг /100 г массы животного не оказывает токсического действия на организм. Таким образом, диспергированные и стабилизированные арабиногалактановой матрицей молекулы селена имеют меньшую токсичность по сравнению с элементным селеном.

3. Полученный антиоксидантный эффект на организм животных сильнее выражен в группе животных, получавших нанокомпозитный препарат селена, что связано с наличием селена.

4. Оценка показателя коэффициент окислительного стресса подтверждает защитное, антиоксидантное действие изучаемого препарата. КОС в группе нано-Se на 21 день эксперимента 0,164±0,496, в то время как в группе животных ССЦ этот показатель равен 87,807±28,8, АГ - 7,312±1,721. В группе интактных животных - 1,095±0,598 (р<0,05)

5. Нанокомпозитный препарат селена в значительной степени снижает токсическое воздействие CCU на печень, что проявляется в меньшей степени дегенерации гепатоцнтов, уменьшении жировой дистрофии и нормализации активности ферментов в цитоплазме гепатоцнтов. Количество двуядерных гепатоцитов увеличивалось на 3,1% по сравнению с интактными животными, что указывает на регенерацию ткани печени.

6. В восстановительном периоде (14 сутки после воздействия) морфологически структура печени, а также метаболические процессы (активность СДГ, ЩФ, содержание гликогена и общих липидов) при введении нано-Se в незначительной степени отличались от интактных животных.

ПРЕДЛОЖЕНИЯ И РЕКОМЕНДАЦИИ

Результаты исследования являются изучением нового нанокомпозитного препарата селена и могут быть использованы в следующих областях:

1. Полученные результаты исследований можно использовать при написании учебных пособий и монографий.

2. Предложенная концептуальная схема является доклиническим обоснованием для дальнейшего изучения действия нанокомпозитного препарата селена на организм животных.

3. В экспериментальной и ветеринарной практике для профилактики и лечения редокс-зависимых заболеваний.

СПИСОК НАУЧНЫХ ТРУДОВ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Карпова, Е. А.Патоморфологическая оценка биологического действия препарата наноселена при токсическом поражении печени / Карпова Е.А., Щукина О. Г., Бенеманский В. В., Ильина О. П.// Бюллетень ВСНЦ СО РАМН. - 2013. - Т. 93, №5. - С. 141-145.

2. Карпова, Е.А. К вопросу о токсичности препаратов на основе наноселена / Е.А. Карпова, O.K. Демиденко, О.П. Ильина // Вестник КрасГАУ. - 2014. - №4. - С. 207-210.

3. Карпова, Е.А. Коэффициент окислительного стресса при патологии печени и применении нового нанокомпозитного препарата селена / Е.А. Карпова, О.П. Ильина // Вестник ИрГСХА. -2014. -выпуск 61, апрель. - С. 88-94.

4. Карпова, Е.А. Проблема - стресс / Е.А. Карпова, О.П. Ильина // Материалы XI международной Байкальской научно - практической конференции по проблемам ветеринарной медицины «Актуальные вопросы ветеринарной медицины» Иркутск, 15-16 марта 2011г. - С. 117-120.

5. Карпова, Е. А. Патоморфологпческие аспекты стресса / Е.А. Карпова, О.П. Ильина // Материалы региональной научно - практической конференции «Актуальные проблемы АПК» Иркутск, 20-22 апреля 2011г. - С.

6. Карпова Е.А. Влияние нанопрепарата селена на состояние системы ПОЛ-АОЗ при токсическом поражении печени /Е.А. Карпова, Б.Я. Власов, О.П. Ильина // Материалы 1-й Международной научно-практической конференции «Перспективы развития научных исследований в 21 веке» (31 января 2013 г.) / НИЦ «Апробация» - Москва. Издательство Перо, 2013.-С. 230-233.

7. Карпова Е.А. Нанокомпозитные материалы. Перспективы использования в ветеринарии / Е.А. Карпова // Научные исследования и разработки к внедрению в АПК: международная научно-практическая конференция молодых ученых 17-18 апреля 2013 г. Иркутск. - Иркутск: Изд-во ИрГСХА, 2013.

