БИОФИЗИКА, 2014, том 59, вып. 4, с. 757-765
БИОФИЗИКА СЛОЖНЫХ СИСТЕМ
УДК 577.334
ВОЗДЕЙСТВИЕ ВОДЫ СО СНИЖЕННЫМ СОДЕРЖАНИЕМ ДЕЙТЕРИЯ НА ОРГАНИЗМ ЛАБОРАТОРНЫХ ЖИВОТНЫХ ПРИ РАЗЛИЧНОМ ФУНКЦИОНАЛЬНОМ СОСТОЯНИИ НЕСПЕЦИФИЧЕСКИХ ЗАЩИТНЫХ СИ СТЕМ
© 2014 г. А.Б. Лисицын, М.Г. Барышев*, А.А. Басов**, Е.В. Барышева**, И .М. Быков**, А.С. Дыдыкин, Е.Е. Текуцкая*, А.А. Тимаков***, Л.В. Федулова, И.М. Чернуха, С.С. Джимак*
ГНУ ВНИИМП им. В.М. Горбатова Pоссельхозакадемии, 109316, Москва, ул. Талалихина, 26;
E-mail: dpitanie@vniimp.ru
*ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный университет», 350040, Краснодар, ул. Ставропольская, 149;
E-mail: ]таск @mail. ru **ГБОУ ВПО «Кубанский государственный медицинский университет» МЗ P Ф, 350063, Краснодар, ул. Седина, 4; E-mail: son_sunytch79@mail.ru ***ООО «МТКАйсберг», 125424, Москва, Волоколамское ш., 88 E-mail: sig1@rambler.ru Поступила в p едакцию 01.07.13 г. После доработки 25.12.13 г.
Изучено влияние воды с модифицированным изотопным составом со сниженным по отношению к природному содержанием дейтерия на организм животных в физиологических условиях и при развитии хронической эндогенной интоксикации гепато-ренального генеза. Показано влияние такой воды на изотопный состав плазмы и тканей (печени и почек) у лабораторных животных. Установлено ее воздействие на биохимические показатели (аспартатаминотрансфе-раза, аланинаминотрансфераза, щелочная фосфатаза, креатинин, билирубин) и динамику массы тела у лабораторных животных в течение 42-х суток. В результате исследований продемонстрирована возможность профилактического употребления воды со сниженным по отношению к природному содержанием дейтерия для коррекции метаболических процессов при различном состоянии функциональной системы детоксикации организма.
Ключевые слова: дейтерий, хроническая эндогенная интоксикации гепато-ренального генеза, изотопный состав тканей, дейтерий в плазме крови.
Основное действие, оказываемое водой с модифицир ованным изотопным составом со сниженным содержанием дейтерия (или «легкой» водой) на организм - постепенное снижение содержания дейтерия в жидких ср едах и тканях за счет реакций изотопного обмена. Известно, что легкая вода тормозит рост опухолевых клеток различных культур [1-5]. Дейтерий может играть решающую роль в делении клеток, нехватка дейтерия в опухолевых клетках вызывает апоптоз и частичную или полную регр ессию опухоли. Легкая вода обладает также стимулирующим действием на репродуктивную
Сокращения: ХЭТ - хронический эндотоксикоз; АсАт -аспартатаминотрансфераза; АлАт - аланинаминотрансфераза; ЩФ - щелочная фосфатаза.
функцию организма и не оказывает токсического действия на организм лабораторных животных. П р и длительном применении воды со сниженным содержанием дейтерия наблюдали снижение частоты и скорости развития помутнения хрусталика у мышей при повторном многократном воздействии гамма-излучения в низких дозах. Изучение структуры иммунных органов (тимуса и селезенки) показало, что механизмы адаптивного эффекта воды со сниженным содержанием дейтер ия обусловлены повышением общей резистентности организма экспериментальных животных [6-9].
Напр отив, тяжелая вода в большинстве случаев, особенно при концентрациях В20 более 30%, обладает ингибирующими свойствами при воздействии на биологические системы [10], а
легкая вода - чаще активизирует биологические процессы, в том числе механизмы естественной детоксикации, которые включают в себя преимущественно три гр уппы р еакций: энзимати-ческую биотрансформацию липофильных эндогенных ксенобиотиков при участии цитохром Р-450-зависимых монооксигеназ (первая фаза детоксикации), конъюгацию метаболитов и гидрофильных соединений (вторая фаза детоксикации) и нейтрализацию свободных радикалов и пер екисных пр одуктов пр и участии системы антиоксидантной защиты [11].
Одним из типичных патологических про -цессов является совокупность биохимических реакций, приводящих к превалированию про -оксидантных факторов над потенциалом эндогенной антиоксидантной системы, т.е. к развитию окислительного стресса [12]. Одновр еменно с окислительным стрессом в организме зачастую происходит усиление распада биологических субстратов, что приводит к накоплению эндотоксических субстанций в биологических средах организма и развитию синдрома эндогенной интоксикации. Легкая вода в условиях формирования в организме окислительного стресса и синдрома эндогенной интоксикации проявляет ряд особых свойств [9], направленных на уменьшение токсического воздействия. В зарубежных литературных источниках описаны исследования по изучению ее антиоксидантного эффекта на крысах линии Вистар в условиях токсического воздействия соединениями хрома. В них показано, что употребление легкой воды нивелирует токсические эффекты хромсодержа-щих веществ [13]. Эндогенная интоксикация как стадийный процесс имеет определенные особенности в зависимости от инициирующего его заболевания или повреждения на самых ранних стадиях своего развития, но постепенно, по мер е развития втор ичной аутоагрессии, приобретает универсальный характер [14].
