Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Оценка генотоксического действия ряда лекарственных препаратов в тест-системах Drosophila melanogaster и млекопитающих (Mammalia)
ВАК РФ 03.00.32, Биологические ресурсы
Автореферат диссертации по теме "Оценка генотоксического действия ряда лекарственных препаратов в тест-системах Drosophila melanogaster и млекопитающих (Mammalia)"
На правах рукописи
Чшиева Фатима Таймуразовна
ОЦЕНКА ГЕНОТОКСИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ РЯДА ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ В ТЕСТ-СИСТЕМАХ DROSOPHYLA MELANOGASTER И МЛЕКОПИТАЮЩИХ
(MAMMALIA)
03.00.32 - биологические ресурсы
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук
Владикавказ 2006
Работа выполнена в Северо-Осетинском государственном университете
им. К.Л. Хетагурова
Научный руководитель: доктор биологических наук, профессор
Чопикашвили Лидия Васильевна
Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор
Доева Алла Николаевна
кандидат биологических наук, доцент Гагиева Лариса Черменовна
Ведущая организация: Кабардино-Балкарский государственный
университет им. Х.М. Бербекова
Защита состоится 30 мая 2006 г. в 10 часов на заседании диссертационного совета К 220.023.02 при ФГОУ ВПО «Горский государственный аграрный университет» по адресу: 362000, РСО-А, г. Владикавказ, ул. Кирова, 37, Горский ГАУ, факультет биотехнологии и стандартизации, компьютерный зал.
Тел. (8-8672) 53-99-26, факс (8-8672) 53-02-49.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГОУ ВПО «Горский государственный аграрный университет».
Автореферат разослан 29 апреля 2006 г.
Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат биологических наук, доцент
'У/ З.Л. Дзиццоева
¿OQGA з
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. В настоящее время среда обитания человека переполнена генотоксикантами, с которыми человек сталкивается не только на вредном производстве (радиация, тяжелые металлы и др.), но и в быту (полимеры, пластмассы, бытовая химия, пищевые мутагены др.) и медицине (лекарственные препараты, средства диагностики и др.). По существующим оценкам поступление в орг анизм человека средовых мутагенных соединений составляет около 2 - 3 г в сутки (Засухина Г.Д. 1992).
Развитие цивилизации превратило лекарственные средства в существенный компонент среды обитания человека. Отечественными и зарубежными исследованиями установлено наличие мутагенной активности у части широко распространенных лекарств - психотропных, гипотензивных, антибактериальных и др. Конкретные последствия применения генетически активных средств в настоящее время непредсказуемы. Очевидно, что использование таких препаратов можег привести к увеличению мутационного груза в человеческой популяции, повышению риска возникновения бластомогенных факторов (в силу существования высокой корреляции в проявлении мутагенных и канцерогенных свойств ряда химических соединений), частоты спонтанных выкидышей и другим нежелательным эффектам.
Особого внимания заслуживают проблемы биологического мутагенеза. Комплексное воздействие многочисленных химических и радиационных веществ, а также инфекционный мутагенез представляет существенную и неконтролируемую опасность для наследственности человека (Дурнев А.Д., Худолей В.В. 1994). Выявление причинной связи индуцированных мутаций с возникновением злокачественных новообразований, врожденных пороков развития, наследственных и многих других заболеваний обосновали необходимость изучения мутагенеза и поиска способов защиты человека от мутагенных воздействий (Бочков Н.П. 2004).
Существенной проблемой является выбор природных или синтезированных соединений, обладающих антимутагенными свойствами, способных проявлять их при комплексном воздействии генотоксикантов.
Сведения о влиянии витаминов и микроэлементов на спонтанный и индуцированный мутагенез, полученные в исследованиях на клетках млекопитающих in vitro и in vivo, противоречивы. В одних работах показаны антимутагенные свойства витаминов, которые связываквхо!х^июйопш2шъю
РОС. национальная'
БИБЛИОТЕКА С - Петербург
0 3 20(#акт
ингибировать процессы индуцированного свободнорадикального окисления (Дурнев А.Д., Середенин С.Б. 1998., Kuroda Y. 1987). В ряде других исследований выявлены комутагенные и даже мутагенные эффекты витаминов, объясняемые их автоокислением, сопровождающимся инициацией свободнорадикального окисления (Kuroda Y. 1990; Sahu К., Das R.K. 1994). В этой связи вопрос о возможном влиянии антиоксиданюв на хромосомную изменчивость остается открытым.
Целью настоящего исследования явилось изучение влияния некоторых лекарственных препаратов, применяемых при лечении детей с гастродуоденальными заболеваниями на наследственные структуры. А также возможность снижения нежелательных последствий с помощью антиоксидантов (ветарон, витамин С, димефосфон).
Для достижения цели решались следующие задачи:
1.Оценить уровень ДЛМ и плодовитость Drosophila melanogaster после применения лекарственных препаратов в отдельности и в комплексах и влияние на него антиоксидантов.
2.Исследовать влияние лекарств и наиболее часто применяемых в педиатрии их комплексов на уровень кластогенеза у крыс линии Wistar, а также возможность коррекции их генома антимутагенами.
3.Определить содержание металлического яда - висмута, входящего в состав де-нола в органах млекопитающих после курса введения. Исследовать влияние изучаемых витаминов и димефосфона на тканевое распределение металла.
4.Выявить уровень хромосомных аберраций (ХА) у детей, инфицированных Helicobacter pylori (HP), до и после курса антихеликобактерной терапии.
5-Оценить влияние инфекта и лекарственных препаратов на активность ферментов антиоксидантной системы (ЦП и каталаза).
На защиту выносятся:
-выявленные мутагенные эффекты, индуцированные in vivo лекарственными препаратами в генеративных клетках Drosophila melanogaster, в соматических клетках крыс и детей; зависимости генотоксического действия изучаемых мутагенов от дозы и схемы воздействия;
- модификация кластогенных эффектов с помощью антиоксидантов;
-экспериментально доказанные закономерности бионакопления висмута в органах крыс в зависимости от дозы и схемы введения; влияние антиоксидантов на выведение Bi(III) из организма крыс;
-данные об активности ферментов антиоксидантной системы (церулоплазмина и каталазы) от физиологического состояния организма детей.
Научная новизна:
-в комплексных исследованиях выявлении закономерености мутагенной активности ряда лекарственных препаратов (омепразола, де-нола, амоксициллина, метронидазола и дерината) в зависимости от сочетания компонентов и их концентрации; влияние антиоксидантов (ветарона, витамина С, димефосфона) на индукцию лекарствами кластогенных эффектов;
-выявлено распределение висмута в органах крыс (в почках, желудке, печени, селезенке, сердце) после внутрижелудочного введения им де-нола (висмута субцитрат); зависимость бионакопления В ¡(ИГ) от схемы введения; динамика выведения токсичного металла из организма крыс;
-показана мутагенная активность НР у детей, модификация ее эрадикационной терапией и антиоксидантами;
-изучено влияние инфекта (НР) и эрадикационной терапии на активность церулоплазмина и каталазы.
Научно-практическое значение.
В комплексном исследовании в трех тест-системах выявлено мутагенное действие лекарственных препаратов на наследственные структуры клетки. Изучена зависимость генотоксическог о эффекта препаратов и их комплексов от схемы введения, дозы и времени экспозиции. Показана мутагенная и комутагенная (на фоне терапии) активность инфекта в культуре лимфоцитов детей, инфицированных НР.
В исследованиях, направленных на выявление влияния антимутагенов на индукцию ХА, показаны взаимосвязи между приемом антиоксидантов и уровнем наблюдаемых повреждений клеток, которые зависели от исследуемого антиоксиданта, лекарственного вещества, применяемой схемы и дозы препаратов, что может быть использовано с целью снижения нежелательных эффектов, индуцируемых лекарствами.
Выявлена способность висмута к накоплению во всех исследуемых органах (за исключением костной ткани) после введения де-нола животным. Уровень обнаруживаемых концентраций зависел от дозы, схемы введения и анализируемого органа. Наибольшее содержание данного металла выявлено в почках и в желудке при отдельном введении де-нола, при комплексном применении лекарств возрастал уровень висмута в сердце.
Из исследованных схем наименьшую способность к накоплению данный
металл проявил при введении его в комплексе с омепразолом и амоксициллином. Так как генотоксический эффект при применении данного комплекса также был наиболее низким, то его практическое применение является предпочтительным.
Показана эффективность использования витаминов и димефосфона с целью снижения биоаккумулирования висмута в органах крыс.
У детей, инфицированных НР, показан рост средней активности ферментов (каталазы и церулоплазмина) по сравнению с контрольной группой и снижение ее после терапии, эти данные можегут служить с прогностической целью.
Апробация работы.
Результаты представленной работы были доложены на V международной конференции "Устойчивое развитие горных территорий: проблемы и перспективы интеграции науки и образования" (Владикавказ 2004), на Всероссийской научной конференции "Актуальные проблемы экологии и сохранения биоразнообразия России" (Владикавказ 2005), на II Всероссийской научно-практической конференции "Окружающая среда и здоровье" (Пенза 2005); на Пленуме «Современные проблемы медицины окружающей среды» (Москва, 2005.).
Объем и структура диссертации.
Диссертация состоит из введения, обзора литературы (Глава 1), описания материалов и методов (Глава 2), результатов исследования (Главы 3, 4, 5), заключения, выводов, списка литературы и приложений, содержащих 31 таблицу. Работа изложена на 154 страницах и содержит 28 рисунков. Библиографический указатель включает 139 источников.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается результатами независимых исследований: учет доминантных летальных мутаций в тест-системе ОговорИНа melanogaster, учет ХА в костном мозге крыс и культуре лимфоцитов детей, обработанных с помощью методов математической статистики.
Материалы и методы исследования.
Эксперименты проводились на следующих тест-системах: низкомутабельной линии Д-32 ОговорЬ^а melanogaster, белых крысах "\У151аг", культуре лимфоцитов периферической крови детей, в плазме и эритроцитарном слое крови детей.
Учет ДЛМ и плодовитости дрозофил проводился в массовых культурах. Особенности биологии развития, разведения, постановки скрещиваний, содержания мух, приготовления и рецептуры корма соответствовали
общепринятым требованиям (Медведев H.H. 1968, Шварцман П.Я. 1974 и др.). Препараты для метафазного анализа клеток костного мозга крыс готовились по стандартной методике (Ford E.H., Hamerton T.L. 1965, Бочков П.II 2004). Анализ накопления висмута в органах млекопитающих производился методом инверсионной дифференциальной импульсной полярографии.
Определение активности церулоплазмина в сыворотке крови проводилось методом Равина (Камышников В С. 2003), активност каталазы исследовалась но методу Баха и Зубковой (Справочник по лабораторным методам исследования. Под ред. JI.A. Даниловой 2003).
Для анализа хромосомных аберраций лимфоциты периферической крови детей культивировали макрометодом общепринятой методики (Moorched P.S. et al. 1960; Захаров А.Ф. и др. 1982).
В ходе исследований было использовано 250 животных. Кариотипирование было проведено для 80 детей, инфицированных HP, а анализ активности ферментов антиоксидантной защиты для 26 больных детей.
Мутагенное действие было изучено у лекарственных препаратов, применяемых с целью эрадикации HP: омепразола (суточная доза 60 мг/кг), дс-нола (360 мг/кг), амоксициллина (150мг/кг), метронидазола (45 мг/кг), а также дерината 1 капля в день. Мутагенный эффект изучался у этих лекарств и при увеличении суточной дозы в 2 раза. Крысам препараты разводились дистиллированной водой и вводились катетером внутрижелудочно. Самцов дрозофил (imago) кормили дозами, разведенными в 10 раз 5% сахарозой.
Дети находились на стационарном режиме и получали соответствующую антихеликобактерную терапию.
Исследовалось антимутагенное действие антиоксидантных препаратов: вегарона, витамина С и димефосфона на фоне омепразола, де-нола, амоксициллина и метронидазола, а также при комплексном применении мутагенов. Ветарон, в состав, которого входят природные витамины, вводился крысам катетером (по 1 капле в сутки), для мух эта доза разводилась 5% сахарозой в 10 раз. В экспериментах на крысах использовалась 5% аскорбиновая кислота ампульной расфасовки в дозе 0,5 мг/кг веса животного. Димефосфон для животных разводили дистиллированной водой и вводили в дозе 15 мг/кг, для мух эту дозу разводили в 10 раз.
