Патофізіологічні механізми розвитку структурно-метаболічних і функціональних порушень за дії на організм оксиетильованих нонілфенолів та їх похідних

За умов тривалого впливу всіх досліджуваних хімічних речовин у дозах 1/10 і 1/100 ДЛ50 вміст еозинофілів знаходився у межах фізіологічної норми (табл. 3.9, 3.10). Але при цьому спостерігали, порівняно з контролем, тенденцію до збільшення їх концентрації у випадку дії КМ-ОЕНФ4 (р=0,003), КМ-ОЕНФ5, 6 (р<0,001), ОЕНФ4 (р=0,01), ОЕНФ12 (р=0,03) у дозі 1/10 ДЛ50 і КМ-ОЕНФ5 (р<0,001), КМ-ОЕНФ6 (р=0,002), КМ-ОЕНФ10 (р=0,026), ОЕНФ12 (р<0,001) у дозі 1/100 ДЛ50.

Таблиця 3.10 Показники лейкоцитарної формули у щурів на 45-ту добу введення оксиетильованих нонілфенолів та їх похідних у дозі 1/100 ДЛ50 (n=15; Ме [25%; 75%] або М±s)

Примітка: р - рівень значущості порівняно з контролем

На даний час найбільшу практичну розповсюдженість отримали методи оцінки фізіологічної активності нейтрофілів, що ґрунтуються на визначенні активності фагоцитозу. Останній розглядається не тільки як інструмент протиінфекційного імунітету, але й як універсальний ефектор гомеостазу, реагуючий на різноманітні сигнали щодо дестабілізації внутрішнього середовища організму.

Фагоцитарну активність нейтрофілів периферійної крові щурів оцінювали за умов тривалого впливу у дозах 1/10 і 1/100 ДЛ50 найбільш токсичних, за попередніми результатами, КМ-ОЕНФ5 і КМ-ОЕНФ6 та найменш токсичних - ОЕНФ4 і КМ-ОЕНФ4. Результати свідчили, що ці хімічні речовини на 45-ту добу дії у дозі 1/10 ДЛ50 статистично значуще (р<0,05), порівняно з контролем, знижували цей показник, що підтверджувалося зменшенням фагоцитарного числа (середньої кількості частинок латексу, поглинених одним фагоцитом), індекса поглинання та перетравлення, абсолютних показників поглинання та перетравлення по відношенню до золотистого стафілококу (штам 209) (табл. 3.11).

Для дози 1/100 ДЛ50 спостерігали іншу динаміку (табл. 3.12). Натрієві солі карбоксиметилатів оксиетильованих ізононілфенолів КМ-ОЕНФ5 і КМ-ОЕНФ6 статистично достовірно знижували (р<0,001) фагоцитарне число в середньому в 1,2 раза, індекс поглинання - в 1,5 раза, індекс перетравлення в 1,7 раза, абсолютні показники поглинання та перетравлення стафілококів - в 1,5 раза. Для найменш токсичних серед усіх досліджуваних хімічних речовин ОЕНФ4 і КМ-ОЕНФ4 відзначали, навпаки, статистично значуще, порівняно з контролем, збільшення фагоцитарної активності нейтрофілів периферійної крові щурів. Про це свідчило зростання фагоцитарного числа в середньому в 1,2 раза, індексів поглинання та перетравлення - відповідно в 1,2 і 1,7 раза, абсолютних показників поглинання та перетравлення стафілококів - відповідно в 1,3 і 1,5 раза, що можна розглядати як захисно-компенсаторну реакцію на тривалий вплив речовин.

Таблиця 3.11 Фагоцитарна активність нейтрофілів у щурів на 45-ту добу введення оксиетильованих нонілфенолів та їх похідних у дозі 1/10 ДЛ50 (n=15; Ме [25%; 75%] або М±s)

Примітка: р - рівень значущості порівняно з контролем

Представляло інтерес виявити динаміку змін вмісту білків гострої фази церулоплазміну, гаптоглобіну та фібриногену в крові щурів на 45-ту добу дії найбільш і найменш токсичних хімічних речовин у дозах 1/10 і 1/100 ДЛ50. Виявлено, що тривалий вплив КМ-ОЕНФ4, 5, 6, і ОЕНФ4 у дозі 1/10 ДЛ50 супроводжується статистично значущим (р<0,016), порівняно з контролем, зниженням вмісту гаптоглобіну в середньому майже в 2 рази, церулоплазміну - в 1,7 раза та фібриногену - в 1,5 раза (табл. 3.13).

Таблиця 3.12 Фагоцитарна активність нейтрофілів у щурів на 45-ту добу введення оксиетильованих нонілфенолів та їх похідних у дозі 1/100 ДЛ50 (n=15; Ме [25%; 75%] або М±s)

Примітка: р - рівень значущості порівняно з контролем

Вплив натрієвих солей карбоксиметилатів оксиетильованих ізононілфенолів КМ-ОЕНФ5, 6 у дозі 1/100 ДЛ50 призводив на 45-ту добу спостереження також до достовірного зниження вмісту гаптоглобіну (р<0,009) в середньому в 1,5 раза, церулоплазміну (р<0,011) - в 1,4 раза та фібриногену (р<0,01) - в 1,3 раза. Для найменш токсичних ОЕНФ4 і КМ-ОЕНФ4 у цій дозі, навпаки, відзначали статистично значуще, порівняно з контролем, підвищення вмісту гаптоглобіну (р<0,039) в 1,3 раза, церулоплазміну (р<0,002) - в 1,5 раза. При цьому вміст фібриногену в плазмі крові щурів за умов дії 1/100 ДЛ50 ОЕНФ4 практично не змінювався (р=0,21) й дорівнював значенням контролю, а КМ-ОЕНФ4 - достовірно збільшувався (р=0,014) в 1,2 раза.

