Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Влияние фторида натрия на процессы свободнорадикального окисления и антиоксидантной системы организма животных и человека

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Влияние фторида натрия на процессы свободнорадикального окисления и антиоксидантной системы организма животных и человека"

МИНИСТЕРСТВО ВЫСШЕГО И СРЕДНЕГО СПЕЦИАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ 9КРАИНН СИМФЕРОПОЛЬСКИЙ ГОСЧДЙРСТВЕННКИ УНИВЕРСИТЕТ ик. И.Б.ФРЫНЗЕ

На правах рукописи

/ НЕБРИЮШЙ Олег Игоревич

УД.К О/Г+ГМ. //' б'!'./У-ВЛИЯНИЕ ФТОРИДА НАТРИЯ НА ПРОЦЕСС« СВОБОДНОРАДИШШГО

ОКИСЛЕНИЯ И АНТИОКСКДАНТНОИ СИСТЕМЕ ОРГАНИЗМА ЖИВОТНЫХ

И ЧЕЛОВЕКА'

03.00.13 - Фиэиолагия человека и «ивотннх 03.00.04 - Биохимиа.

Автореферат диссертации на соискание дчекой степени кандидата биологических навк

Синферополь - 1932

Работа выполнена в ЩШ Полтавского государственного медицинского стоматологического интститута

Научные руководители - доктор медицинских наук.

-профессор Бачинский П.П. - доктор медицинских яацк.

Официальные оппоненты - доктор биологических наук,

профессор Русяев 8.Ф. — кандидат биологических наук, доцент Залевскаа Й.Н.

на заседании специализированного совета К.068.43.01 по присуждение дченой степени кандидата биологических наук при Симферопольском государственном университете им. М.В.Фрунзе по адресу: 333036, г. Симферополь. да. Злтинсчая, 4. университет, биологический Факультет.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Симферопольского университета. , -

профессор Мищенко В.П.

Везучее учреждение - институт нормальной физиологии

им. П.К Анохина (г.Москва)

Защита состоится

1932 г. в_____часов

года

Зченый секретарь специализированного совета, профессор

I ВВЕДЕНИЕ

fi.jf тнально-сть. проблемн. В числе задач соЕремен-щиршападвознания необходимой является изучение воздействия экологи-еНих факторов на биологические основы жизнедеятельности человека. В астоявее время деятельность и повседневная «изнь большого кинтенгента идей связаны с постоянна* контактом с разнообразными по природе не&-агоприятными факторами окрдвавдей среды, которые при кратковременном ;ли сравнительно продолжительном действии вызывает физиологически зна-1имне изменения или патологические нарушения санкций организма. Поэто-tg перед физиологией и медициной стоит комплекс задач по дальнейиеку 1глубленному изучении актуальных вопросов и проблем реактивности, ¡даптации и резистентности ооганизиа в чрезвычайных условиям его виз-[едея:ельности. Очевидно, экспериментальный аспект ревениа этих вопро-:ов тесно связывается с задачами профилактики и терапии функциональных [аруиений, ведущих к разного вида хроническим болезням. В период науч-ю-технической революции существенным явлением во вневней среде стало (зиенение факторов химического окружения человека. К этим Факторам ст-'осится'поступление избытка фторидов в организм из воздуха, воды, пи-|и. Как известно, фториды при дозах, в той или иной степени превыяаю-[их предельно допустимые концентрации (ПДК\ вызывает наруиения >ункций организма на различных его уровнях. При поступлении в организм ¡ольвих доз фторидов развивается фтористая интоксикация, хроническое [вступление меньвих доз вызывает флвороз, то есть гипермикрозлементоз. Химизация народного хозяйства увеличивает контакты населения с фтори-1ами,способствуя производственному флворозу н лиц. занятых в производстве алюминия, фосфорных удобрений, эмали, разделением изотопов |рана, вызывая битовые отравления. Возможно развитие флвороза у лиц, Еивуцих вблизи таких производств (флвороз по соседству).Известны слу-1аи фтористой интоксикации у медицинского персонала (акестезиолсги), !меввего отновение к ингаляционному наркозу фторсодервавими углеводо-юдами, способными в организме дефторироваться. К числу биогесхимичес-шх провинций с избытком фторида в среде относятся некоторые районы )редней Азии, 5)рала, Украины, в частности Полтавская область, и дру-•ие. где зарегистрированы случаи эндемического фмороза.

Количественный выброс.в биосферу загрязнителей в последние десяти-[етия имеет устойчивув тенденции к увеличении, но даже на зтом Фоне >тор и его соединения значительно опережавт другие акологичесхи опас-ше вевества. Остановлено, что нз 6 млн. 400 тис. т (тора, ежегодно [ерерабатнваемого промывленностьк. 400 тыс. т остается в промышленных ¡зделиях, а 6 млн.. т сразу же выбраскваегся к гагрязнт сгруяацуш :реду обитания человека /Грехова Т.Д. н соавт., 1969/. Фтср наиболее

активен из всех известных химических элементов, что послуило основой все возраставшего его применения в большой количестве современных технологий, включая ракетниц технику и электронику. Поэтому производство iropa и его соединений постоянно расвиряется, увеличивая количество лвдей, подвергавшихся опасности воздействия фторидов. В то же время гстречавтся только отдельные исследования состояния функций в организме-, икевщих не только патогенетическое, но и зацитно-приспособитель-нсе. восстановительно-компенсаторное значение при избыточном поступлении легко растворимых Фторидов, что не позволяет обосновать достаточно эффективные кетадг профилактики и лечения заболеваний, возникавших или ос.'ожнлвщихся в результате воздействия фторидов.