Достоверность полученных результатов оценивали по критерию Стьюдента (ЛакинП.Ф. 1980).
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Оценка генотоксических снойов и способности к бионакоплению ряда лекарственных препаратов, применяемых при лечении детей,
инфицированных НР
Методом учета доминантных деталей у ОгозорЬПа ше1апозаз1ег была выявлена мутагенная активность лекарственных препаратов: омепразола, де-нола, амоксициллина и метронидазола.
Деринат в данной тест-системе не проявил мутагенных свойств.
При экспозиции 24 часа омепразол (суточная доза 0,3 мг) показал мутагенную активность, которая проявилась в резком снижении плодовитости в 1,7 раза. При увеличении сроков экспозиции до 7 дней выявлен рост ДЛМ до 0,7±0,3%. Увеличение терапевтической дозы в 2 раза (0,6 мг) способствовало росту ДЛМ при выдержке 24 часа до 0,4±0,1 %, при затравке в течение 7 дней до 1,04±0,4 при р<0,05 (рис. 1,2). Обращал на себя внимание тот факт, что самцы во время эксперимента теряли свойственную им подвижность, предпочитая ползать по дну банки, а не летать в ней, что также свидетельствует о негативном воздействии омепразола на их организм.
Цитогенетический анализ у крыс, которым вводили внутрижелудочно суточную дозу 0,3 мг омепразола выявил рост ХА до 6±0,6%, что в 2 раза
больше контроля (при р<0,001). Был выявлен рост таких патологий хромосом как полиплоидия, одиночные и парные фрагменты, а также дицен грические слияния, что говорит о действии препарата на все стадии митоза Таким образом, в ходе работы было выявлено действие
Рис. 1. Уровень ДЛМ при экспозиции 7 дней 1 - омепразола на Контроль; 2-Омепразол; З-Де-нол; 4- генеративные клетки Амоксициллин; 5-Метронидазол; 6-Комплекс 3; 7- самцов дрозофил и Комплекс 4; 8-Деринат
%длм
14, 1,2
0 8
0,6
04
0,2-!
соматические клетки костного мозга крыс. Препарат проявил генотоксические свойства, которые проявились в
мутагенном действии на
сперматозоиды самцов дрозофил и эмбриогенез их потомства. Степень проявления мутагенных свойств зависела от времени воздействия и дозы. В костном мозге крыс омепразол проявил
Рис. 2. Уровень ДЛМ при увеличении терапевтической дозы в два раза (экспозиция 7 дней). 1-Контроль; 2-Омепразол; З-Де-нол; 4-Амоксициллин; 5-Метронидазол; 6-Комплекс 3; 7-Комплекс 4; 8-Деринат.
%ХА
кластогенный эффект, индуцировав рост ХА (рис. 3, 4).
Воздействие другого исследуемого вещества - висмутсодержащего препарата де-нола (в суточной дозе 54 мг) на самцов дрозофил при экспозиции 24 часа вызвало падение численности выхода потомства в 2 раза по сравнению с
кошролем, однако рос1а ДЛМ не наблюдалось. При увеличении времени воздействия до 7 дней выявлен рост ДЛМ до 1,2±0,5%(при р^0,05). Рис.3 Индукция ХА лекарс1венными При увеличении препаратами у млекопитающих. 1 - Омепразол; 2 времени воздействия - Де-нол; 3 -Амоксициллин; 4 - Метронидазол; 5 -
деринат; 6 - Контроль.
де-нолом до 14 дней на фоне роста ДЛМ выявлено значительное падение численности общей кладки (на 46%), наблюдалось максимальное угнетение эмбриогенеза. Увеличение дозы де-нола в 2 раза показало рост ДЛМ в не зависимости от времени экспозиции.
О "
2 3 4
5 6
В костном мозге млекопитающих де-нол
Рис. 4. Индукция ХА у млекопитающих показал наибольший
при увеличении терапевтической дозы в два кластогенный эффект среди
раза. 1 - Де-нол; 2 - Метронидазол; 3 - изученных препаратов -
Комплекс 2; 4 - Комплекс 3; 5 - Комплекс 4; 6 выявлен рост ХА при
терапевтических доз (54 мг в сутки) в течение 7 дней до 10±0,9%, при р<0,001. В спектре ХА преобладают одиночные фрагменты и полиплоидии, также обнаруживались транслокации, парные фрагменты и кольцевые слияния. Очевидно, мутаген действует на все стадии жизненного цикла клетки. Рост полиплоидных клеток свидетельствует о влиянии де-нола на ахроматиновое веретено деления клетки, в результате чего идет нарушение нормального распределения генетического материала между дочерними клетками. Увеличение исследуемой дозы в 2 раза (108 мг) вызвало еще больший рост ХА - до 12±1,3%, при р<0,001.
Электрохимический анализ показал (табл. 1) способность висмута, который является основным компонентом де-нола, накапливаться в ор! анах млекопитающих: желудке, почках, печени, сердце и селезенке. В костной ткани металл обнаружен не был, что можно объяснить растворимостью его сульфата и большой разницей ионных радиусов В1(Ш) и Са(И). Наибольшие концентрации металла выявлены в почках: 9,5 мг/кг после приема терапевтических доз и 18,7 мг/кг при увеличении этой дозы в 2 раза, наименьшие в селезенке - до 1,7мг/кг при увеличении дозы. Полученные данные свидетельствуют о том, что висмут, который является металлическим ядом, не только всасывается в кровь из ЖКТ после приема де-нола, но разносится по всему организму и накапливается в органах. Этот факт,
- Контроль
воздействии
очевидно, обуславливает обнаруженные в ходе экспериментов его генотоксические свойства.
Таблица 1
Содержание висмута в органах млекопитающих (средние значения)
№ вариант эксперимента желудок мг/кг почки мг/кг печень М1 /кг сердце мг/кг селезенка мг/кг костная ткань мг/кг
1 де-нол 6,4 9,5 3,1 1,9 следы
2 де-нол-» омспразол 2,7 0,4 5,4 2,6
3 де-нол1 амоксициллин 6,9 2,9 1,4 8,7 6,6
4 де-нол+ омепразол) амоксициллин 0,9 2,8 0,1 0,4 следы
5 де-нол ^ амоксициллин+ мефонидазол 1,9 10,8 1,2 17,2 следы
6 де-нол омепразол+ амоксициллин+ метронидазол 5,8 7,5 0,8 17,6 следы
Действие полусинтетического антибиотика амоксициллина на ДЛМ у дрозофил зависело от времени экспозиции: в течение 24 часов достоверного роста не выявлено даже при увеличении терапевтической дозы в 2 раза (р>0,05), однако с увеличением времени воздействия до 7 дней уровень гибели эмбриональных клеток вырос под действием терапевтической дозы до 1,17±0,6% и при увеличении ее в 2 раза до 1,9±0,8% при р<0,05.
В экспериментах на млекопитающих амоксициллин проявил кластогенный эффект, вызвав рост ХА до 6±0,6%, при р<0,001. Наблюдались аберрации как хроматидного так и хромосомного типов (рис. 5, 6). Анализируя полученные результаты можно сказать, что мутагенная активность амоксициллина ниже, чем у де-нола.
Одним из наиболее распространенных и широко используемых антипротозойных средств является производное 5-нитроимидазола метронидазол. Сведения о его генотоксичности противоречивы и неоднозначны. В наших экспериментах на крысах и дрозофилах
Рис. 5. Нормальный кариотип крысы.
Рис. 6. Кариотип крысы (полиплоидия).
метронидазол проявил кластогенный эффект.
Уровень ДЛМ выявленный после кормления самцов дрозофил метронидазолом зависел от времени воздействия и дозы препарата, с увеличением которых наблюдался рост эмбриональной гибели.
В костном мозге млекопитающих эта тенденция сохранилась: суточная доза 6,75 мг индуцировала рост ХА до 8±0,7% при р<0,001, увеличение дозы в 2 раза привело к росту ХА до 12±1,3% при р<0,001. Повреждение наследственного аппарата шло на всех стадиях митоза.
Деринат не индуцировал ДЛМ у дрозофил, однако способствовал росту ХА в костном мозге крыс до 5±0,5% при р<0,001.
Изучение кластогенных свойств и биоаккумулирования лекарственных препаратов при комплексном применении
Так как в терапевтической практике применяются различные схемы, то мы исследовали их влияние на наследственные структуры.
Цитогенетическое исследование бинарных комплексов показало, что индуцируемый уровень ХА зависит от входящих в состав комплекса лекарств. Наименьшим кластогенным эффектом обладали комплексы "омепразол+амоксициллин" и амоксициллин+метронидазол", уровень ХА вырос по сравнению с контролем на 1%. Наибольшее мутагенное действие выявлено у комплекса "де-нол+метронидазол", когда уровень ХА вырос до 8+0,7%. Другие изученные двойные комплексы: "омепразол+де-нол", "де-нол+амоксициллин" и "оменпразол+метронидазол" индуцировали рост ХА
до 5±0,5% при р<0,001 (рис. 7).
Анализ влияния совместного приема де-нола с омепразолом и де-нола с
Рис. 7. Индукция ХА препаратами при комплексном применении у млекопитающих. 1 - Омепразол+де-нол; 2 - Омепразол+амоксициллин; 3 -Омепразол+метронидазол; 4 - Де-нол+амоксициллин; 5 - Де-нол+метронидазол; 6 - Амоксициллин+метронидазол; 7 - Омепразол + де-нол + амоксициллин; 8 - Де-нол + амоксициллин + метронидазол; 9 -Омепразол + де-нол + амоксициллин + метронидазол; 10 - Контроль.
амоксициллином на концентрации висмута в органах млекопитающих показал снижение способности металла, при комплексном введении препаратов, накапливаться в почках и печени (в почках в 3,5 и 3,3 раза; в печени в 7,8 и 2,2 раза соответственно) на фоне контроля, и рост содержания его в сердце и селезенке (в сердце в 2,8 и 4,6 раз; концентрации висмута в селезенке выросли со следовых показателей до 2,6 и 6,6 мг/кг соответственно).
Исследование тройных комплексов "де-нол+амоксициллин+ метронидазол" (комплекс 3) и "омепразол+де-нол+амоксициллин" (комплекс 2) выявило высокую мутагенную активность первого, во всех изученных тестах, и наименьшую способность к повреждению наследственных структур второго комплекса.
Комплекс 3 индуцировал рост ДЛМ у дрозофил от 1±0,7% до 2,1±1,2% в
%ХА
234567 89 10
зависимости от дозы и времени экспозиции. В клетках костного мозга крыс комплекс 3 индуцировал рост ХА до 14±1,3% при р<0,001 под дейс(вием терапевтических доз и 18^-1,4% при р<0,001 при увеличении дозы в 2 раза, что свидетельствует об эффекте синергизма. При исследовании данного комплекса был выявлен рост полиплоидных клеток, что говорит о влиянии комплекса 3 на нормальное распределение генетического материала между дочерними клетками в ходе митотического деления клетки. Кроме того, у крыс после внутрижелудочного введения им комплекса 3 в 1ечение 7 дней, был выявлен рост клеток с множественными повреждениями хромосом, однако при исследовании других схем, включая тетракомплекс, таких повреждений метафазных пластинок обнаружено не было. Экспериментально было доказано, что способность висмута к выведению из организма после внутрижелудочного введения крысам комплекса 3 наименьшая (рис. 8)
Таким образом, в данном сочетании (де-нол+амоксициллин+ метронидазол) препараты проявляют максимальную мутагенную активность в сравнении с другими изученными комплексами.
Электрохимический анализ показал большую способность висмута накапливаться в органах млекопитающих после приема комплекса 3 во всех исследованных
образцах. С
увеличением дозы этого комплекса накопление висмута в почках выросло незначительно, тогда как в печени и сердце концентрации металла выросли почти в 2 раза, в селезенке со следовых данных до 7,1 мг/кг(табл. 2). Эти данные также
свидетельствуют о высоком токсичном действии входящих в комплекс 3 препаратов ( д с - н о л а ,
мг/и
Рис. 8. Остаточные концентрации висмута в почках. 1 - Де-нол; 2 - Де-нол, ветарон (остаточные концентрации); 3 - Де-нол, димефосфон (остаточные концентрации); 4 - Комплекс 3; 5 -Комплекс 3 (остаточные концентрации); 6-Комлекс 3+ветарон (остаточные концентрации).