Таблиця 3.13 Вміст білків гострої фази у крові щурів на 45-добу введення оксиетильованих нонілфенолів та їх похідних у дозах 1/10 і 1/100 ДЛ50 (n=15; Ме [25%; 75%] або М±s)

Примітка: р - рівень значущості порівняно з контролем

Важливим фактором неспецифічної імунної резистентності організму є антибактеріальний фермент - лізоцим. За отриманими результатами його вміст у сироватці крові щурів статистично значуще, порівняно з контрольною групою, знижувався на 45-ту добу дії у дозі 1/10 ДЛ50 натрієвих солей карбоксиметилатів оксиетильованих ізононілфенолів КМ-ОЕНФ5 (в 1,8 раза, р<0,001), КМ-ОЕНФ6 (в 1,6 раза, р<0,001), КМ-ОЕНФ4 (в 1,5 раза, р<0,001) і ОЕНФ4 (в 1,3 раза, р=0,01) (табл. 3.14). При впливі хімічних речовин у дозі 1/100 ДЛ50 відмічали незначне, але достовірне (р?0,05) зниження вмісту цього показника лише для КМ-ОЕНФ4, 5, 6 в середньому 1,2 раза. Зниження вмісту лізоциму свідчить про пригнічення неспецифічної імунної резистентності організму щурів та зниження антибактеріального захисту.

Таблиця 3.14 Вміст лізоциму в сироватці крові щурів на 45-добу введення оксиетильованих нонілфенолів та їх похідних у дозах 1/10 і 1/100 ДЛ50 (мг/л, n=15; Ме [25%; 75%] або М±s)

Примітка: р - рівень значущості порівняно з контролем

Результати проведених досліджень свідчать, що тривалий вплив ОЕНФ та їх похідних, особливо у дозі 1/10 ДЛ50, призводить до виразного виснаження основних факторів неспецифічної імунної резистентності організму щурів.

На підставі результатів, наведених у даному розділі роботи, можна зробити наступні висновки.

1. Оксиетильовані нонілфеноли та їх похідні - натрієві солі карбоксиметилатів оксиетильованих ізононілфенолів за умов тривалого перорального введення щурам у дозах 1/10 і 1/100 ДЛ50 справляють імунотоксичний ефект, призводячи до порушення захисної функції імунної системи. Кумуляція змін окремих компартментів імунного захисту за умов тривалого впливу досліджуваних хімічних речовин, ймовірно, реалізується через порушення структурної цілісності та функціональної повноцінності імунної системи в цілому.

2. Найбільш інтенсивно інгібування клітинного та гуморального ланцюгів імунної системи щурів викликає тривалий вплив хімічних речовин у дозі 1/10 ДЛ50, ніж у дозі 1/100 ДЛ50. Доза 1/1000 ДЛ50 є недіючою на стан імунної системи організму щурів.

3. Оксиетильовані нонілфеноли та їх похідні - натрієві солі карбоксиметилатів оксиетильованих ізононілфенолів на 45-ту добу дії у дозах 1/10 і 1/100 ДЛ50 призводять до порушення специфічної імунної резистент-ності організму щурів, що підтверджується зниженням в крові відсоткового вмісту Т-лімфоцитів за рахунок Т-хелперів і Т-супресорів, В-лімфоцитів (СD19), імуноглобулінів, інтерлейкінів, фактора некрозу пухлини-альфа.

3. Тривала токсифікація щурів оксиетильованими нонілфенолами та їх похідними у дозах 1/10 і 1/100 ДЛ50 викликає зміну показників неспецифічної імунної резистентності, що підтверджується порушенням фагоцитарної активності нейтрофілів за рахунок зниження відсотка фагоцитозу, фагоцитарного числа, індекса поглинання та перетравлення стафілококів, зменшенням вмісту в крові гаптоглобіну, церулоплазміну, фібриногену, лізоциму. При цьому за умов тривалого впливу найменш токсичних серед усіх досліджуваних хімічних речовин - ОЕНФ4 і КМ-ОЕНФ4 у дозі 1/100 ДЛ50, навпаки, спостерігається деяке збільшення показників фагоцитарної активності нейтрофілів, вмісту гаптоглобіну та церулоплазміну, що дозволяє розглядати це як захисно-компенсаторну реакцію організму щурів.

4. Урахування механізмів імунотоксичної дії оксиетильованих нонілфенолів та їх похідних - натрієвих солей карбоксиметилатів оксиетильованих ізононілфенолів є необхідним при виборі засобів профілактики та лікування інтоксикацій в осіб, які контактують з ними в умовах виробництва і довкілля, та розробці методів ранньої діагностики і профілактики професійно та екологічно обумовленої патології.

Результати даного розділу дослідження опубліковано у наступних фахових виданнях.

1. Маракушин Д. І. Тривалий вплив оксиетильованих нонілфенолів та їх похідних на вміст імуноглобулінів та цитокінів у сироватці крові щурів / Д. І. Маракушин // Проблеми екології та медицини. - 2014. - № 4. - С. 34-38.

2. Marakushin D. I. The long-term influence of oxyethylized nonylphenols and their derivatives on the cellular and humoral factors of nonspecific immune resistance of the rats organism / D. I. Marakushin, V. I. Zhukov // Nauka i studia. - 2014. - № 8 (118). - Р. 69-77.

3. Маракушин Д. И. Состояние клеточного звена иммунной системы крыс в условиях длительного влияния оксиэтилированных нонилфенолов и их производных / Д. И. Маракушин, В. И. Жуков // Современный научный вестник. Серия Медицина. - 2013. - № 56 (195). - С.51-59.

РОЗДІЛ 4. СТАН ПРОЦЕСІВ НЕЙРОГУМОРАЛЬНОЇ РЕГУЛЯЦІЇ У ЩУРІВ ЗА УМОВ ТРИВАЛОГО ВПЛИВУ ОКСИЕТИЛЬОВАНИХ НОНІЛФЕНОЛІВ ТА ЇХ ПОХІДНИХ

Вплив хімічних факторів довкілля так чи інакше призводить до певних процесів в організмі, спрямованих на формування адаптивних реакцій та підвищення його резистентності. Загальновизнано, що забезпечення адаптації здійснюється центральною і вегетативною нервовою системою, гуморальними факторами [52, 175, 206, 277, 338]. Нейрогуморальна регуляція є формою регуляції процесів в організмі, при якій нервові імпульси та речовини, що переносяться кров'ю і лімфою, виступають як ланки єдиного регуляторного процесу. Підтримка сталості внутрішнього середовища та урівноваження організму із зовнішнім середовищем забезпечується в основному за рахунок нейрогуморальної регуляції, у реалізації якої безпосередню участь приймають біогенні моноаміни, нейроактивні амінокислоти, «адаптивні» гормони (адренокортикотропін, кортизол, трийодтиронін, тироксин та інші). Тому за вмістом останніх, з одного боку, можна об'єктивно судити про загальний стан організму та функціонування його регуляторних систем, а з іншого - про ступінь виразності пошкоджуючої дії факторів, зокрема, хімічного походження.

