Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Окислительные процессы в митохондриях под влиянием ксенобиотиков и их алиментарная коррекция

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Окислительные процессы в митохондриях под влиянием ксенобиотиков и их алиментарная коррекция"

КШВСЬКИЙ УНЮЕРСИТЕТ ¡м. ТАРАСА ШЕВЧЕНКА

, Ц ^

На правах рукопису

ЛАВРУШЕНКО ЛЮДМИЛА ФЕДОРЮНА

УДК 576. 345 : 591. 133.1

ОКИСШ ПРОЦЕСИ В МГГОХОНДР1ЯХ П1Д ВПЛИВОМ КСЕНОБЮТИКШ ТА IX АЛГМЕНТАРНА КОРЕКЩЯ

03.00.04 - битлпя

АВТОРЕФЕРАТ дисертацп на здобуття наукового ступеня доктора бюлопчних наук

Киш-

1998

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальшсть проблеми. На протяз! життя оргашзм людини шдлягае впливу значно! KiAbKOCTi токсичних речовин як природного, так i, в основному, антропогенного походження, яга надходять з атмосферним повггрям, питною водою, продуктами харчування, а також при контакт! з ними в умовах виробництва.

До ксенобютиюв належать pi3Hi групи токсичних речовин. Нгграти— постшш супутники людини - входять до складу рослин як продукта ix ме-табол1зму (В. П. Реутов та ш., 1997). Останшм часом вплив ix на оргашзм людини значно посилився, що обумовлено використанням штенсивних технолопй у рослинництв^ яга потребують внесения до грунту велико! KiAbKOCTi мшеральних добрив. Потрапляючи до грунту з азотними добри-вами та 1з стоками тваринницьких комплеков, штрати легко м1грують у верхш шари грунтових вод (О. I. Циганенко, 1994). При цьому виникають значн1 зони забруднення, що створюе проблему з питною водою для сшь-ського населения Украши. Вважають, що в середньому 17 % штратав над-ходить до оргашзму саме з питною водою.

KpiM штра-пв певну загрозу створюють також фторисп сполуки, розповсюдження яких обумовлено не тальки значними викидами промис-лових п1дприемств i присутшстю ix у фосфорних мшеральних добривах, але й наявшстю в Укранп бюгеох1м1чних провшцш з надлишком неоргаш-чних сполук фтору в питнш водд та продуктах харчування, найб^лыпою з яких е Бучакська (В. Н. Окунев та iH., 1987). Сполуки фтору з харчовим рацюном потрапляють до оргашзму людини, що сприяе розвитку симп-TOMiB xpoHi4Hoi фтористо! штоксикацп — флюорозу (О. С. Кас'яненко та iH., 1993). Надлишок фтору особливо негативно вшшвае на оргашзм ди-ей. У репонах, де ращони харчування мають шдвищений вмкт фтору, здоро-вих дггей у 3,5 рази менше, шж у контрольних регюнах (В. П. Дьомш та iH., 1994).

1снуе також проблема забруднення довгалля галогензамнценими вуг-леводнями, а саме, тетрахлорметаном. Установлено, що термш нашвроз-кладу йога в довгалл1 становить 40 роив (G. N. Peterson et al., 1994). Про актуальшсть ще! проблеми св^чить 1снування у США м1жнародних про-грам, як! розробляють методи ефективного знезараження грунтових вод га очищения ix в1д CCL4.

Викликае тривогу поширення використання харчових добавок — речовин, яга добавляють до гяа niA час п приготування, вплив яких на оргашзм остаточно не з'ясовано. Це ароматизатори, консерванта, барвники, антиоксиданти, п1дсолоджувач1 та багато шших. Особливо!' уваги потребують xap40Bi добавки синтетичного походження. Для ix одержання вико-ристовують не -пльки натуральш речовини, але й xiMi4Hi сполуки, тага як

Мета 1 задач! досл^дження. Метою роботи було встановити бюхшЬ чш мехашзми дц р1зних клаов ксенобютиюв та незбалансованого харчу-вання на окисш процеси в м1тохондр1ях 1 лиидний склад гепатоцита та наукове обгрунтування принцшпв алиментарно! профилактики даних про-цеав.

Для досягнення поставлено! мети до завдання роботи входило:

- вивчення впливу токсичних речовин (фториду натрпо, штрапв, те-трахлорметану) на процеси окисного фосфорилювання в М1Тохондр1ях печшки;

- досллдження дй харчових добавок (як натуральних, так I синтетичного походження) на окисш процеси в м1тохондр1ях печшки;

- вивчення впливу на организм найбглып розповсюджених видхв незбалансованого харчування (р1зю галькют I яюсш ствв1дношенкя жир1в у рацюш, вплив фосфолшвдв);

- встановлення зв'язку мш змшами у склад1 харчового рацюну та метаболизмом у гепатоцитах;

- створення наукових шдход1в до амментарного захисту оргашзму в1д несприятливого впливу токсичних речовин 1 незбалансованого харчування.

Наукова новизна одержаних результате. При проведенш досл!-джень вперше встановлено, що в патогенез! загальнотоксично! дц багатьох ксенобютиюв особливо важливу роль вц^грае порушення окисного фосфорилювання в мггохондр1ях печшки, обумовлене накопиченням продукта ПОЛ, що веде до ушкодження структурно!" цшсносп м1тохондр1ально! мембрани, активност! зв'язаних з нею фермента, а також зниженню вмь сту аденозинтрифосфату. При цьому харчування виявляе модиф1куючий вплив на окисш процеси в клшгаах печшки.

Установлено, що харчов! добавки рхзного походження 1 призначення (ароматизатори, замшники цукру) можуть негативно впливати на окисно-в1дновш процеси в м1тохондр1ях подобно до таких токсичних речовин, як фториди, штрати, тетрахлорметан. Стушнь впливу на окисш процеси за-лежить В1Д дози 1 тривалостс !х дп на орган!зм.