8. Карпова, Е. А. Морфофункциональная оценка биологического действия нанопрепарата селена при токсическом поражении печени / Е.А. Карпова // Актуальные вопросы ветеринарной медицины Сибири: материалы международной научно-практической конференции, посвященной 100-летию профессора Василия Родионовича Филиппова (27-29 июня 2013г, г. Улан-Удэ). Часть I. - Улан-Удэ: Изд-во БГСХА им. В.Р. Филиппова, 2013.-С. 12-15

9. Карпова Е.А. Морфологические изменения в почках при токсическом поражении организма и при коррекции поражения нанокомпозитным препаратом селена / Е.А. Карпова, Р.В. Рыхальский // Экологическая безопасность и перспективы развития аграрного производства Евразии: материалы международной научно-практической конференции, посвященной 60 летию аспирантуры ИрГСХА (3-5 декабря 2013 г.). Часть 1. - Иркутск: Изд-во ИрГСХА, 2013. - С. 185-189.

10. Карпова Е. А. Перспективы использования нанокомпозитного препарата арабиногалактан + селен/ Карпова Е.А., Ильина О.П.// «Научно-практические аспекты применения лекарственных растений в производстве пищевых продуктов 19-20 декабря 2013 г., Казахстан, г. Семей. - С. 107- 110.

11. Карпова Е.А. Определение острой токсичности нового нанокомпозитного препарата селена / Е.А. Карпова // Современные проблемы и перспективы развития АПК: Материалы региональной научно-практической конференции с междунар. участием, посвященной 80-летию ФГБОУ ВПО ИрГСХА (25-27 февраля 2014г.), Часть I. - Иркутск: Изд-во ИрГСХА, 2014. - С. 40-43.

12. Антиоксидантное средство с гепатопротекторным эффектом на основе наноструктурированного селена и способы его получения и применения: Заявка на изобретение от 30.12.2013 регистрационный № 2013159311.

Лицензия на издательскую деятельность ЛР № 070444 от 11.03.98 г. Подписано в печать 21.04,2014 г. Тираж 100 экз. Издательство Иркутской государственной сельскохозяйственной академии 664038, Иркутская обл., Иркутский р-н, пос. Молодежный

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, кандидата ветеринарных наук, Карпова, Екатерина Александровна, Улан-Удэ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ИРКУТСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ

АКАДЕМИЯ

04201456720 На

Карпова Екатерина Александровна

МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ В ПЕЧЕНИ ПРИ ТОКСИЧЕСКОМ ПОРАЖЕНИИ И ПРИ ЕГО КОРРЕКЦИИ

правах рукописи

06.02.01 - диагностика болезней и терапия животных, патология, онкология и морфология животных

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата ветеринарных наук

Научный руководитель:

доктор ветеринарных наук, профессор

О. П. Ильина

Улан-Удэ - 2014

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ........................................................................... 4

ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ................................................. 14

1.1. Морфофункциональные особенности течения патологических процессов в печени при токсическом поражении.............................. 14

1.2. Свободно-радикальное окисление и антиоксидантная защита организма.............................................................................. 20

1.3. Общая характеристика нанокомпозитных селенсодержащих

материалов............................................................................. 31

ГЛАВА II. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ... 43

2.1. Материалы и методы исследований 43

2.1.1. Определение антиоксидантной активности препарата in vitro............44

2.1.2. Моделирование токсического повреждения печени....................................45

2.1.3. Методы биохимического исследования..................................................................46

2.1.4. Методы исследования острой токсичности.................................................50

2.1.5. Методы патоморфологического исследования..................................................50

2.1.6. Методы статистической обработки результатов исследований 51

2.2. Оценка биологического действия нанокомпозитного препарата селена на организм животных..........................................................................................52

2.2.1. Антирадикальная активность нанокомпозитного препарата селена in vitro.......................................................................... 52

2.2.2. Антиоксидантная активность нанокомпозитного препарата селена in vivo................................................................... 54

2.2.3. Исследование острой токсичности нанокомпозитного препарата селена........................................................................... 65

2.2.4. Морфофункциональная оценка биологического действия нанокомпозитного препарата селена при токсическом поражении печени........................................................................... 66

