Автореферат и диссертация по медицине (14.00.16) на тему:Особенности обмена глутатиона и его связь с процессами детоксикации и липопероксидации при токсических поражениях печени различной природы

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ ........ РЕСПУБЛИКИ УЗБЕКИСТАН

I " й /

ВТОРОЙ ТАШКЕНТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

НАРЗИЕВ ШАМСИД1Ш САЙПИЛЛОЕВИЧ

УДК. 616.36-002.1-099.008.957

ОСОБЕННОСТИ ОБМЕНА ГЛУТАТИОНА И ЕГО СВЯЗЬ С ПРОЦЕССАМИ ДЕТОКСИКАЦИИ И ЛИПОПЕРОКСИДАЦИИ ПРИ ТОКСИЧЕСКИХ ПОРАЖЕНИЯХ ПЕЧЕНИ РАЗЛИЧНОЙ ПРИРОДЫ

Специсыьностъ: 14.00.16 - Патологическая физиология

АВТОРЕФЕРАТ

на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Ташкент -1997

Работа выполнена во Втором Ташкентском Государственном медицинском институте.

Научный руководитель

Доктор медицинских наук,

профессор КАРИМОВ Х.Я.

Официальные оппоненты

Доктор медицинских наук, профессор САИДКАРИМОВ С.К.

Кандидат медицинских наук, с.н.с. КОМАРИН A.C.

Ведущая организация: Ташкентский педиатрический медицинский институт.

Защита диссертации состоится "_"_ 1997 г. в_

часов на заседании Специализированного Совета (Д.087.09.02) при Втором Ташкентском Государственном медицинском институте, по адресу: 700109, г. Ташкент, ул. Фароби, 2.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Второго Ташкентского Государственного медицинского института.

Автореферат разослан "_

1997 г.

Ученый секретарь Специализированного Совета, доктор медицинских наук

О

A.A. БАТЫРБЕКОВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.

Вопросы противостояния организма к различным экстремальным факторам в настоящее время приобретают все большую актуальность, не только в плане фундаментальных исследований, но и в прикладном аспекте. Согласно литературным данным (Саприн А.Н., 1991; Тиунов Л.А.,1995) в процессе эволюции выработались определенные способы адаптации организма к действию химических веществ, включающие токсикокинетические, структурные, иммунологические и метаболические механизмы. В этих процессах ведущая роль принадлежит метаболическим механизмам, обезвреживающим токсические вещества, образующиеся эндогенно и поступающие в организме извне с воздухом, водой и пищей (Тиунов Л.А.,1988,1991). Они включают биотрансформацию ксенобиотиков цитохром Р-450 -зависимой монооксигеназной системы (МОС), их конъюгацию, механизмы антирадикальной и антиперекисной защиты. Этот комплекс реакций рассматривается как универсальная биологическая система и ее согласованное функционирование определяет адаптационные и компенсаторные возможности организма к воздействию токсикантов. Нарушение ее единства способствует изменению гомеостаза и развитию патологических процессов. Во всех звеньях этой системы участвует глутатион. Он является как бы регулятором синхронизированной работы всей этой системы.

Глутатион играет важную роль в жизнедеятельности, функции его широки и многообразны. Он участвует в многочисленных реакциях метаболизма (Головенко Н.Я., Карасаева Т.Л.,1983; Губский Ю.И, 1989) и обеспечивает нормальное течение физиологических и биохимических процессов. Участвуя в поддержании в восстановленном состоянии 8Н-групп мембранных белков, глутатион способствует сохранению функциональной активности биологических мембран, их целостности и нормальному осуществлению различных мембранных процессов. Выяснены его участие в синтезе белка и нуклеиновых кислот. Наряду с этим, этот трипептид является резервом цистеина и

поставляет цистеин и другие аминокислоты для синтеза белка. Велика его роль в реакциях детоксикации ксенобиотиков и защите организма от активных кислородных соединений (Владимиров Ю.А., 1989). Имеющиеся многочисленные литературные данные (Арчаков А.И., 1975) свидетельствуют о нарушении процессов биотрансформации при интоксикациях различными гепатотоксинами, об активации сво-боднорадикальных процессов,угнетении ферментов антиоксидан-тной защиты (АОЗ) и др. Однако анализ литературы свидетельствует об отсутствии комплексных исследований всех звеньев механизмов естественной детоксикации при острых поражениях печени, не выяснена связь их с системой глутатиона, не раскрыты общие и специфические особенности повреждающего действия различных токсикантов на организм. Учитывая все вышеизложенное, представляло интерес исследование новых нарушений патогенетических механизмов детоксикации, антиоксидантной защиты и роль системы глутатиона в этих процессах при поражениях печени гепатотоксинами различной природы.

Цель исследования.

Выяснить особенности обмена глутатиона и его связь с процессами биотрансформации и детоксикации при поражениях печени гепатотоксинами различной природы.

Задачи исследования.

1. Выявить особенности изменения пула глутатиона в печени крыс в динамике развития острых токсических поражений (ОТП), вызванного СС14, гелиотрином и тиоацетамидом (ТАА).

2. Определить специфические изменения активности ферментов обмена глутатиона глутатионредуктазы (ГР) и у глутамилтранс-пептидазы (у-ГТ) в микросомально-цитозолыюй фракции печени крыс в динамике развития различных форм ОТП.

3. Выявить особенности нарушения функционирования МОС печени при поражении ССЛ4, гелиотрином и ТАА.

4. Определить особенности развития гиперлипопероксидации в микросомальной фракции печени крыс,пораженных гепатотоксинами различной природы.

5. Определить особенности изменения ферментативной системы АОЗ в микросомалыю-цитозольной фракции печени крыс в процессе развития различных форм токсического гепатита.

6. Выяснить особенности нарушения взаимосвязи процессоЕ биотрансформации и липопероксидации с системой глутатиона пря

поражениях печени гепатотоксинами различной природы.

Научная новизна.