Клинические наблюдения, рентгенологические, гистологические и отдельные фкзиолого-биохикические исследования, представленные в литературе о нарушениях в костной ткани, в тканях печени, почек, поджелудочной гелезы, сетчатке глаз, половых шелезах-при избыточном поступлении стора в организм Ящкомскнй И.Г., 1940; Габович Р.Д., Овруцкий Г.Д.. !9S9; йвцын Й.П.. Еаворонков fl.fi., 1381; Токарь В.И., 1983: Окунев E.H., Яаврувенко Л.Ф., Сиоляр В.И., 1ВВ7/ позволили нам предположить, что первичные реакции и последувцие нарушения функций ранее всего проявляются на каких-то наиболее обвдх элементарных структурах организма, которыми могут быть клеточные мембраны. Ери этом возможны нарувения трансмембранного переноса и . функционирования мембранных рецепторов. Бозкокнык объектом повреЕдавцего действия Фтора в клеточных мембранах могли быть ненасыщенные жирные кислоты мембранных фосфолшшдов, подвергающиеся перекисному окислений, так как в отдельных работах сообца-.г.ось об изменении перекисного окисления липидов при фтористой интоксикации /йнтонян O.A. и соавт., 1961; Curnutte 3. et al., 1979/.

Перекисному окислении липидов, как важному процессу в реакциях организма в норме и особенно при нарувении Функций при многих заболеваниях в последние два десятилетня уделено значительное вникание. Однако в литературе не навли отра1ения одновременные исследования перекисного окисления липидов и функционально-сопряженного механизма антиоксидант-нэй системы в их единстве при избыточном поступлении в организм легко растворимых фторидов, особенно в сочетании с гиперхолестеринемией или на фоне антиоксидантной недостаточности, хотя сочетание указанных сак-торов риска реально для больного количества людей. Практически нет сведений о состоянии и динамике Физиолого-биохикических зажитных систем при действие комплекса биоантиоксидантов при п^ыеенном поступлении фторидов.

Цель настоящей работы заклвчалась в комплексном исследовании изйекений совокупности наиболее существенных показателей перекисногс окисления липидов и физиологической антиоксидантной системы в крови I

- з- -

8 различных тканях при сочетании воздействия фторида натрия с избыточным поступлением холестерина или антиоксидантной недостаточностью. а также в изучении действия комплекса витаминов-антисксидантсз- пси избыточном поступлении в организм фторида натрия.

В соответствии с целья работа были доставлзкы следув;иэ задачи исследования:

1. Исследовать в эксперимента действие различных из фторида натрия при продолшгвльносгн опита от 10 до 100 дней на состояний показателей перакисного окисления липидав й функций антиоксидантной системы крови и различных органов (печени, почек, мозга, сердца); '

2. Изучить изменение исследуемых показателей з хроническом эксперименте паи поступлении возрастаниях дез фторида натрия в сочетании с избыточны» поступлением холестерина или антиоксидантной недостаточное тыг;

3. Установить возможность коррекции нарувений перекисногз окисления липидов и Физиологической антиоксидантной системы в условиях избыточного поступления в организм фторида натрия с комплексом актиокси-дантов.

Научная новизна и практическое значение работы заключается в следумем: впервые установлено, что при воздействии фторида натрия происходит увеличение активности глвтатиснпероксидазы, суперокскддисмутазы крови, снивзнич интенсивности хеишншесцзнцяи сньоротки крови пои малых сроках и дезах интоксикации, уненьзгениз интенсивности сигнала ЭПР меди в церулеп-лазмияе, развитие in vivo дыхательного всплеска ягйтряфилсв. Зпеззыз доказано, что.при сочетании антиоксидантной недостаточности с повыззн-ныхи дозами фтарида натрия уавньаается активность цзрулоплазяина. пз-роксадаза геасглобинз, сняяазтся перекясная резистентность зритроаитзз н .аятязясдегся глитагяонпезоксидаза крови, в тканях печени!; почгя, сездца я мозга активируется цитохромоксидаза. после трехчасовой инку-5ации увеличивалась концентрация аалсаоесга диальдвгила в ткани пзчени и уменьшалась активность глвтатиоиперсксидазы.

Впервые получена результата, свидетельствующие об улучшении зг-дельяях показателей переписного окисления липидов при действии в течение 100 дней комплекса биеангкоксидаятов (токоферола. аскорбиновой кис гати, нверцетика) в услоеиях избыточного поступления фторида натруя в организм.

На основании полученных результатов указанный комплекс аозко рэкс-мечлзэать как дополнительный к сдестЕуншш протекторным средстван г.г-рорального приема с цельв уменьшения негативного влияние фторида на организм.

Знедренае в практику. Теоретические пологанка и

результата данной работы испсльзуятся при чтении соответствии«« разделов лекционных курсов на кафедрах физиологии, биохимии и фармакологии Полтавского медицинского стоматологического института, на кафедре общей химии и биохимии Днепропетровского мединститута, на кафедре химии Полтавского государственного педагогического института им. В.Г.Короленко. По материалам работы имеется рационализаторское предлояение.

Работа является самостоятельным фрагментом комплексной научно-исследовательской тематики Полтавского медицинского стоматологического института: "Изучить влияние фторидов на взаимосвязь активности ферментов с интенсивность!! всасывания электролитов, моносахаров и аминокислот, а такяе на содеряание ыакроэргов в тканях. Разработать способы коррекции выявленных наруиений" Свифр темы 05.0001.Biß) и "Разработать препараты антиоксидантного действия на основе изучения перекисннх механизмов атерогенеза и старения с целью применения их как средств для профилактической терапии атервсклероза и старения" (нифр темы 34.0012. 81а).

На з а | и г у выносится следушше положения:

1. Введение фторида натрия в дозе 10-25-100 мг/кг в течение 1С-100 дней вызывает усиление перекисного окисления в крови при участии дыхательного всплеска нейтрофилов и ослабляет функции антиоксидантной системы.

2. Введение экзогенного холестерина в сочетании с избыточным поступлением фтора приводит к увеличении концентрации MÜS и активации глататионпероксидазн в нрови, ингибировамз глвтатионпероксидазы а печени, что свидетельствует об активации ПОЛ в крови.

3. Н-: фоне безантиоксидантнсй диеты избыточное введение фторида натрия способствует познгенив концентрации иалонового диальдегида, ин-гибирсванил активности гдгзтатионпероксидазы в ткани печени, снияанив антиоксидантной. активности церулошазмина, аскорбиновой кислоты, токоферола.