ГЛАВА III. ЗАКЛЮЧЕНИЕ..................................................... 91

ВЫВОДЫ..........................................................................................................................................................105

ПРЕДЛОЖЕНИЯ И РЕКОМЕНДАЦИИ........................................................................107

СПИСОК ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ..................................................................108

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ................................................................................................................109

СПИСОК ИЛЛЮСТРИРОВАННОГО МАТЕРИАЛА....................................129

ПРИЛОЖЕНИЯ........................................................................................................................................133

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования

Функции печени в организме очень разнообразны: в ней вырабатывается желчь, имеющая большое значение для пищеварения, печень задерживает и ассимилирует продукты переваривания, в ней протекает синтез и расщепление пуриновых тел, аминокислот, белков, жиров, накапливаются витамины и микроэлементы. Этот орган способен фиксировать скрытые повреждения, которые проявляются в ближайшие или отдаленные сроки. Огромное значение играют барьерные функции печени - задерживаются или изменяются и выводятся вместе с желчью многие ядовитые вещества эндогенного и экзогенного происхождения. При заболеваниях печени падает её окислительная способность и уменьшается обезвреживающая функции (Зайцев, С. Ю. Биохимия животных. Фундаментальные и клинические аспекты: учеб. СПб.: Лань, 2004. 384 е.; Кудрявцев, А. П. Токсическая дистрофия печени поросят. Иркутск: Изд-во Иркут. ун-та, 1984. 260 е.). Значительная роль печени в синтезе и сохранении ферментов. Так в этом органе максимальная активность фермента глутатионпероксидазы, которая напрямую зависит от обеспеченности организма селеном.

В Иркутской области недостаток селена, также как и недостаток йода в почве, является геохимической патологией. Недостаточно селена содержится в пахотном слое пашни Иркутской области, на территории Тулуно-Иркутского, Качугского, Киренского, Братского округов (Кудрявцев А.П. Токсическая дистрофия печени поросят. Иркутск: Изд-во Иркут. ун-та, 1984. 260 е.). Для предотвращения патологий, связанных с недостатком селена, в животноводстве используют препараты, в которых селен содержится в виде синтетических комплексов селенита натрия или селен-метионина. Селен из этих препаратов усваивается неполноценно, а носители зачастую нефизиологичны и могут вызвать побочные эффекты (тошнота, анорексия, аллопеция) как при длительном применении, так и при передозировке (Решетник Л.А. Биогеохимическое и

клиническое значение селена для здоровья человека // Сибирский медицинский журнал. 1999. Т. 18, № 3. С. 16-22).

Селен (Se) привлекает внимание животноводов как биотический элемент, выполняющий в исчезающе малых количествах важные биохимические функции, а также как высокотоксичный элемент, неорганические соединения которого более ядовиты, чем соединения молибдена, мышьяка и ванадия (Хеннинг А. Минеральные вещества, витамины, биостимуляторы в кормлении сельскохозяйственных животных. М.: Колос, 1976. 158 е.; Георгиевский В.И. Минеральное питание животных. М.: Колос, 1979. 471 е.; Синдирева A.B. Критерии и параметры действия микроэлементов в системе почва-растение-животное: автореф. дис. д-ра биолог, наук 03.02.08 / Анна Владимировна Синдирева. Тюмень, 2012. 35 е.). Нижним пределом содержания селена в корме, при котором наступают явления селеноза, считают 3-4 мг/кг корма. Концентрация 5 мг/кг является токсичной. При 8 мг/кг Se отмечаются тяжелые повреждения, а при 10 мг/кг, например, цыплята уже не вылупляются (Хеннинг А. Минеральные вещества, витамины, биостимуляторы в кормлении сельскохозяйственных животных. 158 е.). Смертельная доза селенитов составляет 0,59-10 мг/кг массы тела (Ветеринарная токсикология с основами экологии: учеб. пособие / под ред. М.Н. Аргунова. СПб.: Лань, 2007. 416 е.).