амоксициллина и метронидазола).
Второй изученный тройной комплекс "омепразол+де-нол+метронидазол" напротив проявил наименьшую способность индуцировать рост ДЛМ у дрозофил (до 1±0,5%) и ХА в костном мозге млекопитающих (5+0,5% -6±0,6% в зависимости от вводимой дозы).
Способность висмута накапливаться в органах млекопитающих, получавших этот комплекс, значительно отличалась не только от концентраций обнаруживаемых после введения других комплексов, но и от содержания металла после воздействия де-нола в отдельности (в почках в 3 раза, в печени в 2,5 раз, в сердце в 4,8 раз), и была ниже, чем в других опытах.
Таблица 2
Средние концентрации висмута в органах при увеличении дозы
№ вариант эксперимента желудок мг/кг почки мг/кг печень мг/кг сердце мг/кг селезенка мг/кг костная ткань мг/кг
1 де-нол 6,4 9,5 3,1 1,9 следы
2 де-нол (двойная дела) 14,8 18,7 4,7 3,2 1,7 -
3 комплекс 2 0,9 2,8 0,1 0,4 следы
4 комплекс 2 (двойные дозы) 5,2 7,4 0,9 18,3 следы
5 комплекс 3 1,9 10,8 1,2 17,2 следы
6 комплекс 3 (двойные дозы) 5,9 11,2 2,2 29,7 7,1
7 комплекс 4 5,8 7,5 0,8 17,6 следы
8 комплекс 4 (двойные дозы) 7,0 19,1 2,5 37,5 6,59
С увеличением дозы в 2 раза эта закономерность сохранилась, обнаруживаемые концентрации металла были сопоставимы с воздействием терапевтическими дозами других изученных комплексов.
Таким образом, можно сказать, что комплекс "омепразол+де-нол+метронидазол" обладает относительно низкой мутагенной активностью по сравнению с другими комплексами. Висмут при введении де-нола
совместно с омепразолом и метронидазолом проявил наименьшую способность к накоплению в органах. Следовательно, можно рекомендовать этот комплекс для практического применения как менее генотоксичный.
Тетракомплекс "омепразол+де-нол+амоксициллин+метронидазол" показал высокую мутагенную активность как в тесте на индукцию ДЛМ у дрозофил (от 0,9±0,3% до 2,7±0,7% в зависимости от дозы и времени экспозиции), так и в костном мозге млекопитающих (11±1,2 и 15+1,5 в зависимости от дозы, при р<0,001). В данном сочетании препараты, входящие в состав комплекса, проявили высокую мутагенную активность. Генотоксические свойства комплекса выросли с увеличением дозы с П± 1,2% ХЛ до 15± 1,4%, в спектре ХА при этом наблюдалось значительное снижение количества одиночных фрагментов с 45% до 13%, другие патологии хромосом, которые являю 1ся более сложными, выросли. Наиболее значимый рост был выявлен для полиплоидных клеток - с 9% до 30%, что свидетельствует о том, что с увеличением дозы комплекса, мутагенная активность его растет и идет нарушение нормального митотического цикла, возможно, происходит блокирование ахроматического аппарата клетки. Были обнаружены такие патологии хромосом как транслокации и дицентрические слияния, которые терапевтическими дозами комплекса не индуцировались. На эго обстоятельство следует обратить внимание при назначении повышенных доз препаратов, которые обладают большим кластогенным эффектом.
Однако обнаруживаемый мутагенный эффекг тетракомплекса был ниже, чем при применении тройного комплекса "де-нол+амоксициллин+ метронидазол", чго свидетельствует о модификации генотоксических свойств при взаимодействии лекарственных препаратов.
Электрохимический анализ показал высокую способность висмута к накоплению в органах млекопитающих при введении тетракомплекса, которая росла с увеличением вводимой дозы.
Анализируя полученные в ходе исследования результаты, следует отметить относительно низкую способность индуцировать ХА у всех изученных двойных комплексов за исключением "де-нола+метронидазола". Также следует подчеркнуть низкую мутагенную активность препаратов при тройном сочетании в комплексе "омепразол+де-нол+амоксициллин" и максимальную в комплексе "де-нол+ амоксициллин+метронидазол". Исследование кластогенного эффекта тетракомплекса выявило высокую мутагенную активность входящих в его состав препаратов.
Анализ протекторных свойств антиоксидантов
Антимутагенная способность димефосфона, витамина С и встарона в тесг-сис теме ПгозорЬйа те1апо§аь1ег зависела от типа медикаментации, исследуемого препарата и комплекса. Димефосфон проявил защитные свойства при совместном кормлении им с де-нолом, при введении его до омепразола и амоксициллина, и после комплекса 3. В других вариантах димефосфон проявил комутагенные свойства и способствовал росту уровня ДЛМ (с комплексами 3, 4, метронидазолом и др.).
Витамин С проявил антимутагенные свойства при кормлении им совместно с омепразолом, при введении после комплекса 3 и во всех экспериментах с амоксициллином. В других исследованиях протекторные свойства витамина были не столь выражены, а в некоторых вариантах сменялись на комутагенные (с комплексами 3 и 4 и др.). Таким образом, в зависимости от типа медикаментации антиоксидантные свойства димефосфона и витамина С в тест-системе ОгозорЫк те1аг^аз1ег могли сменяться на прооксидантные.
Ветарон проявил наиболее выраженные антимутагенные свойства среди изученных антиоксидантов, снизив уровень ДЛМ индуцируемый лекарственными препаратами в большинстве экспериментов (рис. 9, 10).
Рис. 9. Влияние ветарона на уровень ДЛМ. 1 - Омепразол+вегарон; 2 -Омепразол, ветарон; 3 - Ветарон, омепразол; 4 - Де-нол+ветарон; 5 - Де-нол, ветарон; 6 - Ветарон, де-нол; 7 - Амоксициллин+ветарон; 8 - Амоксициллин, ветарон; 9 - Ветарон, амоксициллин; 10 - Метронидазол+ветарон; И -Метронидазол, ветарон; 12 - Ветарон, метронидазол.
Выраженного кому гагенного эффекта при его применении не наблюдалось. Следовательно, можно сказать, что ветарон тест-системе ВгоэорИМа те1апо§аз1ег проявил наибольшие защитные свойства.
Цитогенетический анализ костного мозга животных, получавших ветарон, также выявил его большую способность проявлять антимутагенные свойства. Внутрижелудочное введение подопытным животным ветарона, в состав которого входят природные витамины А и Е, в течение 7 дней способствовало снижению хромосомных повреждений до 1±0,4%, тогда как в контрольной группе был зафиксирован уровень ХА равный 3±0,3%. При введении ветарона на фоне витамина С уровень мутирования снизился до 2±0,9%, что на 1% ниже контрольных данных, однако проявленный антимутагенный эффект в этих экспериментах был ниже, чем при введении ветарона без витамина С. Известно, что лабораторная крыса способна синтезировать в день 2000 мг (2 г) аскорбиновой кислоты (Девис М., Остин Дж., Патридж Д. 1999) и, следовательно, не испытывает недостатка в витамине С. С этим фактом может быть связано то, что ветарон без витамина С проявил более выраженный антимутагенный эффект, так как витамин С синтезируется в организме крыс, то ею избыток при прочих неизменных условиях может приводить к смене антиоксидашных свойств на прооксидантные.
Витамины снижали уровень кластогенных эффектов в костном мозге индуцированный комплексами "де-нол+амоксициллин+метронидазол" с
Кзащ 11
0.8
0.6
0,4
0,2
0
■ол
Рис. 10. Влияние ветарона на уровень ДЛМ при омплексном применении лекарств. 1 - Комплекс 3+ветарон; 2 - Комплекс 3, ветарон; 3 - Ветарон, комплекс 3; 4 - Комплекс 4+ветарон; 5 - Комплекс 4, вветарон; 6 - Ветарон, комплекс 4 .
14±0,4% до 8±0,7% при р<0,001 и
"омепразол+де-нол+амоксициллин+ метронидазол" с 11 ±0,9% до 7±0,7% при р<0,01. Эти данные позволяют указать на
существенную роль витаминов (Е, каротиноидов И С) 123456789
в регуляции Рис- И. Влияние витаминов на уровень ХА у мутагенеза (рис. млекопитающих. 1 - Контроль; 2 - Ветарон; 3 -П), Ветарон+вит. С; 4 - Комплекс 3+ветарон; 5 - Комплекс
Результаты 3+ветарон+вит. С; 6 - Комплекс 3; 7 - Комплекс 4+ветарон; электрохимического 8 - Комплекс 4+ветарон+вит. С; 9 - Комплекс 4. анализа выявили способность ветарона, витамина С и димефосфона снижать уровень накопления висмута в органах млекопитающих (рис. 12, 13). Обнаруживаемые остаточные концентрации металла значительно снижаются при введении де-нола с антиоксидантами.
Таким образом, можно сказать, что ветарон и витамин С снижают 1 2 3 4 5 6 7 8
уровень ХА рис Влияние антиоксидантов на накопление индуцированныи ВИСМуТа в почках 1 _ Де-нол; 2 - Де-нол+ветарон; 3 -лекарственными Ветарон> де.нол; 4 . де.нол, веатарон; 5 - Де-препаратами, нс)л+вехар0н+вихамин С; 6 - Де-нол+димефосфон; 7 -антиоксиданты димеф0Сф0Н; де.Нол; 8 - Де-нол, димефосфон.
способствуют
меньшему
накоплению
висмута в
органах, а так же
его выведению
из организма.
Эти факты могут
служить
основанием для
рекомендации
приема
витаминов с
1 2 3 4 5 6 целью снятия
мутагенных Рис. 13. Влияние витаминов на накопление висмута в . ,
-1 эффектов от печени. 1 - Комплекс 3; 2 - Комплекс 3+ветарон: 3 -т, _ к ' применения
Комплекс 3+ветарон+витамин С; 4 - Комплекс 4; 5 - лекарсхвенных
Комплекс 4+ветарон; 6 - Комплекс 4+ветарон+витамин С. „„,..„„„
веществ.
Хромосомный дисбаланс у детей, инфицированных НР
Кариотипирование детей, инфицированных НР, выявило у них рост среднего уровня ХА в 4,6 раз, анализ спектра ХА показал рост полиплоидных
Щ/ш у / у* ^ -•л -;1 з уы*
Рис. 14. Кариотип человека (норма). рис. 15. Кариотип человека
(полиплоидия).
клеток до 17% и слияний сестринских хроматид до Т/о (рис. 14, 15). Наблюдаемые события свидетельствуют о мутагенном действии инфекга и продуктов его метаболизма на организм, то есть имеет место
биологический мутагенез (рис. 16).
Лекарственные препараты,
применяемые в ходе Рис- '6. Уровень ХА у детей. 1 -
лечения, Здоровые; 2 -Инфицированные ХР; 3
способствовали росту - Инфицированные НР после лечения,
среднего уровня ХА у детей еще в 1,7 раз. Спектр хромосомных патологий после терапии значительно расширился (рис. 17, 18), появились такие
* А«
щ *
< м
Рис. 17. Кариотип человека Мультиаберрантная клетка. Показаны кольцевая хромосома и парный фрагмент.
Рис. 18. Кариотип человека. Показан межхромосомный обмен.
патологии как транслокации, дицентрические слияния, кольцевые хромосомы и др. (рис. 19,20) Следовательно, имее1 место кому гагенное взаимодействие НР и лекарств.
Рис.19. Спектр ХА у детей, инфицированных НР до лечения. 1 - Одиночные фрагменты; 2 - Парные фрагменты; 3 - ССХ; 4 -Полиплоидии.
Рис. 20. Спектр ХА у детей, инфицированных НР после лечения. 1 -Одиночные фрагменты; 2 - Парные .фрагменты; 3 - ССХ; 4 - Полиплоидии; 5 - Дицентрическое слияние; 6 -Делеция; 7 - Пульверизация; 8 - Кольцо; 9 - Трисомия; 10 - Транслокация; 11 -Эндоредупликация.
Ветарон проявил большие антимутагенные свойства, чем димефосфон. Терапия совместно с ветароном способствовала снижению среднего уровня ХА с 4±1,7% до 3,2±1,39% при р<0,05, тогда как димефосфон снизил средний уровень мутирования на 0,4%, при этом у одного ребенка наблюдался рост ХА на 2%, что юворит об избирательном действии препарата и широком полиморфизме генотипов обследуемых детей.