Впервые изучены механизмы естественной детоксикации при поражениях печени различными гепатотоксинами. Показана ведущая роль глутатиона в этих процессах. Отмечена активация системы глу-татиона в ранние сроки опыта и значительное накопление вЗБв, вы- ' раженность которого зависит от вида гепатотоксина и срока исследования. Показано, что накопление вББв в печени экспериментальных животных связано с несбалансированием работы ферментов его обмена, динамика и выраженность их изменений зависела от вида гепатотоксина. Впервые в сравнительном анализе изменений МОС печени при интоксикации различными гепатотоксинами, показано раннее ингибирование его, носящее переходной характер при интоксикации СС14, стойкий и прогрессирующий - при поражении гелио-трином. Показано, что для СС14 характерна синхронность увеличения промежуточных и конечных продуктов перекисного окисления липи-дов (ПОЛ), тогда как при поражении гелиотрином более выражено накопление конечных. Этому способствуют характерные изменения супероксиддисмутазы (СОД) и каталазы (КАТ) при данных видах токсических поражений печени. Интенсификация ПОЛ и угнетение процессов биотрансформации в ранние сроки эксперимента приводят к компенсаторной активации системы глутатиона. С прогресси-рованием патологического процесса, характерного для гелиотрина и ТАА нарушаются адаптационные процессы, обуславливая нарушение всех звеньев механизма естественной детоксикации.

Практическая значимость.

Полученные экспериментальные данные расширяют представления о патогенезе острых токсических поражений печени гепатотоксинами различной природы. Особенности нарушения МОС, ПОЛ, АОЗ и системы глутатиона при поражениях печени различными токсикантами позволяют патогенетически обоснованно подходить к выбору профилактических и лечебных мероприятий.

Результаты исследований внедрены на кафедрах патологической физиологии и биохимии II ТашГосМИ.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Повышение общего пула глутатиона в печени при интоксикации гелиотрином и ТАА связано с увеличением как вБИ, так и ввБв,

тоща как при ССЦ - СЗЯСт. Значительное накопление вББв в печени при СС14 наблюдается на 1-е, при ТАА - на 4, а при гелиотрине на 10 сутки опыта.

2. Накопление ОББС в печени экспериментальных животных связано с неадекватным изменением активности ферментов его обмена. Причем при интоксикации СС14 и ТАА активность ГР и у-ГТ изменялись однотипно (ингибирование на 1 - 4 сутки и их активация на 7-е), тогда как при гелиотриновом поражении они носили разнонаправленный характер.

3. При ОТП печени различного генеза наблюдается в различной степени выраженность ингибирования ферментных компонентов МОС. Ранние ее проявления и носящие переходной характер свойственны для ССЦ, стойкий и прогрессирующий - для гелиотрина и ТАА.

4. При ОТП печени различными гепатотоксинами наблюдается накопление промежуточных и конечных продуктов ПОЛ. При поражении СС14 они возрастают синхронно, тогда как для гелиотрина характерно более резкое повышение уровня конечных продуктов.

5. При поражении печени ССЦ и гелиотрином активность СОД ингибируется, особенно в ранние сроки. В отличие от них приин-токсикации ТАА ранняя активация СОД сменяется ингибированием. В тоже время активность КАТ во всех видах поражений ингибируется на 1 - 4 сутки, с последующей активацией.

6. При поражениях печени гепатотоксинами различной природы нарушается взаимосвязь всех звеньев естественной детоксикации. Интенсификация ПОЛ и угнетение МОС в ранние сроки эксперимента приводят к компенсаторной активации системы глутатиона и накоплению вЗЗв в печени.

Апробация работы.

Работа выполнена в ЦНИЛ И ТашГосМИ согласно плану научных исследований института. Материалы диссертации доложены на совместном заседании совета ЦНИЛ и кафедры патологической физиологии (1997),на межкафедральной научной конференции кафедры патологической физиологии, биохимии, нормальной физиологии й ЦНИЛ И ТашГосМИ (1997).

Публикации:

По теме диссертации опубликованы 4 статьи и 2 тезиса.

Структура и объем диссертации.

Диссертация изложена на 129 машинописных страницах, содер-

жит 9 таблиц и 14 рисунков.Состоит из введения, обзора литературы, материала и методов исследований, обсуждения результатов, выводов, практических рекомендаций и указателя литературы, включающего 139 отечественных и 87 иностранных источников.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Эксперименты проведены на 240 белых беспородных крысах- " самцах с исходной массой тела 160-200 гр, содержавшихся на обычном лабораторном рационе. Использовали разли'шые модели ОТП (Х.Я. Каримов, 1979). Проведены три серии экспериментов. В первой серии опытов (80 крыс) ОТП печени воспроизводили четырехкратным подкожным введением чистого СОЦ, приводящим к развитию жировой дистрофии, в дозе 2,5 мл/кг массы тела с интервалом 24 часа. Во второй серии (80 крыс) ОТП печени воспроизводили однократным подкожным введением гелиотрина в дозе 250 мг/кг, приводящим к развитию белковой дистрофии печени. В третьей серии (80 крыс) ОТП печени воспроизводили однократным подкожным введением ТАА в дозе 200 мг/кг, приводящим к некрозогенному перерождению печени. Во всех сериях исследования проводили через 1, 4, 7 и 10 суток после воспроизведения модели острого токсического поражения печени.

Животных забивали одномоментной декапитацией в холодной комнате при температуре 0°С. Вскрывали брюшную полость животных, быстро извлекали печень, промывали, взвешивали и делили на две части. Большую часть измельчали и гомогенизировали в среде выделения, состоящей из 0,25 М сахарозы, 0,05 КС1 в растворе 0,05 М трис-НС1 буфере рН 7,4 и последовательным центрифугированием гомогената при 9000 % в течение 20 мин. и 105000 % в течение 1 часа выделяли микросомальную фракцию. Полученный осадок микросом осторожно промывали холодной средой выделения и ресуспензиро-вали в растворе 0,15 М КС1 в 0,05 М трис НС1 буфере рН 7,2.

