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

АНАЛИЗ БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ СЕЛЕНООРГАНИЧЕСКОГО СОЕДИНЕНИЯ 1,5-ДИ-(М-НИТРОФЕНИЛ)-3-СЕЛЕНАПЕНТАНДИОН-1,5

Русецкая Н.Ю. 1
1 ГБОУ ВПО «Саратовский ГМУ им. В.И. Разумовского» Минздрава России
В статье представлены результаты влияния селеноорганического соединения 1,5-ди-(п-хлорфенил)-3-селенапентандион-1,5 на свободнорадикальное окисление, антиоксидантный статус, функциональное состояние тканей и отдельные стороны обмена веществ у белых беспородных мышей. Данное соединение, с одной стороны, оказывало небольшое нефротоксическое действие (за счет повышения концентрации креатинина в плазме крови), а с другой - обладало антиоксидантной активностью в тканях белых мышей, в первую очередь в мозге и легких. Наименьшая антиоксидантная активность исследованного соединения обнаружена в клетках печени и почек, поскольку в печени происходит детоксикация ксенобиотиков, а почки участвуют в их выведении. Селеноорганическое соединение обладало высокой антиоксидантной активностью, что выражалось в значительном снижении реакций перекисного окисления липидов в мозге, легких, эритроцитах и плазме крови.
обмен веществ
антиоксидантный статус
свободнорадикальное окисление
селен
селеноорганическое соединение
1. Древко Б.И., Древко Р.И., Антипов В.А., Чернуха Б.А., Яковлев А.Н. Средство для лечения и профилактики инфекционных заболеваний и отравлений животных и птиц, повышающее их продуктивность и сохранность : пат. 2171110 Россия. A61K33/04. Заявл. 26.05.1999, № 99111064/13. Опубл. 27.07.2001. - 8 с. // Изобретения. Полезные модели. - 2001. - Бюл. № 21.
2. Дубинина Е.Е., Сальникова Л.А., Ефимова Л.Ф. Активность и изоферментный спектр супероксиддисмутазы эритроцитов и плазмы крови человека // Лаб. дело. – 1983. – № 10. – С. 30-33.
3. Комзалова А.В., Ошкина Л.Л., Трифонов Г.А. Влияние селенсодержащих препаратов на морфологические показатели крови быков-производителей // Нива Поволжья. - 2012. - № 4. - С. 75-78.
4. Медицинские лабораторные технологии. Справочник. В 2-х томах / под редакцией А.И. Карпищенко. - СПб. : Интермедика, 1999. - Т. 2. - С. 27-28.
5. Стальная И.Д. Метод определения диеновой конъюгации ненасыщенных высших жирных кислот // Современные методы в биохимии / под ред. В.Н. Ореховича. - М. : Медицина, 1977. - С. 63-64.
6. Стальная И.Д., Гаришвили Т.Г. Метод определения малонового диальдегида с помощью тиобарбитуровой кислоты // Современные методы в биохимии / под ред. В.Н. Ореховича. - М. : Медицина, 1977. - С. 66-68.
7. Гланц С. Медико-биологическая статистика / пер. с англ. Ю.А. Данилова; под ред. Н.Е. Бузикашвили, Д.В. Самойлова. - М. : Практика, 1998. - 459 с.
8. Русецкая Н.Ю., Бородулин В.Б., Саратцев А.В., Бородулин Я.В. Сравнительная антиоксидантная активность селеноорганического соединения диацетофенонилселенид и его нитропроизводного в органах и тканях мышей с различной оксидорезистентностью // Фундаментальные исследования. – 2013. - № 4 (часть 1). - С. 125-129.
9. Русецкая Н.Ю., Дьякова В.И., Чупис В.Н., Древко Б.И., Емельянова Н.В., Мартьянова В.А., Бородулин Я.В., Бородулин В.Б. Антитоксическое действие селеноорганических соединений при отравлении нитратом свинца самцов белых крыс // Теоретическая и прикладная экология. – 2012. - № 2. – С. 59-65.
10. Тюкавкина Н.А. Биоорганическая химия : учебник для вузов / Н.А. Тюкавкина, Ю.И. Бауков. – М. : Дрофа, 2004. – 544 с.