4. Введение комплекса биоактисксидаятов приводит к улучшение показателей парекисяого окисления в крови.

5. Теоретический анализ подученных данных по теме построен на основе оценки единства количественной и качественной стороны взаимосвязи и сопряженности процессов свобсднорадикальйого окисления и антиоксидантной система и обусловленной этим степени функциональных наруяений so взаимодействии с состоянием заяитно-приспособительных и восстановительно-компенсаторных процессов на исследусмых уровнях функциональных изменения в организме хивотннх.

Апробация работы. Материалы диссертации долог shs на итоговых ::аучнах конференциях Полтавского медицинского стсматологи-ч.гкого института (1977-1SS5); Втором Всесоюзном симпозиуме "Физиоло-

ческие и клинические проблемы адаптации человека и животного к ги-ксии, гипотермии, гиподинамии и не специфические средства восстанов-ния" (йосква, 1978 год); Всесоюзной симпозиуме "Витаиинч антиокси-нтного действия" (Полтава, 1379 год); научной конференции Украинско-республиканского общества патофизиологов "Нервные и гуморальные канизмы возникновения основных заболеваний сердечно-сосудистой сис-иы" (Полтава. 1979 год); IÜ и Ü Всесоизных биохимических съездах непропетровск, 1982; Ивано-Франковск, 1987); научно-практической яференции "Охрана окружающей среды и здоровья" (Полтава. 1986); III эсовзной конференции "Биоантиоксидант" (йосква. 1989). По теке дис-ртации опубликовано 21 печатная работа.

йпробация дисертации проведена на межкафедральной научной конфе-кции сотрудников кафедр биохимии, фармакологии, нормальной физиоло-и, патологической физиологии, общей гигиены, биологии, гистологии итавского медицинского стоматологического института. Структура и объем работ н. Диссертация состоит введения, обзора литературы, описания использованных материалов и годов, глав, излагашцих результаты собственных исследований, их общения, выводов, списка цитируемой литературы, включающего 143 оте-лвенннх и 58 зарубежных источников. Работа изложена на 162 страни-í маиинописного текста, содержит 53 таблицы и 2 рисунка.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Для режвния поставленных в работе задач были проведены зкспери-пы на белых крысах и морских свинках. При зтп» учитывалось, что те крысы всеядны, устойчивы ко многим воздействиям среды, а морс! свинки, подобно человеку, не синтезируит аскорбиновой кислоты.

Вивотнам вводили фторид натрия с пи^ей, в виде 1.5Z или 3.0Z раст->а, в дозах 10 или 100 мг/кг массы тела в сутки в течение 10 дней, мг/кг кассы тела в сутки в течение 100 дней, 40 мг/кг массы тела в гки в течение 50 или 100 дней, 350 мг/особь. Крысы и морские свинки щчали фторид натрия с лицей. Бее группы экспериментальных животных ¡ержалисъ на полноценном рационе за исключением двух групп морских шок, которым давали дополнительно с пижей холестерин в дозе 0.2 г/ в сутки и двух групп морских свинок, получавших полунатуральный бе-пиоксидантный рацион по О.Н.Воскресенскому и Ь.В.Битту/1971/. Прианальное отличие этой диеты от других рационов усматривается в искании из него эссенциальных биоантиоксидантсэ - витаминов Е. С, К -¡ведении дрожжей, содержащих витавинн группы В. Кроме того, в этой :те резко понижено содержание ненасыщенных жирных кислот, так как юсовое масло содержит в основном насиженные лкпидн.

- в -

¿ля коррекции действия экзогенного фторида использовали комплекс . ..„-йптиоксидантов включающий: л -токоферола ацетат - 50 кг/кг, аскорби-¡::еуб кислоту - i00 иг/кт, кверце.тин - 25 кг/кг.

Ьсегс в экспериментах было использовано 20 белых крыс (самцов) -t-сссй 160-240 г, 150 морских свинок (самцов) - массой 250 -350 г. т.окЕ этого, были проведены опыты на кроликах.

Перед забоек животных лииали пици в течение 24 часов. Затеи под :'ы;:еналовнм наркозок умерщвляли, отбирая у- крыс и морских свинок ¡::,£ь кз сердца. Далее извлекали сердце, печень, нозг, почки и мочу ^исследований.

. Состояние перекисного окисления (ПО) оценивали по исходному содер-EdKKs. и накоплении в процессе инкубации малонового диальдегида (МДА) , ¿ладиккроЕ Е.Й., йрчаков й.И., 1872/ в тканях печени, почек, мозга и е крови; по концентрации диеновых конъюгатов ацилгидроперекисей атеро-г;-:-:нкх лкпопротеидов ( ЛПНП и ЛП0НП ) сыворотки крови /Воскресенский С.л., i582 /; по спонтанному гемолизу эритроцитов /Jäger F.С., 1958/: г.:, интенсивности спектров электронного парамагнитного резонанса (ЗПР) пзченк и почек /йжкпа Я.Й., 1Э73/ и хемилвминесценции снворотки и кро-ьк /Едравлев й.И.,1975/; по цитохимическому определении мизлоперокси-дазк /Лайда 3.. 1962/ и тесту.с нитросинин тетразолием (НСТ-тест) нгйтрофилов /Нагоев Б.С., 13B3/: по активности ксантиноксидазы сыворотки крови /Westerfeld П., 1350/. Состояние антиоксидантной системы (йОС) оценивали по активности супероксиддисмутазы (СОД) крови /Брусов С.С. с соавт., 1976/, церулоплазмина сыворотки /Shioizu М., 1961/, ка-.тйлазы /Бах fi.H., Зубкова С.Н., 1963/ и пероксидазы /Uolker Я, et al.. l'ü73/4 крови, глвтатионпероксидазы крови и печени /Hills С., 1959/ и глЕтатионтрансферазы печени /Kraus P.. Gross В., 1979/; по концентрации креатина /Браун ft.Д., 1954/ и пентоз /Кочетов Г.А., 1980/ в моче, ¿восстановленной и окисленной форм глвтатиона / Ellaan L.. .1959/, аскорбиновой и дегидроаскорбиновой кислот в печени, почках, мозге и сердце /Шпаков ft.E., 1976/. Кроме того, в отдельных сериях исследований определяли активность цитохромоксидазы в тканях печени, почек, Сердца, мозга /Straus К., 1954/, концентрации фторид-йона в моче, сы-геротке крови, химусе, тканях печени и почек /Голованова fl.fi., 1977/, кальция и магния в сыворотке крови и в моче, общих липидов. холестерина в сыворотке крови, глвкозн в крови (при помощи наборов "БиоТест", -•ССР), циклического аденозинмонофосфата (ц-АНФ) и циклического гуано-зинионофосфата Сц-ГМФ) в тканях печени, почек, мозга и сердца (ради-сйккднными методами). Скорость всасывания фтора и глюкозы слизистой тонкого кииечника определялась по Бачинскому П.П.. с соавт. /1977/. Состояние гемокоагуляции оценивали по времени рекальцификации плазмы, -роябнновому времени, активированому парциальному тромбиновому време-