Вивчено законом1рносп змш основних компонента /ишдно! фази -загальних лпвдв, фосфолшдав, холестеролу та його еф1р1в, жирнокислот-ного складу сироватки кров1 1 тканин печшки, продукта пероксидного окисления лшщв - в зв'язку з разним яисним 1 гальисним складом ращо-ну харчування.

Визначено ушверсальний мехашзм дп х^мхчних токсиканта 1 ксенобютиюв !ж! на окисш процеси в М1тохондр1ЯХ. Односдрямовашсть пору-шень процешв окисного фосфорилювання зумовлена змшами активное^ фермента циклу Кребса 1 дихального ланцюга, змшами лш1ДНОГО складу 1 структурно! оргашзацй мембран мггохондрш.

tíb та процеав окисного фосфорилювання у mítoxohapíhx i зниження bmí-сту аденозинтрифосфату.

3. Змши метабсшзму в клггит гид вшшвом незбалансованого харчу-вання, hkí мають таку ж спрямовашсть, як i при дп ксенобютиюв, i мо-жуть корегуватися специфично спрямованим харчуванням.

4. Ochobhí принципи элементарного захисту оргатзму, що включа-ють збалансоватсть ращону за основними харчовими компонентами, його лшотрошпсть i антиоксидантну спрямовашсть.

Апробащя результате дисертацп. Ochobhí положения робота ви-кладено на V Всесоюзному 6ioxÍMÍ4HOMy з'1зд1 (Кшв, 1986); 14 Всесоюзшй конференци по травлению та всмоктуванню (Терношль, 1986); Республ!-канськш науковШ конференци "Еколого-гтетчш проблеми харчування населения" (Кшв, 1992); V Национальному KOHrpeci з харчування (Пловд1в, НРБ, 1993); Республдканськш науковш конференцц "Медико-бюлопчт аспекта розробки продукта харчування" (Кшв, 1993); I Мджнародному нау-ковому KOHrpeci "ТрадицШна медицина i харчування" (Москва, 1994); 5-му KoHrpeci cbítoboí федерацй Украшських лжарських товариств (Дншропетровськ, 1994); VII Украшському 6ioxÍMÍ4HOMy з'щад (Кшв, 1997); IV Мйжнароднш конференци "Франщя та Украина, науково-практичний досв^ у контекст дДалогу нащональних культур" (Дншропетровськ, 1997); Науково-практнчнш конференци "Реабштащя хворих похилого вжу Í3 за-хворюванням серцево-судинно1 системи й церебрально-судинною патоло-riero" (Кшв, 1997); Науково-практичнш конференцп' "Актуальш проблеми екогтени i токсикологй'" (Кшв, 1998).

Особистий внесок здобувача. В процеа виконання дисертащйши робота здобувач був науковим кер1вником та в1дпов!дальним внконавцем окремих НДР, сшввиконавцем фрагментов робй. До сложения впливу ксенобютиюв на актавшсть сукцинатдег1дрогенази та процеси окисного фосфорилювання в м1тохондр1ях печшки inypie, а також шдрозддли 3.3, 3.4 i 3.5 виконаш здобувачем особисто. Показники л^шдного o6MÍHy тд вшшвом фториду натрцо досл1джували разом 1з д.м.н. Жирновим В. В.; ддю те-трахлорметану на показники обмшу лйпдш вивчали разом з д.б.н. Фшапним Л. К.| 1мунолог1чш досыдження на бишх мишах проводили разом з член-кор. НАНУ, АМН Украдни i РАМН Фроловим А. Ф., на хворих Í3 серцево-судинною патолопею — разом з к.б.н. Дроздовою I. В.; особлива подяка к.б.н. Мурашко С. В. за надану техшчну допомогу при вивченш жирнокислотного складу тканин.

ПублжацЦ. По тем1 дисертацп опубликовано 22 науков1 робота, в тому числ1 одна монограф!я i один патент на винахед.

Структура та обсяг дисертацп. Дисертацшна робота складаеться з вступу, огляду лггератури, матерхатив i методдв дослхдження, результатов робота та IX обговорення, заключения, висновгав, списку лггератури, що

лункового введения 4 мл/кг маси тала 40 % розчину тетрахлорметану у со няшниковш олп. У inypiB III та IV труп половину лппдного компоненту ] рацюш замшювали на соняшниковий або соевий фосфатидний концент рат в1дповедно.

ГЕдсолоджувач сахарол, вилучений з дволистника солодкого, у 30( раз!в солодший в1д сахарози. Головш речовини сахаролу складають дитер-neHOBi глжозиди стевюзид (60 %) та ребаудюзиди A i Б (30 %). За максимально переносиму дозу сахаролу була прийнята така, що в субхротчно-му експерименп не викликала загибала тварин i гальмувала збЬшпення маси ттла не б!льш шж на 10 % у пор1внянт з контрольними тваринами. Досл1Дш щури одержували сахарол у юлькостт 3,6 мг/кг маси ила, що за солодюстю адекватно ф1зюлопчному нормативу цукру, а також збтьшену у 10 та 50 pa3iB юльмсть сахаролу (36 та 180 мг/кг маси т1ла в1дпов]дно) протягом 5 мюящв.

Для вивчення впливу сахаролу на процеси окисного фосфорилюван-ня у м1тохондр1ях печ1нки використовували бтлжх нздив-самщв з 1ндуко-ваним цукровим д!абетом. Д1абет викликали шляхом внутршшьошлунко-вого введения алоксану у доз1 150 мг/кг маси ттла теля 48-годиннного го-лодування. Через два тижт у тварин визначали bmict глюкози у сироватщ KpoBi. В експеримент брали тальки тих тварин, у яких концентращя глюкози в сироватщ була шдвшценою в1д 12 до 25 ммоль/л.

