Алкоголизм является крайне актуальной проблемой в России. В 2017 г. количество людей с данной патологией составило 1 304,6 тыс. человек [1]. У пациентов с этой патологией происходят усиление процессов перекисного окисления липидов, угнетение антиоксидантной защиты, а также имеются выраженные признаки цитолиза, холестаза и нарушений липидного обмена [2].
В условиях сильного загрязнения свинцом (свыше 10 допустимых концентраций) в России проживает более 256 тыс. человек [3]. Свинец негативно влияет на окислительные процессы в организме, что приводит к повреждению клеточного аппарата. Известно, что тяжелые металлы имеют высокую окислительно-восстановительную активность, что способствует активному образованию гидроксильных и супероксид радикалов [4].
Летальность от заболеваний почек занимает 12-е место среди всех причин летальных исходов [5]. Перекисное окисление липидов в физиологическом диапазоне колебаний является нормальным метаболическим процессом, широко представленным во всех органах и тканях человека [6].
Цель исследования: изучить возможность профилактики мелатонином изменений процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) и активности антиоксидантной защиты организма при хроническом алкогольном воздействии на фоне свинцовой интоксикации и аутоиммунного нефрита.
Материалы и методы исследования. Работа выполнена на белых крысах самцах линии Вистар массой 200–300 г, разделенных на 16 групп (n=160): 1) интактные животные; 2) группа с внутрижелудочным введением мелатонина в дозе 10 мг/кг; 3) группа с интрагастральным введением 40%-ного этанола в дозе 3,0 г/кг в течение месяца; 4) группа с интрагастральным введением 40%-ного этанола в дозе 3,0 г/кг и мелатонина в дозе 10 мг/кг (профилактика мелатонином) в течение месяца; 5) группа с внутрижелудочным введением раствора амида изовалериановой кислоты (ингибитор алкогольдегидрогеназы) в дозе 500 мг/кг в течение месяца; 6) группа с интрагастральным введением в дозировке 500 мг/кг раствора амида изовалериановой кислоты и профилактикой мелатонином в течение месяца; 7) группа с интрагастральным введением раствора амида изовалериановой кислоты в дозе 500 мг/кг и 40%-ным этанолом в дозе 3,0 г/кг каждый день в течение 30 дней (модель хронической алкогольной интоксикации) [7]; 8) группа с реализацией модели хронической алкогольной интоксикации и введением мелатонина в дозе 10 мг/кг каждый день в течение 30 дней интрагастрально; 9) крысы с подкожным введением эмульсии полного адъюванта Фрейнда с таким же количеством гомогената коркового вещества почки, разведенного физраствором, из расчета на 100,0 мг ткани – 1,0 мл физраствора, который введен подкожно в пять мест по 0,1 мл действующей смеси на 100 г веса животного (модель аутоиммунного нефрита) [8]; 10) модель аутоиммунного нефрита с профилактикой мелатонином в течение месяца; 11) группа с интрагастральным введением ацетата свинца в дозе 25 мг/кг в течение 30 дней (свинцовая интоксикация); 12) группа с моделированием свинцовой интоксикации и профилактикой мелатонином в течение месяца; 13) моделирование хронической алкогольной интоксикации на фоне аутоиммунного нефрита в течение 30 дней; 14) моделирование хронической алкогольной интоксикации на фоне аутоиммунного нефрита с профилактикой мелатонином в течение месяца; 15) группа с моделированием хронической алкогольной интоксикации и введением ацетата свинца в дозе 25мг/кг; 16) группа с моделированием хронической алкогольной интоксикации на фоне свинцовой интоксикации и профилактикой мелатонином в течение 30 дней.
Все животные имели свободный доступ к воде и еде с соблюдением физиологических потребностей крыс, также поддерживался естественный световой режим. Об активности процессов ПОЛ судили по концентрации малонового диальдегида (МДА) в эритроцитах, активности супероксиддисмутазы (СОД) и каталазы в эритроцитах, также и гидроперекисей (ГП) в плазме крови. Работа с исследуемыми животными реализовывалась в соответствии с 11-й статьей Хельсинкской декларации Всемирной медицинской ассоциации, «Международными рекомендациями по проведению медико-биологических исследований с использованием животных» (1985) и Правилами лабораторной практики в Российской Федерации (приказ МЗ РФ от 01.04.2016 г. № 199).
Обработка полученных данных проводилась с использованием программного обеспечения: Microsoft Excel 2018 и Statistica 10.0. Установив количество выборок и нормальное распределение рядов по критерию Шапиро–Уилка (Wф>> Wm), мы применяли t-критерий Стьюдента для дальнейшей статистической обработки. Различия считали значимыми при критическом уровне достоверности (p) меньше 0,05.
Результаты исследования и их обсуждение. В группах № 3 и № 5 относительно значений интактной группы интенсивность процессов ПОЛ и изменения значимых показателей антиоксидантной защиты организма показали отсутствие статистически достоверных изменений.