4.1 Активність моноамінергічних нейромедіаторних систем

Важливу роль у підтримці сталості внутрішнього середовища та формуванні адаптаційних процесів в організмі відіграють моноамінергічні нейромедіаторні системи. Їх стан на 45-ту добу впливу найбільш токсичних ОЕНФ6, ОЕНФ12, КМ-ОЕНФ6 та найменш токсичного КМ-ОЕНФ4 (виходячи з середньолетальних доз) у головному мозку експериментальних тварин оцінювали за вмістом основних моноамінів - дофаміну, норадреналіну, серотоніну та їх попередників - діоксифенілаланіну (ДОФА) та триптофану.

Результати свідчили про статистично значуще (p<0,001), при порівнянні з контролем, зниження в 1,7 раза рівня ДОФА лише за дії КМ-ОЕНФ6 у дозі 1/10 ДЛ50 (табл. 4.1). Усі інші досліджувані сполуки у дозах 1/10 і 1/100 ДЛ50 практично не впливали на рівень цього показника.

Таблиця 4.1 Вміст діоксифенілаланіну у головному мозку щурів на 45-добу введення оксиетильованих нонілфенолів та їх похідних (нмоль/г тканини; n=15; Ме [25%; 75%] або М±s)

Примітка: р - рівень значущості порівняно з контролем

Вплив ОЕНФ6, ОЕНФ12 та КМ-ОЕНФ4 у дозі 1/10 ДЛ50 супроводжувався достовірним (p<0,001), по відношенню до контролю, підвищенням вмісту дофаміну у головному мозку щурів у середньому в 2 рази. При цьому дія найбільш токсичного серед досліджуваних речовин КМ-ОЕНФ6, навпаки, призводила до зменшення (р=0,002) рівня дофаміну майже в 1,4 раза. Тривалий вплив дозою 1/100 ДЛ50 характеризувався статистично значущим (p<0,001), порівняно з контролем, збільшенням рівня дофаміну у головному мозку експериментальних тварин: найбільш виразним це було для КМ-ОЕНФ6 (майже в 3 рази), а найменш - для КМ-ОЕНФ4 (майже в 2 рази) (табл. 4.2).

Таблиця 4.2 Вміст дофаміну у головному мозку щурів на 45-добу введення оксиетильованих нонілфенолів та їх похідних (нмоль/г тканини; n=15; Ме [25%; 75%] або М±s)

Примітка: р - рівень значущості порівняно з контролем

Залежною від дози речовин була й динаміка норадреналіну (табл. 4.3). Так, доза 1/10 ДЛ50 призводила до зменшення (p<0,001) його вмісту в 4,0; 2,1; 1,5 і 1,4 раза відповідно за умов дії КМ-ОЕНФ6, ОЕНФ12, ОЕНФ6 і КМ-ОЕНФ4. Вплив ОЕНФ та їх похідних у дозі 1/100 ДЛ50, навпаки, викликав статистично значуще (p<0,001), відносно контролю, зростання у головному мозку щурів рівня норадреналіну, найбільш виразне для КМ-ОЕНФ6 (майже в 3 рази).

Доза 1/1000 ДЛ50 в усіх випадках не виявила будь-яких статистично достовірних змін з боку рівня ДОФА, дофаміну та норадреналіну. Цю дозу можна вважати недіючою, її використання у подальших експериментах є недоцільним.

У головному мозку тварин, яким тривалий час перорально вводили ОЕНФ та їх похідні у дозі 1/10 ДЛ50, спостерігали статистично значуще (р<0,013), порівняно з контролем, зниження вмісту індоламіну - серотоніну: найбільш виразне для КМ-ОЕНФ6 (в 2 рази), найменш - для КМ-ОЕНФ4 (лише в 1,2 раза) (табл. 4.4).

Таблиця 4.3 Вміст норадреналіну у головному мозку щурів на 45-добу введення оксиетильованих нонілфенолів та їх похідних (нмоль/г тканини; n=15; Ме [25%; 75%] або М±s)

Примітка: р - рівень значущості порівняно з контролем

При введенні тваринам речовин у дозі 1/100 ДЛ50 відзначали протилежну динаміку змін вмісту серотоніну, а саме підвищення в середньому в 1,5 раза за умов дії ОЕНФ6 (р<0,005), ОЕНФ12 (р<0,001) та КМ-ОЕНФ4 (р<0,001). Найменш токсичний серед усіх досліджуваних сполук КМ-ОЕНФ4 у дозі 1/100 ДЛ50 не впливав (р=0,49) на рівень серотоніну у головному мозку щурів.

Вміст попередника серотоніну - триптофану мав тенденцію до достовірного зниження, по відношенню до контролю, за дії ОЕНФ6 (р<0,001), ОЕНФ12 (р=0,009) та КМ-ОЕНФ6 (р<0,001) у дозі 1/10 ДЛ50 відповідно в 1,8; 1,6 та 2,6 раза (табл. 4.4). У випадку дози 1/100 ДЛ50 статистично значуще (р=0,027) зменшення рівня триптофану у головному мозку щурів спостерігали лише за умов тривалого введення ОЕНФ6 (в 1,3 раза).