Биологическая активность селена обусловлена его участием в регуляции образования антиоксидантов. Существует тесная корреляция между уровнем в организме селена и активностью селен-содержащего фермента глутатионпероксидазы, который предотвращает накопление в клетках перекисных продуктов обмена веществ (Зайцев С.Ю. Биохимия животных. Фундаментальные и клинические аспекты: учеб. СПб.: Лань, 2004. С. 271-272; Зайцев С.Ю. Супрамолекулярные системы на границе раздела фаз как модели биомембран и наноматериалы. Донецк - М.: Норд Компьютер, 2006. 189 е.; Георгиевский В.И. Минеральное питание животных. М. 1979. 471 е.; Решетник Л.А.

Биогеохимическое и клиническое значение селена для здоровья человека // Сибирский медицинский журнал. 1999. Т.18. № 3. С.16-22).

Помимо этого, селен играет фундаментальную роль во многих метаболических функциях. Он участвует в поддержании иммунной системы (Spasic М.В. Effect of term exposure to cold on the antioxidant defense system in the rat // Free Rad. Biol. Med. 1993. № 3. P.291-299; Griffiths C. A comparison of the monetized impact of IQ decrements from mercury emissions // Environ Health Perspect. 2007. P.841-847; Clarkson T.W. The toxicology of mercury-current exposures and clinical manifestations // N Engl J Med. 2003. Vol.349. P. 1731-1737; Jang M. Characterization and recovery of mercury from spent fluorescent lamps // Waste Management. 2005. Vol. 25. P.5-14; Psychological effects of low exposure to mercury vapor: application of a computer-administered neurobehavioral evaluation system / Liang Y.X. [et al.] // Environ Res. 1993. Vol. 60. P.320-327), улучшает подвижность сперматозоидов (Corazza A. Mercury dosing solutions for fluorescent lamps // Journal of Physics D-Applied Physics. 2008. Vol.41 p.144007), активирует гормоны щитовидной железы (Eckelman M.J. Spatial Assessment of Net Mercury Emissions from the Use of Fluorescent Bulbs // Environmental Science & Technology. 2008. Vol.42. P.8564-8570; Reduction of mercury loss in fluorescent lamps coated with thin metaloxide films / Hildenbrand V.D. [et al.]// Journal of the Electrochemical Society. 2003. Vol.150. P. H147-H155), а также способствует профилактике раковых заболеваний (Ralston N. Nanomaterials: Nano-selenium captures mercuiy // Nature Nanotechnology. 2003. Vol.3. P.527-528; Tunnessen W.W. Acrodynia - Exposure to Mercury from Fluorescent Light-Bulbs // Pediatrics. 1987. Vol.79. P.786-789; Raposo С. Mercury speciation in fluorescent lamps by thermal release analysis // Waste Management. 2003. Vol.23. P. 879-886; Baughman T.A. Elemental mercury spills // Environmental Health Perspectives. 2006. Vol.114. P.147-152; Celo V. Abiotic methylation of mercury in the aquatic environment // Science of the Total Environment. 2006. Vol.368. P. 126-137; Engelhaupt E. Do compact fluorescent bulbs reduce mercury pollution? // Environmental Science & Technology. 2008. Vol.42. P.8176-

8176; Johnson N.C. Mercury vapor release from broken compact fluorescent lamps and in situ capture by new nanomaterial sorbents // Environmental Science & Technology. 2008. Vol.42. P.5772-5778).

Дозы селена, незначительно превышающие терапевтические, являются токсичными (Gilbert S.G. Neurobehavioral Effects of Developmental Methylmercury Exposure // Environmental Health Perspectives. 1995. Vol.103. P. 135-142). Сочетание введенной дозы и химической формы селена играют фундаментальную роль в определении его токсичности (Clarkson T.W. The toxicology of mercury-current exposures and clinical manifestations. P.1731-1737; Griffiths C. A comparison of the monetized impact of IQ decrements from mercury emissions. P. 841-847).

В последние годы развивается новый подход к получению терапевтических препаратов, основанный на иммобилизации лекарственных средств на полимерных носителях. Это позволяет улучшить их фармакологические свойства - увеличить активность и время действия, снизить токсичность и побочные эффекты, увеличить избирательность воздействия на орган-мишень, а также улучшить стабильность при хранении, то есть обеспечить безопасность и эффективность действия.