В группе с введением антиоксиданта мелатонина в дозе 10 мг/кг установлено увеличение показателей активности каталазы и супероксиддисмутазы на 11% и 19% соответственно.
В ходе проведения исследований установлено, что на фоне хронической алкогольной интоксикации формируется выраженный окислительный стресс, что проявляется в виде повышения Содержания малонового диальдегида, гидроперекисей и супероксиддисмутазы соответственно на 50%, 92%, 33%, а каталаза демонстрировала снижение на 17% относительно фоновых значений. Этанол оказывает мультифакторное влияние на организм, что в основном проявляется цепочкой патологических изменений, связанных со свободнорадикальным окислением липидов клеточных мембран. На данный момент уже точно установлено, что этанол ускоряет процессы ПОЛ в организме и при хроническом течении процессов истощает антиоксидантные ресурсы [9, 10]. При сочетанном моделировании хронической алкогольной интоксикации на фоне свинцовой интоксикации выявлялось увеличение показателей малонового диальдегида (70%), гидроперекисей (115%) и супероксиддисмутазы (33%) при снижении показателей активности каталазы (27%). Хроническая алкогольная интоксикация на фоне аутоиммунного нефрита также демонстрировала увеличение показателей малонового диальдегида (63%), гидроперекисей (95%) и супероксиддисмутазы (42%) при снижении показателей каталазы (31%) относительно контрольных значений.
При введении в качестве профилактики мелатонина у животных с хронической алкогольной интоксикацией выявлялось существенное ослабление процессов липопероксидации, что характеризовалось снижением уровня малонового диальдегида (32%), гидроперекисей (11%), а со стороны антиоксидантной защиты наблюдались снижение уровня супероксиддисмутазы (4%) и увеличение каталазы (11%) относительно значений группы № 7. Это объясняется присущим мелатонину выраженным мембранопротекторным свойством за счет антиоксидантного действия [11]. При хронической алкогольной и свинцовой интоксикации у экспериментальных животных под влиянием мелатонина обнаруживалось снижение уровня малонового диальдегида (35%), гидроперекисей (21%), а со стороны антиоксидантной защиты наблюдались увеличение уровня супероксиддисмутазы (10%) и повышение каталазы (27%) относительно значений группы № 15. При хронической алкогольной интоксикации и аутоиммунном нефрите у экспериментальных животных при действии мелатонина обнаруживалось снижение уровня малонового диальдегида (26%), гидроперекисей (14%), а со стороны антиоксидантной защиты наблюдались увеличение активности супероксиддисмутазы (11%) и повышение активности каталазы (30%) относительно значений группы № 13.
При свинцовой интоксикации у экспериментальных животных выявлялось повышение малонового диальдегида, гидроперекисей и супероксиддисмутазы соответственно на 38%, 65% и 20%, а каталаза демонстрировала снижение на 14% относительно значений контроля.
Практические исследования показывают, что тяжелые металлы, в том числе и ацетат свинца, за счет прооксидантного действия реализуют активацию процессов ПОЛ [12]. У животных со свинцовой интоксикацией, получавших в качестве профилактики мелатонин, было выявлено снижение уровня малонового диальдегида (32%), гидроперекисей (11%), а со стороны антиоксидантной защиты наблюдались увеличение активности супероксиддисмутазы (18%) и повышение каталазы (8%) относительно значений группы № 11.
У крыс с моделированием аутоиммунного нефрита было выявлено повышение малонового диальдегида, гидроперекисей и супероксиддисмутазы соответственно на 36%, 77% и 27%, а каталаза демонстрировала снижение на 20% относительно контрольных значений (таблица). Данные эффекты связаны с нарушением структурно-функциональной организации клеточных структур почки при нефритах разной этиологии, вплоть до полной деструкции и активации перекисного окисления липидов как мембранодестабилизирующего процесса. У животных с моделированием аутоиммунного нефрита, получавших в качестве профилактики мелатонин, было выявлено снижение уровня малонового диальдегида (31%), гидроперекисей (5%), а со стороны антиоксидантной защиты наблюдались увеличение активности супероксиддисмутазы (6%) и повышение активности каталазы (8%) относительно значений группы № 9.