Таблиця 4.4 Вміст серотоніну та його попередника триптофану у головному мозку щурів на 45-добу введення оксиетильованих нонілфенолів та їх похідних (n=15; Ме [25%; 75%] або М±s)

Примітка: р - рівень значущості порівняно з контролем

У загальному плані отримані результати свідчать про протилежний вплив ОЕНФ та їх похідних у дозах 1/10 і 1/100 ДЛ50 на стан моноамінергічних нейромедіаторних систем головного мозку щурів. Деяке зниження моноамінергічної активності є відповіддю організму на тривалий вплив токсичної дози 1/10 ДЛ50; посилення синтезу катехол- й індоламінів у відповідь на тривалий вплив діючої дози 1/100 ДЛ50 скоріше пов'язано з необхідністю їх участі в адаптаційних реакціях організму.

4.2 Стан аміноацидергічних систем головного мозку щурів

Ураховуючи попередні результати щодо можливості виникнення порушень у головному мозку щурів за умов тривалого впливу ОЕНФ та їх похідних, представляло інтерес визначити вміст збуджувальних і гальмівних амінокислот саме в цьому органі (табл. 4.5).

Таблиця 4.5 Вміст нейроактивних амінокислот у головному мозку щурів на 45-добу введення оксиетильованих нонілфенолів та їх похідних (n=15; Ме [25%; 75%] або М±s)

р - рівень значущості порівняно з контролем

Тривалий вплив ОЕНФ4, ОЕНФ10 та КМ-ОЕНФ5 у дозі 1/10 ДЛ50 супроводжувався статистично значущим (р<0,026), порівняно з контролем, підвищенням вмісту глутамату в головному мозку щурів в середньому в 1,5 раза. Дія ОЕНФ10 і КМ-ОЕНФ5 у дозі 1/100 ДЛ50, навпаки, призводила на 45-ту добу спостереження до достовірного зниження рівня глутамату (р<0,014) в середньому в 1,3 раза. Для найменш токсичного ОЕНФ4 у цій дозі також визначали зменшення концентрації цієї амінокислоти, але воно було недостовірним (р=0,15).

Що стосується аспартату, то його вміст статистично значуще, порівняно з контрольною групою тварин, підвищувався лише за умов дії КМ-ОЕНФ5 і ОЕНФ10 у дозі 1/10 ДЛ50 відповідно в 1,5 і 1,3 раза. Вплив ОЕНФ4 у цій дозі виявився недостовірним (р=0,1). Тривале пероральне введення щурам КМ-ОЕНФ5 у дозі 1/100 ДЛ50, навпаки, призвело до незначного, але достовірного (р=0,006) зниження вмісту цього показника в 1,2 раза. Інші речовини у цій дозі практично не впливали на рівень аспартату у головному мозку щурів.

Залежною від дози речовин була й динаміка змін гальмівних амінокислот - гліцину та гама-амінобутирату.

Так, на 45-ту добу дії КМ-ОЕНФ5 у дозі 1/10 ДЛ50 у головному мозку щурів визначали статистично значуще (р=0,014), порівняно з контролем, зниження вмісту гліцину в 1,3 раза. Зниження рівня гліцину спостерігали і за умов тривалого перорального введення ОЕНФ4, 10 (в середньому в 1,2 раза), але воно було недостовірним (р=0,05; р=0,205). Вплив ОЕНФ та їх похідних у дозі 1/100 ДЛ50, навпаки, викликав статистично значуще (p<0,001), відносно контролю, зростання рівня гліцину: в 1,8; 1,5 та 1,3 раза відповідно для КМ-ОЕНФ5, ОЕНФ10 та ОЕНФ4.

Усі досліджувані речовини у дозі 1/10 ДЛ50 зменшували у головному мозку концентрацію гама-амінобутирату: майже в 2 рази у випадку дії КМ-ОЕНФ5 (р=0,001), в 1,6 раза - ОЕНФ10 (р=0,002), в 1,7 раза - ОЕНФ4 (р=0,025). Протилежну динаміку змін спостерігали для дози 1/100 ДЛ50: підвищення (р<0,001) гама-амінобутирату в 2,3; 2,0; 1,7 раза відповідно для КМ-ОЕНФ5, ОЕНФ10 та ОЕНФ4.

Отримані результати свідчать про суттєві зсуви у системі нейроактивних амінокислот, які залежать від дози ОЕНФ та їх похідних.

4.3 Динаміка змін вмісту адаптивних гормонів

У формуванні адаптаційних реакцій у відповідь на дію факторів будь-якого походження вагома участь відводиться адаптивним гормонам, перш за все, кортикотропіну, кортизолу, адреналіну, тиреотропіну, тироксину, мелатоніну. Вміст останніх визначали у сироватці крові щурів за умов тривалого введення ОЕНФ та їх похідних у дозах 1/10 і 1/100 ДЛ50.

Результати свідчили про збільшення (р<0,001), відносно контрольної групи тварин, рівня кортикотропіну в середньому в 1,8 раза на 45-ту добу впливу ОЕНФ6, 12, КМ-ОЕНФ4, 6 у дозі 1/10 ДЛ50 (табл. 4.6). Приблизно таку ж динаміку змін спостерігали і за дії 1/100 ДЛ50: підвищення рівня кортикотропіну в середньому в 1,7 раза (р<0,017) (табл. 4.7). На цьому тлі відбувалося й підвищення вмісту гормону наднирників кортизолу, наприклад, у випадку дози 1/10 ДЛ50 для найбільш токсичних з досліджуваних речовин ОЕНФ6 і КМ-ОЕНФ6 відповідно в 1,2 (р=0,005) і 1,4 (р<0,001) раза. У випадку дози 1/100 ДЛ50 рівень кортизолу зростав (р<0,006) в 1,9; 1,6; 1,3 і 1,2 раза відповідно для КМ-ОЕНФ6, ОЕНФ12, ОЕНФ6 і КМ-ОЕНФ4.

