Сетевое издание
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,940

АКТИВНОСТЬ ОКИСЛИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ В МИКРОСОМАХ ПЕЧЕНИ КРЫС С ТОКСИЧЕСКИМ ПОРАЖЕНИЕМ АЦЕТАМИНОФЕНОМ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВОЗРАСТА

Погорецкая Х.В. 1 Клищ И.Н. 1
1 ГВУЗ «Тернопольский государственный медицинский университет имени И.Я. Горбачевского МОЗ Украины»
Проведено исследование возрастных особенностей влияния ацетаминофена на активность окислительных процессов в микросомах печени. Токсическое поражение животным 3-х возрастных периодов – 3-месячных, 6-8-месячных и 18-24-месячных вызывали внутрибрюшинным введением субстанции ацетаминофена в дозе 1250 мг/кг (0,5 LD50) на протяжении 2-х суток. Установлено, что ацетаминофен проявляет наиболее выраженное ингибирующее влияние на окислительные процессы в микросомах печени молодых животных, что, вероятно, является следствием высокой активности в них электронтранспортных цепей, участвующих в метаболической активации ацетаминофена. Медленная нормализация показателей у старых животных может быть следствием преобладания у них ковалентного связывания с цитохромом Р-450, что приводит к необратимому его ингибированию, а также снижением белоксинтетических процессов вследствие токсического влияния на хромосомный аппарат гепатоцитов.
печень
возрастные периоды
микросомальное окисление
парацетамол
1. Арчаков А.И. Микросомальное окисление. - М., 1975. - 327 с.
2. Викторов А.П. Этот «новый-старый парацетамол» // Современные проблемы токсикологии. - 1998. - № 2. - C. 87-91.
3. Доклінічні дослідження лікарських засобів (методичні рекомендації) / за редакцією О.В. Стефанова. - К. : Авіцена. - 2001. - С. 115-128.
4. Карузина И.И., Арчаков А.И. Выделение микросомальной фракции печени и характеристика ее окислительных систем // Современные методы в биохимии. - М. : Медицина, 1977. - С. 49-62.
5. Лапач С.Н. Статистические методы в медико-биологических исследованиях с использованием Excel / С.Н. Лапач, А.В. Чубенко, П.Н. Бабич. - К. : Морион, 2000. - 320 с.
6. Науково-практичні рекомендації з утримання лабораторних тварин та роботи з ними / [Кожем'якін Ю.М., Хромов О.С., Філоненко М.А., Сайфетдінова Г.А.]. - К. : Авіцена, 2002. - 156 с.
7. Прохорова М.И. Методы биохимических исследований. - Л. : Изд-во Ленинград. ун-та, 1982. - 272 с.
8. Трахтенберг І.М. Нариси вікової токсикології / за ред. І.М. Трахтенберга. - К. : Авіцена, 2005. - 256 с.
9. Cohen S.D. Acetaminophen induced hepatotoxicity / [S.D. Cohen, D.J. Hoivik, E.A. Khairallah] / Toxicology of the Liver. - Raven Press, New York, 1998. - Р. 159-186.
10. Lieber C.S. Cytochrome P-4502E1: its physiological and pathological role // Physiological reviews. - 1997. - V. 77, N 2. - P. 518-544.
11. Paracetamol toxicity: epidemiology, prevention and costs to the health-care system / C.L. Sheen, J.F. Dillon, D.N. Bateman, K.J. Simpson, T.M. Macdonald // Q.J. Med. - 2002. - V. 95, N 9: 609-619.
12. Shenkman J.B., Cinti D.L. Preparation of mikrosomes with calcium // Methods of enzymology. - 1974. - 52,partc. - P. 83-89.
13. Testa B. Mechanism of inhibition of xenobiotic-metabolising enzymes // Xenobiotic. - 1990. - Vol. 20, N 11. - P. 1129-1137.
14. Thomsen M.S. Oxidative metabolism of acetaminophen (paracetamol) to a reactive species: Involved cytochrome P-450 enzymes and target toxicity related to covalent binding // Ugeskr. Laeger. - 1996. - V. 158, N 28. - P. 4095-4096.