В настоящее время в связи с распространением селенодефицитных состояний проводится синтез и изучение биологической активности селеноорганических соединений. Для лечения и профилактики селенодефицита у сельскохозяйственных животных и птиц применяется селеноорганический препарат ДАФС-25, для которого установлена антиоксидантная, антитоксическая и иммуномодулирующая активность [1; 3; 8]. Ранее установлено антиоксидантное и антитоксическое действие препарата ДАФС-25 и его производных [8; 9].

В связи с этим целью настоящей работы явилось изучение влияния 1,5-ди-(п-хлорфенил)-3-селенапентандион-1,5 на свободнорадикальное окисление, антиоксидантный статус, функциональное состояние тканей и отдельные стороны обмена веществ у белых беспородных мышей.

Материалы и методы

В работе использовали селеноорганическое соединение 1,5-ди-(м-нитрофенил)-3-селенапентандион-1,5 (соединение 1), которое растворяли в растительном масле (рис. 1). Соединение любезно предоставлено д.х.н., профессором Б.И. Древко.

Соединение 1

Рис. 1. Соединение 1 - 1,5-ди-(м-нитрофенил)-3-селенапентандион-1,5

Эксперимент проводили на самцах белых беспородных мышей возрастом 2 месяца и массой 20 г. Каждая группа мышей включала 7 животных. Животным первой группы (контроль) вводили per os растительное масло в количестве 10 мкл. Животным опытной группы вводили per os соединение 1 в количестве 10 мкл, с дозой 800 мкг/кг. Эксперимент проводили в течение 14 дней. Все работы с лабораторными мышами проводили согласно принципам гуманного отношения к животным в соответствии с «Международными рекомендациями по проведению медико-биологических исследований с использованием животных», «Правилами проведения работ с использованием экспериментальных животных» и «Правилами лабораторной практики в Российской Федерации» (приказ МЗ РФ № 267 от 19.06.2003). Кровь собирали в пробирку с гепарином. Состояние здоровья животных оценивалось по основным биохимическим показателям плазмы крови, а также показателям свободнорадикального окисления и антиоксидантного статуса. Биохимический анализ включал определение в сыворотке крови активности ферментов (g-глутамилтрансферазы (ГГТ), аланинаминотрансферазы (АлАТ), аспартатаминотрансферазы (АсАТ)), состояния белково-образующей функции печени (альбумин, общий белок) и мочевыделительной системы (креатинин, мочевина), а также определение концентрации глюкозы и холестерина. Для проведения клинико-лабораторного исследования сыворотки крови опытных животных использовали полуавтоматический анализатор Hospitex Screen master plus с использованием стандартных наборов реактивов фирмы ЗАО «Диакон ДС» (Россия). Для оценки свободнорадикального окисления и антиоксидантного статуса в цельной крови определяли активность фермента глутатионпероксидазы (ГПО) на полуавтоматическом анализаторе Hospitex Screen master plus с использованием наборов реактивов фирмы Randox (UK). После центрифугирования цельной крови получали плазму крови и эритроциты. Гомогенаты печени, почек, мозга и легких готовили путем гомогенизации с использованием фосфатного буфера. В плазме, гемолизате эритроцитов и гомогенаты тканей определяли активность ферментов супероксиддисмутазы (СОД) [2] и каталазы [4], а также содержание диеновых конъюгатов (ДК) [5] и малонового диальдегида (МДА) [6]. Определение проводили на фотоэлектроколориметре КФК-3.

