.

Вплив іонізуючої радіації низької інтенсивності та вітаміну Е на систему антиоксидантного захисту тканин із високою проліферативною активністю (авторе

Язык: украинский
Формат: реферат
Тип документа: Word Doc
0 2258
Скачать документ

ІНСТИТУТ БІОЛОГІЇ ТВАРИН УААН

КЛЕВЕТА ГАЛИНА ЯРОСЛАВІВНА

УДК: [517.151.6+612.419+612.33]:504.054+577.161.3

Вплив іонізуючої радіації низької інтенсивності та вітаміну Е на систему
антиоксидантного захисту тканин із високою проліферативною активністю

03.00.04-біохімія

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата біологічних наук

Львів-2005Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Львівському національному університеті імені Івана
Франка

МОН України.

Науковий керівник – кандидат біологічних наук, доцент

Чайка Ярослав Петрович,

Львівський національний університет імені Івана Франка,

завідувач кафедри біохімії.

Офіційні опоненти: доктор біологічних наук, професор

Сологуб Леонід Ілліч,

Інститут біології тварин УААН,

завідувач лабораторії обміну речовин;

доктор біологічних наук, професор

Фіра Людмила Степанівна,

Тернопільська державна медична академія

ім. І.Я. Горбачевського,

завідувач кафедри фармакогнозії з медичною ботанікою.

Провідна установа – Київський національний університет ім. Т. Шевченка

(кафедра біохімії), МОН України, м. Київ

Захист відбудеться “12” квітня 2005 р. о 10 годині на засіданні
спеціалізованої вченої ради Д 35 368.01 в Інституті біології тварин УААН

за адресою: вул. Стуса, 38, м. Львів, 79034.

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту біології тварин
УААН за адресою: вул. Стуса, 38, м. Львів, 79034.

Автореферат розісланий “11” березня 2005 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Віщур О.І.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Проблема наслідків дії на людину і тварин іонізуючого
випромінювання малих доз і потужностей сьогодні набула особливої
гостроти та актуальності внаслідок зростання їхнього шкідливого впливу
на організм. Це зумовлено не лише забрудненням довкілля радіонуклідами,
до якого призводять радіоактивні викиди та аварії на АЕС, а також
ураженням за умови виробництва та при застосуванні методів лікування з
використанням радіоактивних ізотопів.

На малі дози іонізуючого випромінювання організм реагує розвитком
оксидативного стресу, що супроводжується генерацією активних форм кисню
(АФК) та активацією процесів пероксидного окиснення ліпідів (ПОЛ)
(Барабой В.А, 1994; Зенков Н.К. и др., 2001). Залежно від концентрації,
АФК виявляють регуляторний або цитотоксичний ефект (Дубинина Е.Е., 2001;
Турпаев К.Т., 2002; Ochsner U.A., 2000). Пошкоджувальна дія АФК на
клітини простежується за умов їхньої посиленої генерації та виснаження
системи антиоксидантного захисту (АОЗ). З огляду на це, особливо
актуальним є використання природних радіозахисних та протистресових
антиоксидантів.

Відомо, що вітамінам групи Е, передусім ?-токоферолу, притаманні
антиоксидантні властивості, що зумовлено наявністю в молекулі
хроманового кільця – головної “пастки” вільних радикалів. Токофероли
реагують з О2- (Goton N. et al., 1992), О21 (Kaiser S. et al., 1990),
ROO· (Zhou Y. C., 1991), OH· (Miura T. et al., 1993), інгібуючи
індуковані ними процеси ПОЛ. Дія вітаміну Е у клітинах може бути
комплексною і зумовленою як антиоксидантними властивостями, так і
взаємодією з токоферолзв’язувальними білками (ТЗБ) (Капралов А.А. и др.
1993; Донченко Г.В., 2002). Незважаючи на велику кількість даних про
широкий спектр біологічної та терапевтичної дії вітаміну Е в організмі
людини і тварин, літературні дані щодо його радіопротекторних
властивостей за різних доз випромінювання є досить суперечливими
(Донченко Г.В., 1993; Барабой В.А. та ін., 1994; Azzi A. et al., 2002).

У разі дії на організм іонізуючого випромінювання низької інтенсивності
(ІВНІ) ураження зазнають, передусім, мембранні структури клітин з
високим рівнем проліферації – ентероцити тонкого кишківника (Степанова
С.І. та ін., 1999; Кучеренко М.Є. та ін., 2003), а також клітинні
елементи кісткового мозку (Гродзинський Д.М., 2000). З цих позицій,
дослідження корекції радіоіндукованих ефектів у клітинах радіочутливих
тканин шляхом введення вітаміну Е має науково-практичне і теоретичне
значення.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна
робота виконана в рамках науково-дослідної теми Бх-13б “Дослідження
мембранотропної дії малих доз хронічного рентгенівського опромінення
низької потужності” кафедри біохімії Львівського національного
університету імені Івана Франка за 2000 – 2002 р.р. (№ держреєстрації
0100U001438). Здобувач виконала препаративне виділення клітин кісткового
мозку (КМ) та ентероцитів (ЕН) тонкого кишківника; дослідила
інтенсивність процесів ПОЛ та активність ензимів АОЗ.