Вивчення впливу синтетичного д^дсолоджувача отизону (кал1ева с1ль 6-лтй-3,4-депдро-1,2,3-оксит1азин-4-ОН-2,2-диоксиду) здШснювали на 6i-лих хцурах-самцях. Тварини одержували отизон у дозах, що складали 1/50 ЛДзо, III групи - 1/100 ЛДзо, IV групи - 1/1000 ЛДо (160, 80 i 8 мг/кг маси Т1ла в1дпов1дно). Показники зшмали через 4 мгсягц в]д початку експе-рименту.

Враховуючи достатньо високий piBeHb canoHiHiB у продуктах харчу-вання та неоднозначшеть даних лггератури про ix токсичшсть вивчали вшшв таких сполук на оргашзм у вщповщносп до загальноприйнятих в ri-rieHi харчування та харчовш токсикологи рекомендаций. Ведносно вибору юлькосп canoHiHiB виходили з дози, яку використовують в процес! вироб-ництва халви (300 мг/кг). Дозу розраховували на одинищо маси тта лю-дини, базуючись на реальному вживанш продукту (0,5 кг на добу). У такш юлькосп халви мкггиться 150 мг сапотшв, тобто 2,2 мг сапошшв на 1 кг маси т1ла. KpiM того доемдю групи тварин отримували в 50 i 100 pa3iB зб1льшену дозу сапоштв (110 та 220 мг/кг маси т1ла В1дпов1дно). Показники зшмали через 2, 5 та 10 мкящв вхд початку експерименту.

За об'ект доследження було також використано ароматичш компози-цй, що 1мпують запах м'яса та являють собою комбшащю ароматичних речовин 6ic (фурфурол) дисульфеду, 2-метил-2-пропентюлу, 6ic(2-метилалт) сульфеду, 2-тюфентк>лу. Тварини щоденно на протяз! 4 мгсящв одержували щ препарата у дозах, що складали 1/20 АД 50, тобто 249 мг/кг

и

ноет фермевгпв та пов'язаних з ними процешв окисного фосфорилюван-ня.

Вим1ри, проведет нами на плоских бклойних фосфолнпдних мембранах, показали, що атони фтору не модифжують пров!дтсть лшщного б!слою 1 остання залишаеться на р1вт, що притаманний шшим одновален-тним юнам. Одержан! даш св1дчать про ведсуттсть безпосередньо! взае-модп юну фтору з фосфолнпдним компонентом бюмембран, тобто його вшшв опосередкований гашими процесами. 3 одного боку, ефект ксенобиотика може здшснюватись через безпосереднш вплив продукта перокси-дного окисления лшщв (ПОЛ) на ферменти циклу Кребса, а з другого боку - на мембрану можуть вшшвати пероксиди, порушуючи п структурну цшешеть 1 таким чином сприяють зниженню функцюнально! активное^ м1тохондрш.

Показано, що пероксид водню в концентраци 5 мкМ порушуе меха-шзм окисного фосфорилювання (табл. 1).

Таблиця 1

Окисне фосфорилювання в мггохондр1ях печшки шд впливом _пероксиду водню, М±т__

Умови ДОСЛ1ДУ Швидюсть поглинання кисню, мкмоль/хв на 1 мг бглка Дихальний контроль, Швидисть фосфорилювання [АДР]. М/хв на 1 мг бмка Коефицент фосфорилювання, АДР/О

уАТР 4

Контроль 0,044±0,003 0,017+0,001 2,68±0,23 0,065+±0,005 1,93±0,11

+ 5 мкМ н2о2 0,022±0,001* 0,019+0,001 1,16±0,12* 0,028*±0,003 0,90±0,08*

% гальму-вання -50 + 11 -57 -57 -53

Тут 1 дал! * - в1дмшносп в1ропдш у пор1внят з контролем, р < 0,05. При цьому виявлено ефект зменшення ступени спряжения окисления су-кцинату з фосфорилюванням в м1тохондр1ях внасл1док р1зкого (на 50 %) зниження швидкост1 дихання в метабол!чному сташ 3 (У3). Це дае паству вважати, що порушення активносп ферментв циклу Кребса й дихального ланцюга, а також процешв окисного фосфорилювання в мггохондр1ях печшки спричинюеться пероксидами, яи утворюються у клггиш шд дДею ксенобютиюв.

Експериментальш дат, представлеш в табл. 2, св]дчать, що индекс окисления жирних кислот сумарних лшадв печшки у бишх щур!в, яким вводили щоденно по 0,35 мг/кг фториду натр1ю протягом 180 д1б, в1ропдно

нальних властивостей, внасллдок чого в клггинах тварин виникае дефщит макроерпчних сполук.

Експериментальт даш св1дчать, що фторид натрпо у доз1 0,35 мг/кг маси тхла через 180 джв викликае pi3Ke зниження вмгсту АТР в тканинах печшки б]лих itiypiB у nopiBHHHHi з контролем (р < 0,05). При цьому зрос-тае у 2,5 раза галыасть АДР, можливо, за рахунок п1двищення АТР-азно! активносп (табл. 4).

Таблиця 4

Вмгст адешлових нуклеотцаДв та актившсть АТР-ази в мкохондршх

печшки щур1в при введена! фториду натрда, М±ш

Умови ДОСЛ1ДУ Bmict адеюлових нуклеотидДв, мкмоль/мг бика Актившсть АТР-ази, мкатом Р/мг б!лка

AMP АДР АТР

Контроль 0,369 ± 0,068 0,285 ± 0,007 0,502 ± 0,023 0,70 ±0,10

Фторид натрпо, 0,35 мг/ кг, 180 Ai6 0,186 ± 0,006* 0,696 ± 0,018* 0,219 ± 0,004* 1,14 ±0,09*

Таким чином, за да фториду натрда в печшщ щур1в спостеригаеться стимулящя процес1в ПОЛ, що призводить до змши п лш1дно1 компонента, а також порушення активносп фермента, пов'язаних з мембраною, 1 спричинюе дефщит аденозинтрифосфату у тканинах. При цьому мае значения не этльки доза фториду, але й термш його дп на оргашзм.