ни, протроабиновону времени, фибринолизу, тестам лэзакоагулааии, по содержания фибриногена и продуктов его деградации /Балуда 3 .П. с сз-авт., 1980/. - .

Спектра ЭПР тканей ■бала исследованы в ВНИИ гигиены и токсикологт-пестицидов полимерных и пластических масс НЗ СССР £ г.Киев) ка ЗПР-спектрокетре Е—103 (СИ) созместно с к.н.н. Овсянниковой Л.Н. Интенсивность спонтанной хемилямииесцеяции сыворотки крови была исслед.)-вана в КИЙ радиологии (г.Киев) совместно с проф. Баоабоем В.А.

Полученные данные подвергали статистической обработке по общепри нятомц критерия Стьвдента, достовеоныаи признавали результаты при р < 0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ ЗКСПЕРЙМЕНТЙЛЬННХ .ИССЛЕДОВАНИЙ'

1. Изменения состояния свободнорадикального окисления, функций антиоксидантной система и других защитно-прнспосбительнах структур при действии повыиенных дез Фторида натрия

' и морских свинон с хроническим поступлением повызенннх доз фторида натрия концентрация фтора в тканях печени, почек, в сыворотке крепя и моче возросла в 5, 4, 2, 17 раз соответственно. При этом скорость всасывания фторид-иона слизистой тонкого кишечника не отличалась от значений норма. В опытах ка крысах, лолучаваих в течение 100 дней фторид натрия в дозе 40 мг/кг массы тела в сутки, максимальное содержание ?тора обнаружилось в твердых тканях зубов. Я морских свинок, подверг-аихся введении поэнзеяных доз фтора, яаблвдалась гипергликемия, усиление гяикогенолиза, скорости всасывания гликозы слизистой тонкого ки-аечника, Зишидемия, сопровомдаащаяся гиперхолестеринемией и повышением а крови уровня атерогеяннх липопротзидов, гипокальциемия, кальцийурия, креатияинурия. снижение экскреции магния с мочой, повышение концентраций ц-ЯМФ в тканях печени, сердца, мозга я ц-ГНФ в тканях печени. Активность цятохромсксидазы понизилась в ткани- печени и мозга, но не изменилась в миокарде и ткани почек. При острой интоксикации морских свинок (350 мг фторида натрия на особь) и в опытах 1п у11го при концентрации фторида з реакционной среде 100 мН выявилось снижение активности цитохромоксидазы в тканях печени, почек, мозга я сердца. Аналогичные изменения отмечались нами и в хронических опытах на крысах и кроликах с воспроизведением фтористой интоксикации массивными дозами фторида натрия 40 мг/кг в сутки в течение 50 или 100 дней, а такге у морских свинок и крыс при дозе 100 мг/кг в сутки в течение 10 дней.

В печени и почках крыс, получавяих фторид'натрия в дозе 10 мг/кг в сутки в течение 10 дней, снизилась интенсивность сигнала ЗПР от «о-либденсодернааих белков, меди цердлоплазмина, железа иитахроиа Р-4Р0 и

не изменилась от свободных радикалов. Содержание ИДА в тканях печени, почек и мозга я морских свииок, хронически получавших фторид натрия, сохранило значение нормы, но после 3-часовой инкубации в прооксидант-ном буферном растворе концентрация МДА возросла в ткани печекн. При этом активность глзтатионпероксидазы существенно снизилась, но дмень-иилась также и конаеятрация восстановленного глвтатиона за счет роста доли его окисленной фракции. S морских свинок, получавиих в течение 10 дней фторид натрия в дозах 10 и 100 мг/кг в сутки наблюдалось повышение активности глвтатионтрансферазы в печени. 9 морских свинок, хронически псдучавяих фторид натрия в дозе 25 аг/кг в сутки в течение ЮС дней, содержание аскорбиновой и дегидроаскорбиновой кислот в тканя? печени, почек, мозга не изменилась, но в ткани сердца возросло содержание аскорбиновой кислоты, что может отражать стрессовую компоненту действия фтора. .

3 моче морских свинок, подвёргвихся хроническому воздействии фторида натрия, в 6 раз возросла концентрация креатина, увеличилась экскреция пеятоз и мочевой кислоты. Б крови фторированных морских cbhhoí возросла активность глвтагжшероксидазы, снизилась концентрация восстановленной формы глитатиона. В опытах In vitro при инкубации в течение 30 мин при 37°С крови со 100 мН фторида натрия активность глатати-окпероксидазн не изменилась, щ> возросло содержание восстановленной глвтатиона. Активность СОД в опытах in vitro не изменилась, а при хроническом введении морским свинкам фтора возросла на 60%. Активност) церулоплазмина сыворотки крови морских свинвк снизилась на 252, a i опытах in vitro при концентрации фторида натрия 30 и 100 мМ - на ЗОХ ; 65%. Активность KaTa¿a3H крови в хроническом опыте на морских свинка понизилась вдвое, но пероксидазная активность крови не изменилась, опытах in vitro активности каталазы и пероксидазы крови в прясутстви 100 mí HaF значительно угнетались, В хронических опытах на крысах кроликах с больвими дозами фторида натрия наблгдалась аналогичная кар тика угнетения антиоксидантной зазаты, а в ряде случаев даже ысугубля лись неумения в крови: снижались активности пероксидазы, СОД, умень жались концентрации аскорбиновой кислоты и зрготионеина, возрастала сыворотке крови активность внутриклеточного фермента глитатиоаредукта зы.