В микросомально-цитозольной фракции определяли активность ферментов антиоксидантной защиты: СОД (Мхитарян В.Г. и соавт., 1979), КАТ (Коралюк М. А. и соавт.,1988), обмена глутатиона: ГР (Путилина Ф. Е., 1982) и у-ГТ используя наборы фирмы ЬАХЕМА; промежуточные и конечные продукты ПОЛ: ацилгидроперекиси (АГП) (Гаврилов В.В. и соавт., 1983) и малоновый диальдегид (МДА) (Андреева Л. А. и соавт.,1989). Во фракции микросом исследовали активность ферментов МОС: амидопирин-Ы-деметилазы (Попов П.,1973), анилингидроксилазы (Арчаков А. И. и соавт.,1975), а также

содержание цитохромов P-450 (Omura Т. и Sato R.1968) и цитохрома b5 (Garfincel D., 1958).

В оставшейся части печени определяли содержание общего, восстановленной и окисленной форм глутатиона по методу Вудворда и Фрея в модификации микрометода Чулкова М. С. (1955). Статистическую обработку нолученных результатов проводили методом вариационной статистики на персональном компьюторе IBM.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Как было отмечено ранее, в синхронизированной работе всех звеньев механизма естественной детоксикации важную роль играет глутатионовый гомеостаз в клетке (Тиунов Л. А., 1988; Кулинский В. И. и Колесниченко Л. С., 1990; Тиунов Л.А., 1995). Исследование его пула в печени при интоксикации различными гепатотоксинами показало существенное его изменение (табл. 1). Так, при интоксикации гелио-трином наблюдается активация системы глутатиона, характеризующаяся увеличением как восстановленной, так и особенно окисленной формы глутатиона. Причем, если с удлинением продолжительности эксперимента уровень GSH постепенно снижается, то содержание GSSG продолжает возрастать и уже к периоду формирования геморрагий, отека его уровень возрастает в 6,07 раза. В отличие от гелиотрина, при поражении печени CCI4 активация системы глутатиона выражена в меньшей степени. Причем, нами не выявлено увеличение уровня GSH, а содержание GSSG возрастает в 2,5 - 1,5 раза лишь в ранние сроки эксперимента. В тоже время у крыс, получавших ТАА, в ранние сроки исследования, особенно через 4 суток, нами выявлено резкое увеличение уровня GSSG, на фоне менее выраженного увеличения общего пула и восстановленной его формы. Однако в дальнейшем мы наблюдали равномерное увеличение всех форм глутатиона.

Такие различия изменений системы глутатиона при интоксикации различными по своей природы гепатотоксинами, на наш взгляд, обусловлены особенностями формирования гепатита под их воздействием. Так, согласно литературным данным (Каримов X. Я. и соавт., 1993) при острой интоксикации гелиотрином наиболее ярко проявляется капилляротоксический эффект, приводящий к стойким прогрессирующим изменениям как центральной, так и периферической гемодинамики. Резко возрастает проницаемость сосудов, приводящая к выпотеванию жидкости и развитию геморрагий. Причем это в большей степени проявляется на 7 - 10 сутки, что совпадает с резким

Таблица 1

Содержание различных форм глутатиона и его ферментов обмена при поражении печени гепатоксимии, различными по своей природе (М+ш)

Экспериментальные группы Содержание различных форм глутатиона, мг% Содержание ферментного обмена глутатиона

общий глутатион востановленный глутатион окисленный глутатион ГР НМ НАДФН/мг белка мин у-ГТ ед/мг белка

Интактныегруппы 432,9 ± 8,6 380,0 ± 8,8 52,9 ± 5,9 0,057 ± 0,006 0,0039 + 0,0001

ОТГ(дшг) СС14 1-сутки ГТ ТАА 564,4 ± 32,0* 741,8 ± 43,5* 640,1 ± 10,0* 436.8 ± 16,5* 631.9 ± 47,7* 493,6 ± 6,5* 127,5 ± 17,7* 109,9 ± 12,5* 146,4 ± 7,4* 0,044 + 0,003* 0,019 ± 0,004* 0,020 ± 0,002* 0,0017 ± 0,0001* 0,0061 ± 0,0003* 0,0030 ± 0,0004*

СС14 4-сутки ГТ ТАА 543,6 ± 8,1* 766,5 ± 19,3* 968,8+ 47,8* 462.5 +11,5* 645.6 + 10,2* 559.7 ± 28,1* 81,1 + 011,5* 120,9 ± 10,0* 409,1 ± 21,0* 0,042 ± 0,005* 0,064 ± 0,005 0,060 ±0,011 0,0017 ± 0,0001* 0,0022 ± 0,0003* 0,0074 ± 0,0004*

СС14 7-сутки ГТ ТАА 386,4 ± 14,5* 631,2 ± 21,5* 886,2 ± 29,9* 333,8 +15,3* 523,0 + 23,5* 774,3 + 22,1* 52,6 ±1,7 108,2 ± 5,6* 111,9 ±15,4* 0,076 ± 0,006* 0,108 ± 0,006* 0,069 ± 0,009* 0,0049 ± 0,0008 0,0016 ± 0,0001* 0,0036 ± 0,0001

СС14 10-сутки ГТ ТАА 514.8 ± 21,9* 779,1 + 19,4* 816.9 ± 18,0* 448,4 ± 11,8* 457,9 + 11,9* 721,7 ± 19,0* 66,3 ± 8,2 3 21,2 ± 08,9* 95,2 ± 4,0* 0,052 + 0,008* 0,150 ± 0,003* 0,028 ± 0,006* 0,0019 ± 0,0001* 0,0045 ± 0,0005 0,0016 ± 0,0001*

П р и м е ч а н и е :*- достоверность различий между интактной и опытной группами, -л СС14-тетрахлорметан, ГТ-гелиотрин, ТАА-тиоацетамид.