Окиси! процеси в мггохондршх в умовах впливу окремих промис-лових та альськогосподарських токсикагтв Н 1 т р а т и. Експериментальт даш впливу штрату натрпо на дорос-лих та новонароджених щур1в представлен! в табл. 5.

Таблиця 5

Окисне фосфорилювання в мггохондр^ях печшки пвдив при введенш _штрата натрдо, М±т__

Умови дослвду Швидюсть поглинання кисню, мкмоль/хв на 1 мг бшса Коефщхент дихального контролю, Швидюсть фосфорилювання, [АДР], М/хв на 1 мгбшка - Коефодент фосфорилювання, ADP/O

V, уЛТР

1 2 3 4 5 6

Новонарождега щури

Контроль 0,063±0,10 0,024±0,005 2,53+0,23 0,042±0,004 1,88±0,13

Нгграт натр1ю К 0,033±0,0037* 0,020±0,002 1,68±0,10* 0,033+0,005 0,97±0,13*

X щ* 0,029+0,003* 0,01б±0,0019 1,89±0,10* 0,028±0,003* 1,038±0,13*

Уг ЛД№ 0,034±0,005* 0,015±0,002 2,14±0,20 0,036±0,004 1,040±0,09*

г/ху - - 0,82 - 0,71

Ha ochobí одержанное даних можна вважати, що штенсифжащя ПОу е важливим ланцюгом у патогенез! ураження печшки тетрахлорметаном Зпдно Í3 даними G. Poli et al. (1992), тетрахлорметан негативно впливае н< секрещю лшццв у комплекс! Гольджа, що св!дчить про сшльний мехашз> дц тетрахлорметану та фториду натр1ю (Л. Ф. Лаврушенко, 1982).

Окисш процеси в мггохондршх в умовах використання харчових добавок р1зного походження Ароматизатор и. Введения тваринам кожного з компонента, що складають м'ясний аромат, у дозах 1/20 ЛДю протягом 4 мкящв при-зводить до статистично BiporiAHoro зменшення коефщенту дихального контролю, швидкосп та коефшценту фосфорилювання (табл. 8).

Таблиця 8

Окисне фосфорилювання в миохондршх печшки щур1в, яи отримували

компонента ароматизатору з запахом м'яса, М ± m

Умови доелвду Швидюсть поглинання кис-шо, мкмоль/хв на 1 мг бшка Коефйцент дихального контролю, Уз №vATP Швидюсть фосфорилювання, [АДР], М/хв на 1 мгбшка Коефйцент фосфорилювання, ADP/0

v3 V4ATP

Контроль 0,061 ±0,009 0,021 ±0,002 2,90 ±0,19' 0,137 ±0,014 2.16 ±0,29

Бю(2-мегилалт)ди-сульфад 0,076 ±0,014 0,040 ± 0,004* 1,87 ±0,24* 0,076 ±0,022* 1,44 ±0,19*

2-Метид-2-пропактгал 0,053 ±0,007 0,038 ± 0,006* 1,44 ±0,12* г 0,094 ± 0,009* 1,12 ±0,11*

2Люфектюл 0,066 ±0,012 0,048 ±0,009* 1,39 ±0,13* 0,064 ±0,008* 1,31 ±0,30*

Бю(фурфурол)ди-сульфщ 0,075 ±0,002 0,052 ± 0,007* 1,47 ±0,21* 0,065 ± 0,008* 1,21 ±0,019*

1нпбуючий вплив ароматизатор1в на функдюнальну актившеть м1то-хондрш може бути зумовлений, з одного боку, безпосередньо за дй аро-матизатор1в з гетероцикмчною структурою — 6ic (фурфурол) дисульф&у та 2-тюфентюлу) на актившеть ферментов, а саме АТР-аз, а, з другого боку, настидком активаци процеав ПОЛ у печшщ щур1в шд вшшвом таких аро-матичних речовин, як меркаптани та бкульф1ди. На користь останнього св!дчать даш про появу пероксиду водню в еритроцитах щур1в за дц аро-матичних б1сульф1дДв (J. Ford et al., 1983).

С а х а р о л. Введения сахаролу щурам протягом 5 мгсящв у дозах, що перевищують «нормальт» у 10 та 50 раз1в, викликае ефект зменшення спряжения окисления сукцинату з фосфорилюванням у мичэхондрдях пе-ч1нки внасл^док значного зб!лыпення швидкосп дихання у метабол^чному сташ 4 (V4). Одержан! дат узгоджуються з доемдженнями А. Bracht et al.

ПОЛ в оргашзм!, що е фактором ризику серцево-судинно! патологп (W. Waissman, L. Ras Anjos, 1995, I. С. Довжансысий та íh., 1996).

Результата дослзджень впливу харчових рацюшв з р1зним bmíctom i сшввздношенням тваринних i рослинних жир!в свхдчать про те, що у тва-рин в грудах 1А i 1В та ЗВ i ЗС мали мюце bíamíhhoctí, яю виражалися в бьльш високому bmíctí сумарних лцвдв сироватки кров1 пвднв, що одер-жували на протяз1 3 мзсящв високожирову д1ету. Про це свздчить загальна тенденщя зб1льшення середнього piBHH лшдДв сироватки кров1 з ростом сумарно! kíabkoctí жиру в ддсп в перюд спостереження. Фактор, який об-говорюеться, мабуть не е единим, в трупах 2А i 2В в]дносний bmíct лквдв мае достсдарну рхзницю, що може вказувати на певний вплив сшввЗдно-шення насичених i ненасичених жирних кислот у рацюш.