Спонтанный перекисный гемолиз эритроцитов повысился на Ш морских свинок, хронически получаваих Фтор, В остром опыте при введе нии 350 мг Наг и в опытах in vitro при концентрации фторида натрия 3 и 100 мМ гемолиз увеличивался в 2-4 раза. Эровень диеновых коньвгаго (ацилгидроперекнсей) Д1ШЛ и ЛВОНП сыворотки крови фторированных морс ках свинок увеличился в 2 раза. В крови морских свинок, хронически пс лучаыих фторид натрия, возросла Halt исходная концентрация МДА, так

- S -

его концентрация после 3-часовой инкубации крови с прооксидантным буферным раствором. Но в опытах In vitro с кровьв при концентрации 'NaF 100 мМ после инкубации прирост уровня МДЙ понизился. Активности ксан-тиноксидазы сыворотки крови и ыиелопероксидазы нейтрофилов не изменились у морских свкнок, получавших фторид натрия в дозах 10 и 100 ыг/кг в сутки в течение 10 дней. Но средний цитохимический коэффициент ССЦКJ НСТ-теста, отражающий дыхательный всллдеск нейтрофилов, возрос в 1,3 и 1,75 раз соответственно. В остром опыте при введении 350 мг NaF на особь СЦК НСТ-теста вырос в 3 раза. Б опытах in vitro' максимум дыхательного всплеска и интенсивности хемилвминесценции отмечался при соотношении молярных концентраций кальция и фтора 2 : 1. В отсутствии нейтрофилов интенсивность сг.знтанной хеиилюминесценции сыворотки крови крыс, получавших в течение 10 дней 10 мг KaF/кг в сутки, снизилась в 2 раза по сравнению с величинами ннтактннх хивотных.

У морских свинок, получаввих в течение 10 дней фторид натрия в дозе 10 мг/кг в сутки, отмечалось укорочение времени рекальцификации плазмы,■тромбинового времени, активированного парциального троибиново-го времени, протромбинового времени, торможение фибринолиза, появление положительных тестов паракоагуляции (протаиинсдльфатный тест), увеличение содеркания фибриногена и продуктов его деградации.

SJ лиц. контактируищих со фторидаки на производстве, выявлено достоверное увеличение содержания ЛП0НП и ППЫ1, холестерина в сыворотке крови, снижение перекисной резистентности эритроцитов, повыаение в 2 раза минутной экскреции пентоз с аочой, причем эта пентозурня возрастала с увеличением стажа работы со фтористыми соединениями. По сравнении с норгсй не отмечалось существенных- изменений ь крови активности каталазы и пероксидазы, концентрации аскорбиновой кясяотн.

Можно предположить, что защитно-приспособительными реакциями против токсического действия фтора в организме является: малая скорость всасывания слизистой тонкого кивечника, увеличение его экскреции с мочой, небольвое поступление в мягкие ткани, депонирование в твердых тканях. Обобщая литературные и собственные данные, можно выделить первичные метаболические (рис.1)и вторичные функциональные изменения вызванные фторид-ионом. К пусковым изменениям можно отнести: во-первых, образование прочного комплекса по лигандному месту субстрата $то-рид-иона с ионом металлов - двухвалентной меди 2 типа /Лихтенжтейн Г.И., 1988/ Сингибирование церулоплазмина) или ионом трехвалентного железа (ингибирзвание цитохромоксидазы, цитохрока Р-.450, каталазн, пероксидазы): во-вторых, фторзависикая стимуляция постдплеакя кальция в клетки /Григоренко В.К.. Цебржинский О.И., Герелжк М.П.. 1988/; в-третьих, фторид-ион связывает внутриклеточный магний, блокируй яти« синтез белка (в том числе СОД, церулоплаэмин, на что указжвает кзиеке-

СЫВОРСЛКА KP06U

CaF,l

КЛЕТКА

Cef*

Со F, i' _

«~Câ,*('t'l»MatM>l"-CPÍPWÍHTDI

_______^^^^hsc^tjvmmis

1

М-К'-'/Тф-ф i

' fuipoepocQsamaja - M¡j ' F J

м» мм — —— - — — —J

|ццто*рвле»<еш50У' - Ft^-fj I ÇMtrroxotitPWfl____!

¡Tyjwóípojj P-*5o-re+,-F , ■» £ MUK.POCOMA3 I

V Vw - "(

camOiOja - fe !

neptwcuyiy» - fe '-f " '

F-N-enp»- ГТФI

[пероксмсомаЗ ц ДМФ —- <Т>£РМЕНШ Г'

