Зміна прооксидантно-антиоксидантна системи сім’яників білих щурів при інтоксикації гонадотоксичним прооксидантом пероксоборатом натрію на тлі короткотривалої гіпомелатонінемії та гіпермелатонінемії

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Полтавський національний педагогічний університет ім. В.Г. Короленка

Зміна прооксидантно-антиоксидантна системи сім'яників білих щурів при інтоксикації гонадотоксичним прооксидантом пероксоборатом натрію на тлі короткотривалої гіпомелатонінемії та гіпермелатонінемії

Дмитренко Н.А.?

здобувач

м. Полтава

Анотація

У статті розглянуто основні проблеми зміни прооксидантно-антиоксидантної системи сім'яників білих щурів при інтоксикації гонадотоксичнимпрооксидантомпероксоборатом натрію на тлі короткотривалої гіпомелатонінемії та гіпермелатонінемії. При інтоксикації пероксоборатом виявилося суттєве підвищення у сім'яниках концентрації дієновихконьюгатів і малоновогодіальдегіда. Збільшення концентрацій первинних і вторинних продуктів пероксидації свідчать про різке посилення вільнорадикальногоперекис - ного окислення у тканинах сім'яників. Потрібно зазначити, що низькомолекулярні неорганічні речовини, розчиняючись у воді сироватки крові (де знаходяться тільки сліди каталази і пероксидази) можуть переноситися до сім'яників і долати гематотестикулярний бар'єр, викликаючи негативні зміни у клітинах сім'яників. Ці зміни виражаються у суттєвому зниженні активності супероксиддисмутази і глютатіонпе - роксидази у сім'яниках. При цьому активність тартратлабільної кислої фосфатази у сироватці крові не змінилася, що може вказувати на цілісність мембран клітин передміхурової залози.

Ключові слова: пероксоборат, прооксидантно-антиоксидантна система, гіпомелатонінемія, гіперме - латнінемія, сім'яники.

Abstract

Dmitrenko N.

Candidate Degree, Poltava V.G. Korolenko National Pedagogical University, Poltava

Changeofprooxidant-antioxidantsystemofwhiterats' testiclesintheintoxicationwithhepatotoxicprooxidantsodiumperoxoboratea gainstthebackgroundofshort-termhypomelatoninemiaandhypermelatoninemia

The article deals with change of prooxidant-antioxidant system of white rats' testicles in the intoxication with hepatotoxic prooxidant sodium peroxoborate against the background of short-term hypomelatoninemia and hyper - melatoninemia. The increase of concentrations of primary and secondary products of peroxide testifies to the sharp strengthening of free-radical peroxidation in tissues of testicles. It is necessary to mark that low-molecular inorganics substances, dissolving in water, in serum, in blood (where tracks of catalase and peroxidase) can be carried to testicles and overcome a hematesticular barrier, causing negative changes in the cages of testicles. There changes are expressed in the substantial decline of activity of superoxide scavenger and glutathione peroxidase in testicles. This activity of tartrate labile of acid phosphatase did not change in the serum of blood, that can specify on undestruction of membranes of cages of prostate.

Keywords: peroxyborate, prooxidant-antioxidantsystem, hypomelatoninemia, hypermelatoninemia, testicles.

Основна частина

пероксоборат антиоксидантний тартратлабільний фосфатаза

За останні сорок років збільшився інтерес до біологічної функції мелатоніну. Є дані, що мелатонін гальмує репродуктивні властивості жіночого організму, але мало відомостей про вплив мелатоніну на чоловічу статеву систему насамперед сім'яників. Розв'язання даної проблеми можливе за рахунок дослідження зміни прооксидантно-антиоксидантної системи сім'яників при інтоксикації гонадотоксичнимпрооксидан - томпероксоборатом натрію. Прооксидантно-антиок - сидантна система складається з генерації активних форм кисню, які ініціюють неферментативне вільнора - дикальне перекисне окиснення, що лімітується антиоксидантним захистом. Пероксидація пошкоджує ліпіди, ДНК, білки, полісахариди й посилюється при запаленні, радіоопромінюванні, стресах, інтоксикаціях. В аптеках у вільному продажі є мелатонін як снодійне, яким користуються безконтрольно. Тому у сучасних умовах особливої актуальності набувають питання про взаємозв'язокгіпермелатонінемп або гіпомелатоні - неміїз прооксидантно-антиоксидантною системою сім'яників при інтоксикації гонадотоксичнимпроок - сидантомпероксоборатом натрію [1,2,5,6,12].