увеличением уровня ОБЗв в печени экспериментальных животных. В этот период потеря глутатионом контроля процессов детоксикации резко нарушается, что подтверждается резким (5,0 раза) увеличением соотношения ОББв/ОЗН, на фоне уменьшения соотношения ОБН/об-щий глутатион приблизительно в 2,0 раза. На наш взгляд, накопление в этой период в^в на фоне уменьшения вБН в печени экспериментальных животных связано не только с увеличением использования последней в процессах обезвреживания активных форм кислорода и лилоперекисей, но и явлениями застоя и геморрагии. С другой стороны, печень является основным источником синтеза глутатиона и поставки его в другие органы и ткани. В частности, из печени СББв переходит в желчь, где используется для синтеза таурина, глицина и их конъюгации с желчными кислотами. По-видимому, вследствие развития холестаза у этих животных переход ОББв через каникулярную мембрану замедляется, что приводит к накоплению вББС в печени.

В отличие от гелиотрина при интоксикации СС14 более выраженные морфологические изменения наблюдаются в основном в ранние периоды,а в дальнейшем они могут ослабевать (Зуфаров А.К. и совт.,1986). Характерным для данного вида поражения является развитие жирового гепатоза и в механизме его развития лежит активация свободнорадикальных процессов в результате микросомального окисления СС14 до СС1з радикала. На наш взгляд,именно поэтому мы наблюдали резкое накопление вББО в печени экспериментальных животных через 1 сутки опыта. По-видимому, значительное использование вБН в процессах детоксикации продуктов свободноради-кального окисления ССЦ, в частности, в результате активации глута-тионпероксидазной и глутатион-Б-трансферазной активности приводит к накоплению вББв в этот период. Подтверждением этому является резкое увеличение коэффициента соотношения ОББв/ОБН и уменьшение вБИ/общий пул в этот срок опыта, а также резкое уменьшение активности ферментов СОД и КАТ. Последующее постепенное увеличение активности этих ферментов способствуем уменьшению расхода вБН и, как следствие, предотвращению накопления 0880 в печени экспериментальных животных.

ТАА является гепатотоксином, приводящим к некротическим повреждениям печени, и по своему механизму действия несколько отличается от других. Характерным для него является нарушение энергообеспечения митохондрий. Энергетический дефицит, нарушение кальциевой емкости митохондрий приводят к некрозу. Возможно

такая специфическая особенность ТАА приводит к значительному увеличению уровня вББС в печени экспериментальных животных через 1 и, особенно 4 суток, и повышение коэффициента соотношения ОЗЗОЮЗН, на фоне уменьшения С8Н/общий пул. Причем, если через одни сутки это, по-видимому, связано с компенсаторной активацией глутатионпероксидазной реакции вследствие угнетения активности КАТ, то через 4 суток - возможно,с изменением кальциевого гомео-стаза и структурными изменениями в гепатоцитах.

Как было отмечено в обзоре литературы, глутатионовый гомео-стаз включает его восстановимые и невосстановимые потери. В первом ведущая роль принадлежит ГР участвующей в восстановлении вББС до ОБН. В невосстановимых потерях происходит полный распад ОББв до составных компонентов под влияние у-ГТ или же переход его в желчь, где он распадается и участвует в образовании конъюгатов желчных кислот. В связи с этим,для объяснения некоторых механизмов нарушения глутатионового гомеостаза при интоксикации различными по своей природе гепатотоксинами были изучены активность ферментов ГР и у-1Т в микросомально-цитозолыюй фракции печени экспериментальных животных.

Проведенные исследования показали, что при введении алкалоида гелиотрина активность ГР угнетается на 1-е сутки опыта, что приводит к уменьшению регенерации СБЭО в ОБН. Однако, это в определенной степени компенсируется высокой активностью у-ГТ, приводящей к увеличению расщепления вЗЗв. Однако, система обезвреживания накопления вББв в печени полностью не срабатывает, так как соотношения ГРЛ355С и у-ГГА^^в существенно ниже значений нормы, и, как следствие, происходит накопление вББв в печени экспериментальных животных. Однако, в дальнейшем увеличение содержания С85в обусловлено в большей степени ингибированием активности у-ГТ, а к 10-м суткам явлением застоя крови и желчи.

В отличие от гелиотриновой интоксикации, при поражении печени ССЦ, наблюдаемое нами накопление ОББв на 1 - 4 сутки опыта обусловлено снижением активности ферментов ГР и, особенно у-ГТ, так как в дальнейшем активность их повышается, обеспечивая некоторую стабилизацию глутатионового гомеостаза. Следует отметить, что при интоксикации ТАА мы наблюдали выраженные изменения активности ферментов в основном через 1 и 10 суток от начала эксперимента, когда их активность угнеталась в среднем в 1,5 - 2,0 раза. Накопление вЗЗв в печени в эти сроки было связано с уменьшением как восстановимых,так и невосстановимых потерь. Однако

нами было выявлено парадоксальное явление. Несмотря на высокую активность ферментов обмена глутатиона, мы наблюдали более чем в 7 раз увеличение уровня вЗБв в печени.