Статистическую обработку полученных данных осуществляли на персональном компьютере при помощи программы Microsoft Office Excel. Большинство данных не удовлетворяют закону нормального распределения случайной величины, поэтому для сравнения значений использовали Т-критерий Манна-Уитни, на основании которого оценивали уровень доверительной вероятности 1-α (комплементарная ей величина α называется уровнем значимости). Критический уровень доверительной вероятности при проверке статистических гипотез принимали равным 1-α=0,95 (критический уровень значимости α=0,05), что соответствует показателю достоверности p [7].

Результаты и их обсуждение

Результаты биохимического анализа плазмы крови мышей представлены в таблице 1.

Таблица 1. Биохимические показатели плазмы крови мышей

Показатель

Группы животных

Контрольная

Опытная

Глюкоза, ммоль/л

3,71±1,03

1,96±0,15

Общий белок, г/л

69,58±3,88

75,68±2,44

Альбумин, г/л

32,94±3,01

31,84±1,41

Креатинин, мкмоль/л

36,38±3,74

58,92±4,85*

Мочевина, ммоль/л

3,97±0,675

4,86±0,15

Холестерин, ммоль/л

1,34±0,15

1,35±0,17

АлАТ, МЕ

44,81±8,25

59,28±9,45

АсАТ, МЕ

101,13±11,28

168,14±11,51*

ГГТ, МЕ

14,36±1,25

16,42±1,79

* - Р<0,05

Согласно полученным результатам, селеноорганический препарат не оказывал значительного токсического действия на организм экспериментальных животных. Однако можно отметить увеличение активности АсАТ на 66,3% и увеличение концентрации креатинина плазмы крови на 61,9% у мышей опытной группы (Р<0,05) (табл. 1).

В нашей работе для оценки влияния селеноорганического препарата на свободнорадикальное окисление и антиоксидантный статус проводилось изучение содержания диеновых конъюгатов (ДК) и малонового диальдегида (МДА) и активности антиоксидантных ферментов: каталазы и СОД в плазме крови и гемолизате эритроцитов, гомогенатах органов (печени, почек, мозга и легких), а также активности ГПО в цельной крови.

Под действием соединения 1 у экспериментальных животных снижалась концентрация МДА в гемолизате эритроцитов (63,1%), плазме (62,5%), гомогенатах мозга (48,9%) и легких (22,4%), а также концентрация ДК в гомогенате мозга (24,3%). Следует отметить лишь незначительное увеличение содержания ДК в гомогенате почек на 24,3% (табл. 2).

Таблица 2. Антиоксидантные показатели у мышей контрольной и опытной групп

Исследуемый показатель

Эритроциты

Плазма крови

Гомогенаты тканей

печени

мозга

легких

почек

ДК, ммоль/л

Контрольная группа

1,64±

0,06

0,65±

0,01

4,19±

0,47

6,88±

0,32

11,59±

0,92

3,35±

0,19

Опытная группа

1,74±

0,08

0,73±

0,04

4,87±

0,26

5,21±

0,27*

13,13±

0,17

4,51±

0,18*

МДА, ммоль/л

Контрольная группа

0,84±

0,05

0,08±

0,02

3,36±

0,03

7,97±

0,18

3,88±

0,14

2,03±

0,23

Опытная группа

0,31±

0,02*

0,03±

0,002*

3,69±

0,43

4,07±

0,19*

3,01±

0,22*

1,74±

0,28

Каталаза, ммоль/ (мин·л)

Контрольная группа

0,31±

0,03

0,13±

0,01

0,04±

0,003

0,03±

0,002

0,01±

0,001

0,04±

0,01

Опытная группа

0,97±

0,07*

0,32±

0,03*

0,17±

0,01*

0,04±

0,003*

0,05±

0,01*

0,07±

0,01*

СОД, усл. ед.