Bmíct фосфолппддв у сироватщ kpobí щур1в у бш>шосп випадгав за-лежав в1д галькосп i сшвв1дношення лярду í соняшниково! олп. Bíamíhho-cri проявляються через 1 i 3 мкящ в!д початку експерименту i носять б1льш виражений характер bíahocho попереднього показника. Через 1 mí-сяць спостерп-аеться зб1льшення на 56,8 % питомого BMicTy фосфолшдав у rpyni 1С у nopiBHEHHi з групою ЗС, а через три мгсящ - його значне зб!льшення (в 1,5-2,1 рази) у mypiB bcíx груп, яю одержували низькожи-рову ддету, i групи ЗВ. Останне, поряд з в^дсутшстю достоверно? р!знищ значень цього показника М1Ж шшими трупами та у в!да,алеш строки (через 6 i 10 мкящв), найбш>ш вхропдно свздчить про те, що фактори, яга вивча-ються, не е пров!дними в регуляцп р1вня фосфолппддв у сироватщ kpobí щур1в.

Аналопчш, в плат штерпретади, але биьш складш взаемовдаошення спостер1гаються i при пор1внянш впливу жир1в рацюну на ргвень загаль-ного холестеролу в сироватщ KpoBÍ mypiB. Статистично вхропдш змши мають мюце гальки через 3 мюящ в1д початку експерименту, а в íhhií строки не виявляються. У тварин першо! групи вздносний bmíct холестеролу не залежить в1д сшввздношення жир!в росли иного i тваринного по-ходження у AieTi. У друпй - концентращя холестеролу мшзмальна в rpyni 2А i BiporiAHo нижча (на 28 %), шж в rpyni 2В, а в третШ - цей показник найнижчий у тварин групи ЗВ i складае 68 % i 56 % bía .його величин в хрупах ЗА i ЗС в1дпов!Дно. Така ж картина виявляеться i при пор1внянш вмюту холестеролу в групах з рхзними сшввдаошеннями лярду i соняш-никово! олп та pÍ3Hoio кшдастю жиру в рацюш. Так, в групах з високим bmíctom лярду м!юмальний pieeHb холестеролу був у тварин, якд одержували дДету з пpoмiжним bmíctom жиру (23 %). У mypiB, яких утримували на рацюш з мшмальною юлыастю лярду, цей показник в1ропдно нижчий у групах з низьким i середшм р1внями споживання жиру. Проте у тварин з промгжним сшвведношенням жирових iHrpeAÍeHTÍB у рацюш (лярд : ол!я, як 2 : 1) концентращя холестеролу була найменшою в груш, що одержува-ла максимальну кмыасть жиру. У bcíx проанал!зованих випадках В1дхи-

мз експериментальних даних показав, що дшсно юнуе т!сний зв'язок м1ж цим сшвв1дношенням 1 рхвнем холестеролу в ЛПВЩ (0,8 < г < 0,9). Проте в настушп строки такий зв'язок не виявляеться, що, мабуть, вказуе на наяв-тсть бш>ш ютотних фактор1в, яю впливають на р1вень холестеролу в ЛПВЩ. Навпаки, р1вень холестеролу в лшопротешах низько! щдльносп та лшопротешах дуже низько! щш>носп (ЛПНЩ+ЛПДНЩ) через 3 мшящ експерименту практично не залежить В1д рацюну 1 пернп змши наступа-ють плш в шзншп строки. Через 6 мюящв спостер!галось значне зни-ження цього показника у тварин групи 2В, яке в1ропдно в1др1знялось в1д-носно майже вс1х вар1анпв доследу. На 10-тий мюяць у тварин 2А. групи, яю отримували ращон з максимальним сшввддношенням лярд: соняшни-кова ол!Я (3,3 : 1), р1вень холестеролу зафжсовано на 33 - 40 % нижчим В1д такого в трупах 2В 1 2С в^дповздно. У щур1в, яких утримували на високо-жировому рацюш, максимальний р!вень холестеролу спостер!гався в груш ЗС, яка одержувала жир з шшмальним сшвведношенням указаних шгред!-еш!в, що на 50 % перевищувало значения цього показника вцщосно групи ЗВ. У сироватщ кров! тварин, яга отримували низькожировий рацюн, пи-томий вмют холестеролу у лшопротешах не залежав В1Д д1ети. В п!дгрупах тварин, яю одержували д1ети з р1внозначним сшвведношенням лярду та соняшниково1 оли, найменший вздносний вмкт холестеролу виявлявся та-кож в груш 2А, котрий в1рнопдно знижений вхдносно аналопчного показника в групах 1А 1 ЗА. В шдгрупах В (сшвведношення 2:1) р1вень холестеролу в лшопротешах сироватки кров1 не залежав взд юлькоси жиру в рацюш, а серед шдгруп С (сшвв1дношення 1,3 : 1) - мав найбишше значения у тварин, яю одержували рацюн з максимальним вмютом жиру (30 %, гру-па ЗС). Вщхилення було статистично в1ропдним вддносно групи С 1 скла-дало 42 %. Щкаво, що середньогрупов1 значения р1вня холестеролу в цих частках (середне в1д суми середшх значень шдгруп у кожнш груш, тобто А+В + С) виявляють тенденщю до оптим1зацц залежносэт вдд кь\ькост! жиру в рацюш. Дшсно, величини середнього выносного вмклу холестеролу в групах 1, 2 1 3 становлять: 0,41 ± 0,02; 0,37 ± 0,04 1 0,47 ± 0,06, р!зниця м1ж величинами хоч 1 незначна, але може проявитися при бйын репре-зентативних виборках.