Одним из механизмов естественной детоксикации является МОС, локализованная в мембранах эндоплазматического ретикулума и обеспечивающая первый этап биотрансформации ксено- и эндобио-тиков. Исследования содержания компонентов и активности ферментов этой системы у животных, отравленных различными гепа-тотоксинами,показали,что ее угнетение, степень выраженности и длительность его сохранения зависели от природы гепатотоксина. Так, при действии СС1, на организм экспериментальных животных нами выявлено резкое снижение содержание цитохрома Р-450 в микро-сомальной фракции на 85,9, 68,3,45,6 и 30,2% соответственно через 1, 4, 7 и 10 сутки. Такой же направленности изменения,но меньшей степени выраженности,выявлены и в содержании цитохрома Ь5. Уменьшение уровня этих гемопротеидов коррелирует с угнетением активности ферментов амидопирин-Л-деметилазы: на 67,8, 49,9 и 46,4% и, особенно анилингидроксилазы на 92.9, 71,8 и 16,1% соответственно через 1, 4 и 7 суток от начала опыта. Более выраженное угнетение последней, на наш взгляд, обусловлено значительным угнетением изоформы цитохрома Р-450,ответственной за гидроксилирование анилина. Согласно данным литературы (Арчакова А.И.и соавт., 1975), в механизме повреждающего действия СО4 лежит цепная реакция метаболизма его ферментами МОС. Причем было показано, что в ранние сроки эксперимента (до 12 часов) наблюдается активация цитохрома Р-450, приводящая к увеличению образования радикалов СС1з- Последний, обладая выраженным токсичным эффектом, приводит к самоинактивации цитохрома Р-450 и активации свободнора-дикальных процессов в биомембранах и,как следствием изменению конформации белков, локализованных в мембранах эндоплазматического ретикулума и угнетению ее мультиферментной системы. Следует отметить, что с уменьшением содержания токсичных продуктов ССЦ в организме экспериментальных животных наблюдается уменьшение повреждающего их действия на гепатоциты, вследствие активации репарационных процессов в печени, что и наблюдали мы в своих исследованиях.

В отличие от СС14,при интоксикации гелиотрином нами было выявлено более выраженное и стойкое угнетение МОС печени. Так,содержание цитохрома Р-450 во все сроки исследования снижается статистически значимо на 77,3; 91,1; 70,1 и 80,9% соответственно через

1, 4, 7 и 10 сутки исследования. Более существенно, по сравнению с СС14, снижается и уровень цитохром Ь5 ( на 52,5, 72,8, 49,8 и 69,8% соответственно). Такой же направленности изменения установлены и при определении активности ферментов амидопирин-Ы-деметилазы и анелингидроксилазы. Прием также, как при поражении печени СС14,в большей степени ингибируются те изоформы цитохрома Р-450, которые ответственны за метаболизм анилина. Следует особо отметить, что,если при интоксикации СС14 ингибирование МОС имело пе-реходньш характер и уже через 10 суток мы наблюдали его восстановление, то при гелиотриновом они носят стойкий характер. Согласно исследованиям, проведенным АкегЬоош (1987,1988), пролизидино-вые алкалоидыдс которым относится гелиотропум лазеокарпум, метабо-лизируются МОС печени путем энзиматического гидролиза, дегидрирования и ]Ы-оксилирования. Наибольшей гепатотоксичностью обладают продукты дегидрирования (дегидроалкалоиды), оказывающие первично токсический эффект. По-видимому, по сравнению с метаболитами СС14,данный метаболит стоек и обладает сильным повреждающим действием. С другой стороны,исследованиями Н.Х. Абдуллаева и Х.Я. Каримова было показано,что токсический эффект гелиотрина проявляется на уровне ядерно-ядрышкового аппарата,приводя к ингибированию белоксинтезирующей функции печени.

Следует отметить, что при интоксикации ТАА, характеризующейся как белковой, так и жировой дистрофией,изменения МОС несколько отличались от двух предыдущих моделей. Так, через 1, 4, 7 и 10 сутки эксперимента содержание цитохромов Р-450 и Ь5 снижается на 68,5, 83,5, 90,2 и 81,2% и 26,7, 58,1, 69,6 и 67,9% соответственно. Причем активность деметилазы амидопирина существенно не отличается от значения интактных крыс, тогда как гидроксилазы анилина угнетаются в большей степени ( на 72,7,42,6 и 58,3% соответственно через 1, 4 и 7 суток). По-видимому, механизм повреждающего действия ТАА на систему МОС можно объяснить особенностями его влияния на субклеточные органеллы. Морфологическими и электрон-номикроскопическими исследованиями ряда авторов (Зуфаров А. К. и соавт., 1986) было показано, что при введении ТАА на 1 и 3 сутки наблюдается капилляротоксический эффект, а уже к 7-м суткам развиваются мелкоочаговые некрозы паренхимы печени. Причем в большей степени повреждается митохондриальная система, ответственная за выработку макроэргических соединений.

При поражении печени различного генеза вследствие развития микроциркуляторного блока развивается гистотоксическая гипоксия,

приводящая к активации Са2+-зависимых ферментов и интенсификации мембранодеструктивных процессов (Владимиров Ю. А., 1989). Последние приводят к ингибированию мембраносвязанных ферментных комплексов и, как следствие, к изменению химического гомео-стаза в клетке. Причем при различных поражениях печени наблюдаются однотипные изменения, указывающие на неспецифическую ответную реакцию организма к действию экзотоксинов.

Проведенные исследования по изучению процессов ПОЛ в мик-росомально-цитозольной фракции печени крыс при интоксикации различными гепатотоксинами показало значительное ее увеличение (табл.2). Так, у животных с ОТП печени, вызванным введением гелио-трина,содержание АГП постепенно статистически значимо возрастает, причем ее наиболее высокие значения наблюдались на 10-е сутки эксперимента,когда ее содержание возрастало в 3,48 раза по отношению к контролю. В тоже время содержание другого компонента ПОЛ - МДА равномерно превышало значения нормы (в 2,49, 2,73, 2,58 и 2,64 раз, соответственно срокам).

В сохранении равновесия свободнорадикалыюго окисления липи-дов принимают участие ферменты СОД и КАТ. Так, согласно литературным данным (Дубинина Е. Е.Д989; Осипов и соавт.,1990),на уровне инициирования свободных радикалов антирадикальные свойства проявляет СОД, тогда как на уже образовавшиеся перекиси и липоперекиси действуют КАТ и ГПО. Для выяснения данного обстоятельства нами была проанализирована активность ферментов СОД и КАТ в микросомально-цитозольной фракции печени экспериментальных животных. Проведенные исследования показали прогрессирующее снижение активности СОД (на 50,7, 57,4,40,8 и 29,2% соответственно), что приводит к снижению обезвреживания супероксидных радикалов, и, как следствие, к увеличению выхода промежуточного продукта ПОЛ. В отличие от него активность КАТ незначительно снижается в ранние сроки эксперимента и имеет тенденцию к повышению в дальнейшем. По-видимому, более высокая активность КАТ, несмотря на повышенное образование АГП, способствует некоторому уменьшению выхода МДА по сравнению с его предшественниками. Однако, следует отметить, что соотношение активности ферментов к продуктам ПОЛ свидетельствует о выраженном мембранолизе клеток и сохранении деструктивных процессов на высоком уровне.

