Сетевое издание
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,006

ЭФФЕКТЫ МЕЛАТОНИНА НА ПЕРЕКИСНОЕ ОКИСЛЕНИЕ ЛИПИДОВ И АНТИОКСИДАНТНУЮ СИСТЕМУ ПРИ ХРОНИЧЕСКОМ АЛКОГОЛЬНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ НА ФОНЕ СВИНЦОВОЙ ИНТОКСИКАЦИИ И АУТОИММУННОГО НЕФРИТА В ЭКСПЕРИМЕНТЕ У КРЫС

Земляной В.М. 1 Брин В.Б. 1, 2
1 Северо-Осетинская государственная медицинская академия
2 Институт биомедицинских исследований Владикавказского научного центра РАН
Исследованы показатели процессов перекисного окисления липидов и изменения активности антиоксидантной защиты организма при хроническом алкогольном воздействии на фоне свинцовой интоксикации и аутоиммунного нефрита у 160 крыс линии Вистар. Установлено, что при введении в качестве профилактики мелатонина в дозе 10 мг/кг массы экспериментального животного с хронической алкогольной интоксикацией выявлялось существенное ослабление повышенных процессов липопероксидации, что подтверждается снижением уровней малонового диальдегида (32%) и гидроперекисей (11%), а со стороны антиоксидантной защиты отмечаются: снижение уровня супероксиддисмутазы (4%) и увеличение каталазы (11%) относительно значений группы крыс, не получавших мелатонин. При хронической алкогольной и свинцовой интоксикации у экспериментальных животных обнаруживалось снижение уровня малонового диальдегида (35%), гидроперекисей (21%) наблюдались увеличение уровня супероксиддисмутазы (10%) и повышение каталазы (27%) относительно значений группы крыс без мелатонина. При хронической алкогольной интоксикации и аутоиммунном нефрите у экспериментальных животных обнаруживались снижение уровня малонового диальдегида (26%), гидроперекисей (14%), увеличение уровня супероксиддисмутазы (11%) и повышение каталазы (30%) относительно значений группы крыс, не получавших мелатонин. Проведенные исследования позволяют заключить, что введение мелатонина в данных условиях способствует восстановлению активности каталазы и уменьшению показателей ПОЛ, благодаря чему реализуется профилактический эффект.
перекисное окисление липидов
антиоксидантная защита
хроническая алкогольная интоксикация
свинцовая интоксикация
мелатонин
аутоиммунный нефрит
1. Вангородская С.А. Российская модель потребления алкоголя: особенности и влияние на смертность населения // NOMOTHETIKA: Философия. Социология. Право. 2018. № 1. С. 28-36.
2. Мязин Р.Г., Емельянов Д.Н. Алкогольная болезнь печени: современный взгляд на диагностику и лечение // МС. 2019. № 14. С. 64-71.
3. Стародумов В.Л., Калинина Н.Г., Горбунов В.А. Состояние мембран эритроцитов как индикатор воздействия свинца окружающей среды // Вестник ИвГМА. 2018. № 4. С. 16-19.
4. Юркова А.А. Химическое загрязнение окружающей среды // Colloquium-journal. 2021. № 18 (105). С. 9-12.
5. Земляной В.М., Брин В.Б., Кабисов О.Т., Соколовский Н.В., Четоева Д.А. Влияние экспериментальной хронической алкогольной интоксикации на фоне аутоиммунного нефрита на сердечно-сосудистые проявления у крыс // Медицинский вестник Северного Кавказа. 2022. № 1. С. 68-71.
6. Ахмедова М.М., Шарипов Р.Х., Расулова Н.А. Дизметаболическая нефропатия. М.: Учебно-методическая рекомендация, 2015. С. 26-27.
7. Брин В.Б., Земляной В.М., Соколовский Н.В., Гаглоева Э.М. Способ моделирования хронической алкогольной интоксикации у крыс в эксперименте // Патент РФ № 2740569, Патентообладатель: ФГБОУ ВО «Северо-Осетинская государственная медицинская академия» Минздрава РФ. 2021. Бюл. № 2.
8. Pusey C.D., Holland M.J., Cashman S.J. Sinico R.A., Lloveras J.J., Evans D.J., Lockwood C.M. Experimental autoimmune glomerulonephritis induced by homologous and isologous glomerular basement membrane in Brown-Norway rats. Nephrol Dial Transplant. 1991. vol 6. no 7. P. 57–65.
9. Хазанов А.И. Важная проблема современности – алкогольная болезнь печени // Российский журнал гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии. 2002. № 2. С.13-20.
10. Цейслер Ю.В., Нурищенко Н.Е., Мартынюк В.С., Подпалова О.Н., Шелюк О.В. Показатели липидного обмена крыс в условиях хронической пролонгированной алкоголизации // Ученые записки Крымского федерального университета имени В.И. Вернадского. Биология. Химия. 2014. № 3 (66). С. 169-177.
11. Митциев А.К., Брин В.Б., Митциев К.Г. Профилактическое влияние мелаксена на изменения электролитовыделительной функции почек крыс в условиях экспериментальной кобальтовой интоксикации // Владикавказский медико-биологический вестник. 2010. № 17. С. 94-98.
12. Брин В.Б., Митциев А.К., Митциев К.Г. Влияние препарата «Мелаксен» на перекисное окисление липидов и антиоксидантную систему при отравлении ртутью и кадмием // Кубанский научный медицинский вестник. 2014. № 4. С. 30-33.

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.


Библиографическая ссылка

Земляной В.М., Брин В.Б. ЭФФЕКТЫ МЕЛАТОНИНА НА ПЕРЕКИСНОЕ ОКИСЛЕНИЕ ЛИПИДОВ И АНТИОКСИДАНТНУЮ СИСТЕМУ ПРИ ХРОНИЧЕСКОМ АЛКОГОЛЬНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ НА ФОНЕ СВИНЦОВОЙ ИНТОКСИКАЦИИ И АУТОИММУННОГО НЕФРИТА В ЭКСПЕРИМЕНТЕ У КРЫС // Современные проблемы науки и образования. – 2022. – № 5. ;
URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=32064 (дата обращения: 28.02.2024).

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 = 1,674