/шруЬеилюкхгуа

J

Fu

®:ТПРЕДГОЛЖ№НЫЕ ПЕРВИЧНЫЕ ЫЕХАШЗШ ВЛИЯНИЯ ФГОРИД-ИОНА НА МЕТАБОЛИЗМ

0

1

- и -

кие интенсивности спектров ЗПР печени), ингибируя ряд ферментов, активируя аденилатциклазу, что проявляется в повышении уровня ц-ЙЙО, сти-мулирувщем гликогэнолиз, способствунэдй гипергликемии. В результате этих изменений, и преяде всего вторичных мессендзеров - ц-ЯКФ и кальция, искаяается гормональный статус - гиперсекреция кальцитонина приводит к гипокальциеаии /йвцын й.П., 1аворонков Й.А., 1531/ и кальцийу-рии, блокада ферментов гликолиза переводит распад глвкозы на пентозофосфатный путь /Singh И.. Kanuar К.. 1381/. Последнее обстоятельство существенно для регенерации восстановленного глвтатиона, синтеза холестерина, функционирования антиоксидантной запиты и йЯЯФН-ак-сидазной системы нейтрофилов. Развитие гиперхолестеринемии как фактора репарации мембран /Коломийцева И.К., 1983/, повышение активности гля-татионредуктазы сыворотки при воздействии Фторида натрия на организм указывает на мембранодеструктивные процессы, причиной которых является усиление пероксидации и ослабление антиоксидантной защиты. При небольших дозах фторида натрия (10-25 мг/кг в сутки) зо вторичных излечениях преобладаит компенсаторно-восстановительные процессы в тканях мозга, печени и крови, где варьирует содеряание зторичнзх мессендзз-ров. При больмх дозах (40-100 иг/кг в сутки, 350мг/особь) развивается интоксикация, связанная с ингибированием цитохромоксидазы в тканях.

Креатинурия и лентозурия являются маркерами токоферольной недостаточности /Раснин М.И., 1975; Спиричев В.Б. и соавт., 1979/, снияение концентрации аскорбиновой кислоты в крови, восстановленного глштатиока в крови и тканях (связанное с активацией глвтатионпероксидазы крови и глштатионтранс*;ераза печени ц-АМФ /Кулинский В.И.. Колесниченко Л.С.. 1990/, зрготионеина в крови, удаление из организма азчззой кислоты, сниаение активности в крови каталазы, пероксидазы, церулоплазмина, повышение прироста МДЙ за время инкубации свидетельствуют об ослаблении антиоксидантной защиты. Активация субстратиндуцибельного фермента СОД. повышение исходной концентрации ИДА, диеновых кон-ьшгатов ЛП0НП и ЛПНП, перекисного гемолиза эритроцитов указывапт на усиление свободноради-кального окисления в крови. Неизменность активности ксантиноксидазы сыворотки крови при воздействии фторида и снижение прироста МДЙ в опытах in vitro указывают на не участие в генерации активных форм кислорода ксантиноксидазы и ионов металлов переменной валентности в реакции с восстановителями. Результаты НСТ-теста и хемилшминесценции указывашт о роли дыхательного всплеска нейтрофилов в усилении пероксидации в крови. В процессе дыхательного всплеска нейтрофилов в среду выбрасывается бельме количество всех активных фора кислорода /Маянский ft.Я., Иаянский Д.Н., 198Э/ инициирующих ПО. Мы полагаем, что в случае воздействия фторид-нот указанный процесс усиливается повышенный поступлением кальция'в нейтрофила. В работе с нашим участием /Ниденко В.П. и

1330/ показано, что нейтрофилы путем дыхательного всплеска с пос-.•sasBShm фагоцитозом способны элиминировать стареющие эритроциты, что проявляется в усилении гемолиза. Судя по содержанию МДй и интвнсивнос-сигнала ЭПР от свободных радикалов в мягких тканях усиление ПО не ;'-.г?чается при псвшенном поступлении фторида натрия в организм. Влия-кр= сторид-иона на антиоксиданткый статус представлено на рис. 2.

Выявленное нами развитие гиперкоагуляции при поступлении избытка • т"ра в организм, по навеку кненив, зависит от усиления процессов пе-))' и: »¡ого окисления биополимеров в крови /Нищенко В.П. и др., 1381/.

2. Особенности изменения изученных показателей при различных диетах с повышенным поступлением фторида натрия

Нами изучено протекторное действие природного волокнистого мета-силиката натрия (минерал серпентин) на кроликах, получаввих в течение 51 дней фторид натрия в дозе 40 мг/кг в сутки /Бречко В.Б., Цебржинс-кий O.K., 1987/. При этом не выявилось позитивных изменений, а в груп-

контрольной по серпентину, наблвдали усиление пероксидации. Нами впервые испытано при экспериментальном воздействии фторидом натрия у морских свинок нетоксичное кремнийорганическое соединение дифениг:и-лакдиол, связывааний фтор, как и серпентин. Показано, что дифенилси-ландиол тормозил всасывание фторида слизистой тонкого кигечяика, усиливал экскрецию фтора с мочой, нормализовал содержание фтора в мягких ткенях, концентрации кальция, обчих липидов в сыворотке крови, магния и креатина в моче, активность цитохромоксидазы печени, мозга, почек, церулоплазмина сыворотки, гликогена печени. Остаточные количества фтора не способстэовали. полной нормализации перекисной резистентности эритроцитов, прироста МД-1 в крови, содержания холестерина в сыворотке крови /Цебржинский О.И., 1984/.

Состояние антиоксидантной недостаточности при алиментарной ги-перхолестеринемии у морских свинок соответствовало литературным данным //¡евяткика Т.Й., 1976/. При сочетанном введении холестерина и фторида натрия отмечено увеличение концентрации фтора в моче в 34 раза, тогда каь понижение активности церулоплазмина сыворотки крови, повыжение активности глвтатионпероксидазы крови и экскреции креатина было примерно одинаковым с результатами действия каждого фактора в отдельности.

У морских свинок, содержаввихся на безантиоксидантном рационе возросло значение ЙСТ-теста, что указывает на роль дыхательного всплеска нейтрофнлов в развитии синдрома пероксидации и свободкоради-кальной патологии. При этом развитие антиоксидантной недостаточности соответствовало литературным данным /Бобырев В.Н., 1981/.

Содержание морских свинок на безантиоксидантном рационе при из-

йыгочнон поступлении фторида натрия приводило к увеличении экскреции фтора в 30 раз по сравнении со фторированными яивотннни, а креатина в 4 раза, к снижении активности церулоллази/яа сыворотки, СОД крови, к повышении активности цитохромоксидазы в тканях печени, почек, сердца и мозга, а также к существенному пониженна в зтих тканях содераания аскорбиновой кислоты. 3 этих экспериментах, как и в случае сочетанного воздействия фторида натрия и холестерина, существенно тормозилось развитие гиперхолестеринемии.