До настоящего времени не до конца изученными остаются тонкие патофизиологические механизмы взаимосвязи неконтролируемых реакций свободнор адикального окисления, пер е-кисной модификации биомолекул и уровня эндогенной интоксикации при различных патологических состояниях, развитие которой предопределено сдвигами метаболизма с преобла -данием катаболических процессов, депрессией иммунных систем, нарушением функции деток-сикационных и выделительных систем организма. Известно, что выраженным токсическим действием обладают промежуточные и конечные продукты перекисного окисления биомолекул, поэтому для понимания особенностей механизмов развития эндогенной интоксикации
представляется обоснованным рассмотрение вопроса об участии токсемии в развитии окислительного стр есса и роли самих р еакций сво-боднорадикального окисления в прогрессиро-вании и формировании хронического эндоток-сикоза (XЭТ).
В связи с вышеизложенным целью настоящего исследования являлось изучение влияния легкой воды на организм здоровых животных в физиологических условиях и при развитии окислительного стр есса на фоне хронической эндогенной интоксикации гепато-ренального генеза.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Работа была выполнена на 110 крысах-самцах линии Вистар в возрасте четырех-шести месяцев (масса тела 240 ± 50 г, колебание массы тела по группе ±10 г). Все животные содержались в виварии при сходных условиях в отношении температуры, влажности, освещения, а также получали одинаковый пищевой рацион. Лабораторные крысы находились в виварии при темпер атуре воздуха от 20 до 22°С, влажности - не более 50%, в световом режиме -день-ночь. Животных р азмещали в одинаковых пластиковых клетках и содержали на стандартном рационе (крупа, мясо и овощи).
Продолжительность эксперимента для животных всех групп составила 42 дня. Для изучения влияния профилактического и корригирующего действия на организм легкой воды была реализована модель ХЭТ гепато-реналь-ного генеза. В течение семи суток лабораторным животным внутрибрюшинно вводили 55%-й масляный раствор тетр ахлорметана из расчета 0,5 мл/кг/сут. Затем в течение семи суток внут-рибрюшинно вводили раствор гентамицина из расчета 25 мг/кг массы тела. Токсический гепатит и нефропатия, приводящие к печеночной и почечной недостаточности, воспроизводятся в этой модели на 15-е сутки эксперимента. Первыми сутками эксперимента считали момент начала моделир ования ХЭТ.
В ходе пр оведения экспер имента были сформированы следующие группы:
- группа 1 - животные с моделью ХЭТ, которые на протяжении всего эксперимента потребляли минерализованную воду (150 ррт по дейтерию);
- группа 2 - животные с изучаемым про -текторным действием легкой воды (40 ррт) при развитии ХЭТ, которые на протяжении всего эксперимента одновременно с введением токсиканта потребляли легкую воду;
- группа 3 - животные с изучаемым про -филактическим и корригирующим действием легкой воды (40 ррт) пр и длительном ее применении на фоне развития ХЭТ, которые при подготовке к экспер именту в течение 14 суток и затем на протяжении всего эксперимента (42 суток) потребляли легкую воду;
- группа 4 - животные с изучаемым про -филактическим действием легкой воды (40 ррт) при кратковременном курсе ее потребления, которые при подготовке к эксперименту в течение 14 суток потр ебляли легкую воду, а затем на протяжении всего эксперимента (42 суток) получали минерализованную воду (150 ррт);
- группа 5 - животные с изучаемым влиянием легкой воды (40 ррт) на организм крыс в физиологических условиях (контроль 2), которые на протяжении всего эксперимента со -держались в стандартных условиях и потреб -ляли легкую воду;
- группа 6 - интактные животные (контроль), которые на протяжении всего эксперимента содержались в стандартных условиях и потребляли минерализованную воду (150 ррт).
Таким образом, в группах 2 и 5 животные получали легкую воду в течение 42 суток, животным в группе 3 и 4 легкую воду дополнительно добавляли в пищевой рацион за 14 суток до начала моделирования ХЭТ, пр и этом в группе 3 животные продолжали потреблять легкую воду на протяжении всего эксперимента (42 суток) после моделирования ХЭТ. На 15-е сутки был произведен забой части животных и взятие крови для биохимических исследований у крыс из первой, второй, третьей, четвертой и шестой гр упп (по 10 животных в каждой группе); на 42-е сутки - из всех шести наблюдаемых групп (п = 10).
Воду с пониженным содер жанием дейтерия получали на установке, разработанной в Кубанском государственном университете [15]. И сходная концентрация дейтерия в получаемой воде составляла 40 ррт. Минерализацию полученной воды производили путем добавления минеральных солей для получения физиологически полноценного минерального состава (минерализация 314-382 мг/л: гидрокарбонаты 144180 мг, сульфаты менее 1 мг, хлориды 60-76 мг, кальций 6 мг, магний 3 мг, натрий 50-58 мг, калий 50-58 мг), который был идентичен у воды с содержанием дейтерия 40 ррт и 150 ррт.
Кроме того, на протяжении вс
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.