Аналіз останніх досліджень і публікацій

Проблемам дослідження прооксидантно-антио - ксидантної системи присвячено чимало наукових праць. Так, серед українських науковців, що розглядають теоретичні та практичні аспекти прооксидантно - антиоксидантної системи варто виділити такі, як: Е. Антонова, Е. Меньщикова, О. Цебржинский, Л. Чеботарь, Ю. Френкель, В. Казимирко, С. Кушніренко, О. Світайло, Г. Ткаченко, Б. Шаталін, В. Костенко та ін. Дослідженням різних аспектів стану прооксидантно - антиоксидантної системи у своїх працях приділяли увагу такі вітчизняні фахівці, якИ. Вольнев, В. Почерняева, В. Камышников, В. Барабой, Н. Малиновская, В. Анисимов, В. Пішак та ін.

Мета дослідження

Метою досліджень, результати яких викладено у даній статті, є зміни прооксидантно-антиоксидантної системи сім'яників білих щурів при інтоксикації гонадотоксичнимпрооксидантомпероксобора - том натрію на тлі короткотривалої гіпомелатонінемії та гіпермелатонінемії

Основні результати дослідження

Пероксоборат натріюявляє собою білий кристалічний порошок, добре розчинний у воді (утворює розчин пероксиду водню), також розчиняється у спирті і гліцерині. Має циклічну будову і є істинним пероксидним з'єднанням, характеризується наявністю у складі молекули пероксогрупи так званого кисневого містка. Є активнимокислювачем.

Для виначення ролі мелатоніну в сім'яниках використали інтоксикацію пероксоборатом. Пероксоборат натрію подавляє мікрофлору, відбілює зуби, дезинфікує (5% водний розчин) ротову порожнину. При нагріванні більше 50 градусів починає розпадатися. Розчинність 1,17%. III клас небезпеки (ЛДі00=12ОО±13О мг/кг). При надходженні перокси - дів у організм самців виникають ушкодження сім'яників та сперматозоїдів [2,3,6]. Борна кислота та її похідні стимулюють вираженість атрофії сім'яників і зменшення вмісту в них РНК, різке зниження або повне зникнення сперматозоїдів, атрофічні зміни сперматогенного епітелію й некроз окремих зародкового епітелію [1,2,13].

Для визначення ролі мелатоніну в сім'яниках використали інтоксикацію пероксоборатом натрію Ыа2В2Об-Н2О [1,5]. Щурів-самців лінії Wistar стадного розведення масою 320-350 г. піддавали терміном 10 діб хронічному отруєнню пероксоборатом натрію (ПОБ) удозі 0,05 ЛД100 (60 мг/кг маси тіла на добу). При надходженні пероксидів у організм самців виникають ушкодження сім'яників та сперматозоїдів [2,10,11]. Сполуки бору стимулюють виражену атрофію сім'яників і зменшення вмісту в них РНК, різке зниження або повне зникнення сперматозоїдів, атрофічні зміни спер - матогенного епітелію й некроз окремих клітин зародкового епітелію [2]. Показано, що пероксоборат є дуже токсичний та в 6 разів збільшує концентрацію малонового діальдегіду в сім'яниках у дозі 0,1 ЛД100 (1300±130) [5].

Пероксоборат натрію синтезували в лабораторії кафедри хімії Полтавського національного педагогічного університету ім. В.Г. Короленка.