Влияние мелатонина на активность каталазы и СОД, концентрацию МДА и ГП у экспериментальных животных при хроническом алкогольном воздействии на фоне свинцовой интоксикации и аутоиммунного нефрита
|
Условия опыта |
МДА (мкмоль/л) |
ГП (мкмоль/л) |
Каталаза (МЕ/гHb) |
СОД (%) |
|
Интактные животные |
57,86±1,76 |
3,25±0,15 |
449,31±16,74 |
62,67±2,75 |
|
2-я группа с введением мелатонина в дозе 10 мг/кг |
63,25±2,36 |
3,74±0,19 |
498,20±11,024 |
74,72±1,86 |
|
– |
– |
*) |
**) |
|
|
3-я группа с введением 40%-ного этанола в дозе 3,0 г/кг в течение месяца |
61,25±1,15 |
3,65±0,18 |
424,50±14,72 |
68,81±2,66 |
|
– |
– |
– |
– |
|
|
4-я группа с введением 40%-ного этанола в дозе 3,0 г/кг в течение месяца и профилактикой мелатонином |
64,14±2,28 |
3,42±0,25 |
473,21±21,46 |
69,88±1,41 |
|
*) |
– |
– |
*) |
|
|
5-я группа с введением раствора амида изовалериановой кислоты в дозе 500 мг/кг в течение месяца |
54,24±1,54 |
3,11±0,14 |
467,80±19,72 |
59,75±1,34 |
|
– |
– |
– |
– |
|
|
6-я группа с введением раствора амида изовалериановой кислоты в дозе 500 мг/кг в течение месяца и профилактикой мелатонином |
59,28±2,42 |
3,28±0,27 |
496,56±26,164 |
71,24±1,65 |
|
– |
– |
– |
*) |
|
|
7-я группа с моделированием хронической алкогольной интоксикации |
86,64±2,20 |
6,25±0,28 |
368,87±16,98 |
83,24±2,51 |
|
***) |
***) |
**) |
***) |
|
|
8-я группа с моделированием хронической алкогольной интоксикации и профилактикой мелатонином |
77,26±1,37 |
4,25±0,31 |
411,42±24,78 |
86,56±1,37 |
|
***)##) |
*)###) |
- |
###) |
|
|
9-я группа с моделированием аутоиммунного нефрита |
78,56±1,65 |
5,74±0,14 |
357,77±14,67 |
79,62±2,65 |
|
***) |
***) |
***) |
***) |
|
|
10-я группа с моделированием аутоиммунного нефрита и введением мелатонина |
74,73±0,96 |
3,99±0,23 |
385,57±11,86 |
84,32±3,54 |
|
***) |
**)!!!) |
**) |
***) |
|
|
11-я группа с моделированием свинцовой интоксикации |
79,65±1,33 |
5,35±0,19 |
385,54±13,74 |
75,26±2,14 |
|
***) |
***) |
**) |
**) |
|
|
12-я группа с моделированием свинцовой интоксикации и профилактикой мелатонином |
71,21±1,98 |
3,89±0,29 |
432,17±15,51 |
88,66±3,24 |
|
***)⚓⚓) |
⚓⚓⚓) |
⚓) |
***)⚓⚓) |
|
|
13-я группа с моделированием хронической алкогольной интоксикации на фоне аутоиммунного нефрита |
94,53±1,58 |
6,32±0,31 |
308,82±16,57 |
89,56±3,44 |
|
***) |
***) |
***) |
***) |
|
|
14-я группа с моделированием хронической алкогольной интоксикации на фоне аутоиммунного нефрита и профилактикой мелатонином |
81,52±0,91 |
4,67±0,17 |
390,86±11,25 |
80,14±2,24 |
|
***)♣♣♣)▲) |
***)♣♣♣) |
**)♣♣♣) |
***)♣)▲) |
|
|
15-я группа с моделированием хронической алкогольной интоксикации на фоне свинцовой интоксикации |
98,46±0,77 |
6,98±0,34 |
321,67±0,012 |
87,14±2,65 |
|
***) |
***) |
***) |
***) |
|
|
16-я группа с моделированием хронической алкогольной интоксикации на фоне свинцовой интоксикации и профилактикой мелатонином |
77,66±2,32 |
4,55±0,17 |
418,55±23,71 |
78,33±3,22 |
|
***)⚑⚑⚑) |
***)⚑⚑⚑) |
⚑⚑⚑) |
**)⚑)▲) |
|
|
Примечание: (*) –р≤0,05; (**) –р≤0,01; (***) –р≤0,001 по сравнению с фоном (#) –р≤0,05; (##) –р≤0,01; (###) – р≤0,001 по сравнению с группой № 7 (!) –р≤0,05; (!!) –р≤0,01; (!!!) – р≤0,001 по сравнению с группой № 9 (⚓) –р≤0,05; (⚓⚓) –р≤0,01; (⚓⚓⚓) – р≤0,001 по сравнению с группой № 11 (♣) –р≤0,05; (♣♣) –р≤0,01; (♣♣♣) – р≤0,001 по сравнению с группой № 13 (⚑) –р≤0,05; (⚑⚑) –р≤0,01; (⚑⚑⚑) – р≤0,001 по сравнению с группой № 15 (▲) –р≤0,05; (▲▲) –р≤0,01; (▲▲▲) – р≤0,001 по сравнению с группой № 8 |
||||
Заключение
Таким образом, проведенные исследования позволяют заключить, что свинцовая интоксикация и аутоиммунный нефрит на фоне хронической алкогольной интоксикации снижают активность системы антиоксидантной защиты, в результате чего происходит активация процессов липопероксидации, что подтверждается увеличением продуктов ПОЛ в организме опытных животных.
Использование антиоксиданта мелатонина при данных условиях оказывает профилактическое влияние на организм при помощи восстановления функциональной активности каталазы и положительной динамики МДА и ГП, что свидетельствует о снижении выраженности процессов ПОЛ.