Мета і завдання дослідження. Метою роботи було з’ясувати особливості
динаміки процесів ПОЛ за умов ІВНІ та роль ензимів АОЗ у попередженні
радіоіндукованих порушень в ентероцитах тонкого кишківника і клітинах
кісткового мозку щурів, а також експериментально встановити ефективність
корекції цих змін шляхом введення препаратів вітаміну Е з різною
довжиною бічного ланцюга.

Для досягнення мети потрібно було вирішити такі завдання:

дослідити хронічний вплив ІВНІ у дозах 10 – 30 сГр на динаміку процесів
ПОЛ і стан ензимів АОЗ у клітинах тонкого кишківника та кісткового мозку
щурів;

порівняти характер змін досліджуваних показників у нормі та за умов
рентгенівського опромінення у щодобовій дозі 1 сГр в ентероцитах та
клітинах гранулоцитарно-моноцитарного і еритроїдного рядів КМ;

визначити активність ензимів АОЗ за умов радіаційного впливу та в
пострадіаційний період у клітинах з високим рівнем проліферації;

з’ясувати ефективність застосування препаратів вітаміну Е з різною
довжиною бічного ланцюга – фармакопейного ?-токоферолацетату (?-ТФА) та
його коротколанцюгового похідного (?-ТФАС6) для корекції порушень
прооксидантно-антиоксидантного гомеостазу у клітинах радіочутливих
тканин за дії ІВНІ;

виконати порівняльний аналіз коригувальної дії досліджуваних препаратів
в ентероцитах тонкого кишківника та клітинах кісткового мозку за умов
пролонгованого впливу рентгенівського випромінювання.

Об’єкт дослідження – оксидативний стрес за хронічної дії малих доз
радіації низької потужності та коригувальний ефект вітаміну Е.

Предмет дослідження – процеси ПОЛ та активність ензимів АОЗ в
ентероцитах тонкого кишківника та клітинах кісткового мозку щурів.

Методи досліджень. Гравіметричний метод розділення клітин КМ та метод
препаративного виділення ЕН тонкого кишківника. Кількісну оцінку
біохімічних показників оксидативного стресу (вміст дієнових кон’югатів
та ТБК-позитивних продуктів) та активність ензимів АОЗ
(супероксиддисмутази (СОД), каталази, глутатіонпероксидази (ГПО) та
глутатіонредуктази (ГР)), а також концентрацію білка визначали із
застосуванням методів спектрофотометрії та колориметрії.

Наукова новизна одержаних результатів. Уперше досліджено хронічний вплив
ІВНІ у щодобовій дозі 1 сГр (потужність дози 0,042 мГр?с-1) на
прооксидантно-антиоксидантний гомеостаз ЕН та клітин
гранулоцитарно-моноцитарного ряду (ГМР) і еритроїдного ряду (ЕР)
кісткового мозку. Встановлено інтенсифікацію процесів пероксидоутворення
у тканинах з високим ступенем радіочутливості, що супроводжується
активацією ензиматичної складової АОЗ. Максимальний рівень активності
досліджуваних ензимів виявлено в період після припинення дії
опромінення, що свідчить про пролонгованість віддалених ефектів малих
доз радіації. Зафіксовано коливні зміни активності ензимів АОЗ за умов
рентгенівського випромінювання у дозах 10 – 30 сГр та у пострадіаційний
період.

Уперше комплексно досліджено сукупну дію іонізуючої радіації за сумарної
поглинутої дози 10, 20, 30 сГр та препаратів вітаміну Е з різною
довжиною бічного ланцюга – фармакопейного ?-ТФА та ?-ТФАС6 на систему
окиснювального гомеостазу у тканинах з високим рівнем проліферації
клітин. Введення вітаміну Е впродовж пролонгованої дії малих доз
радіації, знижувало накопичення продуктів ПОЛ та нормалізувало
прооксидантно-антиоксидантну рівновагу в досліджуваних клітинах.
Порівняльний аналіз дії коротколанцюгового ?-ТФАС6 та фармакопейного
?-ТФА за умов ІВНІ свідчить про вираженіший антиоксидантний вплив ?-ТФА.