При роботі з лабораторними тваринами дотримувалися правил біоетики, морально-етичних норм, про що є висновок комісій (протокол №31 від 26.09.2005 р.). Утримання щурів відповідало нормам типових віваріїв та грунтувалося на відповідних документах [4].

При інтоксикації пероксоборатом виявилося суттєве підвищення в сім'яниках концентраціїдієно - вихкон'югатів та малонового діальдегіду. Збільшення концентрацій первинних та вторинних продуктів перо - ксидації свідчить про різке посилення вільнорадикаль - ногоперекисного окиснення в тканинах сім'яників. Треба зазначити, що низькомолекулярні неорганічні речовини, розчиняючись у воді сироватки крові (де знаходяться тільки сліди каталази та пероксидази) можуть переноситися до сім'яників і долати гематотести - кулярний бар'єр, викликаючи негативні зміни в клітинах сім'яників. Ці зміни виражаються в суттєвому зниженні активності супероксиддисмутази й глютатіонпероксидази в сім'яниках. При цьому активність тартратлабільної кислої фосфатази в сироватці крові не змінилася, що може вказувати на неруйнацію мембран клітин передміхурової залози. Таким чином, введення пероксоборату суттєво збільшило вільнора - дикальне перекисне окиснення та знизило рівень антиоксидантного захисту, що підтвердило можливість його використання як експериментального прооксида - нтного чинника (табл.).

Вплив пероксоборату на біохімічний стан сім'яників щурів

Примітка. р₁ - порівняння з нормою

Комплексний вплив 10-добового освітлення й пероксоборату сприяв у сім'яниках підвищенню рівня ді - єновихкон'югатів порівняно з величинами норми та контролю на гіпомелатонінемію й відповідав значенням, що характерні для інтоксикації пероксоборату. Навпаки, величини малонового діальдегіду виявилися менші, ніж під час контролю на пероксоборат, і відповідали значенням норми та гіпомелатонінемії. Активність супероксиддисмутази в сім'яниках була менша норми й відповідала значенням контролю на пероксоборат. Активність глютатіонпероксидази в сім'яниках була меншою за нормою й відповідала значенням контролю на гіпомелатонінемію та пероксоборат. Загальна протеолітична активність сім'яників була вищою за норму й відповідала значенням контролю на гіпомелато - нінемію. Активність у сироватці крові тартратлабільної кислої фосфатази нижче значень норми та обох контролен Загалом провідним фактором пошкодження при комплексній дії виявився вплив пероксоборату, хоча не виключена можливість впливу на білкові молекули су - пероксиддисмутази, глютатіонпероксидази сім'яників і тартратлабільної кислої фосфатази передміхурової залози, збільшення загальної протеолітичної активності внаслідок гіпомелатонінемії (рис. 1).

Рис. 1. Ефекти на сім'яники щурів сукупної дії гіпомелатонінемії та пероксоборату

Примітка. Позначки тіж самі, як це показано на рис. 1.

Внаслідок комплексної дії 10-денної гіпермелато - нінемії (у дозі 1 мг/кг маси тіла на добу) та пероксоборату вміст дієнів у сім'яниках виявився вище значень норми та контролю на гіпермелагонінемію, а вміст малонового діальдегіду відповідав цим значенням, але був менший за величини контролю на пероксоборат натрію. Активність супероксиддисмутази в сім'яниках відповідала значенням контролю на пероксоборат натрію, але була меншою за величини норми та контролю на гіпермелатонінемію. Активність глютатіонперокси - дази в сім'яниках відповідала значенням характерним для гіпермелатонінемії, тобто була меншою норми, але більша за значення контролю на пероксоборат натрію. Загальна протеолітична активність у сім'яниках була меншою за значення контролю на гіпермелатонінемію, але відповідала значно нижчим величинам норми та контролю на пероксоборат натрію.