1ндекс атерогенност, визначений як вддношення р1вня холестеролу в ЛПНЕЦ та ЛПДНЩ до такого в ЛПВЩ, е головним показником ступеня ризику розвитку 1шем1чно'1 хвороби серця. У тварин уах груп через 1 мь сяць в1д початку експерименту !ндекс атерогенносп не залежить В1Д ращ-ону. Через 3 мгсящ у хцур1В, яю одержували низькожирову д1ету, цей по-казник мпимальний в груш тварин 1В, що в1ропдно (на 41 %) нижчий за такий в груш 1С. Аналопчна картина мае мюце 1 в груш тварин, яка зна-ходилась на високожировому рацюш. В груп! 2 величина такого показника не залежала вед сшввщгошення лярду 1 соняшниково! олп в рацюш 1

(2А) був на 41 % нижним в1д такого у шдгруш ЗА (30 % жиру в рацюш). Серед шдгруп В (сп!вв1дношення тваринного 1 рослинного жир1в 2:1) найнижчий р1вень цього показника був у печшщ щур1в, яга одержували високожировий ращон. Його значения на 33 % нижче, шж в аналопчшй шдгруш тварин, яким згодовували низькожирову ддету. Концентращя малонового ддальдепду у шдгрупах С на цей час не залежала в1д галькосто жиру в ращош. Через 6 мюящв у тварин, яких утримували на низькожи-ровому ращош, мппмальний ргвень продуктов переокислення лшуцв в^мь чаеться у шдгруш А. Його значения було на 15 1 37 % менше, шж у пхдгрупах В 1 С В1дпов1дно (в останньому випадку вддхилення вipoгiднe). У щй груш простежуеться певна законом1ршсть, яка полягае у зворотшй залеж-носто концентраций малонового ддальдепду вед сшвведношення тваринного

1 рослинного жир1в, тобто фактично в1д ступеня ненасиченосто останшх. В

2 13 групах вм1ст малонового дхальдепду не залежить в1д складу жиру. До юнця експерименту в груш А р1зко зростае р1вень продуктов ПОЛ у пщнв, яга одержували жир з мЬшмальним ствведношенням тваринного 1 рослинного шгред1ентов (шдгрупа С), ведносно до шдгрупи А (на 65 %) 1 шдгрупи В (на 82 %). Аналопчна картина спостер1гаеться 1 в групах 2 1 3; але внас-ледок значного розсйовання даних, статистика, заснована на нормальному розподш, не дае в1ропдних значень цих ввдхилень. Проте використання I непараметричного критерпо Уииссона-Мана-У1тш, б1лып придатного для виб1рок такого роду, дозволило встановити в1рог1дтсть р1знищ даного показника мзж анамзованими шдгрупами групи 3 (У3 = 10 > = 9, р < 0,05 при п.[ - п2 =6). У груш 2 цей критерш також не показав наявносто сутте-во1 р1знищ >ож шдгрупами.

Анатиз даних про вм1ст вторинних продуктов ПОЛ у печшщ пщнв св1дчить про загальну для вах груп законом1ршсть пздвищення Зхнього р1-вня з вжом тварин. Максимальна штенсившсть цього процесу спостер1га-еться в шдгрупах С незалежно В1д юлькоси жиру в рацюш через 3 мгсящ. За пор1вняльно1 оцшки швидкосто накопичення продуктов ПОЛ у шдгрупах цвдлв, яким згодовували ращони з р1внозначним сшвв1дношенням лярду 1 соняшниково! олп, виявляеться загальна для вс1х тварин шдгруп 1А, 1В 1 2В властивгсть - б1льш низький вм1ст малонового ддальдепду на кшець експерименту. Навпаки, у тварин вс1х П1дгрул, як! вживали високожировий ращон (трупа 3), визначено в цей строк максимальну юльюсть малонового д1альдепду.

У сироватщ кров! вс1х груп тварин на 3 м1сяць експерименту вмют продуктов ПОЛ не залежить в1д складу ращону. Через 6 мюящв у груш щур1в, яку утримували на низькожировому рацюш, визначаеться в1ропдне зниження галькосто малонового д!альдепду у п!дгруш А (сшвведношення лярду 1 соняшниково! олп - 3,3 : 1) у пор1внянга з шдгрупою С (сп1вв!дношення - 1,3 : 1). В шших групах тварин, як 1 в попередш строки,

Таким чином, атерогеншсть та прооксидантна спрямовашсть досл1-джених рацюшв залежить В1Д юлькоси в них жиру, ствведношення тва-ринного та рослинного компонента, а також тривалосп хх споживання. За критер1ем атерогенносл непридатним для використання е низькожировий рацюн з максимальним вмгстом тваринних жир1в, середньожировий - з максимальним вмгстом олй та високожировий з максимальною юлыисгю як тваринних жир1в, так 1 оли. За вома вивченими критер1ями (индексу атерогенносп, р1вня ПОЛ та жирнойтслотно! формули) оптимальним е середньожировий рацюн 1з сшвв1дношенням тваринного жиру та оли як 2 : 1.

Ведомо, що фосфолшзди, мшорш компонента жир1в ращону, е важ-ливим фактором ращонального харчування людини. Тому актуальним було проведения дослдджень впливу як окремих ЛШ1Д1В, так I 1х сум1ып на про-цеси травления 1 регулящю обману речовин. Це дозволило б обгрунтувати використання фосфолшшв як харчових добавок за шдбору ддет для про-ф1лактичного харчування окремих труп населения, яю зазнають ризику захворювання атеросклерозом, дисфункщями печшки та ш.