Таблиця 4.6Вміст «адаптивних» гормонів у сироватці крові щурів на 45-добу введення оксиетильованих нонілфенолів та їх похідних у дозі 1/10 ДЛ50 (n=15; Ме [25%; 75%] або М±s)

Примітка: р - рівень значущості порівняно з контролем

Для рівня сироваткового адреналіну відмічали статистично значуще підвищення, по відношенню до контролю, у випадку введення ОЕНФ6 і КМ-ОЕНФ4 у дозі 1/10 ДЛ50 відповідно в 1,7 (р=0,014) і 1,9 (р=0,004) раза. Для ОЕНФ12 і КМ-ОЕНФ6 у дозі 1/10 ДЛ50 спостерігали протилежну динаміку змін вмісту адреналіну: зниження (р<0,001) в середньому в 1,7 раза. На 45-ту добу впливу дози 1/100 ДЛ50 відзначали достовірне збільшення (р<0,001) рівня адреналіну в 1,9 раза для ОЕНФ12, в 1,8 раза для ОЕНФ6 та КМ-ОЕНФ4, в 1,4 раза для КМ-ОЕНФ6.

Зростання рівня адреналіну свідчить, перш за все, про мобілізацію механізмів адаптації та резистентності організму експериментальних тварин у відповідь на тривалий стресовий вплив досліджуваних речовин. У свою чергу, виявлене, як і у випадку кортизолу, зниження рівня адреналіну за умов дії ОЕНФ12 та КМ-ОЕНФ6 у дозі 1/10 ДЛ50 свідчить про напруження адаптаційно-пристосувальних реакцій в організмі щурів.

Таблиця 4.7 Вміст «адаптивних» гормонів у сироватці крові щурів на 45-добу введення оксиетильованих нонілфенолів та їх похідних у дозі 1/100 ДЛ50 (n=15; Ме [25%; 75%] або М±s)

Примітка: р - рівень значущості порівняно з контролем

У зв'язку з важливою роллю тиреоїдних гормонів при стресорних станах організму було досліджено вміст тиреотропіну та тироксину у сироватці крові щурів при тривалому впливі ОЕНФ та їх похідних. Результати показали, що всі досліджувані речовини, крім КМ-ОЕНФ4, у дозі 1/10 ДЛ50 сприяють статистично значущому (р<0,011), порівняно з контролем, зростанню в середньому в 1,4 раза рівня тиреотропіну. Дія речовин у дозі 1/100 ДЛ50, навпаки, призводила до зниження (р<0,001) вмісту цього показника в середньому в 1,7 раза. При цьому рівень сироваткового тироксину за дії 1/10 ДЛ50 зазнавав достовірного зниження (р<0,001): найбільш виразного для КМ-ОЕНФ6 (майже в 2 рази), найменш - для КМ-ОЕНФ4 (в 1,2 раза).

Протилежну динаміку змін по відношенню до тироксину виявили у випадку дії дози 1/100 ДЛ50: КМ-ОЕНФ6, ОЕНФ12, ОЕНФ6 та КМ-ОЕНФ4 статистично значуще, по відношенню до контрольної групи тварин, збільшували рівень цього гормону відповідно в 1,7 (р<0,001); 1,4 (р<0,001); 1,2 (р=0,003) та 1,1 (р=0,011) раза.

У групах тварин, яким тривалий час перорально вводили досліджувані ОЕНФ та їх похідні у дозі 1/10 ДЛ50, відзначали статистично значуще, по відношенню до контролю, зниження рівня сироваткового мелатоніну: для КМ-ОЕНФ6 та ОЕНФ12 відповідно в 1,6 та 1,4 раза (р<0,001), для ОЕНФ6 та КМ-ОЕНФ4 - в середньому в 1,2 раза (р=0,004 та р=0,015). Така ж динаміка змін вмісту мелатоніну, але менш виразна, характерна і для дози 1/100 ДЛ50.

У загальному плані зміни вмісту «адаптивних» гормонів при тривалому впливі ОЕНФ та їх похідних у дозі 1/10 ДЛ50 свідчать про напружений адаптивний стан організму експериментальних тварин з початковими ознаками виснаження захисно-компенсаторних механізмів, тоді як у дозі 1/100 ДЛ50 - про формування стану організму, спрямованого на збереження більш стабільних параметрів гомеостазу.

Представляло інтерес дослідити вміст інших гормонів у сироватці крові крові щурів залежно від статі. Так, ОЕНФ6, 10, 12 у діючій дозі 1/100 ДЛ50 на 45-ту добу введення щурам-самцям викликали статистично достовірне (р<0,001), по відношенню до контрольної групи, зниження вмісту інсуліну в середньому в 2 рази, кальцитоніну - в 1,5 раза, соматотропіну - в 1,6 раза, тестостерону - в 1,8 раза (табл. 4.8).

Таблиця 4.8 Вміст гормонів у сироватці крові щурів-самців на 45-добу введення оксиетильованих нонілфенолів та їх похідних у дозі 1/100 ДЛ50 (n=15; М±s)

Примітка: р - рівень значущості порівняно з контролем

На тлі таких змін у щурів-самців реєстрували також підвищення (р<0,001) рівня глюкагону в середньому в 1,5 раза та найсуттєвіше паратирину - в 3,1 раза. Підвищення вмісту паратирину при зниженні вмісту кальцитоніну свідчить про глибокі порушення у щурів-самців фосфорно-кальцієвого обміну, що може супроводжуватися структурно-метаболічною дезорганізацією кісткової тканини, а значне збільшення глюкагону, а також й кортикотропіну, дає підставу судити про порушення вуглеводного та інших видів обміну.

Оцінка тривалої дії ОЕНФ6, 10, 12 у дозі 1/100 ДЛ50 виявила у сироватці крові щурів-самиць зниження (р<0,001), при порівнянні з контрольною групою тварин, вмісту фоллітропіну в середньому в 2,1 раза, пролактину - в 1,4 раза, лютропіну та естрадіолу - в 2,2 раза. Рівень прогестерону при цьому практично не відрізнявся від контролю (табл. 4.9).

Таблиця 4.9 Вміст гормонів у сироватці крові щурів-самиць на 45-добу введення оксиетильованих нонілфенолів та їх похідних у дозі 1/100 ДЛ50 (n=15; М±s)

Примітка: р - рівень значущості порівняно з контролем

Дослідження вмісту статевих гормонів виявило значне інгібування генеративної функції, як у самиць, так й у самців, за умов тривалого введення ОЕНФ.