Практичне значення одержаних результатів. Результати досліджень
розширюють та поглиблюють існуючі уявлення про вплив малих доз
іонізуючого випромінювання на стан анти- та прооксидантної систем тканин
з високою проліферативною активністю клітин. Дослідження коригувальної
дії вітаміну Е на систему окиснювального гомеостазу можуть слугувати
науковим обгрунтуванням для розробки методів корекції метаболічних
порушень за умов низькоінтенсивного опромінення. Отримані дані щодо
впливу фармакопейного ?-ТФА та його коротколанцюгового похідного –
?-ТФАС6 на прооксидантно-антиоксидантний гомеостаз за умов опромінення
дають змогу рекомендувати використання фармакопейного препарату вітаміну
Е як ефективнішого, для коригування наслідків оксидативного стресу,
індукованого пролонгованою дією ІВНІ. Теоретичні узагальнення роботи
впроваджені у наукову і навчальну роботу Львівського національного
університету імені Івана Франка.

Особистий внесок здобувача. Дисертант виконала весь обсяг
експериментальних досліджень, статистичне опрацювання результатів, пошук
та аналіз наукової літератури з теми кандидатської дисертації.
Планування досліджень, аналіз та інтерпретацію результатів роботи
проведено за участю наукового керівника канд. біол. наук, доц. Я.П.
Чайки та канд. біол. наук, доц. Л.С. Старикович. Тварин опромінено за
участю ст. наук. співроб. Л.О. Дацюка. В експериментах використано
препарати вітаміну Е, які люб’язно надані д-ром біол. наук, член-кор.
НАН України Г.В. Донченком (Інститут біохімії ім. О.В. Палладіна НАН
України).

Апробація результатів дисертації. Головні положення дисертаційної роботи
представлені на IV з’їзді з радіаційних досліджень “Радиобиология,
радиоэкология, радиационная безопасность” (Москва, 2001), VI Міжнародній
конференції “Биоантиоксидант” (Москва, 2002), ІІІ Українському
біофізичному з’їзді (Львів, 2002), VIІІ Українському біохімічному з’їзді
(Чернівці, 2002), Міжнародній науковій конференції “Molecular mechanisms
of cell activation biological signals and their target ensymes”
(Wroclaw, 2002), ІІІ Міжнародному симпозіумі “Механизмы действия
сверхмалых доз” (Москва, 2002), 7-й Пущинській школі-конференції молодих
вчених “Биология – наука XXI века” (Пущино, 2003), ІІІ з’їзді з
радіаційних досліджень “Радіобіологія, радіоекологія” (Київ, 2003).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 5 статей у фахових
наукових виданнях та 8 тез доповідей у збірниках матеріалів з’їздів і
конференцій.

Структура й обсяг дисертації. Дисертація складається з вступу, огляду
літератури, опису матеріалів і методів досліджень, результатів
досліджень аналізу і узагальнення отриманих результатів, висновків та
списку джерел (240 позицій найменувань). Робота викладена на
134  сторінках, проілюстрована 18 рисунками та 7 таблицями, які займають
9 сторінок друкованого тексту.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

В огляді літератури проаналізовано сучасні уявлення щодо основних
підходів до оцінки біологічного ефекту малих доз радіації, детально
висвітлено участь АФК у реалізації ефектів іонізуючого випромінювання, а
також роль ензимів АОЗ у попередженні радіоіндукованих порушень.
Особлива увага приділена аналізу нових аспектів дії вітаміну Е та
перспективам його практичного використання.

Матеріали та методи досліджень. Дослідження виконані на статевозрілих
безпородних щурах масою 150 – 180 г, яких утримували в стандартних
умовах віварію. У процесі досліджень використано 144 тварини, яких
розподіляли на групи: перша ? інтактні щури (контроль); друга – тварини
опромінені впродовж 30 діб у дозі 1 сГр на апараті РУМ-17 (напруга 140
кВ, сила струму 4 мА, фільтри 0,5 мм (Cu) та 1 мм (Al), шкірно-фокусна
відстань 178 см, потужність дози – 0,042 мГр?с-1); третя – тварини,
використані для досліджень на 40-, 50-, 60-ту доби експерименту, після
припинення 30 – добового опромінення. Тваринам четвертої групи вводили
per os, розчинений на оливковій олії фармакопейний ?-ТФА у дозі 47 мг/кг
маси тварини один раз за три дні впродовж 30 – добової дії іонізуючої
радіації. Щури п’ятої групи отримували ?-ТФА у зазначеній вище дозі один
раз за три дні впродовж 30 діб без опромінення. Тваринам шостої групи
перорально вводили похідне ?-ТФА із вкороченим до С6 бічним ланцюгом –
?-ТФАС6 – в еквімолярній йому дозі 33 мг/кг маси тварини раз за три дні,
впродовж 30 – добової дії іонізуючої радіації. Дози та схеми
застосування досліджуваних препаратів визначали на підставі літературних
даних (Барабой В.А та ін., 1994; Кузьменко И.В. и др., 2002; Петрова
Г.В. и др., 2002).

