Перекисное окисление липидов при поражении печени ионизирующей радиацией

Живой организм – сложная система, осуществляющая множество различных биохимических процессов, совокупность которых обеспечивает важнейшие функции организма. И только процесс перекисного окисления липидов часто рассматривается как явление, которое в норме не имеет места [3, 1]. В последнее время появились экспериментальные данные, доказывающие, что большинство тканей в норме содержит некоторое количество перекисей липидов. Появление в молекулах нелетучих жирных кислот, входящих в состав фосфолипидов биомембран, полярных гидрофильных группировок перекисей может привести к нарушению и ослаблению гидрофобных связей в мембранах, что проявляется в изменении физических свойств мембран и ферментативных функций липопротеидных комплексов. Продукты окисления изменяют динамику ионного транспорта, а также нарушают проницаемость мембран.

Повышенное образование перекисей обнаружено в печени при различных воздействиях на организм, таких, как ионизирующая радиация, стресс, яды различной природы и т.д. При этом важное значение имеет состояние антиокислительных систем ткани.

Цель работы – изучить роль перекисного окисления липидов (ПОЛ) в возникновении и развитии поражения печени, вызванного ионизирующим излучением.

Материал и методика исследования. Исследования выполнены в отделе радиобиологии «ФЦТРБ-ВНИВИ». В экспериментальных исследованиях были использованы белые крысы живой массой 180-200 г., кормление которых осуществлялось в соответствии с зоотехническими требованиями. На протяжении всего периода исследования опытные и контрольные группы животных находились в одинаковых зоотехнических условиях.

Внешнему гамма-облучению животных подвергали на гамма-установке «Пума» с источником излучения цезий-137 в дозе 9,0 Гр при мощности дозы 5,59х10-8 Кл(кг*с). Неравномерность в зоне лучевого воздействия не превышала ±10%. Для облучения животных помещали в деревянные ящики, разделенные на ячейки.

Для проведения исследований использовали спектрометр СФ-46 отечественного производства, колориметр фотоэлектрический концентрационный, рефрактометр, магнитные мешалки, а также холодильники, термостаты, водяные бани и центрифуги.

Для гематологических, иммунологических исследований применяли стандартные растворы, необходимые химические реактивы и т.д.

В экспериментах изучали клиническое состояние животных (реакция на окружающую обстановку, степень потребления корма и воды, изменение живой массы, температура, частота пульса и дыхания, состояние кожного покрова); регистрировали продолжительность жизни; картину периферической крови (количество эритроцитов, лейкоцитов, гемоглобина, гематокрита, общего белка по общепринятым методикам, выводили лейкоцитарный профиль).

О степени интенсивности процесса ПОЛ судили по содержанию малонового диальдегида (МДА) в гомогенатах и митохондральной фракции печени [4]. Кроме того, в гомогенатах печени подсчитывали количество триглицеридов и отдельных фракций фосфолипидов [5].

В сыворотке крови отравленных животных определяли активность аланинаминотрансферазы (Методические указания …, 1973).

Экспериментально полученный цифровой материал обрабатывали методом вариационной статистики с использованием критерия Стьюдента с применением пакета программ Microsoft Excel.

Результаты исследований. Полученные данные свидетельствуют об участии процессов ПОЛ в патогенезе поражения печени, вызванного ионизирующим излучением. Содержание конъюгированных диенов (КД) в гомогенатах печени превышало исходный уровень через 1, 2 и 3 сут после облучения в 1,5-4 раза. В митохондриях печени максимум КД приходился на первые сутки действия радиационного фактора, затем отмечается их снижение до контрольного уровня и вторичное повышение на 3 сут опыта.

Интенсивность накопления МДА в гомогенатах печени облученных белых крыс проявлялась менее значительно: максимум его содержания отмечался на 2 сут и превышал исходные значения в 2 раза. К 3 сут с момента облучения отмечалась тенденция к нормализации показателей перекисного окисления липидов, хотя уровень МДА оставался выше исходного в 1,5-1,7 раза. Первичные продукты ПОЛ выполняли роль «пускового механизма» для образования вторичных продуктов липопероксидации. Можно предположить, что ранние морфологические и ферментативные изменения в митохондриальных структурах, вызванные облучением, по времени отстают от накопления в них продуктов ПОЛ. Значительное снижение концентрации продуктов липопероксидации до исходного уровня ко 2 сут действия ионизирующего излучения может быть связано с активацией защитных систем организма, а выявленная тенденция к увеличению содержания конъюгированных диенов в митохондриях на 3 сут свидетельствовала об истощении естественных антиоксидантов, о возможном перераспределении фосфолипидного состава в мембранах митохондрий, что приводит к структурным и функциональным изменениям ферментных систем.