Индукция окислительного стресса инфектом и его модификация
терапией у детей
Анализ активности ферментов антиоксидантной системы: церулоплазмина и каталазы, в группе инфицированных НР детей, выявил рост их активности (рис. 19, 20). Этот факт свидетельствует о наличии у больных детей окислительного стресса, что можно объяснить, например, тем, что в биопсийном материале антрального отдела желудка у пациентов с гастритом, сопровождающимся
инфекцией Helicobacter pylori, было установлено повышение уровня 8-гидрокси-2'-диокисигуанозин (80HdG). Также известно, что 80HdG является специфичным маркером и свидетельствует о свободнорадикальной атаке ДНК, он же приводит к возникновению точковой мутации в результате трансверсии G> Т оснований (Дурнев А Д., Середенин, 1998). Этими событиями можно объяснить биологический мутагенез у детей, инфицированных HP, который был зафиксирован при их кариотипировании.
Эрадикационная терапия приводит к снижению средней активности церулоплазмина (на 27,2 мг/л) и каталазы (на 0,73), что говорит о снижении СРР (рис. 19, 20). Однако у некоторых больных снижение активности ферментов выявлено не было, это связанно, очевидно, с не эффективностью антихеликобактерной терапии, с тем, что окислительный стресс у них не был снижен. Данный факт может помочь при прогнозе заболевания.
Таким образом, в результате исследований выявлен рост средней активности каталазы и церулоплазмина у инфицированных детей в острую фазу заболевания и снижение ее после лечения.
С целью выявления отдаленных последствий лекарственных веществ и инфекта проводили кариотипирование и исследование состояния антиоксидантной системы через год после лечения, в период ремиссии
и1л
Рис. 19. Средний уровень активности ЦП у детей. 1 - Здоровые; 2 -Инфицированные ХР; 3 Инфицированные НР после лечения; 4-Инфицированные НР через год после лечения.
Рис. 20. Показатель каталазы у детей. 1 - Здоровые; 2 -Инфицированные ХР; 3 Инфицированные НР после лечения; 4 - Инфицированные НР через год после лечения.
болезни. Цитогенетический анализ показал рост уровня ХЛ по сравнению со здоровыми детьми, но его снижение по сравнению с результатами детей в острую фазу болезни и особенно после лечения.
Анализ ферментов антиоксидантной системы у детей, инфицированных НР в стадию ремиссии, показал рост средней активности церулоплазмина и каталазы относительно здоровых детей, но снижение ее по сравнению с уровнем, который был зафиксирован у детей в острую фазу заболевания. Таким образом, у детей в стадию ремиссии наблюдается снижение окислительного стресса, но, тем не менее, он имеет место.
ВЫВОДЫ
В диссертации на базе теоретических и экспериментальных работ с использованием цитогенетического и биохимического анализа, учета доминантных леталий, методов математической статистики, экотоксикологических исследований предложены перспективные решения актуальной проблемы сохранения генетических ресурсов. Основные научные выводы и практические результаты работы заключаются в следующем.
1 .Лекарственные препараты омепразол, де-нол, амоксициллин, метронидазол во всех применяемых тест-системах проявили мутагенную активность. Выявлены закономерности мутагенного действия от схемы введения, дозы, времени экспозиции, использования различных схем введения. Наименее выраженную мутагенную активность проявил тройной комплекс "омепразол+де-нол+амоксициллин". Деринат в исследованиях на ОговорИНа те1апоза$1ег не проявил повреждающего действия, но в костном мозге млекопитающих вызвал рост хромосомных аберраций (ХА) до 5%.
2. Ветарон проявил наиболее выраженные антимутагенные свойства в доминантно-летельном тесте на ОгояорЬПа те1ап<^а$1ег, которые зависели от схемы введения препаратов, дозы и типа медикаментации. У витамина С и димефосфона в этом тесте при некоторых типах медикаментации наблюдалась инверсия антиоксидантных свойств на прооксидантные. Витаминные препараты ветарон и аскорбиновая кислота способны значильно снижать уровень ХА в клетках костного мозга крыс, индуцированный комплексами "де-нол+амоксициллин+метронидазол" при р<0,001 и "омепразол+де-нол+амоксициллин+ метронидазол" при р<0,01.
3 Выявлена способность висмута к накоплению в органах млекопитающих (крыс), которая зависела от схемы введения и дозы Висмут был выявлен во всех исследованных образцах за исключением костной ткани. Наибольшее
содержание данного металла при отдельном введении де-нола выявлено в почках и желудке, при комплексном применении лекарств значительно возрастал уровень обнаруживаемых концентраций висмута в сердце. Показан значительный рост способности висмута к накоплению в органах с увеличением вводимой дозы де-нола в 2 раза, как при отдельном введении, так и при комплексном применении де-нола с другими лекарственными формами.
4.Из исследованных схем, наименьшую способность к накоплению висмут проявил при введении де-нола в комплексе с омепразолом и амоксициллином. Так как в сочетании с этими препаратами висмут проявил значительно более низкую способность к накоплению в органах млекопитающих, а также мутагенную активность, то его применение в терапевтической практике является предпочтительным по сравнению с другими комплексами.
5.Ветарон, витамин С и димефосфон способствовали снижению накопления висмута в органах и тканях подопытных животных как при введении де-нола в отдельности так при комплексном применении.
6.Анализ остаточных концентраций висмута показал, что металл со временем выводится из организма крыс и через неделю его уровень значительно падает. Димефосфон и ветарон способствуют активизации этого процесса, ускоряя скорость выведения висмута.
7. Показан генотоксичесий эффект Helicobacter pylori (HP) у детей и комутагенное взаимодействие его с лекарственными препаратами. Ветарон снижал уровень этих нежелательныех взаимодействий.
8.0тмечена повышенная активность ферментов антиоксидантной системы (каталазы и церулоплазмина) у детей, инфицированных HP. Проведение эрадикационной терапии способствует частичной нормализации показателей. В стадию ремиссии болезни наблюдается снижение активности ферментов. Полученные данные могут использоваться в прогностических целях.
Список научных работ, опубликованных по теме диссертации
1 .Чопикашвили J1.B., Дзалаева 3., Чшиева Ф.Т. // Биологический мутагенез в организме детей, инфицированных Helicobacter pylori // V Международная конференция: "Устойчивое развитие горных территорий: проблемы и перспективы интеграции науки и образования". Владикавказ. 2004. С. 443444.
2.Сысоева С.Н., Чшиева Ф. Т., Латко Н.Д. // Спонтанный мутагенез как
показатель антропогенного воздействия на генофонд населения г. Владикавказа // V Международная конференция: "Устойчивое развитие горных территорий: проблемы и перспективы интеграции науки и образования". Владикавказ. 2004. С. 369.
3.Чшиева Ф.Т., Пухаева Л.Г., ФарниеваС., Латко Н. // Оценка мутагенных эффектов ряда лекарственных препаратов, используемых при лечении детей, инфицированных Helicobacter pylori. // Всероссийская научная конференция "Актуальные проблемы экологии и сохранения биоразнообразия России". Владикавказ. 2005. С. 189-190.
4.Чшиева Ф.Т., Дзалаева 3., Руруа Ф.К. // Хромосомный дисбалланс, детерминированный инфектом Helicobacter pylori и пути его модификации / / Всероссийская научная конференция "Актуальные проблемы экологии и сохранения биоразнообразия России". Владикавказ. 2005. С. 190-192.
5.Чшиева Ф.Т., Чопикативили Л.В. // Генотоксическое действие некоторых лекарственных препаратов, применяемых с цельлю эрадикации Helicobacter pylori // Вторая Всероссийская научно-практическая конференция "Окружающая среда и здоровье". Пенза. 2005. С. 119-120.
б.Чшиева Ф.Т. // Экотоксическое действие висмутсодержащего препарата (де-нол). // Вторая Всероссийская научно-практическая конференция "Окружающая среда и здоровье". Пенза. 2005. С. 120-122.
7. Чшиева Ф.Т., Чопикашвили Л.В. Модификация кластогенного процесса в костном мозге млекопитающих // Материалы пленума «Экологически обусловленные ущербы здоровью: методология, значения и перспективы оценки». Москва, 2005. С. 518-520.
8. Скупневский С.В., Чшиева Ф.Т. О возможности применения метода полярографии при проведении фармакокинетических исследований висмутсодержащих препаратов // Материалы пленума «Экологически обусловленные ущербы здоровью: методология, значения и перспективы оценки». Москва, 2005. С. 476-478.
Сдано в набор 18 04 2006 г, подписано в печать 27 04 2006 г
Г арнитура Тайме Печать трафаретная Формат 60x84 1/16 Бумага офсетная Уел иеч л 1,25 Тираж 100 ^кз Заказ К« 27
Типография ООО НПКП «МАВР», Лицензия Серия ПД № 01107, 362040 г Владикавказ, ул Августовских событий 8 тел 44-19-31
20Qgf\
Содержание диссертации, кандидата биологических наук, Чшиева, Фатима Таймуразовна
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.
ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.
1.1. Индуцированный мутагенез. j 1.2. Инфекционный кластогенез, как форма проявления биологического мутагенеза.
1.3. Окислительный стресс и модификация мутационного процесса
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.
2.1. Объекты исследований.
2.2. Изучение мутагенов в тест-системах.
2.3. Влияние антимутагенов на стабилизацию генома.
2.4. Метод учета ДЛМ в тест-системе Drosophila melanogaster.
2.5. Учет ХА в клетках костного мозга млекопитающих.
2.6. Метод инверсионной дифференциальной импульсной полярографии.
2.7. Определение уровня церулоплазмина в сыворотке крови методом Равина. > 2.8. Унифицированный метод подсчета эритроцитов в счетной камере.
2.9. Определение активности каталазы.
2.10. Учет ХА в лимфоцитах периферической крови человека.
2.11. Математическая обработка результатов.
ГЛАВА 3. МУТАГЕННОЕ ДЕЙСТВИЕ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ПРЕПАРАТОВ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ПРИ ЛЕЧЕНИИ ДЕТЕЙ С
ЯЗВЕННОЙ БОЛЕЗНЬЮ ЖЕЛУДКА, В ТЕСТ-СИСТЕМЕ DROSOPHILA MELANOGASTER И ЕГО МОДИФИКАЦИЯ АНТИОКСИДАНТАМИ - ДИМЕФОСФОНОМ, АСКОРБИНОВОЙ
КИСЛОТОЙ И ВЕТАРОНОМ.
3.1. Выход доминантных леталий, как показатель мутагенной активности лекарственных препаратов.
4 3.2. Комбинированное действие омепразола, де-кола, амоксициллина и метранидазола в тест-системе Drosophila ф melanogaster.
3.3. Метод учета доминантных леталий, вызванных увеличением терапевтической дозы изучаемых лекарственных препаратов
3.4. Влияние димефосфона на индуцированный мутагенез в тест-системе Drosophila melanogaster.
3.4.1. Действие димефосфона на выход ДЛМ и плодовитость мух
3.4.2. Модификация мутагенного действия омепразола, де-нола, амоксициллина и метранидазола с помощью димефосфона
3.4.3. Модификация мутагенного эффекта димефосфоном при комплексном воздействии лекарств.
3.5. Модификация аскорбиновой кислотой индуцированного мутагенеза в тест-системе Drosophila melanogaster. ® 3.5.1. Влияние витамина С на доминантные летали, вызванные омепразолом, де-нолом, амоксициллином и метранидазолом
3.5.2. Модификация мутагенного эффекта комплексного приема препаратов витамином С.
3.6. Модификация доминантной летальности дрозофил ветароном. 69 1 3.6.1. Влияние ветарона на индукцию мутаций у Drosophila melanogaster омепразолом, де-нолом, амоксициллином и метранидазолом.
3.6.2. Влияние ветарона на индукцию мутаций у Drosophila melanogaster при комплексном введении препаратов.
Выводы.
ГЛАВА 4. АНАЛИЗ ЦИТОГЕНЕТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ПРЕПАРАТОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ С ЦЕЛЬЮ ЭРАДИКАЦИИ v HELICOBACTER PILORY, В КОСТНОМ МОЗГЕ КРЫС И
СПОСОБНОСТИ ВИСМУТА СУБЦИТРАТА К ^ БИОНАКОПЛЕНИЮ.