Інтактні ентероцити слизової оболонки тонкого кишківника (відділ
дванадцятипалої кишки) виділяли за методикою Сухомлинова Б.Ф. та ін.,
1983. Клітини КМ виділяли зі стегнових та гомілкових кісток шляхом
аспірації; фракціонували центрифугуванням суспензії клітин КМ у
тришаровому градієнті густини суміші фікол (Ficol-400, “Pharmacia”,
Швеція) – верографін (Verografin “Spofa”, Чехія) (?1=1,03 г·см-3;
?2=1,09 г·см-3; ?3=1,1 г·см-3) (Сибірна Н.О., 1991). У роботі
використовували лізати ентероцитів та фракціонованих клітин КМ, для
одержання яких цілісні клітини руйнували шляхом заморожування у рідкому
азоті.

Інтенсивність процесів ПОЛ у лізатах досліджуваних клітин оцінювали за
такими показниками: вміст дієнових кон’югатів – за інтенсивністю
поглинання світла кон’югованими структурами гідропероксидів ліпідів у
ділянці 232 нм (Гаврилов В.Б. и др., 1983); вміст ТБК-позитивних
продуктів – за інтенсивністю забарвлення кінцевих продуктів ПОЛ із
2-тіобарбітуровою кислотою (ТБК) (Тимирбулатов Р.А. и др., 1981). СОД
активність (супероксид: супероксидоредуктаза, КФ 1.15.1.1) визначали
методом, що грунтується на відновленні нітротетразолію синього
супероксидними радикалами (Чевари С. и др., 1991), каталазну активність
(пероксид гідрогену: пероксид гідрогену оксидоредуктаза, КФ 1.11.1.6) –
за швидкістю розкладу пероксиду водню (Королюк М.А. и др., 1988), ГР
активність (НАД(Ф)Н: окиснений глутатіон оксидоредуктаза, КФ 1.6.4.2.) –
за зниженням вмісту НАДФН при 340 нм у реакції з окисненим глутатіоном
(Прохорова М.И., 1982). ГПО активність (глутатіон: пероксид водню
оксидоредуктаза, КФ 1.11.1.9) визначали методом, який грунтується на
розвитку кольорової реакції внаслідок взаємодії SH-груп із реактивом
Елмана (Моин В.И., 1986). Концентрацію білка визначали
спектрофотометрично за Lowri O.H. et al., 1951. Статистичне опрацювання
результатів виконували загальноприйнятими методами варіаційної
статистики (Лакин Г.Ф., 1990). Розрахунки та побудову графіків
виконували на комп’ютері з використанням прикладної програми “Microsoft
Excel 98”.

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ ТА ОБГОВОРЕННЯ

Вплив низькоінтенсивного рентгенівського випромінювання на інтенсивність
накопичення продуктів ПОЛ у клітинах радіочутливих тканин. Аналіз
отриманих результатів засвідчив, що у контрольних тварин вміст дієнових
кон’югатів та ТБК-позитивних продуктів в ЕН вищий, ніж у клітинах КМ
(табл. 1). Більша інтенсивність процесів ПОЛ у клітинах тонкого
кишківника зумовлена підвищеним вмістом у них ліпідних компонентів та
значною їхньою різноманітністю (Степанова Л.И. и др., 1999).

Таблиця 1

Вміст дієнових кон’югатів в ентероцитах та клітинах кісткового мозку

за умов низькоінтенсивного опромінення (нмоль·мг-1 білка, M±m).

Тип клітин Контроль

Опромінення, сГр

10

20

30

ЕН 194,1?18,3

(n = 9) 53,2?11,1*

(n = 5) 309,8?14,3*

(n = 5) 269,6?16,0*

(n = 5)

ГМР 154,9?16,0

(n = 7) 245,6?24,0*

(n = 6) 155,0?13,1

(n = 6) 284,1?7,2*

(n = 6)

ЕР 72,7?4,2

(n = 6) 55,3?6,3

(n = 5) 104,1?9,4*

(n = 5) 153,9?10,8*

(n = 5)

Примітка. Тут і далі: * – різниця вірогідна порівняно з контролем
(Рd”>

h

¬

O

@

B

@

@

@

@

@

@

@

@

@

@

@

@

@

@

@

@

@

@

$

@

$

@

@

@

OJPJQJ

???`??

?$???

t??

¬”¬$¬UUUUH’kdA

@

@

$

@

@

@

$

@

@

@

@

@

ів на 20 – 30-ту доби, відповідно, на 69 та 46% (Р

Нашли опечатку? Выделите и нажмите CTRL+Enter

Похожие документы
Обсуждение

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о
Заказать реферат!
UkrReferat.com. Всі права захищені. 2000-2020