Замша 5, 50 або 100 % лшадного компонента ращону у щур^в на фос-фолипдний концентрат протягом 1 мкяця не впливае на функщональний стан миохондрш печгаки. За вм1сту 5 % фосфатидного концентрату у склад1 ращону протягом 6 мкящв не в!дбуваеться змш у показниках окисного фосфорилювання в м1тохондр1ях, тод1 як при 50 %-нш замш1 спостер1гали зниження коефщ!ента фосфорилювання.

Ведомо, що надходження з гжею значно! юлькоси полшенасичених жирних кислот стимулюе процеси ПОЛ в оргашзм1 (М. НогтИ, 1991). Тому в групах з 50 1 100 %-ною зам1ною л!шдного компонента ращону на фосфол1шдний концентрат след було б очжувати активацпо процеив ПОЛ. Дшсно, через б мюящв вмгст малонового д1альдепду в печ1нщ ведповедних труп щурз'в перевищував таи показники у контрольних тварин (р < 0,05). Ведсутшсть змш юлькоси малонового д1альдепду в печшщ щур1в через 1 мгсяць може сведчити про досить тривалий перюд адаптацп оргашзму до ращону, що мктить щдвищену юлыисть фосфолпвдв (табл. 8).

Таблиця 8

Вм1ст малонового д1альдепду в печшщ щур1в, яю одержували

фосфатидний концентрат, М±т

Умови досмду Малоновий ддальдепд, нмоль/г через:

1 м1сяць 6 шсяцЬв

Контроль 98,1+6,8 108,8±15,7

5% фосфатидного концентрату 105,4+12,1 117,4+11,8

50% фосфатидного концентрату . 107,5+9,6 182,7+10,0*

100% фосфатидного концентрату 126,8±14,1 210,6±12,1*

Вважають, що препарат i3 стевп мае саме тай властивостс, осгальки ведоме його здатшсть гальмувати глюконеогенез у дослздах in vitro (A. Bracht e1 al., 1985).

Проведет нами дослддження сведчать про pi3Ke роз'еднання процес1в дихання та фосфорилювання, що супроводжуеться зниженням енергетич-hoï ефективносп дихання в mîtoxo ндр iax печшки щур1в в умовах експе-риментального алоксанового дДабету. У алоксан-ддабетичних inypiB, яю з рационом отримували сахарол, спостер!гали тенденцию до нормал1зацц по-Ka3HHKiB окисного фосфорилювання. Коефщенти дихального контролю i фосфорилювання не досягали контрольних величин, але перевищували дат, одержат у тварин з алоксановим д1абетом.

Зпдно i3 даними лггератури, цукрознижуюча д1я сучасних лжуваль-них препарата зумовлена не епльки стимулящею викиду шсулшу з ß-клггин шдшлунково'1 залози, ск!льки модифшащею структури та функцп плазматичних мембран в органах i тканинах, що регулюють актившсть ферментних систем, прямо чи безпосередньо пов'язаних з глжогенезом (Ю. I. Губський, 1978). В зв'язку з тенденщею до нормалхзаци процеов окисного фосфорилювання в мтэхондрях можна гадати, що комплекс ГЛ1-козид1в, як! входять до його складу, стабшзуе мембрану мггохондрш i пла-зматичю мембрани в щлому.

1нтоксикац1Я кеенобютиками супроводжуеться порушенням функцп багатьох систем та органов, до яких повною Miporo належить iMyHHa система (Ю. I. Губський, 1989). Складний бкшм1чний мехашзм бактерицидно!' дп фагоцитарних клггин може змшюватись шд Д1ею xîmî4hhx агентхв. За-галом, надзвичайно висока сприйнятливклъ до шфекцшних захворювань розглядаеться як один 1з прояв1в вторинного, у тому числ! i xiMi4Horo, 1мунодефщиту, що проявляеться п!двищенням захворюваносп, тяжкктю стану та досить тривалим, нередко ускладненим nepeöiroM хвороби.

Одержан! експериментальш дат свздчать про те, що споживання продукту "Атлет" у юлькосп 40 мг/кг на протяз! 18 дшв привело до зрос-тання KiAbKOCTi iMyHHHX розеткоутворюючих клгош - 64,2 на 1000 ядро-вмкних клггин селезшки проти 8,2 у контрольних тварин (р < 0,001). Аналогична дат одержат також ведносно антител: р1вень гемо'л1зишв у сирова-тщ KpoBi п1ддоол1дних тварин становив 1 : 522, а гемаглютишшв 1 : 501 при 1 : 171 i 1 : 141 у контрольнш rpyni в1дпов5дно.

Таким чином, одержан! результата св&чать, що при споживанш препарату "Атлет" у доз1 40 мг/кг маси т!ла протягом 18 дшв в!дбуваеться стимулящя ÎMyHHoï вздповад оргашзму на тимусзалежний антиген.

Даш латератури сведчать про порушення процеав активацп та спря-женосп роботи ланцюпв iMyHHoï системи у зв'язку з попршенням перебегу IXC (В. Г. Дзяк, Е. О. Коваль, 1996). До лжуванвя в ycix хворих на IXC виявлет негативш змши похазнигав iMyHHoï реактивное^, що св1дчить

Рис. Схема впливу ксенобютиив довк1лля та незбалансованого харчування на окисно-ведновш про-цеси в м1тохондр1ях.

та лнпдний склад гепатощтв. Сформульоват науковх шдходи до ефективного алиментарного захисту оргаюзму в!д дн вивчених ксе-нобютшав, основними положениями яко1 е збалансовашсть за ос-новними харчовими компонентами, лшотропшсть та антиоксидан-тна спрямованють радюну.

9. 3 метою шдвшцення iMyHHoro стастусу оргашзму нами розроблено та запатентовано харчовий продукт «Атлет».

10. Одержан! нами дат дають шдставу вважати, що показники функ-цюнально! активност! мшэхондрш печшки можна використовувати як тест-систему для диференцшного вивчення та регламентацц ксенобютиив у харчуванш.