4.1. Генотоксическое действие препаратов омепразола, де-нола, амоксициллина, метранидазола и дерината в костном мозге млекопитающих.
4.2. Зависимость цитогенетической активности препаратов от схемы
Введение Диссертация по биологии, на тему "Оценка генотоксического действия ряда лекарственных препаратов в тест-системах Drosophila melanogaster и млекопитающих (Mammalia)"
4.3. Анализ зависимости генотоксического действия препаратов и комплексов от дозы. 87
4.4. Модификация кластогенного процесса в костном мозге млекопитающих с помощью витаминных препаратов ветарона и витамина С. 90
4.5. Накопление висмута в органах млекопитающих в зависимости от схемы введения. 93
4.6. Анализ накопления висмута в органах при увеличении дозы. 98 I
4.7. Модифицирующее действие ветарона, витамина С и димефосфона на накопление висмута в органах крыс. 99 с
4.7.1. Влияние антиоксидантов на содержание висмута в органах крыс. 101
4.7.2. Влияние ветарона и витамина С на накопление в органах крыс висмута при введении де-нола в комплексе с другими лекарственными веществами.104
4.8. Анализ остаточных концентраций висмута в органах крыс.106
Выводы.109
ГЛАВА 5. БИОЛОГИЧЕСКИЙ МУТАГЕНЕЗ У ДЕТЕЙ, ИНФИЦИРОВАННЫХ HELICOBACTER PYLORI.112 г
5.1. Анализ кариотипа детей до эрадикационной терапии. 112
Ф 5.1.1. Спонтанный мутагенез. 112
5.1.2. Биологический мутагенез у детей, инфицированных HP. 114
5.2. Характеристика генотипа детей после антихеликобактерной терапии. 1 117
5.3. Модификация биологического мутагенеза антихеликобактерной терапией на фоне антиоксидантов.( 120
5.4. Ферменты антиоксидантной системы, как показатель дестабилизаии организма детей. 122
5.4.1. Активность ферментов антиоксидантной системы у здоровых ^ детей и инфицированных Helicobacter pylori в период обострения. 122
5.4.2. Влияние эрадикационной терапии на активность церулоплазмина, каталазы и состояние ферментативной активности через год после курса антихеликобактерной терапии 127
Выводы.130
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.132
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.141
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.143
ПРИЛОЖЕНИЯ.154
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
АФК - активные формы кислорода
ДИГТ - дифференциальная импульсная полярография
Д-32 - дикая линия Drosophila melanogaster
МП - метафазная пластинка
О.ф. - одиночный фрагмент
П.ф. - парный фрагмент
СРО - свободно-радикальное окисление
ССХ - слияние сестринских хроматид
ФГА - фитогемагглютинин
ХА - хромосомные аберрации
ЦП - церулоплазмин
HP - Helicobacter pillory
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. В настоящее время среда обитания человека переполнена генотоксикантами, с которыми человек сталкивается не только на вредном производстве (радиация, тяжелые металлы и др.), но и в быту (полимеры, пластмассы, бытовая химия, пищевые мутагены др.) и медицине (лекарственные препараты, средства диагностики и др.). По существующим оценкам поступление в организм человека средовых мутагенных соединений составляет около 2 - 3 г в сутки [1].
Развитие цивилизации превратило лекарственные средства в существенный компонент среды обитания человека [2]. Отечественными и зарубежными исследованиями установлено наличие мутагенной активности у части широко распространенных лекарств - психотропных, гипотензивных, антибактериальных и др. [3, 4, 5 и др.]. Конкретные последствия применения генетически активных средств в настоящее время непредсказуемы. Очевидно, что использование таких препаратов может привести к увеличению мутационного груза в человеческой популяции, повышению риска возникновения бластомогенных факторов (в силу существования высокой корреляции в проявлении мутагенных и канцерогенных свойств ряда химических соединений), частоты спонтанных выкидышей и другим нежелательным эффектам [6]. Особого внимания заслуживают проблемы биологического мутагенеза. Комплексное воздействие многочисленных химических и радиационных веществ, а также биологический мутагенез представляет существенную и неконтролируемую опасность для наследственности человека [7]. Выявление причинной связи индуцированных мутаций с возникновением злокачественных новообразований, врожденных пороков развития, наследственных и многих других заболеваний обосновали необходимость изучения мутагенеза и поиска способов защиты человека от мутагенных воздействий [8].
Существенной проблемой является выбор природных или синтезированных соединений, обладающих антимутагенными свойствами, способных проявлять их при комплексном воздействии генотоксикантов. Сведения о влиянии витаминов и микроэлементов на спонтанный и индуцированный мутагенез, полученные в исследованиях на клетках млекопитающих in vitro и in vivo, противоречивы. В одних работах показаны антимутагенные свойства витаминов, которые связывают с их способностью ингибировать процессы индуцированного свободнорадикального окисления [9, 10]. В ряде других исследований выявлены комутагенные и даже мутагенные эффекты витаминов, объясняемые их автоокислением, сопровождающимся инициацией свободнорадикального окисления [11, 12]. В этой связи вопрос о возможном влиянии антиоксидантов на хромосомную изменчивость остается открытым.
Целью настоящего исследования явилось изучение влияния некоторых лекарственных препаратов, применяемых при лечении детей с гастродуоденальными заболеваниями на наследственные структуры. А также возможность снижения нежелательных последствий с помощью антиоксидантов (ветарон, витамин С, димефосфон).
Для достижения цели решались следующие задачи:
1. Оценить уровень ДЛМ и плодовитость Drosophila melanogaster после применения лекарственных препаратов в отдельности и в комплексах и влияние на него антиоксидантов.
2. Исследовать влияние лекарств и наиболее часто применяемых в педиатрии их комплексов на уровень кластогенеза у крыс линии Wistar. Возможность коррекции генома антимутагенами.
3. Определить содержание металлического яда - висмута, входящего в состав де-нола в органах млекопитающих после курса введения. Влияние изучаемых витаминов и димефосфона на тканевое распределение металла.
4. Исследовать уровень ХА у детей, инфицированных HP до и после курса антихеликобактерной терапии.
5. Оценить влияние инфекта и лекарственных препаратов на активность ферментов антиоксидантной системы (ЦП и каталаза).
На защиту выносятся:
-выявленные мутагенные эффекты, индуцированные in vivo лекарственными препаратами в генеративных клетках Drosophila melanogaster, в соматических клетках крыс и детей; зависимости генотоксического действия изучаемых мутагенов от дозы и схемы воздействия;
- модификация кластогенных эффектов с помощью антиоксидантов; -экспериментально доказанные закономерности бионакопления висмута в органах крыс в зависимости от дозы и схемы введения; влияние антиоксидантов на выведение Bi(III) из организма крыс;
-данные об зависимости активности ферментов антиоксидантной системы (церулоплазмина и каталазы) от физиологического состояния организма детей. Научная новизна:
-в комплексных исследованиях выявленны закономерености мутагенной активности ряда лекарственных препаратов (омепразола, де-нола, амоксициллина, метронидазола и дерината) в зависимости от сочетания компонентов и их концентрации; влияние антиоксидантов (ветарона, витамина С, димефосфона) на индукцию лекарствами кластогенных эффектов;
-выявлено распределение висмута в органах крыс (в почках, желудке, печени, селезенке, сердце) после внутрижелудочного введения им де-нола (висмута субцитрат); зависимость бионакопления Bi(III) от схемы введения; динамика выведения токсичного металла из организма крыс;
-показана мутагенная активность HP у детей, модификация ее эрадикационной терапией и антиоксидантами;
-изучено влияние инфекта (HP) и • эрадикационной терапии на активность церулоплазмина и каталазы.
Научно-практическое значение.
В комплексном исследовании в трех тест-системах выявлено мутагенное действие лекарственных препаратов на наследственные структуры клетки. Изучена зависимость генотоксического эффекта препаратов и их комплексов от схемы введения, дозы и времени экспозиции. Показана мутагенная и комутагенная (на фоне терапии) активность инфекта в культуре лимфоцитов детей, инфицированных HP.
В исследованиях, направленных на выявление влияния антимутагенов на индукцию ХА, показаны взаимосвязи между приемом антиоксидантов и уровнем наблюдаемых повреждений клеток, которые зависели от исследуемого антиоксиданта, лекарственного вещества, применяемой схемы и дозы препаратов, что может быть использовано с целью снижения нежелательных эффектов, индуцируемых лекарствами.
Выявлена способность висмута к накоплению во всех исследуемых органах (за исключением костной ткани) после введения де-нола животным. Уровень обнаруживаемых концентраций зависел от дозы, схемы введения и анализируемого органа. Наибольшее содержание данного металла выявлено в почках и в желудке при отдельном введении де-нола, при комплексном применении лекарств возрастал уровень висмута в сердце.
Из исследованных схем наименьшую способность к накоплению данный металл проявил при введении его в комплексе с омепразолом и амоксициллином. Так как генотоксический эффект при применении данного комплекса также был наиболее низким, то его практическое применение является предпочтительным.
Показана эффективность использования витаминов и димефосфона с целью снижения биоаккумулирования висмута в органах крыс.
У детей, инфицированных HP, показан рост средней активности ферментов (каталазы и церулоплазмина) по сравнению с контрольной группой и снижение ее после терапии, эти данные можегут служить с прогностической целью.
Апробация работы.
Результаты представленной работы были доложены на V международной конференции "Устойчивое развитие горных территорий: проблемы и перспективы интеграции науки и образования" (Владикавказ 2004), на Всероссийской научной конференции "Актуальные проблемы экологии и сохранения биоразнообразия России" (Владикавказ 2005), на II Всероссийской научно-практической конференции "Окружающая среда и здоровье" (Пенза 2005); на Пленуме «Современные проблемы медицины окружающей среды» (Москва, 2005.).
Объем и структура диссертации.
Диссертация состоит из введения, обзора литературы (Глава 1), описания материалов и методов (Глава 2), результатов исследования (Главы 3, 4, 5), заключения, выводов, списка литературы и приложений, содержащих 31 таблицу. Работа изложена на 154 страницах и содержит 28 рисунков. Библиографический указатель включает 139 источников.
Заключение Диссертация по теме "Биологические ресурсы", Чшиева, Фатима Таймуразовна
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
В диссертации на базе теоретических и экспериментальных работ с использованием цитогенетического и биохимического анализа, учета доминантных леталий, методов математической статистики, экотоксикологических исследований предложены перспективные решения актуальной проблемы сохранения генетических ресурсов. Основные научные выводы и практические результаты работы заключаются в следующем.
1. Лекарственные препараты омепразол, де-нол, амоксициллин, метронидазол во всех применяемых тест-системах проявили мутагенную активность. Выявлены закономерности мутагенного действия от схемы введения, дозы, времени экспозиции, использования различных схем введения. Наименее выраженную мутагенную активность проявил тройной комплекс "омепразол+де-нол+амоксициллин". Деринат в исследованиях на Drosophila melanogaster не проявил повреждающего действия, но в костном мозге млекопитающих вызвал рост хромосомных аберраций (ХА) до 5%.
2. Ветарон проявил наиболее выраженные антимутагенные свойства в доминантно-летельном тесте на Drosophila melanogaster, которые зависели от схемы введения препаратов, дозы и типа медикаментации. У витамина С и димефосфона в этом тесте при некоторых типах медикаментации наблюдалась инверсия антиоксидантных свойств на прооксидантные. Витаминные препараты ветарон и аскорбиновая кислота способны значильно снижать уровень ХА в клетках костного мозга крыс, . индуцированный комплексами "де-нол+амоксициллин+метронидазол" при р<0,001 и "омепразол+де-нол+амоксициллин+ метронидазол" при р<0,01.
3. Выявлена способность висмута к накоплению в органах млекопитающих (крыс), которая зависела от схемы введения и дозы. Висмут был выявлен во всех исследованных образцах за исключением костной ткани. Наибольшее содержание данного металла при отдельном введении де-нола выявлено в почках и желудке, при комплексном применении лекарств значительно возрастал уровень обнаруживаемых концентраций висмута в сердце. Показан значительный рост способности висмута к накоплению в органах с увеличением вводимой дозы де-нола в 2 раза, как при отдельном введении, так и при комплексном применении де-нола с другими лекарственными формами.