Установленное в наши опытах многократное увеличение концентрации Фтора в моче при сочетания введении фторида нагрия и холестерина (или безантиоксидантной даета1 могло быть следствием значительного тормо1ения перехода фтора в костндв ткань как главного его депо в организме. Нами отмечено, что прн сочетании введения фтора (25 мг/кг массы тела в сутки в течение 100 дней) к безантиоксидантной диетн не наблюдается заметной активация ПО в организме. Сказанное можно объяснить тем, что дыхательный всплеск нййтрофняов реализуется только в условиях антиоксидантной обеспеченности /Вельгицев 2-Е., йнавенко &А., 1983/. Отмеченное понижение активности церулоплазияна саворогкя и на-талазн эритроцитов, поваленае активности глитатионпероксидазы крови, уровня креатинурии могли бать следствием близких точек приложения па-тобиохимического действия избаточшх количеств фтора и холестерина.

Введение комплекса бисантиоксидантов' одновременно с избыточным количеством фторида натрия вызывала в организме морских свинок снижение активности церулопдазмика, поведение активности каталазы крови. Концентрация ИДЯ в крови и пешня до и после инкубации понижалась. Активность гллтатионпероксидазы в печени повысилась, концентрация креатина в моче снизилась в 10 раз. Концентрация фтора в тканях печени и почек и сыворотке крови уменьшилась, а в моче увеличилась в 2 раза. Аналогичные изменения отмечались при сочетавши воздействии зкзоггнках биоантиоксидантов. поаыаеннкх доз фторида аатрка и хслестерявсвсго (или Сезантиоксидантного) рациона.

Комплекс биоантиоксидантов . предотвращал в крови и тканях негативные последствия фторзависимого дыхательного всплеска нейтрофилов. усиливал АОС, экскреции фтора с мочой. Однако остаточные количества Фторида ингибяровали активность цердяоплазмиаа.

В Н В 0 Д I

1. Ври повшзкном поступлении фторида натрия в организм крыс, кроли-• ков, морских свинок, человека в крови происходит изменение функций фгзизлогической антиоксидантной система, прэявлзздеася в зативащш глвтатконлерохевдазя и супероксиддасмутазн, ингибировании каталазы

и церулоплазкина. ' .

2. Избыток фтора в организме вызывал в печени ингибирование активности цитохрскокскдазы и активацию глвтатиоктраксферазы, укекыгение концентрации восстановленного глвта7иона и увеличение доли его окисленной формы, что приводит к напряженности антиоксидантной системы. Концентрация малонового диальдегвдз и интенсивность сигнала ЗПР свободных радикалов при зтом не изменились.

3. Избыточное поступление фторида натрия в организм существенно не изменяет состояние функций антиексиданткой системы и уровня перекис-ного окисления липидов в тканях почек, сердца и мозга.

4. Фторид натрия при избыточном поступлении в организм вызывает усиление перекисного окисления в крови при участии дыхательного всплеска нейтрофилов.

5. При сочетании избытка фторида и безантиоксидантярй диеты снижалась антиоксидантная активность крови, увеличивалась концентрация малонового диальдегида, ингмбировалась активность глятатионпероксидазы в ткани печени, а также уиеньвалась концентрация аскорбиновой кислоты в тканях печени, почек, мозга и сердца, что свидетельствует о нарушении антиоксидантной зажиты-.

5. Сочетание алиментарной гиперхолестеринемии и фтористой интоксикации способствовало ослаблению функций антиоксидантной зажиты организма.

К Введение комплекса биоантиоксидантов - токоферола, аскорбиновой кислоты и кверцетина улучиало показатели антиоксидантной системы в условиях фтористой интоксикации.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИЙ

.. В качестве лабораторных данных, подтверждавших наличие фтористой интоксикации, можно предложить, в дополнение к количественному определении фтора в моче и в сыворотке крови, определение концентрации пентоз в моче, активности сульроксиддисмутазы в. крови и НСТ-тест нейтрофилов.

!. При отравлении фтористыми солями, кроме специфичной анткдстйой терапии, в том числе и дифенилсиландиолом, целесообразно применить комплекс биоантиоксидантов.

СПИСОК РАБОТ,' ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИЙ

1. ГРИГОРЕНКО В.К., ДУДЧЕНКО 1.А., Т1РТИНИК0В И.К., ЦЕБР1ИНСШ 0.1.

Влияние фтора на некоторые показатели углеводного обмена //Тезиса научных сообаэний. 10 Всесовзннй биохимический съез*. -К,. -1573. т.2. -С. 130.

:. ЕОСКРЕСЕЙСШ O.K., БЕЗУГЛМ В.В.. БОБЫРЕВ В.Н., ДЕВЯТКИНА Т.Й., НС1ЯйСК.й5 T.Ü., иЕБРЖИИСКИй O.K. Значение биоантиоксидантов и ан-тиоксиданткых ферментов для видовой продолжительности жизни // Тезисы докладоЕ II симпозиума "Искусственное увеличение видовой про-дслЕительногти жизни" - К., -1380.-С. 15-16.

I. ЦЕБРЕИР.СШ С.И. Экспериментально исследований при интоксикации фтором //Материалы симпозиума по витамина*. антиоксидантного действий "Биофизические к физико-хшшческие исследования в витаминологии". -Н.. -1981. -С. 74-76 .

4. НОВОСЕЛЬЦЕВА Т.Б., ПйБЛЕНКО В.Ф.. 1!ЕБР1ИНСКИй С.И. Действие фтора ка состояние тканей зубов, свертывание крови и перекисное окисление лкпкдов в эксперименте /Актуальные вопросы стоматологии: Тезисы республиканской конференции. -Полтава. -1961. -С.15.