Замечено, что комбинации различных материалов проявляют улучшенные свойства по сравнению с индивидуальными веществами. Одними из самых успешных примеров таких смесей являются композитные материалы, которые сформированы из основного вещества, тем или иным образом распределенного в объеме второго вещества, называемого матрицей. Особый интерес представляют материалы построенные одновременно из органической и неорганической составляющих.

Одной из важных и актуальных тенденций в развитии лекарственной терапии является создание нанокомпозитных систем доставки, повышающих эффективность действия лекарственного вещества на организм человека или животных (Конструирование наночастиц для адресной доставки терапевтических средств в клетки и их органеллы / Ткачук В.А. и др. // Междунар. форум по

нанотехнологиям Rusnanotech-08: сб. тез. докл. 2008. С.191; Цыб А.Ф. Лекарственные и радиофармацевтические препараты, создаваемые на основе наномолекулярных технологий // Международный форум по нанотехнологиям Rusnanotech-08: сб. тез. докл. 2008. С. 193; Швец В.И. Перспективные направления создания эффективных лекарственных препаратов методами нанобиотехнологии // Междунар. Форум по нанотехнологиям Rusnanotech-08: сб. тез. докл. 2008. С.195; Niemeyer С.М. Nanobiotechnology: Concepts, Applications and Perspectives. Wiley-VCH, 2004. 49lp; Kubik T. Nanotechnology on duty in medical applications // Current Pharmaceutical Biotechnology. 2005. V.6. №1. P.17 - 33; Torchilin V. Nanoparticulates as Drug Carriers. N. Y.: World Scientific Publishing Co. 2006. 756p; Bharad Bushan. Springer Handbook of Nanotechnology. Berlin: Heidelberg: N. Y.: Springer. 2007. 1916p; Ehud G. Plently of Room for Biology at the Bottom. An Introduction to Bionanotechnology. N.Y.: Work Scientific Publishing Co., 2007. 200p; Claudio N. Nanobiotechnology and Nanobiosciences. N.Y.: World Scientific Publishing Co. 2008. 308p).

В последние десятилетия разработаны многочисленные системы носителей лекарственных веществ, используемые как средства контролируемого распределения лекарств в органах и тканях организма (Niemeyer С.М. Nanobiotechnology: Concepts, Applications and Perspectives. 49 lp; Torchilin V. Nanoparticulates as Drug Carriers. 756p; Bharad Bushan. Springer Handbook of Nanotechnology. 1916p; Ehud G. Plently of Room for Biology at the Bottom. An Introduction to Bionanotechnology. 200p; Claudio N. Nanobiotechnology and Nanobiosciences. 308p.).

Сопоставимость «нано-био» размеров позволяет внедрить достижения нанотехнологии в биологию, создавая объекты для медицинской диагностики, целевой терапии, молекулярной и клеточной биологии (Niemeyer С.М. Nanoparticles, proteins and nucleic acids: Biotechnology meets materials science // Angew. Chem. Int. Edn. Eng. 2001. Vol.40. P.4128 - 4158).

Исходя из вышеизложенного, целью исследования стало изучение действия нанокомпозитного препарата селена на организм животных и его роли в механизмах защиты поврежденной печени.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Оценка антирадикальной активности нанокомпозитного препарата селена in vitro.

2. Установление степени токсичности нанокомпозитного препарата селена.

3. Определение концентрации факторов перекисного окисления липидов (ПОЛ): диеновых конъюгатов (ДК), малонового диальдегида (МДА) на модели токсического гепатита и на фоне введения нанокомпозитного препарата селена.

4. Определение факторов антиоксидантной защиты (АОЗ): супероксиддисмутаза (СОД), антиоксидантная активность (АОА), глутатионпероксидаза (GSH), витамина А и Е.

5. Установление саногенетического эффекта нанокомпозитного препарата селена на морфологическую структуру печени.

Научная новизна:

В исследованиях in vitro показано, что композит селена с АГ обладает антиоксидантной активностью и не уступает по данному показателю аскорбиновой кислоте. Причем антиоксидантная активность обусловлена наличием селена в наноразмерном состоянии.