4. Из исследованных схем, наименьшую способность к накоплению висмут проявил при введении де-нола в комплексе с омепразолом и амоксициллином. Так как в сочетании с этими препаратами висмут проявил значительно более низкую способность к накоплению в органах млекопитающих, а также мутагенную активность, то его применение в терапевтической практике является предпочтительным по сравнению с другими комплексами.
5. Ветарон, витамин С и димефосфон способствовали снижению накопления висмута в органах и тканях подопытных животных как при введении де-нола в отдельности так при комплексном применении.
6. Анализ остаточных концентраций висмута показал, что металл со временем выводится из организма крыс и через неделю его уровень значительно падает. Димефосфон и ветарон способствуют активизации этого процесса, ускоряя скорость выведения висмута.
7. Показан генотоксичесий эффект Helicobacter pylori (HP) у детей и комутагенное взаимодействие его с лекарственными препаратами. Ветарон снижал уровень этих нежелательныех взаимодействий.
8. Отмечена повышенная активность ферментов антиоксидантной системы (каталазы и церулоплазмина) у детей, инфицированных HP. Проведение эрадикационной терапии способствует частичной нормализации показателей. В стадию ремиссии болезни наблюдается снижение активности ферментов. Полученные данные могут использоваться в прогностических целях.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Современные требования к безопасности лекарственных средств определяют необходимость исключения их повреждающего воздействия на генетический аппарат. В настоящее время не существует единого теста, позволяющего однозначно решить вопрос о наличии или отсутствии у соединения мутагенных свойств. Поэтому для их оценки применяется комплекс методов, дающий возможность выявить влияние веществ на частоту генных и хромосомных мутаций в соматических и зародышевых клетках [137, 138].
Изучение мутагенных свойств лекарств проводилось в соответствии с «Методическими рекомендациями по проверке мутагенных свойств у новых лекарственных препаратов» [139] методами учета ДЛМ в тест-системе Drosophila melanogaster, ХА в костном мозге млекопитающих и культуре лимфоцитов детей.
Для мух исследование велось в массовых культурах. Костный мозг млекопитающих был изучен у 200 животных, проанализировано 7200 метафазных пластинок. Кариотипирование проведено для 88 детей, проанализировано 7612 метафазных пластинок. Тканевое распределение висмута изучено на 175 животных. Активность ферментов антиоксидантной системы была исследована у 34 детей.
Анализ полученных данных выявил мутагенную активность лекарственных препаратов: омепразола, де-нола, амоксициллина и метронидазола и их комплексов в 3-х тест-системах.
В тест-системе Drosophila melanogaster при экспозиции 24 часа омепразол (0,3 мг) показал мутагенную активность, которая проявилась в резком снижении плодовитости в 1,7 раза. При увеличении сроков экспозиции до 7 дней выявлен рост ДЛМ до 0,7±0,3%. Увеличение терапевтической дозы в 2 раза (0,6 мг) способствовало росту ДЛМ при выдержке 24 часа до 0,4±0,1% , при затравке в течение 7 дней до 1,04±0,4 при р<0,05. Цитогенетический анализ у крыс, которым вводили внутрижелудочно суточную дозу 0,3 мг омепразола выявил рост ХА до 6±1,67%, что в 2 раза больше контроля (при р<0,01). Был выявлен рост таких патологий хромосом как полиплоидия, одиночные и парные фрагменты, а также дицентрические слияния, что говорит о действии препарата на все стадии митоза. Следовательно, мутагенное действие омепразола на зародышевые клетки дрозофил и костный мозг млекопитающих зависело от дозы и времени экспозиции.
Воздействие висмутсодержащего препарата де-нола (54 мг) на самцов дрозофил при экспозиции 24 часа вызвало падение численности выхода потомства в 2 раз по сравнению с контролем, при увеличении времени воздействия до 7 дней наблюдался рост ДЛМ до 1,2±0,5% (при р<0,05). Увеличение дозы де-нола в 2 раза выявило рост ДЛМ в не зависимости от времени воздействия.
В костном мозге млекопитающих де-нол показал наибольший кластогенный эффект среди изученных препаратов - выявлен рост ХА при воздействии терапевтических доз (54 мг в сутки) в течение 7 дней 10±2,1%, при р<0,001. Увеличение этой дозы в 2 раза (108 мг) вызвало еще больший рост ХА -до 12±2,3%, при р<0,001.
Электрохимический анализ показал способность висмута, который является основным компонентом де-нола, накапливаться в органах млекопитающих: желудке, почках, печени, сердце и селезенке. В костной ткани металл обнаружен не был, что можно объяснить растворимостью его сульфата и большой разницей ионных радиусов Bi(III) и Са(Н). Наибольшие концентрации металла выявлены в почках: 9,5 мг/кг после приема терапевтических доз и 18,7 мг/кг при увеличении этой дозы в 2 раза, наименьшие в селезенке - до 1,7мг/кг при увеличении дозы. Полученные данные свидетельствуют о том, что висмут, который является металлическим ядом, не только всасывается в кровь из ЖКТ после приема де-нола, но разносится по всему организму и накапливается в органах. Этот факт обуславливает обнаруженные в ходе экспериментов его генотоксические свойства.
Действие полусинтетического антибиотика амоксициллина на ДЛМ у дрозофил зависело от времени экспозиции: в течение 24 часов достоверного роста не выявлено даже при увеличении терапевтической дозы в 2 раза (р>0,05), однако с увеличением времени воздействия до 7 дней уровень гибели эмбриональных клеток вырос под действием дозы 22,5 мг до 1,17±0,6% и 45 мг до 1,9±0,8% при р<0,05. В экспериментах на млекопитающих амоксициллин проявил кластогенный эффект, вызвав рост ХА до 6±1,67%, при р<0,01. Следовательно, амоксициллин проявил кластогенный эффект как в костном мозге млекопитающих так и в тесте на индукцию ДЛМ у дрозофил. Однако мутагенная активность амоксициллина ниже, чем у де-нола.
Уровень ДЛМ выявленных после кормления самцов дрозофил метронидазолом зависел от времени воздействия и дозы препарата, с увеличением которых наблюдался рост эмбриональной гибели. В костном мозге млекопитающих эта тенденция сохранилась: суточная доза 6,75 мг индуцировала рост ХА до 8±1,9% при р<0,001, увеличение дозы в 2 раза привело к росту ХА до 12±2,3% при р<0,001. Повреждение наследственного аппарата шло на всех стадиях митоза; наблюдался рост полиплоидных клеток, что свидетельствует о влиянии на ахроматиновое веретено деления клетки.
Деринат не индуцировал ДЛМ у дрозофил, однако способствовал росту ХА в костном мозге крыс до 5±1,5% при р<0,05.
Так как в терапевтической практике применяются различные схемы, то мы исследовали их влияние на наследственные структуры.
Цитогенетическое исследование бинарных комплексов показало, что индуцируемый уровень ХА зависит от входящих в состав комплекса лекарств.
Наименьшим кластогенным эффектом обладали комплексы «омепразол+амоксициллин» и амоксициллин+метронидазол», уровень ХА вырос по сравнению с контролем на 1%. Наибольшее мутагенное действие выявлено у комплекса «де-нол+метронидазол», когда уровень ХА вырос до 8±1,9% при р<0,001. Другие изученные двойные комплексы: «омепразол+де-нол», «де-нол+амоксициллин» и «омеппразол+метронидазол» индуцировали рост ХА до 5±1,5% при р<0,05.
Анализ влияния совместного приема де-нола с омепразолом и де-нола с амоксициллином на концентрации висмута в органах млекопитающих показал снижение способности металла, при комплексном введении препаратов, накапливаться в почках и печени (в почках в 3,5 и 3,3 раза; в печени в 7,8 и 2,2 раза соответственно) на фоне контроля, и рост содержания его в сердце и селезенке (в сердце в 2,8 и 4,6 раз; концентрации висмута в селезенке выросли со следовых показателей до 2,6 и 6,6 мг/кг соответственно).
Исследование тройных комплексов «де-нол+амоксициллин+ метронидазол» (комплекс 3) и «омепразол+де-нол+амоксициллин» (комплекс 2) выявило высокую мутагенную активность первого, во всех изученных тестах, и наименьшую способность к повреждению наследственных структур второго комплекса.
Комплекс 3 индуцировал рост ДЛМ у дрозофил от 1±0,5% до 2,1±0,7% в зависимости от дозы и времени экспозиции. В клетках костного мозга комплекс 3 индуцировал рост ХА до 14±2,5% при р<0,001 под действием терапевтических доз и 18±2,7% при р<0,001 при увеличении дозы в 2 раза, что свидетельствует об эффекте синергизма. Электрохимический анализ показал большую способность висмута накапливаться в органах млекопитающих после приема комплекса 3 во всех исследованных образцах. С увеличением дозы этого комплекса накопление висмута в почках выросло незначительно с 10,8 до 11,2 мг/кг, тогда как в печени и сердце концентрации металла выросли почти в 2 раза, в селезенке со следовых данных до 7,1 мг/кг. Эти данные свидетельствуют о высоком кластогенном и токсичном эффектах комплекса 3 («де-нол+амоксициллин+метронидазол).
Второй изученный тройной комплекс «омепразол+де-нол+метронидазол» напротив проявил наименьшую способность индуцировать рост ДЛМ у дрозофил (до 1+0,5%) и ХА в костном мозге млекопитающих (5±1,5% - 6±1,67% в зависимости от вводимой дозы). Способность висмута накапливаться в органах млекопитающих, получавших этот комплекс, значительно отличалась не только от концентраций обнаруживаемых после введения других комплексов, но и от содержания металла после воздействия де-нола в отдельности (в почках в 3 раза, в печени в 2,5 раз, в сердце в 4,8 раз), и была ниже, чем в других опытах. С увеличением дозы в 2 раза эта закономерность сохранилась, обнаруживаемые концентрации металла были сопоставимы с воздействием терапевтическими дозами других изученных комплексов.
Таким образом, можно сказать, что комплекс «омепразол+де-нол+метронидазол» обладает относительно низкой мутагенной активностью по сравнению с другими комплексами. Висмут при введении де-нола совместно с омепразолом и метронидазолом проявил наименьшую способность к накоплению в органах. Следовательно, можно рекомендовать этот комплекс для практического применения как менее генотоксичный.
Тетракомплекс «омепразол+де-нол+амоксициллин+метронидазол» показал высокую мутагенную активность как в тесте на индукцию ДЛМ у дрозофил (от 0,9±0,7% до 2,7+1,5% в зависимости от дозы и времени экспозиции), так и в костном мозге млекопитающих (11+2,2 и 15+2,5, при р<0,001, в зависимости от дозы). Электрохимический анализ показал высокую способность висмута к накоплению в органах млекопитающих при введении этого комплекса, которая росла с увеличением вводимой дозы.
Антимутагенная способность димефосфона, витамина С и ветарона в тест-системе Drosophila melanogaster зависела от типа медикаментации, исследуемого препарата и комплекса. Димефосфон проявил защитные свойства при совместном кормлении им с де-нолом, до омепразола и амоксициллина, и после комплекса 3. В других вариантах димефосфон проявил комутагенные свойства, увеличив уровень ДЛМ (с комплексами 3, 4, метронидазолом и др.).
Витамин С проявил антимутагенные свойства при кормлении им совместно с омепразолом, при введении после комплекса 3 и во всех экспериментах с амоксициллином. В других исследованиях протекторные ^ свойства витамина были не столь выражены, а в некоторых вариантах сменялись на комутагенные (с комплексами 3 и 4 и др.).
Ветарон проявил наиболее выраженные антимутагенные свойства среди изученных антиоксидантов, снизив уровень ДЛМ индуцируемый лекарственными препаратами в большинстве экспериментов (при постмедикаментации с де-нолом, амоксициллином, комплексом 3 и др.). Выраженного комутагенного эффекта при его применении не наблюдалось. Следовательно, можно сказать, что ветарон проявил наибольшие защитные свойства в этих экспериментах.
Цитогенетический анализ костного мозга животных, получавших ветарон, также выявил его антимутагенные свойства. Введение крысам ветарона снизило # у них уровень ХА на 2%, тогда как кормление ветароном совместно с витамином С на 1%. Витамины снижали уровень кластогенных эффектов в костном мозге индуцированных «де-нол+амоксициллин+ метронидазол» (с 14±2,5% до 8±1,9% при р<0,001) и «омепразол+де-нол+амоксициллин+ метронидазол» (с 11±2,2% до 7±1,8% при р<0,01). Результаты электрохимического анализа показали способность ветарона, витамина С и димефосфона снижать уровень накопления висмута в органах млекопитающих.
