РАДИАЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ. РАДИОЭКОЛОГИЯ, 2013, том 53, № 5, с. 506-512
УДК [57+61]::539.1.04:616-001.2:616-07
ВЛИЯНИЕ НОВЫХ ПРОИЗВОДНЫХ ТИАЗОЛА И ТЕТРАЗОЛА НА АНТИОКСИДАНТНЫЙ СТАТУС У ПРИРОДНЫХ ПОПУЛЯЦИЙ МЫШЕЙ С ПОВЫШЕННЫМ СОДЕРЖАНИЕМ 9^г
© 2013 г. Л. Н. Расина1, 2, *, В. Н. Чарушин1, С. К. Котовская1, Н. А. Орехова1,2
Институт органического синтеза им. И.Я. Постовского УрО РАН, Екатеринбург 2Институт экологии растений и животных УрО РАН, Екатеринбург
Исследования проведены на малых лесных мышах (Apodemus (8.) ига\епш), отловленных на контрольной, не загрязненной радионуклидами, территории и в зоне Восточно-Уральского радиоактивного следа (ВУРС) с загрязнением почвы по 90$г до 16.7 МБк/м2 (451 Ки/км2), при средней концентрации до 160 Бк/г сырой костной ткани. Производные тиазола или тетразола, фторхиноло-на (антибактериальный препарат пефлоксацин), соединение тиазола с пефлоксацином вводили животным внутрибрюшинно или перорально в виде курса ежедневно в течение 10 сут. Изучали биохимические показатели перекисного окисления липидов и антиоксидантной системы в плазме периферической крови, эритроцитах, печени, селезенке. Действие препаратов выражалось в снижении концентрации ТБК-активных продуктов (ТБК-АП), степени осмотического гемолиза клеток, отношения РНК/ДНК, повышении активности каталазы, содержания церулоплазмина и концентрации общего белка, что характеризует направленность на нормализацию окислительно-восстановительного баланса гомеостаза, уровня деструктивных процессов в клетках и тканях, функциональной активности генома и в целом на повышение радиоустойчивости и неспецифической резистентности организма в условиях радиоактивного загрязнения окружающей среды.
Производные тиазола, тетразола, фторхинолона (пефлоксацин), Восточно-Уральский радиоактивный след,
малые лесные мыши (Apodemus (8.) ига1еп.т), низкоинтенсивное радиационное воздействие, перекисное окисление липидов, антиоксидантная система.
БО1: 10.7868/80869803113050123
Совершенствование системы противорадиационной защиты человека остается актуальной проблемой и связано с большим спектром возможного поражения ионизирующими излучениями как отдельного организма, так и популяций в целом в результате экологических катастроф, аварий на АЭС и объектах ВПК, военных действий, террористических актов, лучевой терапии и космических полетов [1, 2].
В ряде монографий Л.А. Ильина, В.Г. Владимирова и соавт., М.В. Васина приведены классификации, базирующиеся на эмпирических данных о фармакологических свойствах, побочных эффектах, схемах применения противолучевых средств и теоретических обобщениях механизмов их действия [3—5].
Современная классификация и вектор развития радиационной фармакологии предполагают взаимосвязь использования медикаментозных средств с практической потребностью, обуслов-
* Адресат для корреспонденции: 620990 Екатеринбург, ул. С. Ковалевской, 22, Академическая, 20, Институт органического синтеза им. И.Я. Постовского УрО РАН; тел.: (3433) 62-30-81; факс: (3433) 74-11-89; e-mail: rasina@ ios.uran.ru.
ленной развитием определенных вариантов радиационного воздействия, включая низкоуровневое, что требует новых подходов и фундаментальных радиобиологических исследований с детальной разработкой механизмов действия препаратов [6—9].
Основными теоретическими предпосылками фармакологической защиты и коррекции медико-биологических последствий радиационных катастроф являются развиваемые в течение 60 лет после Кыштымской аварии представления о хронической лучевой болезни (ХЛБ) и хроническом лучевом синдроме (ХЛС), сопоставленные с наиболее адекватными клинике экспериментальными данными [10—13]. Мы опираемся также на результаты радиоэкологических исследований [14— 17], обосновывающих патогенез поражения млекопитающих и человека экстраполяцией данных от особенностей состояния организма мелких грызунов, находящихся в течение ряда поколений в чрезвычайно сложном и противоречивом процессе адаптации к радиоактивной среде обитания (Восточно-Уральский радиоактивный след — ВУРС, Тоцк, Чернобыль, другие районы радиоэкологического бедствия).
В предыдущих исследованиях [18] были выделены перспективные химические классы синтезированных в наших условиях азот- и серосодержащих гетероциклических соединений (производные тиазола, тетразола, триазола, тиадиазина, дитиокарбаматы, соли органических кислот), радиозащитная активность которых проявлялась в большом диапазоне доз внешнего лучевого воздействия с различной интенсивностью излучения и механизмами, обусловливающими эффект.
Цель работы — исследование снижения и коррекции негативных последствий длительного низкоинтенсивного радиационного воздействия с помощью гетероциклических производных тиа-зола, тетразола и фторхинолона.
В задачи исследований входило изучение влияния химических препаратов на биохимические показатели перекисного окисления липидов (ПОЛ) и антиоксидантной системы в организме малых лесных мышей—Apodemus (8.) ыга1ет1з, отловленных в зоне радиоактивного загрязнения ВУРСа.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА
Изучали производные химических классов ти-азола и тетразола, обладающие радиозащитной активностью [18]. Наряду с исследованием радиозащитных соединений изучали действие антибактериального препарата фторхинолонового ряда — пефлоксацина, полученного по оригинальной технологии [19], а также соединение, включающее в молекулу радиозащитную составляющую (производное тиазола) и антибактериальную (пефлоксацин).