Спостережувана динаміка змін вмісту гормонів у щурів при їх тривалій токсифікації ОЕНФ та їх похідними дозволяє припустити виникнення розбалансування всіх видів обміну речовин. Для підтвердження цього припущення провели оцінку динаміки змін деяких показників стану білкового та мінерального обміну за умов тривалої дії ОЕНФ у дозах 1/10 і 1/100 ДЛ50.

На 45-ту добу перорального введення ОЕНФ12 у дозі 1/10 ДЛ50 у плазмі крові спостерігали в середньому в 2 рази зниження (p<0,001), при порівнянні з контрольною групою тварин, рівня гліцину, цистеїну, треоніну, серину, аланіну, метіоніну, ізолейцину, валіну, тирозину, фенілаланіну, лізину, триптофану, лейцину на тлі підвищення (p<0,001) рівня аспартату, аспарагіну, глутамату, глутаміну, аргініну, проліну, оксипроліну, гістидину (табл. 4.10). Вплив ОЕНФ12 у дозі 1/100 ДЛ50 характеризувався аналогічною динамікою змін, але менш виразною (в середньому в 1,3-1,5 раза).

Таблиця 4.10 Вміст амінокислот у плазмі крові щурів на 45-добу введення ОЕНФ12 (нмоль/мл; n=15; М±s)

Примітка: р - рівень значущості порівняно з контролем

Тривала токсифікація щурів ОЕНФ12 у дозах 1/10 і 1/100 ДЛ50 викликала підвищення (p<0,001), по відношенню до контролю, вмісту у сироватці крові щурів пірувату (продукту, на який перетворюються деякі амінокислоти - аланін, цистеїн, гліцин, треонін, серин) в середньому в 2,9 та 1,9 раза відповідно (табл. 4.11).

У цей термін спостереження у сироватці крові щурів виявили зниження (p<0,001) рівня продуктів декарбоксилування амінокислот глутамату та цистеїну - ?-амінобутирату та таурину за дії ОЕНФ12 у дозі 1/10 ДЛ50 в середньому в 2,4 раза, а у дозі 1/100 ДЛ50 - в 1,5 раза. Тривалий вплив цієї речовини призводив також до зниження рівня орнітину (ключового метаболіту циклу уреогенезу, продукту гідролізу аргініну) в 2,2 і 1,4 раза відповідно при дозах 1/10 і 1/100 ДЛ50.

Визначення у сироватці крові основних продуктів азотистого обміну на 45-ту добу введення ОЕНФ12 у дозах 1/10 і 1/100 ДЛ50 виявило достовірне зниження (p<0,001), по відношенню до контролю, рівня загального білка (в 1,6 і 1,2 раза), креатиніну (в 1,6 і 1,4 раза) на тлі підвищення рівня альбуміну (в середньому в 1,5 раза) та сечовини (в середньому в 1,4 раза) (табл. 4.12).

Таблиця 4.11 Вміст деяких метаболітів амінокислот у крові щурів на 45-добу введення ОЕНФ12 (n=15; М±s)

Примітка: р - рівень значущості порівняно з контролем

Таблиця 4.12 Вміст показників стану білкового обміну у сироватці крові щурів на 45-добу введення ОЕНФ12 (n=15; М±s)

Примітка: р - рівень значущості порівняно з контролем

За умов підгострого експерименту ОЕНФ, особливо у дозі 1/10 ДЛ50, змінювали вміст біогенних елементів у сироватці крові щурів. Спостерігали зниження вмісту натрію на тлі підвищення вмісту калію, кальцію, магнію, фосфору, заліза, цинку, міді, марганцю (табл. 4.13).

Таблиця 4.13 Вміст біогенних елементів у сироватці крові щурів на 45-ту добу введення оксиетильованих нонілфенолів у дозі 1/10 ДЛ50 (n=15; М±s)

Примітка: р - рівень значущості порівняно з контролем

Так, рівень натрію знижувався (p<0,001), по відношенню до контролю, відповідно в середньому в 1,25 раза за дії ОЕНФ6, 10, 12 у дозі 1/10 ДЛ50. На тлі зниження вмісту цього елементу підвищення (p<0,001) калію становило в середньому в 1,7 раза, магнію - в 3,2 раза, фосфору - в 1,3 раза, заліза та марганцю - в 1,9 раза, цинку - в 1,4 раза, міді - в 2,1 раза, кальцію - в 1,8 раза. Отже, найбільш високі рівні відзначали для магнію, міді, заліза та марганцю.

На 45-ту добу дії ОЕНФ6, 10, 12 у дозі 1/10 ДЛ50 в еритроцитах щурів реєстрували зниження (p<0,001), порівняно з контролем, вмісту калію, заліза та марганцю в середньому в 1,5 раза, кальцію та фосфору - в 1,7 раза, магнію - в 1,4 раза, цинку - в 1,3 раза, міді - в 2 рази (табл. 4.14).

Таблиця 4.14 Вміст біогенних елементів в еритроцитах щурів на 45-ту добу введення оксиетильованих нонілфенолів у дозі 1/10 ДЛ50 (n=15; М±s)

Примітка: р - рівень значущості порівняно з контролем

На цьому тлі в еритроцитах спостерігали статистично достовірне (p<0,001), по відношенню до контролю, підвищення вмісту натрію в середньому в 3 рази за тривалої дії досліджуваних речовин у дозі 1/10 ДЛ50.

Слід відзначити, що підвищення у сироватці крові рівня біогенних елементів може бути зумовлено, по-перше, порушенням структурно-функціональної організації сполучної тканини та її матриксу, цитоплазматичних мембран клітин, внутрішньоклітинних органел, складних надмолекулярних метаболічних комплексів (енергетичних та синтетичних), активності ферментів та іншим; а по-друге, зниженням процесів, пов'язаних з використанням їх для синтетичних потреб клітинного апарату.

На підставі результатів, наведених у даному розділі роботи, можна зробити наступні висновки.

1. У механізмі тривалої дії ОЕНФ та їх похідних - натрієвих солей карбоксиметилатів оксиетильованих ізононілфенолів у дозах 1/10 і 1/100 ДЛ50 на організм щурів суттєвою ланкою є негативний вплив на процеси нейрогуморальної регуляції, що підтверджується розбалансуванням моноамінергічних та аміноацидергічних нейромедіаторних систем головного мозку, гормонального профілю сироватки крові, білкового та мінерального обмінів.