Обнаруживаемые остаточные концентрации металла значительно снижаются при введении де-нола с антиоксидантами.
Таким образом, можно сказать, что ветарон и витамин С снижают уровень ХА индуцированный лекарственными препаратами, антиоксиданты способствуют меньшему накоплению висмута в органах, а так же его выведению из организма. Эти факты могут служить основанием для рекомендации приема витаминов с целью снятия мутагенных эффектов от применения лекарственных веществ.
Кариотипирование детей, инфицированных HP, выявило у них рост среднего уровня ХА в 4,6 раз, анализ спектра ХА показал рост полиплоидных клеток до 17% и слияний сестринских хроматид до 7%. Наблюдаемые события свидетельствуют о мутагенном действии инфекта и продуктов его метаболизма на организм, то есть имеет место биологический мутагенез.
Лекарственные препараты, применяемые в ходе лечения, способствовали росту среднего уровня ХА у детей еще в 1,7 раз. Спектр хромосомных патологий после терапии значительно расширился, появились такие патологии как транслокации, дицентрические слияния, кольцевые хромосомы и др. Следовательно, имеет место комутагенное взаимодействие HP и лекарств.
Ветарон проявил большие антимутагенные свойства, чем димефосфон. Терапия совместно с ветароном способствовала снижению среднего уровня ХА с 4±1,7% до 3,2±1,39% при р<0,05, тогда как димефосфон снизил средний уровень мутирования на 0,4%, при этом у одного ребенка наблюдался рост ХА на 2%, что говорит об избирательном действии препарата и широком полиморфизме генотипов обследуемых детей.
Анализ активности ферментов антиоксидантной системы: церулоплазмина и каталазы, в группе инфицированных HP детей, выявил рост их активности. Определяемая средняя активность церулоплазмина была на 22% больше по сравнению с анализом здоровых детей, показатель каталазы увеличился на 0,15. Этот факт свидетельствует о наличии у больных детей окислительного стресса, что можно объяснить, например, тем, что в биопсийном материале антрального отдела желудка у пациентов с гастритом, сопровождающимся инфекцией Helicobacter pylori, было установлено повышение уровня 8-гидрокси-2'-диокисигуанозин (80HdG) [47]. Также известно, что 80HdG является специфичным маркером и свидетельствует о свободнорадикальной атаке ДНК, он же приводит к возникновению точковой мутации в результате трансверсии G—> Т оснований [46]. Этими событиями можно объяснить биологический мутагенез у детей, инфицированных HP, который был зафиксирован при их кариотипировании.
Эрадикационная терапия приводит к снижению средней активности церулоплазмина (на 27,2 мг/л) и каталазы (на 0,73), что говорит о снижении СРР. Однако у некоторых больных снижение активности ферментов выявлено не было, это связанно с не эффективностью антихеликобактерной терапии, с тем, что окислительный стресс у них не был снижен. Данный факт может помочь при прогнозе заболевания.
Следовательно, в результате исследований выявлен рост* средней активности каталазы и церулоплазмина у инфицированных детей в острую фазу заболевания и снижение ее после лечения.
С целью выявления отдаленных последствий лекарственных веществ и инфекта проводили кариотипирование и исследование состояния антиоксидантной системы через год после лечения, в период ремиссии болезни. Цитогенетический анализ показал рост уровня ХА по сравнению со здоровыми детьми, но его снижение по сравнению с результатами детей в острую фазу болезни и особенно после лечения.
Анализ ферментов антиоксидантной системы у детей, инфицированных HP в стадию ремиссии, показал рост средней активности церулоплазмина и каталазы относительно здоровых детей, но снижение ее по сравнению с уровнем, который был зафиксирован у детей в острую фазу заболевания. Таким образом, у детей в стадию ремиссии наблюдается снижение окислительного стресса, но, тем не менее, он имеет место.
Анализ уровня активности у детей церулоплазмина и каталазы выявил между двумя ферментами антиоксидантной системы корреляционную связь: если у больных детей наблюдался рост активности ЦП, то и каталазная активность тоже возрастала.
140
Библиография Диссертация по биологии, кандидата биологических наук, Чшиева, Фатима Таймуразовна, Владикавказ
1. Засухина Г.Д. Мутагены и канцерогены окружающей среды и здоровье человека: В 2 ч. Ч. 2. М. 1992. С. 192-214.
2. Потребление лекарств в Европе. Хроника ВОЗ. Т. 26. 1972. № 2. С. 77-85.
3. Рапопорт И.А. Токсикогенетика. ВИНИТИ. Итоги науки. Фармакология и токсикология. М. 1966. С. 7-46
4. Дубинин Н.П., Пашин Ю.В. Мутагенез и окружающая среда. М. 1978. 189 с.
5. Chacko М., Nagabhushan М., Sarkar S. et al. Studies on the possible mutaganic action of metronidasole // Indian Jornal Experimental Biology. 1994. Vol. 25. P. 243.
6. Золотарева Г.Н., Акаева Э.А. Лекарственный антимутагенез // Химико-фармацевтический журнал. 1981. № 12. С.9-12.
7. Дурнев А.Д., Худолей В.В. Методы регистрации и процедура тестирования загрязнителей среды на канцерогенность в хронических экспериментах на лабораторных животных // Мутагены и канцерогены окружающей среды и наследственность человека. М. 1994. С. 67-105.
8. Бочков Н.П. Клиническая генетика. М. 2004. 475 с.
9. Дурнев А.Д., Середенин С.Б. Мутагены скрининг и фармакологическая профилактика воздействий. М. 1998. 326 с.
10. Kuroda Y. // Mutat. Res. Environ. Mutagen. Related Subj. 1987. Vol. 182. P. 365370.
11. Kuroda Y.// Basis Life Sci. 1990. Vol. 52. P. 233-256.
12. Sahu K., Das R.K.//Food. Chem. Toxicol. 1994. Vol. 32. P. 911-915.
13. Де Фриз Г. Теория мутаций. Мутации и мутационные периоды в происхождении видов //Теория развития. Спб. 1904. С. 185-212.
14. М.Томилин Н.В. Генетическая стабильность клетки. Л. 1983. 156 с.
15. Хесин Р.Б. Непостоянство генома. М. 1985. 472 с.
16. Шварц С.С. Экологические закономерности эволюции. М. 1980. 278 с.
17. Бочков Н.П., Чеботарев А.Н., Платонова В.И., Дебова Г. А. Снижение спонтанного уровня частот сестринских хроматидных обменов при делении клеток в культуре // Цитология и генетика. 1984. № 1. С. 54-58.
18. Бочков Н.П., Чеботарев А.Н. Наследственность человека и мутагены внешней среды. М. 1989. 270 с.
19. Абилев С.К., Аброзаков М.М. Органоспецифичность ДНК-повреждающего действия диоксидина//Генетика. 1991. №4. С. 2039-2041.
20. Бочков Н.П., Катасова Л.Д. Генетический мониторинг популяций человека при реальных химических и радиационных нагрузках // Вестник РАМН. 1992. №4. С. 114.
21. Журков B.C. Исследование мутагенной активности лекарственных препаратов и пищевых добавок в культуре лимфоцитов человека // Генетика. 1975. №4 С. 146-149.
22. Кобринский Б.А. Принцип формирования интегральной оценки генетической опасности // Мутагены и канцерогены окружающей среды и наследственность человека. М. 1994. С. 415.
23. Середенин С.Б., Дурнев А.Д. Фармакологическая защита генома. М.: ВИНИТИ, 1992. 161 с.
24. Dobias L., Cerna М., Rossner P., Sram R. Genotoxicity and carcinogeneciti of metronidazole //Mutat. Res. 1994. Vol. 317. P. 177- 194.
25. Chacko M., Nagabhushan M., Sarkar S. et al. Studies on the possible mutaganic action of metronidasole//Indian J. Exp. Biol. Vol.25 P. 240-243.
26. Fort F.L. Mutagenecity of quinolone antibacterials // Drug Saf. 1992. Vol. 7. P. 23-29.
27. Manna G.K., Roy U. Genotoxic potential of the antibacterial drug,norbactin tested in mice // Cytologia. 1990. Vol. 55. P. 581-588.
28. Золотарева Г.Н., Мексина Э. Н., Акаева Э. А. Цитогенетическое изучение диоксидина в соматических клетках // Хим.-фарм. Журн. 1978. № 11. С. 1618.
29. Yamada Н., Miyahara Т., Kozuka Н. et al. Potentiating effects of organomercuries on clastogen-induced chromosome aberrations in cultured Chinese hamster cells // Mutat. Res. 1993. Vol. 290. P. 281-291.
30. Kullich W., Hermann J., Klein G. Zytogenetische Untersuchungen an humanen Lymphozyten unter dem Einfluss von Oxicamen // Z. Rheumatol. 1990. Vol. 49. P. 77-81.
31. Rannung U., Holme J.A., Hongslo J.K., Sram R. Internactional Commissions for Protections against Environmental Mutagens and Carcinogens. An evaluation of the genetic toxicity of paracetamol // Mutat. Res. 1995. Vol. 327. P. 179-200.
32. Ильинских H.H., Семенов А.Г., Романова M.B., Ильинских Е.Н. Биологические факторы мутагенеза // Актуальные проблемы биологии. Сборник научных работ. Том 3 № 1. 2004. С 218.
33. Гершензон С.М., Александров Ю.Н., Малюта С.С. Мутагенное действие ДНК и вирусов у дрозофилы. К. 1975. 159 с.
34. Ильинских Н.Н., Бочаров Е.Ф., Ильинских И.Н. Инфекционный мутагенез. Новосибирск. 1984. 168 с.
35. Золотарева Г.Н., Сысоева И.М., Хрусталева Л.Н. и др. // Взаимодействие между преобразованиями окружающей среды и адаптивной демографической и генетической структурой народонаселения. М. 1984. С. 104.
36. Курчанов Н.А. Генетика человека с основами обшей генетики. 2006. 214 С.
37. Иванов В.И., Барышникова Н.В., Билева Д.С. и др. Генетика. 2006. 417. С
38. Гуттман Б., Гриффите Э., Сукузи Д. И др. Генетика: Перевод с английского. 2004.324 С.
39. Дубинин Н.П., Ромашов Д.Д. Генетическое строение вида и его эволюция. 1. Генетико-автоматические процессы и проблема экогенотипов // Биологический журнал. 1932. Т.1 вып. 5-6. С. 52-95.
40. Дымов В. Клетка сама по себе. О работах Р.Г.Бутенко и Ю.Ю.Глеба // Наука и жизнь. 1981. № 9. С. 90-96.43.3аварзин А, А., Харазова А.Д. Основы общей цитологии. JI. 1982. 239 с.
41. Меерсон Ф. Адаптация: поиски механизмов и путей управления ею // Наука и жизнь. 1973. № 9. С. 38-43.
42. Заяц Р.Г., Рачковская И.В. Основы общей и медицинской генетики. 2003. 265 с.
43. Е. К. Хандогина, 3. Н. Рожкова, А. В. Хандогина. Основы медицинской генетики. 2004. 226 с.
44. Ф. Хедрик. Генетика популяций. 2003. 180 с.
45. Дубинин Н. П. Генетика вчера, сегодня и завтра. М. 1981. 220 с.
46. Дубинин Н.П. Генетика. Кишинев. 1985. 534 с.
47. Золотарева Г.Н., Радченко Л.У., Логинова Н.С., Фаддаева И.Н. Влияние физиологического статуса организма па мутагенную активность лекарственных средств и других ксенобиотиков. // Химико-фармацевтический журнал. 1990. №12. С. 4-7.
48. Ильинских Н.Н., Медведев М.А., Бессуднова С.С., Ильинских И.Н. Мутагенез при различных функциональных состояниях организма. Томск. 1990. 228 с.
49. Радышевич Н.С., Левенштам М.А., Захарченко Е.М. повреждения хромосом вызванные вакцинным штаммом вируса кори (Л-16) в культуре клеток амниона человека. Цитология. 1969. № 11. С. 476-485.
50. Ильинских Н.Н. Влияние инфекционных факторов на цитогенетические структуры человека и животных. Цитология. 1976. № 6. С. 731-738.