Введение

Важной проблемой современной медицины являются патологические состояния, возникающие в результате отрицательного влияния лекарств. Как пример лекарственного препарата, который при передозировке проявляет выраженное токсическое действие, можно привести парацетамол (ацетаминофен, N-ацетил-пара-аминофенол), являющийся активным метаболитом фенацетина с химически близкими к нему свойствами [9; 10]. На фармацевтическом рынке Украины в данное время наблюдается увеличение ассортимента препаратов парацетамола (более 50 названий) как отечественного, так и зарубежного производства, характеризующихся разнообразием лекарственных форм - от таблеток и суппозиториев до фруктовых детских сиропов, что делает его удобным для применения для пациентов всех возрастных групп. Популярность парацетамола значительно возрастает, и это связано с распространенным мнением о том, что он является наиболее безопасным из всех так называемых малых анальгетиков [2]. В терапевтических дозах парацетамол имеет относительно небольшую токсичность, однако сознательное, а зачастую неконтролируемое употребление высоких доз препарата может привести к возникновению тяжелых осложнений. По данным медицинских центров США и Великобритании, передозировка ацетаминофена является главной причиной острой печеночной недостаточности [9; 11]. Поражение печени парацетамолом часто принимает форму фульминантной печеночной недостаточности и нередко заканчивается смертью больных [9]. Токсические эффекты ацетаминофена тесно ассоциированы с особенностями его биотрансформации с участием ферментов эндоплазматического ретикулума печени - в частности, с образованием высокоактивного интермедиата N-ацетил-пара-бензохинонимина, супероксидного радикала [10; 14], а также способностью ацетаминофена и его токсичного метаболита стимулировать клетки Купфера, являющиеся продуцентами оксида азота, чрезмерные количества которого проявляют мощное повреждающее действие

Гепатотоксичность ацетаминофена в значительной степени зависит от возраста. В частности, новорожденные и молодые крысы могут проявлять как относительную устойчивость к некрозогенному влиянию препарата вследствие низкой активности цитохрома Р-450, так и повышенную чувствительность из-за недостаточных ресурсов глутатиона [8]. Для детей и взрослых терапевтические интервалы и токсический потенциал ацетаминофена также разные [2].

Целью нашей работы было исследование влияния ацетаминофена на процессы микросомального окисления у крыс разных возрастных периодов.

Материал и методы исследования

Опыты проведены на 102 половозрелых крысах-самцах трех возрастных периодов: неполовозрелые (молодые) - в возрасте 3 месяца, половозрелые (взрослые, 6-8-месячные) и старые - 18-24-месячные, содержавшихся на стандартном рационе вивария ГВУЗ «Тернопольский государственный медицинский университет имени И.Я. Горбачевского». Животные были разделены на 2 группы: 1-я группа - интактные животные, которым вводили растворитель (2%-ный раствор крахмала); 2-я группа - животные с острым поражением ацетаминофеном, который вводили внутрижелудочно в дозе 1250 мг / кг (0,5 LD50) в виде суспензии в 2%-ном растворе крахмального геля 1 раз в сутки в течение 2 суток. Использовали субстанцию ацетаминофена производства Huzhou Beigang Enterprises Group Corp. Эвтаназию животных производили методом декапитации в условиях тиопентал-натриевого наркоза на первые, третьи и пятые сутки от последнего введения ацетаминофена. Все манипуляции с экспериментальными животными проводили в соответствии с «Правилами выполнения работ с использованием экспериментальных животных» [3; 6]. В полученных методом дифференциального центрифугирования микросомах гепатоцитов [7; 12] определяли концентрацию цитохромов Р-450 и b5 [1] на сектрофотометре Lambda 25 UV (Pelkin-Elmer, США), а также N-деметилазную активность по количеству образованного формальдегида в реакции деметилирования диметиланилина (DMA) и пара-гидроксилазную активность по количеству образованного пара-аминофенола [4]. По эффекту бокового положения определяли также длительность гексеналового сна - интегрального показателя, характеризующего детоксикационную способность микросом печени.