2. Оксиетильовані нонілфеноли та їх похідні - натрієві солі карбоксиметилатів оксиетильованих ізононілфенолів на 45-ту добу введення щурам у дозі 1/10 ДЛ50 викликають зниження моноамінергічної активності головного мозку щурів, що підтверджується зменшенням рівня норадреналіну, серотоніну та його попередника триптофану на тлі зростання вмісту дофаміну. За умов тривалого введення речовин у дозі 1/100 ДЛ50, навпаки, відбувається посилення синтезу моноамінів (дофаміну, норадреналіну, серотоніну), що дозволяє розглядати це як захисно-компенсаторну реакцію організму щурів.

3. У патофізіологічних механізмах дії ОЕНФ та їх похідних - натрієвих солей карбоксиметилатів оксиетильованих ізононілфенолів суттєвою ланкою є порушення аміноацидергічних систем головного мозку щурів. Тривалий вплив речовин у дозі 1/10 ДЛ50 супроводжується підвищенням вмісту збуджувальних амінокислот (глутамату, аспартату) на тлі зниження гальмівних (гліцину, гама-амінобутирату), що свідчить про виснаження адаптаційних резервів в організмі експериментальних тварин, ймовірно, через реалізацію ексайтотоксичного ефекту глутамату, накопичення продуктів ПОЛ, порушення цілісності мембран та внутрішньоклітинного метаболізму. Тривалий вплив речовин у дозі 1/100 ДЛ50, навпаки, супроводжується зниженням вмісту збуджувальних амінокислот (глутамату, аспартату) на тлі підвищення гальмівних (гліцину, гама-амінобутирату), що свідчить про включення захисно-пристосувальних механізмів в організмі експериментальних тварин.

4. Тривала токсифікація організму щурів ОЕНФ та їх похідними у дозі 1/10 ДЛ50 викликає зниження вмісту адреналіну, тироксину, мелатоніну на тлі підвищення рівня кортикотропіну, тиреотропіну, кортизолу, що свідчить про формування напруженого адаптивного стану з початковими ознаками виснаження захисно-компенсаторних механізмів. Тривала дія досліджуваних речовин у дозі 1/100 ДЛ50, навпаки, супроводжується підвищенням вмісту у сироватці крові щурів кортикотропіну, кортизолу, адреналіну, тироксину на тлі зменшення рівня тиреотропіну, мелатоніну, що свідчить про формування стану організму, спрямованого на збереження більш стабільних параметрів гомеостазу.

5. Тривале пероральне введення щурам ОЕНФ викликає зміну вмісту інших гормонів, що мають свій внесок у формуванні адаптаційно-пристосувальних механізмів. На 45-ту добу введення речовин щурам-самцям у дозі 1/100 ДЛ50 реєструється зниження вмісту інсуліну, кальцитоніну, соматотропіну, тестостерону на тлі підвищення рівня глюкагону, паратирину; щурам-самицям - зниження вмісту фоллітропіну, пролактину, лютропіну, естрадіолу.

6. Негативний вплив ОЕНФ та їх похідних - натрієвих солей карбоксиметилатів оксиетильованих ізононілфенолів на 45-ту добу введення щурам у дозах 1/10 і 1/100 ДЛ50 на процеси нейрогуморальної регуляції супроводжується суттєвими порушеннями стану білкового та мінерального обмінів, що підтверджується зміною у крові амінокислотного спектра, вмісту метаболітів амінокислот (підвищення пірувату на тлі зниження рівня ?-амінобутирату, таурину, орнітину), ключових показників метаболізму білків (зниження рівня загального білка, креатиніну на тлі підвищення рівня альбуміну, сечовини), вмісту біогенних елементів у сироватці крові (зниження вмісту натрію на тлі підвищення вмісту калію, магнію, кальцію, фосфору, заліза, цинку, міді, марганцю) та еритроцитах (зниження вмісту калію, заліза, марганцю, кальцію, фосфору, магнію, цинку, міді на тлі підвищення рівня натрію).

7. Урахування механізмів порушення нейрогуморальної регуляції при тривалому впливі ОЕНФ та їх похідних - натрієвих солей карбоксиметилатів оксиетильованих ізононілфенолів є необхідним при виборі засобів профілактики та лікування інтоксикацій в осіб, які контактують з ними в умовах виробництва і довкілля, та розробці методів ранньої діагностики і профілактики професійно та екологічно обумовленої патології.

РОЗДІЛ 5. ВПЛИВ ОКСИЕТИЛЬОВАНИХ НОНІЛФЕНОЛІВ ТА ЇХ ПОХІДНИХ НА СТАН ОКИСЛЮВАЛЬНОГО ГОМЕОСТАЗУ У ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНИХ ТВАРИН

Окислювальний гомеостаз є однією з базових систем підтримки функціонального статусу та стабільності клітинних структур в нормі та при патології. Дослідженнями останніх років доведена важлива роль в регуляції окислювального гомеостазу утворюваних вільних радикалів кисню та систем антиоксидантного захисту [50]. Негативний вплив факторів навколишнього середовища, в тому числі й хімічного походження, у багатьох випадках реалізується через підвищення утворення вільних радикалів [75, 78, 139, 169, 185, 231]. Порушення обміну речовин та енергії, накопичення пошкоджуючих агентів, зокрема, вільних радикалів, прооксидантів, активних форм кисню, які ініціюють пошкодження клітин та призводять до розвитку різного роду патологічних станів, розглядають як оксидативний стрес. Його основу складають, перш за все, процеси ПОЛ, окислювальної модифікації білків. Результати оцінки стану окислювального гомеостазу у біологічних субстратах також є досить об'єктивними показниками активності та особливостей функціонування регуляторних систем організму, ступеня виразності пошкоджуючої дії факторів довкілля.