Контрольная группа

1291,67±

89,5

1121,31± 112,5

1436,16± 84,3

895,33±

83,5

3121,76±

142,2

1806,83±

71,9

Опытная группа

18333,33±

1102,2*

2954,67±

153,6*

3422,86± 145,6*

1591,87± 46,7*

4511,67± 263,4*

3551,67± 172,3*

Примечание: * - р<0,05.

Антиоксидантное действие селеноорганического соединения также характеризовалось увеличением активности ферментов каталазы, СОД и ГПО. Активность каталазы возрастала в гемолизате эритроцитов (на 213%), плазме (146%), гомогенатах печени (325%), мозга (33,3%), легких (400%) и почек (75%).

Активность СОД также значительно возрастала во всех исследованных образцах крови и тканей: в гемолизате эритроцитов (в 14 раз), плазме (на 163,5%), гомогенатах печени (138,3%), мозга (77,8%), легких (44,5%) и почек (96,6%).

У мышей, получавших перорально соединение 1, активность селенозависимой ГПО возрастала на 98,9% по сравнению с контролем (табл. 3).

Таблица 3. Активность глутатионпероксидазы (ГПО) в цельной крови у мышей всех групп

Определяемый показатель

Контрольная группа

Опытная группа

ГПО, ед/ г Hb

365,31 ±13,4

726,52± 33,5*

Примечания: * - р<0,05.

Подводя итог полученным результатам, следует отметить, что исследованное селеноорганическое соединение наиболее эффективно оказывало, с одной стороны, небольшой нефротоксический эффект (за счет повышения концентрации креатинина в плазме крови), а с другой - обладало антиоксидантной активностью в тканях белых мышей, в первую очередь в мозге и легких. Наименьшая антиоксидантная активность исследованных соединений обнаружена в клетках печени и почек, поскольку в печени происходит детоксикация ксенобиотиков, а почки участвуют в их выведении.

Селеноорганическое соединение обладало высокой антиоксидантной активностью, что выражалось в значительном снижении реакций ПОЛ в мозге, легких, эритроцитах и плазме.

Как было описано ранее [8], выраженная антиоксидантная активность соединения 1,5-ди-(м-нитрофенил)-3-селенапентандион-1,5 обусловлена, как предполагается, освобождением атома селена из соединения и включением его в активный центр главного антиоксидантного фермента ГПО. Освобождение атома селена из этого соединения возможно благодаря разрыхлению связей C-Se в их молекулах. Этому способствуют карбонильные группы в составе исследованных соединений, которые обладают отрицательным индуктивным эффектом и способны оттягивать на себя электроны, приводя к разрыхлению связи C-Se и освобождению атома селена из молекулы. Нитрогруппа в составе препарата 1 способна вызывать разрыхление связи C-Se, т.к. она обладает отрицательным мезомерным эффектом и способна оттягивать на себя электронную плотность в сопряженной системе [8; 10].

Заключение

Учитывая незначительную токсичность и высокую антиоксидантную активность соединения 1,5-ди-(м-нитрофенил)-3-селенапентандион-1,5, можно рекомендовать это соединение для дальнейших исследований с целью создания нового препарата, содержащего селен в биодоступной органической форме.

Рецензенты:

Горошинская И.А., д.б.н., профессор, руководитель биохимической лаборатории ФГБУ «Ростовский научно-исследовательский онкологический институт» Минздрава России, г. Ростов-на-Дону.

Коннова С.А., д.б.н., профессор, зав. кафедрой биохимии и биофизики ФГБУ ВПО «Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского» Минобрнауки России, г. Саратов.


Библиографическая ссылка

Русецкая Н.Ю. АНАЛИЗ БИОЛОГИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ СЕЛЕНООРГАНИЧЕСКОГО СОЕДИНЕНИЯ 1,5-ДИ-(М-НИТРОФЕНИЛ)-3-СЕЛЕНАПЕНТАНДИОН-1,5 // Современные проблемы науки и образования. – 2014. – № 3. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=12752 (дата обращения: 26.10.2021).

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