Полученный в результате экспериментов цифровой материал обрабатывали с помощью методов вариационной статистики с использованием t-критерия Стьюдента [5]. Разницу между исследуемыми группами считали достоверной при р < 0,05 .

Результаты исследования и их обсуждение

Как видно из данных, приведенных в табл. 1, существует достоверная разница показателей функционирования окислительных систем микросом печени здоровых крыс в зависимости от возраста. Концентрация цитохрома Р-450 и активность окислительных процессов у интактных животных разных возрастных периодов отличаются. Так, у 3-месячных животных содержание металлопротеинов достоверно превышало аналогичный показатель взрослых и старых соответственно в 2,2 и 2,4 раза, а цитохрома b5 - в 1,5 и 2,2 раза. Более высокой у животных данной возрастной категории была также скорость N-деметилирования димеиланилина и гидроксилирования анилина. Эти данные свидетельствуют о значительных возрастных особенностях функционирования детоксикационной системы микросом печени. Старые животные характеризуются низкой функциональной активностью печеночных микросомальных монооксигеназ.

Введение ацетаминофена вызывало выраженное угнетение окислительной способности микросомальных ферментов в гепатоцитах животных всех возрастных периодов, однако наблюдались значительные возрастные различия. Наиболее выраженные в процентном отношении изменения через 24 ч после введения ацетаминофена наблюдались у 3-месячных животных. Так, концентрация цитохрома Р450 снизилась у них на 45,8%, b5 - на 46,6%, N - деметилазная и пара-гидроксилазная активность соответственно на 40,5 и 33,7%, что достоверно отличается от показателей интактных животных. Менее выраженные отклонения наблюдались у взрослых крыс. Концентрация цитохрома Р-450 у них снизилась до 59,4% , b5 - до 63,8%. Меньшим изменениям подвергались и процессы окисления. N-деметилазная активность снизилась до 68,6%, п-гидроксилазная - до 74,6%. В старых животных изменения были наименее выражены. Концентрация цитохрома Р-450 в них составляла 65,1% , а b5 - 67,1% по сравнению со здоровыми, активность деметилирования DMA - 68,9%, а гидроксилирования анилина - 75,8%. На третьи сутки после введения ацетаминофена в микросомах печени молодых животных показатели были почти на уровне первых суток, за исключением р-гидроксилазной активности, которая выросла и составила 82,6% от интактных. У взрослых животных наблюдался рост исследуемых показателей. Это особенно касается скорости окисления субстратов: N-деметилазная активность возросла до 90,9%, а п-гидроксилазная - до 86,6%. У животных 18-24-месячного возраста нами зафиксировано лишь незначительное повышение активности микросомальных ферментов по сравнению с первыми сутками. До 5-х суток картина несколько изменилась. У взрослых животных исследуемые нами показатели значительно улучшались и приближались к уровню интактных, в меньшей степени восстанавливались показатели молодых, а наименьшую тенденцию к нормализации проявляли ферменты микросом старых животных.

Таблица 1

Показатели ферментной активности микросом печени крыс разного возраста, пораженных ацетаминофеном (М±m)

Группа животных

Возраст

Показатель

Цитохром Р-450, ммоль/кг

Цитохром b5, ммоль/кг

N-деметилазная активность, ммоль/кг·мин

Пара-гидроксилазная активность, ммоль/кг·мин

Интактные

Молодые, n=10

1,53±0,13*

0,86±0,14*

12,57±0,78*

0,92±0,04*

Взрослые, n=10

0,69±0,06

0,58±0,08

8,15±0,24

0,75±0,02

Старые, n=10

0,63±0,05

0,49±0,04

7,64±0,22

0,69±0,02

Ацетаминофен

 