5.1 Активність оксидантно-антиоксидантної системи

Стан оксидантно-антиоксидантної системи оцінювали за умов тривалої дії ОЕНФ та їх похідних у дозах 1/10 і 1/100 ДЛ50 за вмістом продуктів ПОЛ (дієнових кон'югатів, ТБК-реактантів, шифових основ), окислювальної модифікації білків (карбонільних продуктів), інтенсивністю хемілюмінесценції та фосфоресценції сироватки крові, активністю ферментів першої лінії антиоксидантного захисту (супероксиддисмутази та каталази).

На 45-ту добу дії ОЕНФ8, КМ-ОЕНФ4, КМ-ОЕНФ5 та ОЕНФ12 у дозі 1/10 ДЛ50 в сироватці крові щурів спостерігали статистично значуще (р<0,002), порівняно з контролем, підвищення вмісту первинних продуктів ПОЛ - дієнових кон'югатів відповідно в 2; 1,7; 1,5 та 1,3 раза (табл. 5.1). Для дози 1/100 ДЛ50 аналогічну динаміку відзначали лише у випадку дії ОЕНФ8 (підвищення в 1,4 раза; р=0,013) та КМ-ОЕНФ4 (підвищення в 1,3 раза; р=0,008). Для ОЕНФ12 та КМ-ОЕНФ5 у дозі 1/100 ДЛ50 збільшення вмісту дієнових кон'югатів у сироватці крові щурів, по відношенню до контрольної групи тварин, виявилося недостовірним (р=0,16 та р=0,11).

Для оцінки інтенсивності ПОЛ широко використовують кількісне визначення вторинного продукту ПОЛ - малонового діальдегіду, який реагує з тіобарбітуровою кислотою, утворюючи комплекс активних продуктів (ТБК-реактантів). У сироватці крові щурів на 45-ту добу дії досліджуваних речовин у дозі 1/10 ДЛ50 спостерігали статистично значуще (р<0,002), порівняно з контролем, зростання рівня ТБК-реактантів: в 3 рази для ОЕНФ8, в 2,5 раза для КМ-ОЕНФ4, в 1,8 раза для КМ-ОЕНФ5 та 1,7 раза для ОЕНФ12 (табл. 5.1). Слід підкреслити, що доза 1/100 ДЛ50 по відношенню до сироваткових ТБК-реактантів виявилася діючою для всіх речовин, окрім ОЕНФ12 (р=0,09). Так, спостерігали статистично значуще, порівняно з контролем, підвищення ТБК-реактантів у разі впливу ОЕНФ5 в 2,2 раза (р<0,001), КМ-ОЕНФ4 в 1,7 раза (р=0,002) та КМ-ОЕНФ5 в 1,6 раза (р=0,009).

Для кінцевих продуктів ПОЛ - шифових основ - також відмічали статистично значуще, по відношенню до контролю, підвищення для всіх досліджуваних речовин у дозі 1/10 ДЛ50: найбільш виражене для ОЕНФ12 та КМ-ОЕНФ5 майже в 3 рази (р<0,001), найменш - для ОЕНФ8 (р<0,001) та КМ-ОЕНФ4 (р=0,031) в середньому в 1,5 раза (табл. 5.1). Зміна цього показника за умов впливу дози 1/100 ДЛ50 була достовірною лише для КМ-ОЕНФ5 (р<0,001), ОЕНФ12 (р<0,001) та ОЕНФ8 (р=0,026); збільшення рівня шифових основ при цьому становило відповідно 2,9; 2,2 та 1,1 раза.

Таблиця 5.1 Вміст продуктів перекисного окислення ліпідів у сироватці крові щурів на 45-добу введення оксиетильованих нонілфенолів та їх похідних (n=15; Ме [25%; 75%] або М±s)

Примітка: р - рівень значущості порівняно з контролем

Інтенсифікація ПОЛ є ключовим ланцюгом у патогенезі стресорного пошкодження органів та тканин. Представляло інтерес дослідити органоспецифічні особливості вільнорадикальних реакцій, зокрема, стрес-реактивність печінки та головного мозку у відношенні ПОЛ за умов тривалого впливу ОЕНФ та їх похідних. З цією метою для дослідження обрали найбільш токсичні, за попередніми результатами, речовини - ОЕНФ12 та КМ-ОЕНФ5. Тривалий вплив останніх у дозі 1/10 ДЛ50 супроводжувався, порівняно з контролем, підвищенням (р<0,001) у гомогенаті печінки вмісту дієнових кон'югатів та ТБК-реактантів в середньому 2 рази, а найбільш суттєво - кінцевих продуктів ПОЛ - шифових основ в середньому в 2,5 раза (табл. 5.2).

Доза 1/100 ДЛ50 у печінці щурів чинила аналогічний вплив, але у цьому випадку серед продуктів ПОЛ превалювали дієни та ТБК-реактанти (збільшення становило в середньому в 2 рази), тоді як вміст шифових основ підвищувався, порівняно з контролем, в середньому в 1,5 раза.

У головному мозку щурів на 45-ту добу дії ОЕНФ12 та КМ-ОЕНФ5 спостерігали статистично значуще, порівняно з контролем, збільшення лише первинних та вторинних продуктів ПОЛ - дієнових кон'югатів в середньому в 2,4 і 1,9 раза відповідно для дози 1/10 і 1/100 ДЛ50, а ТБК- реактантів - в 3,2 і 2,4 раза (табл. 5.2). Вміст шифових основ у головному мозку щурів при тривалому впливу досліджуваних речовин практично не змінювався та дорівнював значенням контролю.

Для з'ясування динаміки спрямованості процесів ПОЛ в організмі щурів за умов тривалої дії ОЕНФ та їх похідних розраховували коефіцієнт співвідношення шифові основи/(ДК+ТБК-реактанти) (табл. 5.3).

Результати показали, що для сироватки крові значення цього коефіцієнта за умов дії у дозах 1/10 і 1/100 ДЛ50 найменш токсичних серед досліджуваних речовин - ОЕНФ8 та КМ-ОЕНФ4 - знижувалося (р<0,036), порівняно з контролем, в середньому в 1,5 раза. При тривалому впливі найбільш токсичних ОЕНФ12 та КМ-ОЕНФ5 у дозах 1/10 і 1/100 ДЛ50, навпаки, значення коефіцієнта достовірно (р<0,001) збільшувалося в середньому в 2 рази.