СПИСОК РОБ1Т, ОПУБЛ1КОВАНИХ ПО TEMI ДИСЕРТАЦП

1. Окунев В. Н., Смоляр В. И., Лаврушенко Л. Ф.. Патогенез, профилактика и лечение фтористой интоксикации. / К.: Здоров'я, 1987. - 147 с.

2. Смоляр В. И., Лаврушенко Л. Ф. Вредные вещества в натуральных пищевых продуктах и их гигеническое значение / Врачебное дело. - 1974. -№ 1. - С. 142 - 145.

' 3. Лаврушенко Л. Ф. Влияние фторида натрия на сукцинатдегидрогеназу и NAAH: цитохром с - оксидазу митохондрий печени крыс / Укр. биох. журнал. - 1982. - № 1, - т. 54. - С. 86 - 88.

4. Смоляр В. И., Салий Н. С., Цапко Е. В., Лаврушенко Л. Ф., Павлюченко О. А., Грачева Л. Ф., Трунов В. И„ Гулич М. П., Яворская Т. К. Влияние сапонинов сахарной свеклы на организм животных / Вопросы питания. - 1985. - № 5. - С. 55 - 58.

5. Жирнов В. В., Лаврушенко Л. Ф., Тарасенко А. П., Крышевич А П. Влияние полной замены жиров в рационе фосфолшгадным концентратом на окислительное фосфорилирование в митохондриях печени крыс и липидный состав плазмы и печени крыс / Вопросы питания. - 1988. - № 2. - С. 34 -38.

6. Лаврушенко Л. Ф. Влияние ионов фтора на функцию митохондрий печени крыс, получавших антиоксиданты / Рациональное питание. К.: Здоров'я., 1990. - в. 25. - С.ЛОЬ-109.

7. Смоляр В. И., Карпиловская Е. Д., Салий Н. С., Цапко Е. В., Лаврушенко Л. Ф., Гулич М. П., Крышевич М. П., Григоренко С. Н. Влияние нового подсластителя из двулистника сладкого на организм животных / Вопросы питания. - 1992. - № 1. - С. SO-ЬЪ

8. Лаврушенко Л. Ф., Цыганенко О. И. Влияние нитрата натрия на окислительное фосфорилирование в митохондриях печени новорожденных и взрослых крыс / Укр. биох. журнал. - 1996. - т. 68. - № 1. - С. 104 - 107.

21. Дроздова И. В., Лихолат Е. А., Лаврушенко Л. Ф.г Безбородько С. А., Ханюкова И. Я., Казакевич Л. И. Особенности липидного обмена у больных ИБС старших возрастов под влиянием диеты, содержащей продукт «Атлет» / Мат. наук, практ. конф.: «Реабштащя хворих похилого BiKy Í3 захворюванням серцево-судинно! системи i церебральною су-динною паталопею». К. - 1997. - С. 80 - 81.

22, Лаврушенко Л. Ф. Ochobhí аспекта мехагазму токсично! дп ксенобю-thkíb / Пращ VII Украшського 6íoxímí4Hoto з'!зду. К. 1997. - Ч. III. - С. 150 - 151.

Лаврушенко Л. Ф. Окисш процеси в мп-охондр1ях шд впливом ксе-нобютиюв та !х алиментарна корекщя. -Рукопис.

Дисертащя на здобуття наукового ступеня доктора бюлопчних наук за спещальшстю 03.00.04 - 6íoxímíh, Кювський ушверситет ím. Тараса Шевченка, Кш'в, 1998.

Захищаеться дисертащя, за матер1алами яко! опубл1ковано 22 науков1 робота, що мютять результата досл1джень впливу ксенобютигав довюлля (штрати, фториди, тетрахлорметан), конташнантов Ъга, а також натураль-них харчових добавок та одержаних шляхом xímÍ4hoto синтезу на окисш процеси в мггохондраях. Встановлено, що порушення процес!в окисного фосфорилювання, активносто ферментов циклу Кребса та синтезу макро-ерпчних сполук шд впливом чужор^дних речовин пов'язано з посиленням процеов пероксидного окисления лшздДв. Незбалансований по липдному компоненту рацюн також стимулюе процеси пероксидного окисления aí-гвдв в opram3Mi. OxpeMi xapnosi компонента (вггам1ни, фосфолшдди) та спещеиизоваш продукта харчування, дпочи спрямовано на метаболизм у kaíthhí, сприяютъ нормал1зацп окисних процеав у м1тохондр1ях.

Ключов1 слова: ксенобютики, окисне фосфорилювання у м!тохондр1-ях, незбалансоване харчування, ал1ментарна корекщя.

Лаврушенко Л. Ф. Окислительные процессы в митохондриях под влиянием ксенобиотиков и их алиментарная коррекция. -Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук по специальности 03. 00. 04 - биохимия, Киевский университет им. Тараса Шевченко, Киев, 1998.

Защищается диссертация, по материалам которой опубликовано 22 научные работы, содержащие результаты исследований влияния ксенобиотиков окружающей среды (нитраты, фториды, тетрахлорметан), кон-таминантов пищи, а также пищевых добавок (натуральных или полученных путем химического синтеза) на окислительные процессы в митохондриях, связанные с синтезом макроэргических соединений. Установлено, что механизм нарушений процессов окислительного фосфорилирования и активности ферментов цикла Кребса под влиянием контаминантов пищи

Шдписано до друку 4.11.1998 р. Формат 60x90/16. Патр офсетний.

Видруковано у видавницгв! агентства "Чорнобильштершформ" 252025, м.Киш, вул В. Житомирська, 28 тел. (044) 216-84-72,216-85-46

Е-таЦ: pok@chinf.kiev.ua