24 ч

3-и сутки

5-е сутки

24 ч

3-и сутки

5-е сутки

24 ч

3-и сутки

5-е сутки

24 год

3-и сутки

5-е сутки

Молодые, n=8

0,83±

0,04**

0,85±

0,07**

1,11±

0,05**

0,46±

0,07**

0,49±

0,04**

0,59±

0,05**

7,48±

0,13**

8,39±

0,23**

9,04±

0,15**

0,61±

0,02*

0,76±

0,03**

0,80±

0,05

Взрослые, n=8

0,41±

0,05**

0,46±

0,06**

0,60±

0,04

0,37±

0,02**

0,39±

0,02**

0,48±

0,04

5,59±

0,22**

7,41±

0,15**

7,54±

0,19

0,56±

0,01**

0,65±

0,04**

0,69±

0,05

Старые, n=8

0,41±

0,04**

0,43±

0,03**

0,49±

0,03**

0,28±

0,03**

0,29±

0,03**

0,32±

0,04**

5,26±

0,41**

5,65±

0,17**

5,83±

0,15**

0,52±

0,02**

0,56±

0,03**

0,58±

0,02**

Примечания здесь и в таблице 2:

* - разница достоверна по сравнению с взрослыми для интактных животных;

** - разница пораженных ацетаминофеном достоверна по сравнению с интактными животными соответствующих возрастных периодов

С целью интегральной оценки окислительной способности микросомальных монооксигеназ мы исследовали продолжительность гексеналового сна. Из результатов, представленных в табл. 2, видно, что с возрастом этот показатель значительно возрастает, и у взрослых и старых животных он достоверно выше, чем у молодых. Введение ацетаминофена наиболее интенсивно повышает продолжительность гексеналового сна у молодых животных. На 1-е сутки она превышала показатель интактных животных в 2,1 раза, на 3-и и 5-е соответственно в 1,9 и 1,6 раза. Продолжительность сна у взрослых и старых животных через 24 часа от момента введения ацетаминофена возросли на 56%, однако в дальнейшем показатель половозрелых животных снижался и составил соответственно 149,1 и 104,2%, тогда как у старых крыс снижение было менее выражено (соответственно 155,3 и 126,6% от уровня здоровых).

Таблица 2

Длительность гексеналового сна у животных разных возрастных периодов с токсическим поражением ацетаминофеном (M±m)

Возрастной период

Группа животных

Интактные,

n=10

Пораженные ацетаминофеном

24 часа, n=8

3-и сутки, n=8

5-е сутки, n=8

Молодые

18,9±0,5*

38,6±1,2**

36,4±1,4**

30,4±2,2**

Взрослые

28,7±1,4

44,9±1,8**

42,8±1,6**

29,9±1,3

Старые

31,6±1,5

49,4±1,2**

49,1±1,7**

39,7±1,2**

Выводы

Таким образом, ацетаминофен проявляет наиболее выраженное ингибирующее влияние на окислительные процессы в микросомах печени молодых животных, что, вероятно, является следствием высокой активности в них электронтранспортных цепей, участвующих в метаболической активации ацетаминофена. Медленная нормализация показателей у старых животных может быть следствием преобладания у них ковалентного связывания с цитохромом Р-450, что приводит к необратимому его ингибированию, а также снижением белоксинтетических процессов вследствие токсического влияния на хромосомный аппарат гепатоцитов.

Рецензенты:

Корда М.М., д.м.н., профессор, заведующий кафедрой медицинской биохимии ГВУЗ «Тернопольский государственный медицинский университет им. И.Я. Горбачевского», г. Тернополь.

Посохова Е.А., д.м.н., профессор, заведующая кафедрой фармакологии с клинической фармакологией ГВУЗ «Тернопольский государственный медицинский университет им. И.Я. Горбачевского», г. Тернополь.


Библиографическая ссылка

Погорецкая Х.В., Клищ И.Н. АКТИВНОСТЬ ОКИСЛИТЕЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ В МИКРОСОМАХ ПЕЧЕНИ КРЫС С ТОКСИЧЕСКИМ ПОРАЖЕНИЕМ АЦЕТАМИНОФЕНОМ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ВОЗРАСТА // Современные проблемы науки и образования. – 2013. – № 6. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=11056 (дата обращения: 06.12.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074