В отличие от гелиотрина, при поражении печени ССЦ в микросомально-цитозольной фракции печени содержание продуктов ПОЛ

Таблица 2 Содержание конечных продуктов ПОЛ и ферментов АОЗ при поражении печени гепатотоксинами, различными по своей природе (М+ш)

Экспериментальные Содержание продуктов ПОЛ Содержание ферментов АОЗ

группы АГП усл.ед/мг белка МДА нмоль/мг белка КАТ мккат/мг белка.шш СОД ед.акт/мг белка

Интактные группы 0,033 ± 0,001 1,40 ± 0,06 0,38 ± 0,03 2,25 ± 0,19

ОТГ(дни) 1-сутки СС14 ГТ ТАА 0,071 ± 0,015* 0,054 ± 0,004* 0,072 ± 0,002* 2,23 ±0,11* 3,37 ± 0,36* 3,00 ± 0,10* 0,19 ± 0,01* 0,31 ± 0,03 0,14 ± 0,008* 0,59 ± 0,01* 1,10 ± 0,07* 3,16 ± 0,12*

4-сутки СС14 ГТ ТАА 0,094 ± 0,014* 0,045 ± 0,008* 0,076 + 0,003* 2,13 ± 0,18* 3,69 ± 0,37* 4,02 ± 0,13* 0,21 ± 0,01* 0,32 ± 0,02 0,21 ± 0,005* 0,91 ± 0,16* 0,95 ± 0,06* 2,60 ± 0,10

7-сутки СС14 ГТ ТАА 0,140 ± 0,0075* 0,094 ± 0,008* 0,065 ± 0,002* 5,10 ± 0,71* 3,48 ± 0,35* 3,35 ± 0,09* 0,37 ± 0,05 0,46 ± 0,018 0,18 ± 0,003* 1,47 ± 0,26* 1,32 ± 0,06* 1,60 ± 0,10*

10-сутки ссц ГТ ТАА 0,129 ± 0,032* 0,101 ± 0,005* 0,092 ± 0,003* 4,92 ± 0,18* 3,56 ± 0,49* 3,10 ± 0,17* 0,43 ± 0,05 0,51 ± 0,017* 0,46 ± 0,022 1,56 ± 0,17* 1,58 + 0,14* 0,89 ± 0,02*

Примечание:*- достоверность различий между интактной и опытной группами. СС14 -тетрахлорметан, ГТ-гелиотрин, ТАА-тиоацетамид.

более высокое,особенно через 7 суток от начала эксперимента. Уровень АГП превышает статистически значимо значения интактных крыс в 2,15,2,84, 4,24 и 3,91 раза,а МДА в 1,60,1,52, 3,64 и 3,51 раза соответственно. В тоже время активность ферментов изменяется по-иному.

Так, если активность СОД у экспериментальных крыс, отравленных СС14,ингибируется на 73,8, 59,6, 34,7 и 30,7% через 1, 4, 7 и 10 сугки соответственно после введения гепатотоксина. В отличие от СОД, низкая активность КАТ (на 50,0 и 44,7% ингибирование через 1 и 4 сутки) уже через 7 суток после введения гепатотоксина нормализуется и к 10-м суткам несколько (на 13%) даже превышает значения интактных крыс. По-видимому, такая активация ПОЛ в микросо-мально-цитозольной фракции печени крыс, отравленных СС14, обусловлена химической природой данного гепатотоксина и образованием в большом количестве радикалов СС1з, которые легко проникают через липидный слой мембран и взаимодействуют с ненасьнценныьми жирными кислотами и, как следствие, приводят к усилению процессов ПОЛ.

В отличие от двух предыдущих серий экспериментов,при поражении печени ТАА, ПОЛ меняется по-иному. Так, содержание АГП превышает статистически значимо значения интактных в 2,20, 2,30, 1,96 и 2,80 раза, причем в таких же пределах изменяется и уровень МДА (в 2,14, 2,87, 2,40 и 2,21 раза) через 1, 4, 7 и 10 суток соответственно. Лишь к концу эксперимента нами выявлено различие в содержании промежуточных и конечных продуктов ПОЛ. Так, если уровень АГП через 10 суток после введения гепатотоксина существенно выше таковых значений предыдущих сроков исследования, то уровень МДА к этому сроку несколько снижается по сравнению с предыдущими сроками исследования. Такие различия в содержании промежуточных и конечных продуктов ПОЛ в мембранах эндоплаз-матического ретикулума, особенно к концу эксперимента, на наш взгляд,обусловлены различной ответной реакцией ферментов АОЗ. Проведенными нами исследованиями установлена активация СОД чё-рез 1 сутки. На наш взгляд, это возможно,связано с активацией метаболических механизмов естественной детоксикации, обеспечивающей в определенной степени обезвреживание супероксидных радикалов. Однако неадекватность ее увеличения не способствует более полному обезвреживанию реакционно - активных кислородных соединений, что приводит к накоплению их в биомембранах гепатоцитов экспериментальных животных и к интенсификации ПОЛ. В последующие

сроки активность СОД постепенно снижается и к 7 и 10-м суткам эксперимента составляет лишь 71,1 и 39,5 % от уровня интактных крыс. Причем такое ингибирование,на наш взгляд,способствует существенному увеличению образования АГП в биомембранах, в частности через 10 дней от начала опыта. В этой серии экспериментов мы наблюдали перекрест в показателях активности ферментов СОД и КАТ. Так, активность КАТ через 1 и 7 суток ингибировалась и лишь к 10 суткам повышалась и статистически значимо превышала значения интактных крыс на 21,0 %. Следует отметить, что низкие значения КАТ коррелировали с более высоким содержанием МДА по сравнению с АГП на 1 - 7 сутки опыта. Через 10 суток соотношение между содержанием промежуточных и конечных продуктов ПОЛ меняется в сторону уменьшения последней и это, по-видимому, связано с активацией КАТ, более быстро обезвреживающей образующиеся перекисные соединения.

