ФИЗИОЛОГИЯ ЖИВОТНЫХ И ЧЕЛОВЕКА
УДК 615.099.036.2:616.15-074-092.9
КОРРЕКЦИЯ МЕТАБОЛИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ У КРЫС
ПРИ ХРОНИЧЕСКОМ ЭНДОТОКСИКОЗЕ С ПОМОЩЬЮ РЕАКЦИЙ ИЗОТОПНОГО (D/H) ОБМЕНА
© 2015 г. С. С. Джимак*, А. А. Басов**, Л. В. Федулова***, А. С. Дыдыкин***, И. М. Быков**, О. М. Арцыбашева*, Г. Н. Наумов****, М. Г. Барышев*
*Кубанский государственный университет, 350040 Краснодар, ул. Ставропольская, 149 **Кубанский государственный медицинский университет МЗ РФ, 350063 Краснодар, ул. Седина, 4 ***Всероссийский научно-исследовательский институт мясной промышленности им. В.М. Горбатова,
109316 Москва, ул. Талалихина, 26 ****Краснодарский муниципальный медицинский институт высшего сестринского образования,
350000 Краснодар, ул. Комсомольская, 46 E-mail: jimack@mail.ru Поступила в редакцию 18.11.2014 г.
Изучено влияние реакций изотопного обмена дейтерий/протий (D/H) на морфофункциональные показатели и состояние антиоксидантной системы крови у крыс в физиологических условиях и при экспериментальном хроническом эндотоксикозе гепаторенального генеза. Показано, что введение в питьевой рацион крыс воды со сниженным содержанием дейтерия приводит к уменьшению его концентрации в плазме крови на 32—36% (до 98—106 ppm) и в лиофилизированных тканях печени, почек и сердца на 13—17% (до 123—128 ppm). Отмечено, что это сопровождается коррекцией метаболических процессов, повышением функциональной активности системы неспецифической защиты и увеличением прироста массы тела на 42-е сут в группе животных, прошедших в течение 14 сут этап предварительной адаптации с изменением соотношения D/H в организме.
DOI: 10.7868/S0002332915050069
В последние годы опубликовано много научных работ по исследованию реакций изотопного обмена, способных существенно изменять функциональную активность органов и тканей, а также оказывать влияние на систему неспецифической защиты. Вероятно, это воздействие реализуется через увеличение адаптационных возможностей организма, особенно при патологических и некоторых физиологических состояниях, характеризующихся дисбалансом в работе прооксидантно-антиоксидантной системы, что требует соответствующей метаболической коррекции (Somlyai, 1993; Cong et al., 2010; Olariu et al., 2010; Baryshev et al., 2012; Basov, Bykov, 2013; Dzhimak et al., 2014). Доказано участие активных форм кислорода и свободных радикалов в неспецифической регуляции многих процессов, связанных с энергетическим обменом, регуляцией апоптоза, синтезом биологически активных веществ и некоторыми другими проявлениями жизнедеятельности (Fridovich, 1999; Болдырев, 2001; Дубинина, 2001; Kohen, Nyska, 2002; Владимиров, 2004; Меньщикова и др., 2006; Reddy, 2008; Скулачев, 2009).
Для изучения состояния системы неспецифической защиты организма и для объективной оценки эффективности корригирующих лечеб-
ных мероприятий в экспериментальной практике используется моделирование хронического эндо-токсикоза (ХЭТ) и окислительного стресса (Ново-чадов, Писарев, 2005; Чеснокова и др., 2006; Басов и др., 2012). При проведении подобного рода исследований особенно важно использование наиболее объективных критериев оценки выраженности метаболических нарушений. К ним относятся такие критерии ХЭТ, как содержание в крови креатинина, мочевины, билирубина. Для оценки функционального состояния печени определяют активность аспартатаминотрансфе-разы (АсАт), аланинаминотрансферазы (АлАт), щелочной фосфатазы (ЩФ), уровень общего белка, содержание холестерина (ХС). Кроме того, с этой целью оценивают показатели, характеризующие работу антиоксидантного звена системы неспецифической защиты: антиокислительную активность плазмы крови и число восстановленных тиоловых групп (SH-групп) и функциональный статус индивидуального организма. Последнее в существенной мере обусловлено воздействием внешних условий, в том числе и составом пищевого рациона, используемого в экспериментах также для регулирования скоростей реакций изотопного обмена дейтерий/протий (D/H). Такие исследования стали возможны благодаря раз-
витию современных технологий получения пищевых веществ с заданным соотношением легких и тяжелых изотопов (Baryshev et al., 2012; Basov etal., 2014; Dzhimak et al., 2014).
Известно, что вода с модифицированным изотопным D/H-составом со сниженным содержанием дейтерия (ВМИС ССД) — изотополог воды 1H216O, образованный легкими стабильными изотопами входящих в его состав элементов. В естественных условиях такой "чистой" воды 1H216O не существует, а для получения изотополога проводят тонкую многостадийную очистку природных вод или синтезируют воду из исходных элементов 1H2 и 16O (Yeh, 2010; Барышев и др., 2013). Введение в питьевой рацион ВМИС ССД приводит к уменьшению соотношения D/H в тканях организма за счет реакций обмена изотопов, которые активируются преимущественно вследствие изменения энтропии в живой системе. При этом влияние реакций изотопного обмена на биохимические процессы и состояние организма остается малоизученным в связи с невысокой скоростью протекания этих реакций в физиологических условиях, что обусловлено феноменом постоянства изотопного состава материи в естественной среде обитания (West et al., 2006). Поэтому целенаправленное формирование изотопного D/H-градиента в организме может быть использовано для повышения его адаптационных свойств при состояниях, вызванных длительным неспецифическим стрессовым воздействием на гуморальные и клеточные защитные системы (Lisicin et al., 2014).