Активність гарграглабільної кислої фосфатази в сироватці крові була меншою за значення норми та обох контролей. Можна припустити, що пероксоборат реалізував свою дію з окиснення біологічних, органічних речовин сім'яників на рівні ініціації вільнорадика - льного перекісного окиснення, про що свідчить збільшення вмісту дієнів. Але надлишок мелатоніну сприяв зниженню до норми вмісту малонового діальдегіду. Активність супероксиддисмутази, можливо виявилася заінгібірованоюперекисними сполуками пероксоборату, як і глютатіонпероксидази, в порівнянні з нормою, але надлишок мелатоніну, можливо, стимулював на генному рівні синтез глютатіонпероксидази, внаслідок чого й активність при комплексній дії виявилася вищою. Можливо, пероксоборат блокував синтез білка через ефекти пероксидної групи та вільних радикалів. А надлишок мелатоніну блокував цей ефект, нормалізуючи рівень синтезу ферментів.

Таким чином, ефекти пероксоборату натрію при комплексній дії його з надлишком мелатоніну виявилися тільки на рівні посилення вмісту первинних продуктів пероксидації в сім'яниках та зниженню активності супероксиддисмутази і глютатіонпероксидази (рис. 2).

пероксоборат антиоксидантний тартратлабільний фосфатаза

Рис. 2. Ефекти на сім'яники щурів сукупної дії гіпермелатонінемії та пероксоборату

Примітка. Позначки тіж самі, як це показано на рис. 1.

Введення пероксоборату суттєво збільшило вільнорадикальне перекисне окиснення та знизило рівень антиоксидантного захисту, що підтвердило можливість його використання як експериментального проо - ксидантного чинника.

Перспективи подальших досліджень. Потребує подальшого дослідження стану чоловічої репродуктивної системи.

Література

1. Вольнев И.И. Пероксобораты / И.И. Вольнев - М.: Наука, 1984. - 96.

2. Дмитренко Н.А. Гістологічні зміни гонад при експериментальній хронічній гіпомелатонине - мії / Н.А. Дмитренко // Збірник наукових праць. -2007 - С. 158-162.

3. Пішак В.П. Добові зміни щільності мелато - нінових рецепторів у нейронах супрахіазматичних ядер гіпоталамуса щурів за умов різної функціональної активності шишкоподібної залози / В.П. Пішак, Р.Є. Булик // Фізіол. журнал - 2008. - Т. 54, №4. - С. 11-15.

4. Лабораторныеживотные / [И.И. Западнюк, В.И. Западнюк, Е.А. Захария, Б.В. Западнюк]. - К.: Вища школа, 1983. - 382 с.

5. Почерняева В. Антиоксиданты и репродук - тивнаяфункцияхряков-производителей / Виктори - яПочерняева, Виктор Коваленко // Зоотехника. - 1997. - №2. - С. 27-29.

6. Цебржинский О.И. Безопастнолиприменение - пероксибората в медицине? / О.И. Цебржинский, В.Н. Балацкий, А.В. Гринишин [и др.] // Актуальні проблеми сучасної медицини. - 2003. - №3. - С. 111-112.

7. Цебржинський О.І. Оксидативна активність у сперматозоїдів / О.І. Цебржинський // Фізіологічний журнал. - 2000. - №4. - С. 75-77.

8. Цебржинський О.І. Проблема основ регуляцій на різних рівнях живого / О.І. Цебржинський // Вісник Київського державного університету ім. Т. Шевченка. Фізіологія. Проблеми регуляції фізіологічних функцій. - К: КГУ, 2000. - №6. - С. 6164.

9. Цебржинский О.И. Теоретическаябиоло - гия и философия / О.И Цебржинский. - Полтава: 2007 - 49 с.

10. Цебржинский О.И. Роль изменений антиоксидантного статусаорганизма и окислительныхпо - вреждений ДНК в жизненном цикле клеток / О.И. Цебржинский // НаучныйвестникТюменскогогосу - дарственногоуниверситета. - 1999. - №4. - С. 5662.