Анализ изменения ферментных систем АОЗ при поражениях печени гепатотоксинами различной природы показал более выраженное угнетение активности СОД во всех сериях опытов, причем,если для ТАА было характерно ее увеличение в ранние сроки эксперимента с последующим ее ингибированием, то для ССи и гелиотрина-снижение ферментной активности на 1 - 4 сутки с постепенной тенденцией к ее активации в дальнейшем. В тоже время активность КАТ при воздействии различных гепатотоксинов изменялась однонаправ-ленно, ингибирование на 1 - 4 сутки с последующей ее активацией, и превышающей контрольные значения. Такие изменения активности ферментов АОЗ обуславливали более выраженное увеличение содержания АГП в ранние сроки по сравнению с уровнем МДА и, наоборот -в последующие сроки при интоксикации СС1$ и ТАА.

Таким образом, проведенные исследования показали активацию системы глутатиона в ранние сроки исследования при всех видах токсического поражения печени и значительное накопление ОББв. Наряду с этим отмечены угнетение процессов биотрансформации ксенобиотиков, активация ПОЛ на фоне ингибирования ферментов АОЗ. Характер этих изменений зависит от природы гепатотоксина и срока эксперимента. Нарушения этих процессов в печени экспериментальных животных коррелируют с накоплением вББв и изменением активности ферментов его обмена. Это приводит к нарушению всех звеньев механизмов естественной детоксикации.

выводы

1. В ранние сроки интоксикации гепатотоксинами различной природы наблюдается активация системы глутатиона. Однако накопление общего глутатиона для различных гепатотоксинов разное. Для гелиотрина и ТАА оно обусловлено повышением как вБН, так и ОББв, СС14 - в основном ОЯБО. Причем для СС14 характерно накопление ОБЗв в печени на 1-е, для ТАА - на 4, а при гелиотрине - на 10 сутки после введения гепатотоксинов.

2. Нарушения в системе глутатиона в печени экспериментальных животных с ОТП связаны с изменением активности ферментов его обмена - ГР и у-ГТ. Для интоксикации СС14 ингибирование ГР совпадает с угнетением активности у-ГТ на 1 - 4 сутки и их увеличением на 7 сутки опыта. Такой же направленности изменения выявлены для ТАА, тогда как при гелиотрине они носили разнонаправленный характер. Несбалансированная работа этих ферментных систем приводит к накоплению вББв в печени экспериментальных животных.

3. При остром токсическом поражении печени гепатотоксинами различной природы наблюдается снижение содержания цитохромов Р-450 и Ь5, и ингибирование активности ферментов амидопирин-1Ч-де-метилазы и особенно, анюшнгидроксилазы, степень выраженности которых зависит от природы гепатотоксина и тяжести патологического процесса. Причем при поражении печени СС14 это проявляется в большей степени в ранние сроки и носит переходной характер,при ТАА и гелиотрином - стойкий прогрессируют! характер.

4. В процессе развития острого поражения печени, вызванного гепатотоксинами различной природы, наблюдается накопление промежуточных и конечных продуктов ПОЛ в мембранах эндоплаз-матического ретикулума печени крыс. При интоксикации ССЦ уровень АГП и МДА возрастает синхронно, особенно через 7-10 суток, тогда как при отравлении гелиотрином более резко увеличивается содержание МДА.

5. Исследуемые гепатотоксины ингибируют в различной степени ферменты АОЗ. Для токсического поражения печени СС14 и гелиотрином характерно ингибирование СОД, особенно в ранние сроки эксперимента, тогда как при интоксикации ТАА оно возрастает в ранние сроки и в дальнейшем ингибируется. В отличие от СОД, активность КАТ при всех применяемых гепатотоксинах снижается в ранние сроки с последующей ее активацией, особенно к 10-м суткам.

6. Накопление ОББв в печени экспериментальных животных

коррелирует с угнетением ее МОС, накоплением продуктов ПОЛ и изменением активности ферментов АОЗ. Причем интенсификация ПОЛ и угнетение процессов биотрансформации в ранние сроки эксперимента приводят к компенсаторной активации системы глута-тиона. С прогрессированием патологического процесса, характерного для гелиотрина и ТАА нарушаются адаптационные процессы, обуславливая нарушение всех звеньев механизма естественной детокси-кации.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Для выяснения механизма резистентности организма к повреждающим воздействиям целесообразно исследование метаболических механизмов,включающих изучение процессов первого и второго этапа биотрансформации ксенобиотиков, антирадикальную и антиперекис-ную защиту и состояние системы глутатиона.

2. Для выяснения особенности изменения глутатионового гомео-стаза в организме целесообразно определить общий пул глутатиона, его восстановленные и окисленные формы, ферменты, участвующие в обмене глутатиона: ГР и у-ГТ, а также уровень НАДФН.

3. На основании особенностей изменения метаболических процессов механизма естественной детоксикации можно выбрать патогенетические методы коррекщга выявленных изменений и,тем самым, повысить устой-чивость оргатшзма к токсикантам.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

1. Особенности нарушения механизмов естественной детоксикации и антиоксидантной защиты при токсическом поражении печени гелиотрином/ Каримов X. Я., Иноятова Ф. X., Нарзиев Ш. С., Иноятов Ф. Ш. //Центрально-Азиатский медицинский журнал. Т.П, 1996. № 45. - С.41-45.