Цель работы — изучение влияния ВМИС ССД на состояние антиоксидантной системы (АОС) и функциональные показатели организма лабораторных животных при экспериментальной хронической эндогенной интоксикации.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Эксперименты на животных проводили в соответствии с требованиями приказа МЗ РФ № 267 от 19 июня 2003 г. "Об утверждении правил лабораторной практики", приказов МЗ СССР № 742 от 13 ноября 1984 г. "Об утверждении правил проведения работ с использованием экспериментальных животных" и № 48 от 23 января 1985 г. "О контроле за проведением работ с использованием экспериментальных животных", этических норм, изложенных в Правилах лабораторной практики (GLP), Хельсинской декларации (2000) и Директивах Европейского сообщества 86/609EEC.
Эксперименты были выполнены на 110 крысах-самцах стока Вистар в возрасте 4—6 мес. (масса тела 240 ± 50 г, варьирование по группе ±10 г), полученных из филиала "Андреевка" Научного центра биомедицинских технологий РАМН. Жи-
вотных содержали в стандартных условиях вивария: температура 20 ± 3°С, влажность 48 ± 2%, режим освещения день/ночь (с 6:00 до 18:00 / с 18:00 до 6:00) при свободном доступе к воде и пище. В пластмассовые клетки (TECNIPLAST тип IV S) помещали не более шести крыс. На протяжении всего эксперимента животные потребляли стандартный концентрированный комбикорм (ГОСТ Р 50258-92) и воду с концентрацией дейтерия 150 или 40 ppm в зависимости от группы ad libitum, причем в некоторых группах животные получали ВМИС ССД за 14 сут до начала моделирования ХЭТ.
Для достижения ХЭТ гепаторенального генеза животным ежедневно в течение 7 сут внутрибрю-шинно вводили 55%-ный масляный раствор тет-рахлорметана (из расчета 0.5 мл/кг в 1 сут), а начиная с 8-х сут в течение 7 сут вводили раствор гентамицина (25 мг/кг массы тела) в объеме 0.5 мл. Токсический гепатит и нефропатия, приводящие к печеночной и почечной недостаточности, воспроизводились в этой модели на 15-е сут от начала инъекций (Новочадов, Писарев, 2005).
ВМИС ССД получали на установке, созданной в Кубанском государственном университете (КГУ) (Барышев и др., 2010). Минерализацию воды с концентрацией дейтерия 40 ppm осуществляли путем добавления в нее минеральных солей для получения физиологически полноценного минерального состава (минерализация 314— 382 мг/л: гидрокарбонаты — 144—180, сульфаты <1, хлориды — 60—76, кальций — 6, магний — 3, натрий — 50—58, калий — 50—58), такого же, как для воды с содержанием дейтерия 150 ppm. В качестве исходной для получения питьевой воды с нормальной концентрацией дейтерия (150 ppm) использовали дистиллированную воду, произведенную на бидистилляторе УПВА-5 (Ливам ПФ, РФ). Суточное потребление воды животными всех групп в течение эксперимента составляло в среднем 18—27 мл на 1 крысу и не зависело от физиологического состояния животных. От начала моделирования ХЭТ эксперимент длился 42 сут.
Для оценки протекторного действия ВМИС ССД было сформировано шесть групп животных (с питьевым рационом, различающимся по содержанию дейтерия):
группа 1 — животные с моделью ХЭТ, которые в течение 42 сут потребляли минерализованную воду (150 ppm);
группа 2 — для оценки протекторного действия ВМИС ССД животные получали эту воду (40 ppm) в течение 42 сут, начиная с первых сут моделирования ХЭТ;
группа 3 — для изучения профилактического и корригирующего действия ВМИС ССД при длительном применении животные начинали получать ВМИС ССД (40 ppm) за 14 сут до моделиро-
вания ХЭТ и затем еще в течение 42 сут эксперимента;
группа 4 — для изучения профилактического действия ВМИС ССД при кратковременном курсе применения крысы получали ВМИС ССД (40 ppm) за 14 сут до моделирования ХЭТ, а затем в течение 42 сут эксперимента получали минерализованную воду (150 ppm);
группа 5 — для изучения влияния ВМИС ССД на организм крыс в физиологических условиях (контроль 1) эти животные на протяжении всего эксперимента содержались в стандартных условиях и потребляли ВМИС ССД (40 ppm);
группа 6 — (контроль 2) интактные животные, которые на протяжении всего эксперимента потребляли минерализованную воду (150 ppm).
В ходе эксперимента ежедневно наблюдали за общим состоянием животных, их физической активностью, аппетитом и другими физиологическими параметрами. Крыс взвешивали на электронных технических весах (Ohaus, Adventurer Pro, США) с точностью ±0.1 г. Все манипуляции выполняли до кормления животных. Общее состояние животных до начала эксперимента находилось в норме. В течение всего эксперимента у животных в группе 6 (контроль 2) не отмечалось каких-либо различий в поведенческих реакциях.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.