11. Френкель Ю.Д. Визначення кількості та джерел супероксиду в органах щурів при гіпо - та гі - пермелатонінеміях / Я.В. Анасевич, М.Ш. Гільмут - динова, К.М. Зварич, Д.В. Зубрик, М.І. Косенко, Г.М. Космачова, О.М. Ларичева, Ю.Д. Френкель, О.І. Цебржинський // X Міжнародні новорічні читання: зб. наук. праць. - Миколаїв, 2010. - Вип. 10. - С. 137-141.

12. Френкель Ю.Д. Морфофункціональна організація клітин шишкоподібної залози за їх морфометрією / В.В. Пшиченко, Ю.Д. Френкель, О.І. Це - бржинський // Актуальні проблеми сучасної біології та здоров'я людини: XI міжнар. наук. конф.: зб. наук. праць. - Миколаїв: МНУ ім. В.О. Сухомлин - ського, 2011. - Вип. 11. - С. 219-223.

13. Френкель Ю.Д. Влияниеизбыткамелато - нина на состояниепрооксидантно-антиоксидант - нойсистемы / С.В. Семенчук, Е.Н. Ларичева, О.А. Цвях, Л.Д. Чеботарь, Ю.Д. Френкель, Н.А. Дмитренко, Е.И. Антонова, О.И. Цебржинский // Вісник стоматології. - 2010. - Спецвипуск №5 (73). - С. 40.

14. Френкель Ю.Д. Влияниеизбыткамелато - нина на прооксидантно-антиоксидантный статус органов / Л.Д. Чеботар, Е.И. Антонова, Я.В. Анасевич, М.Ш. Гильмутдинова, Н.А. Дмитренко, Е.И. Ларичева, С.В. Семенчук, Ю.Д. Френкель, О.А. Цвях, О.И. Цебржинский // ReactiveOxygenSpecies, NitricOxide, AntioxidantsandHumanHealth: 8-th NationalScientificPracticalConferencewithInternation alParticipation: abstracts, Smolensk, Russia, 25-29 May 2014. - Смоленск, 2014. - С. 220-222.

References

1. Basaria S. Reproductiveaginginmen // Endocrinol. Metab. Clin. North. Am. 2013, 42, 255-270.

2. CancerincidenceandmortalitypatternsinEurope: Estimatesfor 40 countriesin 2013 / J. Ferlay, E. Steliarova - Foucher, J. Lortet-Tieulent [at.al.] // EuropeanJournalofCancer. - 2013. - Vol. 49, №6. - P. 137-143.

3. Pye S.R., Huhtaniemi I.T., Finn J.D., Lee D.M., O'Neill T.W., Tajar A., Bartfai G., Boonen S., Casanueva F.F., Forti G., Giwercman A., Han T.S., Kula K., Lean M., Pendleton N., Punab M., Rutter M.K., Vanderschueren D., Wu F.C.W. Late-onsethypogonadismandmortalityinagingmen // J. Clin. Endocrinol. Metab. 2014, 99, N4, 1357-1366.

4. Reiter R.J. Melatonin: LoweringtheHighPriceofFreeRadicals //NewsPhysiol. Sci. - Vol. 15. - 2000. - P. 246-250.

5. Reznikov A.G. Thepointofviewofpathophysiologistendocrinologistonthepr oblemofage-relatedandrogendeficiencyinmen (LOH-syndrome) // Mizhnarodnyiendocrinologichnyizhurnal. 2014, 62 (6), 11-18).

6. Siegel R. CancerStatistics, 2013 / R. Siegel, D. Naishadham, A. Jemal // CancerJournalforClinicians. - 2013. - Vol. 63, №1. - P. 11-30.

7. Yassin D.J., Doros G., Hammerer P.G., Yassin A.A. Long-termtestosteronetreatmentinelderlymenwithhypogonadism anderectiledysfunctionreducesobesityparametersandimpro vesmetabolicsyndromeandhealth-relatedqualityoflife // J. Sex. Med. 2014, 11, 1567-1576.

Размещено на Allbest.ru