51. Дубинин Н.П. Некоторые проблемы современной генетики. М. 1994. 223 с.
52. Ильинских Н.Н. Кластогенный эффект агентов инфекционной природы // Актуальные проблемы биологии. Сборник научных работ. Том 3 № 1. Томск. 2004.
53. Гершензон С.М., Малюта С.С. Влияние вирусов на генотип многоклеточных организмов. Цитология и генетика. 1967. № 2. с. 91-95.
54. Прокофьева-Бельговская А.А. Действие вирусов на хромосомы. // Основы цитогенетики человека. М. 1969. С. 199-232
55. Прокофьева-Бельговская А.А. Репродукция хромосом. // Основы цитогенетики человека. М. 1969. С. 104-143
56. Бочков Н.П., Кулешов Н.П., Журков B.C. Анализ спонтанных ХА в культуре лейкоцитов человека. Цитология. 1972. т. 14. № 10. с. 1267-1273.
57. Levan A., Nichols W. Chromosome responses to virus infection. Swedish Cancer Society. 1964 Yearbook. 4. 249.
58. Ауэрбах Ш. Проблемы мутагенеза. M. 1978. 464 с.
59. Бочков Н.П.,Кузнецов Н.Н. Зависимость интенсивности химического мутагенеза в клетках человека от возраста и пола // Генетика. 1971. № 3. С. 23-27.
60. Саблина О.В. Роль нуклеаз в возникновении хромосомных нарушений в клетках зараженных вирусом. Генетика. 1978. 286 с.
61. Казимирко В.К., Мальцев В.И., Бутылин В.Ю., Горобец Н.И. Свободнорадикальное окисление и антиоксидативная терапия. Киев. 2004. 160 с.
62. Толстых П.И. и др. Антиоксиданты и лазерное излучение в терапии ран и трофических язв. М. 2002. 238 с.
63. Лисицина Т.А., Васильева И.М., Дурнев А.Д., Засухина Г.Д., Середенин С.Б. Свободные радикалы и восстановление повреждений ДНК в репарационно-дефективных клетках человека. Доклады Акдемии Наук. 1999. том 365. №2 С.263-266.
64. Абрамова Ж.И., Оксенгендлер Г.И. Человек и противоокислительлные средства. М. 1985. С.104.
65. А. Уайт и др. Основы биохимии: в 3 т. Т. 2, 3. М. 1981. 617, 726 с.
66. Ленинджер А. Основы биохимии: в 3 т. Т.2. М. 1985. 247 с.
67. Бурлакова Е.Б. Биохимия липидов и их роль в обмене веществ. М. 1981. 130 с.
68. Спиричев В.Б., Конь И.Я. Итоги науки и техн. ВИНИТИ. Сер. Физиология человека и животных. 1989. 226 с.
69. Донченко и др. Клиническая витаминология. М. 1991. 340 с.
70. Алекперов У.К. Антимутагенез. М. 1984. С. 10.
71. Медведев Н.Н. Практическая генетика. М. 1968. 237 с.
72. Бочков Н.П. Клиническая генетика. М. 2004. 477.
73. Ford Е.Н. Human chromosomes. London New York: Acad. Press. 1973. 381 p.
74. Hamerton I.L. Human cytogenetics. New York London: Acad Press. 1970. 603 P
75. Камышников B.C. Справочник по клинико-биохимической лабораторной диагностике: В 2 т. 2002. 463 с.
76. Справочник по лабораторным методам исследования. Под ред. Л.А. Даниловой. СПб. 2003. 736 с.
77. Moorched P.S. et al. Chromosome preparations of leucocytes cultured from human pericheral blood. Exp. Cell Res. 1960. p 613-616
78. Захаров А.Ф., Бенюш В.А., Кулешов Н.П., Барановская Л.И. Хромосомы человека. М. 1982. 263 с.
79. Лакин П.Ф. Биометрия. М. 1980. 126-130 С.
80. Makedonov G.P., Chekova V.V., Yakubovskaya Е.Р., Zasukhina С. Modification jf DNA repair by human interferons. Acta Biologica Hungarica 41 (1-3). 1990. p. 187-197.
81. Carson H. L. Relative fitness of genetically open end closed experimental populatoins of Drosophila robusta // Genetics. 1961. V. 46.
82. Руководство по краткосрочным тестам для выявления мутагенных и канцерогенных химических веществ // Всемирная организация здравоохранения Женева. 1989. 212 с.
83. Химический мутагенез // сборник научных трудов. Ленинград. 1974.
84. Светлов П.Г. физиология /механика/развития. Т.1. Процессы морфогенеза на клеточном и организменном уровнях. Л. 1978. 279 с.
85. Гуттман Б., Гриффите Э., Сузуки Д., Куллис Т. Генетика. 2004. 368 С.
86. Алексеев А. Г. Сравнение структуры сперматозоида и жгутиковых // Архив Русского протистологического общества. Т.2. 1923. С 289-297. 1984.
87. Б и л Д ж., Но у л з Д ж. Внеядерная наследственность. М. 1981. 168 с.
88. Бостон К., С а м н е Э. Хромосома эукариотической клетки. М. 1981.
89. Газарян К.Г., Тарантул В.З. Геном эукариот. М. 1983. 269 с.
90. Светлов П.Г. Физиология /механика/ развития. Т.2. Внутренние и внешние факторы развития. Л. 1978. 262 с.
91. Светлов П.Г. Влияние кратковременного нагревания самки Drosophila melanogaster мутации forked на экспрессивность признаков этой мутации в ряду последовательных поколений // ДАН СССР. Т. 168. 1966. № 1. С. 191194.
92. Светлов П. Г., Корсакова Г.Ф. О значении состава корма на проявление признаков мутации forked у Drosophila melanogaster в потомстве // Бюллетень экспериментальной биологии и медицины 1962 № 9. С. 100-103.
93. Методические указания к практическим занятиямюю. Томск. 1987.
94. Чернин В. В., Червинец В.М., Бондаренко., Базлов С.Н. Язвенная болезнь,хронический гастрит и эзофагит в аспекте дисбактериоза эзофагогастродуоденальной зоны. Тверь. 2004. 180 с.
95. Григорьев П.Я., Яковенко Э.П. Профилактика и лечение болезней органов пищеварения. М. 2000. 207 с.
96. Васильев Ю.В. Болезни органов пищеварения. Блокаторы Н2-гистаминовых рецепторов. М. 2002. 120 с.
97. Булгаков С.А. Совершенствование блокаторов желудочной секреции от циметидина к омепразолу., Клиническая фармакология и терапия. 1996. №5. 88-92 с.
98. Резникова Ж.И. Основы этологии и генетики поведенияю. 2002. 207 с.
99. Чопикашвили JI.B., Бобылева JI.A., Золотарева Г.Н. Генотоксические эффекты тяжелых металлов и их солей в эксперименте на дрозофиле и млекопитающих // Цитология и генетика. 1989. №3. С 35 38.
100. Григорьев П.Я. Медикаментозное лечение заболеваний органов пищеварения. М. 1999. 270 с.
101. Дубинин Н.П. Новое в современной генетике. М. 1986. 221 с.
102. Справочник Видаль. Лекарственные препараты в России. М. 2004. 1472 с.
103. Бочков Н.П. Метод учета хромосомных повреждений как биологический индикатор влияния факторов внешней среды на человека. М. 1974. 34с.
104. Захаров А.Ф., Бенюш В.А., Кулешов Н.П., Барановская Л.И. Хромосомы человека. Атлас. М. 1982. 263 с.
105. Шевченко В.А., Топорнина Н.А., Стволинская Н.С. Генетика человека. М. 2004. 239с.
106. Генетика под редакцией Жученко А.А. М. 2003. 480 с.
107. Дубинин Н.П. Потенциальные изменения в ДНК и мутации. М. 1978. 246 с.
108. Жимулев И.Ф. Общая и молекулярная генетика. 2002. 218с.
109. Гуттман Б., Гриффите Э., Сузуки Д., Куллис Т. Генетика. 2004. 436 с.
110. Иванов В.И., Барышникова Н.В., Билева Д.С. и др. Генетика. 2006. 356 с.
111. Дурнев А.Д., Середенин С.Б. Антиоксиданты как средства защиты генетического аппарата. Химико-фармацевтический журнал. 1990. № 2. С. 92-100
112. Перминова И.Н. и др. Индивидуальная чувствительность к генотоксическому действию никеля и антимутагенной активности аскорбиновой кислоты. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2001. Том 131. № 4.
113. Кухтина А.Е. и др. Особенности антиокислительного действия токоферолов как- природных антиоксидантов. Доклады Академии наук СССР. 1983. Том 273. № 3. 142 с.
114. Лопатин Б.А. Теоретические основы электрохимических методов анализа. М. 1975. 295 с.
115. Брайнина Х.З., Нейман Е.Я., Слепушкин В.В. Инверсионные электроаналитические методы. М. 1988. 240 с.
116. Крюкова Т.А., Синякова С.И., Арефьева Т.В. Полярографический анализ. М. 1959.773 с.
117. Свинцова JI. Д., Чернышова Н. Н. Расширение возможностей применения метода инверсионной вольтамперометрии в анализе объектов окружающей среды с электрохимической пробоподготовкой // Заводская лаборатория. 2001. № 11. С. 11-16
118. Нейман Е.Я., Драчева Л.В. Адсорбционная инверсионная вольтамперометрия // Журнал аналитической химии. 1990. Т.45. Вып. 2. С. 222-237.
119. Прохорова Г.В., Иванов В.М., Бондарь Д.А. Адсорбционная инверсионная вольтамперометрия природных и биологических объектов // Вестник Московского университета. 1998. Сер. 2. Химия. Т. 39. № 4. С. 219-223.
120. Бонд A.M. Полярографические методы в аналитической химии. М. 1983. 382 с.
121. Девис М., Остин Дж., Патридж Д., Витамин С. Химия и биохимия. М. 1999. 176 с.
122. Carson Н. L. Chromosome tracers of the origin of species // Scince. 168. 1970. P. 1414-1418.
123. Dulbeco R. La nature du cancer // Recherche, 1982. Vol. 139. P. 1426-1436.
124. Ford E. B. Ecological Genetics, Methuen. London. 1964.
125. E. К. Хандогина, 3. H. Рожкова, А. В. Хандогина "Основы медицинской генетики. 2004
126. В. П. Щипков, Г. Н. Кривошеина. Практикум по медицинской генетике. 2003. 234с.
127. Фролов А.К., Арцимович Н.Г., Сохин А.А. Иммуноцитогенетика. М. 1993. 340 с.
128. Бондаренко В.М., Воробьев А.А., Дисбиозы и препараты с пробиотической функцией // Журн. Микробиол. 2004. №1. 153 с.
129. Бандурина Т.Ю. Язвенный диатез. Санкт-Петербург. 2004. 202 с.
130. Aruoma O.I., Halliwel В. DNA-damage and free radicals // Chem. Brit. 1991. Vol.27. P. 149-152.
131. Baik S.C., Youn H.S., Chung M.H. et al. Increased oxidative DNA damage in Helicobacter pylori-infected human gastric mucosa // Cancer Res. 1996. Vol 56. P. 1279-1282.
132. Бочков Н.П., Шрамм Р.Я., Кулешов Н.П. и др. Генетика. 1975. № 10. С.157-168.
133. Середенин С.Б., Дурнев А.Д. Изучение мутагенности фенозепама и синдрокарба. Химико-фармацевтический журнал. М. 1985 с. 395-399.
134. Методические рекомендации по проверке мутагенных свойств у новых лекарственных препаратов. М. 1981.
- Чшиева, Фатима Таймуразовна
- кандидата биологических наук
- Владикавказ, 2006
- ВАК 03.00.32
- Разработка новых тест-систем Drosophila melanogaster для оценки отрицательных последствий загрязнения окружающей среды
- Динамика генотипической изменчивости экспериментальных популяций Drosophila melanogaster в условиях хронического облучения
- hobo-элемент как фактор нестабильности генома Drosophila melanogaster в клетках генеративных и соматических тканей
- Влияние хронического облучения в малых дозах на динамику изменчивости экспериментальных популяций Drosophila melanogaster, отличающихся по содержанию мобильных P-элементов
- Генетический полиморфизм мультилокусных маркеров и генных последовательностей ДНК в природных популяциях Drosophila melanogaster Северной Евразии