Исследования проведены на 120 малых лесных мышах (Apodemus (8.) ыга1ет1з), являющихся доминирующим видом фауны мелких грызунов в природных популяциях зоны ВУРСа. Животные отловлены методом изъятия из природных популяций с помощью живоловушек [20], которые транспортировали в виварий, где грызуны содержались в соответствии с методическими рекомендациями и определенным рационом питания [21]. Однородность экспериментальных групп животных формировали на базе функционально-онтогенетического подхода, включающего анализ зубной и генеративной систем [17]. Полученные группы малых лесных мышей состояли из сеголеток — самцов и самок второго типа онтогенеза, не участвующих в размножении в год своего рождения.
Плотность радиоактивного загрязнения почвы на исследуемом участке зоны ВУРСа по 908г, основному дозообразующему радионуклиду, составляла от 6740 до 16690 кБк/м2 (182— 451 Ки/км2), на сопредельной с зоной территории, принятой в качестве контроля — 43.7 кБк/м2
[22], средняя концентрация 90Sr, как остеотроп-ного радионуклида, составляла в зоне ВУРСа от 80 до 160 Бк/г сырой костной ткани, в контроле — до 1 Бк/г [23].
Лесные мыши были разделены на шесть экспериментальных групп. Первая — животные контрольной территории, вторая — зоны ВУРСа. Четыре следующих группы животных получали препараты внутрибрюшинно (в.б.) или перорально (п.о.) курсом ежедневно в течение 10 сут. Производное тиазола — в.б. в дозе 37.5 мг/кг, тетразола — п.о. в дозе 60 мг/кг, составляющих 1/8 ЛД16 кривой токсичности, пефлоксацин — п.о. в дозе 25 мг/кг, составляющей для мышей 0.1 ЛД50, соединение тиазола с пефлоксацином — в.б. в дозе 37.5 мг/кг, эквимолярной радиозащитной составляющей.
Животных декапитировали, органы извлекали, взвешивали, гомогенезировали в трис-HCl (0.025 моль/л) буферном растворе при рН = 7.4; кровь отбирали в пробирки, обработанные 5%-ным раствором цитрата натрия, плазму получали центрифугированием. Биохимическими методами определяли показатели:
— процессов перекисного окисления липидов (ПОЛ) по концентрации их вторичных продуктов — ТБК-активных продуктов (ТБК-АП) в эритроцитах, печени и селезенке [24];
— антиоксидантной системы (АОС) по активности каталазы в эритроцитах, печени, селезенке [25] и по содержанию церулоплазмина в плазме периферической крови [26];
— функциональной активности генома в клетках печени посредством оценки отношения РНК/ДНК [27] и концентрации общего белка [28];
— структурно-функционального состояния клеточных мембран по степени осмотического гемолиза эритроцитов [29].
Статистическая обработка данных проведена с помощью пакета лицензионных прикладных программ Statistica 7.0 (StatSoft Inc.). Нормальность распределения показателей оценивали по Колмогорову—Смирнову [30]. Статистическую значимость различий показателей определяли по i-критерию Стьюдента [31].
РЕЗУЛЬТАТЫ
У лесных мышей, отловленных в зоне ВУРСа, установлены существенные отклонения показателей ПОЛ и АОС в печени, селезенке и эритроцитах от таковых показателей у животных контрольной территории (таблица). Более высокая концентрация ТБК-АП и более низкая активность каталазы в тканях свидетельствуют о преобладании процессов ПОЛ и недостаточности АОС для поддержания в норме окислительно-восста-
Влияние препаратов на изменение концентрации ТБК-АП и активности каталазы в печени, селезенке и эритроцитах периферической крови лесных мышей, отловленных на контрольной территории и в зоне ВУРСа
Показатели, ед. изм., ткани Контроль ВУРС
исходный уровень "тиазол + + пефлоксацин" "тетразол" исходный уровень "тиазол + + пефлоксацин" "тетразол"
п = 46 п = 12 п = 6 п = 34 п = 16 п = 9
Концентрация ТБК-АП, моль х 10-8/г белка: печень селезенка эритроциты 11.0 ± 1.1 23.0 ± 1.9 4.3 ± 0.8 4.5 ± 1.72, 3 9.0 ± 1.92,3 2.4 ± 0.42 9.5 ± 2.5 19.1 ± 6.5 2.1 ± 0.72 17.2 ± 1.21 31.7 ± 5.81 6.2 ± 1.21 6.4 ± 2.72 11.9 ± 2.02 2.4 ± 0.52,3 4.4±1.02,4 8.0± 3.22,4 4.4 ± 0.82,4
Активность каталазы, моль х мин/г белка: печень селезенка эритроциты 56.8 ± 3.8 2.0 ± 0.2 39.9 ± 6.3 72.3 ± 12.5 3.5 ± 0.62 58.0 ± 6.32,3 71.5 ± 20.8 2.9 ± 1.3 37.4 ± 2.3 50.0 ± 5.4 1.1 ± 0.11 22.6 ± 4.81 68.8 ± 13.32 5.1 ± 0.92,3 52.2 ± 6.92 77.4 ± 13.22 2.2 ± 0.22,4 64.6 ± 14.32
Примечание. Приведены значения средних и их 95%-ный доверительный интервал; различия показателей статистически значимы прир < 0.05: 1 контроль и ВУРС, 2 препараты и контроль, препараты и ВУРС, 3 препараты групп "тиазол + пефлокса-цин" и "тетразол", 4 препарат в группе контроль и препарат в группе ВУРС.
новительного гомеостаза у животных загрязненной радионуклидами территории. Значения АО-статуса, выраженно
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.