5. БРЛИЙСЬКИИ ПЛ., ГРЕБЕННШВА Б.Ф., ГРИГОРЕНКО В.К., КОСТЕНКО А.Г., ПАВЛЕНКО В.Ф.. TfiPfiCEHKO Л.M., ВХНОВЕЦЬ Р.Й., ЦЕБРМНСЬКИИ 0.1. Б1ох1к1чн1 аспекти впливу фториду натр!ю на всноктування хар-чових компонент1в та скрек1 стадП ix перетворення //IÜ 9кра1нсь-кий б1ох1м!чний з'1зд: Тези доповЦей. -К., -1982. -ч. 1, С.7.

5. ЦЕБРШИЙСЬШ 0.1. Эи1яи в антиоксидантшй систем! при дИ фториду натр1в, прийнятого з 1нев /IU Икратький б!ох1м1чний зЧзд: Тези дсповЦей. -К., -1982. -ч. 2. -С. 227.

I. НОВОСЕЛЬЦЕВА Т.В., ПАВЛЕНКО В.Ф., ЦЕБРШСШ О.Н. Влияние Фтора на развитие экспериментальной гиперхолестеринемии //Библиографический указатель ШЙТИ "Депонированные рукописи", 1983, H 3, 264 а, H 5649-82. 12 С.

Ь. ЦЕБРШСШ O.K. Влияние дифенилсиландиола на течение фтористой интоксикации // ВНИКНИ КЗ СССР N 8274-64 MPI, Uli раздел. 1984, N 12, К 3808, 14 с.

s. ГРИГОРЕНКО Б.К.. ЦЕБРМНСШ О.И. Изменение водно-солевого обмена при избыточном поступлении фтора в организм //IU Всесоюзная конференция по Физиологии почек и водно-солевого обмена: Тезисы докладов. -Чернигов. -1985. -С. 62.

1С. ГРИГОРЕНКО В.К., ГРЕБЕННИКОВА В.Ф., ПЩАЛЕНКО О.Й., НйРЫШК НХ. ЦЕБРЕИНСКИЯ О.И. Наруоение метаболизма при избыточном поступлении фтора в организм /А1 Всесоюзный биохимический съезд: Тезисы стендовых сообцений. -И., Наука, -1986. -т.З.-С. 335.

II. ИЕБР1ИНСКЙЙ О.И. О биохимической диагностике течения экспериментального флвороза //Современные методы диагностики и лечения в медицине. -Полтава, -1986. -С. 25В-259.

12. БРЕЧКО В.В., ЦЕБРШСШ О.И. Окислительный метаболизм мозга при гипокинезии и Флюорозе J J Фундаментальные достижения нейрохимии в медицине. -Горький, -1967. -С.176.

3. БРЕЧКО а.В., 11Е5Р1ЙНСШ О.И. Серпентин не мо*ет быть протектором при фтористой интоксикации // Научно-технический прогресс и здоровье. -Полтава. -1987. -С. 271-272.

4. ОВСЯННИКОВА Л.М., БАРАБОИ S.A.. ВОСКРЕСЕНСКИЙ О.Н.. ЦЕБРЗЖШ 0. И. Изменения уровня свободных радикалов к перекисного окисления в ранние периоды интоксикации фторид-ионом /УБиоантиоксиданты и и сзободнорадикальная патология. -Полтава, -1987. -С. 51-65.

5. ДЕВЯТКИНА Т.Д.. 5СБЫРЕВ В.Н.. ТЯРйСЕяКО H.H., БРЕЧКЗ В.З.. ЗСТ5НС-КАЯ Т.Н.. ГАЯШЕНЕЦ В.Ф.. ЦЕБРЖИНСКИЯ О.И. Свободнорадикалъные механизмы "болезней" адаптации и старения и их профилактика антиок-сидантами //I Болгаро-Советский симпозиум: Свободные радикалы и. биостабилизаторы. -София, -1387. -С. 54.

5. ЦЕБРИНСЬШ 0.1. Патоб1ох1м1чн1 сторони зпливу фтосид-1,она на тзаринний орган!зм / Ü Зкра1яський б!ох1м!чний зМзд. -К., —iS37. - ч. 1. -С. 231-292.

7. ГРИГ0РЕНК0 З.К.. ГЕРЕЛВК H.H.. ЦЕБРЖИНСКИЯ О.И. Возможной причиной пса фтористой интоксикации мо!ет быть язменвняз уровня вторичных мессэндяерсз // IÜ Всесзвзный симпозиум: Роль циклических нуклзо-тидов и вторичных посредников в регуляции ферментативных реакций. -Петрозаводск. -196В. -С. 118-119.

3. ЦЕБРШИНСШ О.И. АнтиоксидаятныЯ статус при фтористой интоксикации //III Всесоюзная конференция "Биоантиоксидант": Тезиса докладов. -31., -19В9. -т. 2. -С. 55-5S.

3. ЦЕБРЯЙНСШ О.И. Злияние биоантиоксидантов на течение экспериментального флиороза // Фармакология: Состояние и перспективы исследований. -Харьков. -1990. -С. 329-330.

). НЙИЕНКО В.П., ШДАИЕВ И.П., KATP3S0B A.B., СИЛЕНКО Я.И.. ÜE5P-1ИКСКИЙ О.И. Влияние нейтрофильных лейкоцитов на состояние липид-ной пероксидации в эритроцитах и его физиологическое значение //Физиологический горная, -1990. -т. 36. -N 6. -С. 55-59.

[. СИЛЕНКО D.H.. ЦЕЕРШСШ О.И., МИ1ЕНК0 В.П. Механизм действия Фтора на ткани пародонта //Физиологический журнал. -1992. -т.38. -Я 2. -С. 93-98.

* * *

!. ЦЕ5РЯИНСКИЙ О.И. Модификация метода количественного определения фтора в тканях лабораторных шзотных //Здсстоверение на рацпредложение Я 2009 от 31.03.1986.

;. ВОСКРЕСЕНСКИЙ О.Й.. МИНЕНКО В.П.. CKAKSH Н.П., БОБЫРЕВ В.Н., UE5P-5ИНСКЙЯ О.И. и др. Использование антиоксидантов в профилактике и терапии хронической возрастной патологии /Методические рекомендации. -Полтага, -1987. -22 с.