В результате проведенных исследований выявлена зависимость между содержанием триглицеридов, фосфолипидов и перекисным окислением. Полученные результаты свидетельствуют о значительном накоплении в печени триглицеридов и фосфолипидов во все сроки эксперимента и корреляции их содержания с увеличением содержания конъюгированных диенов и митохондриях и гомогенатах печени через 1 сут после облучения. На 3 сут опыта содержание триглицеридов приближалось к исходным значениям, что можно объяснить нормализацией функции печени из-за усиления в ней репаративных процессов, с адаптационными процессами в клетке.

На фоне повышения общего содержания фосфолипидов в гомогенатах печени отмечалось перераспределение концентраций отдельных их фракций.

На протяжении всего эксперимента отмечалось достоверное снижение лизофосфатидилхолина. Содержание фосфатидилэтаноламина повышалось уже на 1 сут после облучения и оставалось на этом уровне до конца опыта. Постепенное увеличение концентрации дифосфатидилглицерина отмечалось с первых суток опыта и достигало достоверных значений только через 3 сут после радиационного воздействия. Учитывая роль фосфолипидов в обеспечении структурной и функциональной целостности мембран и деятельности ферментных систем, выявленные изменения фосфолипидного состава печени следует рассматривать как существенное звено патогенеза радиационного поражения печени.

Результаты исследований активности аланинаминотрансферазы (АлАТ) в сыворотке крови белых крыс, облученных в дозе 9,0 Гр, представлены в таблице.

Содержание конъюгированных диенов и активность АлАТ в сыворотке крови белых крыс при экспериментальной острой лучевой болезни

Срок исследования, сут	КД, ед/мл	АлАТ, мкМ/мл
1	1,85±0,17	0,93±0,09
2	1,73±0,09	1,15±0,07*
3	1,43±0,14*	0,53±0,07*
Интактные	1,87±0,14	0,78±0,06

- р≤0,05

Определение конъюгированных диенов в сыворотке крови белых крыс не показало достоверных различий с исходными в первые двое суток. На 3 сут от начала опыта их концентрация была даже ниже такового у здоровых животных.

Заключение. Ионизирующая радиация обладает сильным прооксидантным действием. Образующиеся продукты перекисного окисления липидов оказывают влияние на SH-группы белковых молекул и малых тиолов, способны разрушать такие аминокислоты, как тирозин, цистин, метионин и др., что играет существенную роль в радиационном поражении печени.

ЛИТЕРАТУРА: 1. Гурьянова В.А., Трошин Е.И. Изучение уровня перекисного окисления липидов (ПОЛ) в тканях крыс при облучении /Матер. респ. научн.-произв. конф. по актуальности проблемы ветеринарии и зоотехнии – Казань, 1996. – С. 97. 2. Гурьянова В.А., Конюхов Г.В., Трошин Е.И. Реакция перекисного окисления липидов в тестировании острой лучевой болезни животных //Матер. научно-произв. конф. по актуальным проблемам ветеринарии и зоотехнии. Ч. 2. – Казань, 2001. – С. 139-140. 3. Владимиров Ю.А., Оленев В.И., Суслова Т.Б., Потапенко А.Я. Механизм перекисного окисления липидов и его действие на биологические мембраны //Биофизика. Молекулярная патология мембранных структур. Т. 5. – М., 1975. – С. 56-117. 4. Гончаренко Е.Н., Латинова А.М. Метод перекисного окисления липидов //Лабораторное дело. - 1985. - № 1. - С. 60-61. 5. Леменовская А.Ф., Коен Я.М., Перевощикова К.А. и др. Фосфолипидный состав ядерных мембран и ядер печени гепатомы-27 крыс //Биохимия. – 1976. – Т. 41, вып. 6. – С. 10001003.

ПЕРЕКИСНОЕ ОКИСЛЕНИЕ ЛИПИДОВ ПРИ ПОРАЖЕНИИ ПЕЧЕНИ ИОНИЗИРУЮЩЕЙ РАДИАЦИЕЙ

Гурьянова В.А., Тарасова Н.Б Резюме

При выявлении поражения печени ионизирующим излучением необходимо изучение концентрации конъюгированных диенов и малонового диальдегида, уровня антиоксидантов и сульфгидрильных групп, характеризующих метаболизм клеток.

LIPID PEROXYGENATION AT LIVER INJURY BY IONIZING RADIATION

Guryanova V.A., Tarasova N.B. Summary

At revealing of defeat of a liver by an ionizing radiation concentration studying conjugirovaning dyenov and maloning dialdegids, level of antioxidants and sulfgidrining the groups characterizing a metabolism of cages is necessary.