Установлено, что нанокомпозитный препарат селена (наноразмерный Se в решетке арабиногалактана) в выбранной нами дозе, 2мг/100гр массы животного, не оказывает повреждающего действия на организм животных, а оказывает выраженное протекторное действие на печень, проявляет антиоксидантную активность, о чем свидетельствует снижение уровня маркеров ПОЛ и повышение активности глутатиона. Доказано, что применение нанокомпозитного препарата селена в эксперименте и при коррекции токсического действия тетрахлорметана на организм животных способствует уменьшению метаболических и морфологических нарушений.

Таким образом, установлено, что 8е, взятый в наноразмерном состоянии, не проявляет повреждающего действия на организм животных. Нанокомпозитный препарат селена (нано-8е), благодаря сродству арабиногалактановой матрицы к асиалогликопротеиновым рецепторам (с мембранотропными свойствами) гепатоцитов, макрофагов, ретикулоцитов, позволяет изучаемому данному терапевтическому средству внедрять Бе в эти клетки путем рецепторно-обусловленного эндоцитоза. На основании анализа литературных данных и собственных исследований разработана концептуальная схема протекторного действия нано-Бе при интоксикации тетрахлорметаном, важнейшим элементом которой является ингибирование активности ПОЛ.

Теоретическая и практическая значимость работы

Полученные экспериментальные данные являются доклиническим обоснованием применения нанокомпозитного препарата Бе для профилактики и лечения заболеваний животных, вызванных недостатком этого микроэлемента, особенно в недостаточных по селену зонах, а также для защиты печени от повреждающего действия эндо- и экзотоксикантов.

Предложенная концептуальная схема является доклиническим обоснованием для дальнейшего изучения действия нанокомпозитного препарата селена на организм животных.

Препарат может применяться в экспериментальной и ветеринарной практике для профилактики и лечения редокс-зависимых заболеваний.

Апробация результатов исследований

Основные результаты исследования представлены на международной Байкальской научно-практической конференции по проблемам ветеринарной медицины «Актуальные вопросы ветеринарной медицины» Иркутск, 15-16 марта 2011г.; на региональной научно-практической конференции «Актуальные проблемы АПК» г. Иркутск, 20-22 апреля 2011г.; в I Международной научно-практической конференции «Перспективы развития научных исследований в 21 веке» г. Москва, 2013г.; на международной научно-практической конференции

молодых ученых «Научные исследования и разработки к внедрению в АПК» в г. Улан-Удэ, 17-18 апреля 2013 г; международной научно-практической конференции, посвященной 60-летию аспирантуры ИрГСХА, 3-5 декабря 2013г.; в семинаре «Научно-практические аспекты применения лекарственных растений в производстве пищевых продуктов», 19-20 декабря 2013 г., Казахстан, г. Семей. Внедрение результатов научных исследований в практику Материалы по экспериментальному исследованию нанокомпозитноп препарата селена используются:

1. в учебном процессе и научной работе ФГБОУ «Иркутска: государственная сельскохозяйственная академия» при чтении дисциплш «Ветеринарная патофизиология» и «Ветеринарная экология» на кафедр' анатомии, физиологии и микробиологии (протокол №2 от 23.09.2013 г);

2. в учебном процессе факультета ветеринарной медицины на кафедр< нормальной, патологической физиологии, фармакологии и токсикологии п< курсу «клиническая фармакология» и «токсикология» ФГБОУ ВПС «Бурятская ГСХА» (акт внедрения от 13 декабря 2013г.);

3. используются в учебном процессе и научной работе на кафедр патанатомии и гистологии ФГБОУ ВПО «Казанская государственна: академия ветеринарной медицины имени Н.Э.Баумана» (протокол №19 о' 11.12.2013);

4. используются в учебном процессе по курсу «Внутренние болезш животных», «Токсикология», «Фармакология» ФГБОУ ВПО Алтайски] государственный аграрный университет (протокол №11 от 17.12.2013);

5. используются в учебном процессе и научно-исследовательской работ кафедры патологии, морфологии и физиологии, факультета ветеринарно]' медицины и зоотехнии ФГБОУ ВПО «Дальневосточный государственны]' аграрный университет» (протокол №4 