2. Каримов X. Я., Иноятов Ф. Ш., Нарзиев Ш. С. Влияние препарата перфторан на содержание глутатиона в печени при ее остром поражении гелиотрином // Доклады Академии наук Республики Узбекистан. 1996. №8,- С. 51-54.

3. Нарзиев Ш. С. Нарушение механизмов детоксикации при токсическом поражении печени крыс //Патология. Выи.1.-Т.,1996.-С.48-50.

4. Каримов X. Я., Иноятова Ф. X., Нарзиев Ш. С. Изменения обмена глутатиона в печени крыс при остром токсическом гепатите / / Узбекский биологический журнал. 1997. № 1. - С. 3-5.

5. Нарзиев Ш. С. Состояние пула глутатиона в крови при токсическом поражении печени тиоацетамидом //Актуальные вопросы медицины. 1996. С. 29.

6. Каримов X. Я., Нарзиев Ш. С., Иноятова Ф. X. Особенности нарушений взаимосвязи глутатионового обмена с процессами деток-сикации и липопероксидации при остром токсическом гепатите I Первый Российский конгресс по патофизиологии. М. 1996.- С. 196.

ХУЛОСА

Жпгарнинг турли табиатли токсик шикастланншида глутатион алмашинувигашг мо^ияти, унинг зарарсизлантириш ва липоперокси-дация жараСнлари билан боглшушги Нарзиев Шамсидин Сайпиллоевич Мазкур ишдан мак,сад, жигарнинг турли табиатли токсик шикаст-ланишида глутатион алмашинувининг мо^ияти ва унинг биотрансформация ^амда зарарсизлантириш жараёнлари билан боглик,лигини урганишдир.Каламушлар жигарини CCI4 (2,5 мл/кг), гелиотрин (250 мг/кг) дамда ТАА (200 мг/кг) билан за^арланганда жигарда глутатион микдорининг узгарганлигини ва табиий зарарсизлантириш механизм-лари бузилганлиги кузатилди. CCI4 таъсирида,экспериментнинг 1-кунида купро^ оксидланган глутатионнинг ва камрок; миедорда унинг кайтарилган шаклининг тупланиши,гелиотрин билан захдрланганда бу х,олатнинг 7-10 ва ТАА билан зах,арланганда эса 4 кунларда куза-тилди.Бундай узгаришлар глутатион алмашинувида иштирок этадиган ферментлар фаоллигининг иасайиши ва к,он хамда утнинг димланиб к,олиши натижасида содир булади.Шу билан бирга,МОС ферментлари фаоллигининг иасайиши хамда цитохром Р-450 ва Ь5 микдорининг камайиши кузатилиб унинг ифодаланиш даражаси гепатотоксинлар-нинг табиатига ва утказилган тажрибалар муддатига боглтушги аник,-ланди.Бу узгаришлар СС14 таъсирида 1-чи кунлари камайиб ва кейин-чалик тикланиб борса, гелиотрин ^амда ТАА таъсирида эса кун сайин камайиб бориш хусусиятга эгадир. CCI4 ва гелиотрин таъсирида жигарда ПОЛ махсулотлари,айник,са АГПнинг тупланиши купрок, куза-тилган булса,ТАА билан захдрланганда эса АГП хамда МДА бир хил микдорда ортиб борди.Жигарнинг СС14 ва гелиотрин билан шика-стланганида СОД ферментининг фаоллиги 1 ва 4 кунларда купрок, даражада камайиши хос булса, ТАА да эса 1-чи кунлари ортиб бориб кейин камайиши кузатилди. Х,амма токсикантлар таъсирида КАТ фаоллиги бошлангич муддатларда камайган булса, кейинчалик секин-аста ортиб бориши кузатилди.

Токсикантлар билан жигарнинг шикастланиши биотрансформация жараёнларини, антиоксидант тизимини х,амда уларни богловчи глутатион гомеостазининг узгариши организм резистентлигининг камайишига ва улим даражасининг ошишига олиб келади.

SUMMARY

PECULIARITIES OF GLUTATHIONE EXCANGE AND ITS RELATION WITH DETOXICATION AND LIPOPEROXIDATION IN TOXIC DAMAGE OF THE LIVER OF VARIOUS NATURE

NARZIEV SHAMSIDIN SAYPILLOEVITCH

The given research work was aimed at determination of damage pecu liarities in natural detoxication mechanisms in hepatic toxic injury with va rious hepatotoxins. Noticeable injuries in glutathione homeostasis and natu ral detoxication mechanisms were also revealed in acute intoxication of th rats liver by tetrachlormetane (CC14 2,5 ml/kg), heliotrine (250 mg/kg) ani thioacetamide (TAA 200 mg/kg). Accumulation of GSSG on the day 1 0 experiment against a background of less expressed increase in GSH in th liver is characterised in CCI4 intoxication. Striking increase in GSSG ii liver revealed to be on the days 7-10 in intoxication with heliotrine, on th day 4 - in one with thioacetamide (TAA). Such chenges in glutathione poc are related with glutathione enzyme exchange activity updates (GR ani GT), cholestasis and hemostasis, especially in acute damage of the live with heliotrine. At the same time inhibition in MOS enzymes activity am decrease in cytochromes P-450 and b5 revealed to be, which expressio: degree and duration depended on the nature of hepatotoxin and term 0 study. In intoxication with CCI4 these changes have transient character, i TAA and heliotrine they were progressively decreased. Storage of LPO pro duction revealed to be in intoxication with CCI4 and heliotrine, being mor noticeable in AHP increase whereas AHP and MDA levels were increase' to a similar extent in intoxication with TAA. Enzyme SOD activity wa inhibited to a more greater extent in intoxication with CCI4 and heliotrin on the days 1 and 4 than in further terms. This inhibition has reverse de pendence in injury with TAA. At the same time catalase activity in all ses sions of experiment is being inhibited in earlier terms and gradually in creased in further terms. Changes in biotransformation, antioxidant syster processes and in their associated link - glutathione system, especially i intoxication with heliotrine led to decrease in resistance to damaged exei tions and increase of mortality.