ВЛИЯНИЕ ОСТРОЙ АЛКОГОЛЬНОЙ ИНТОКСИКАЦИИ НА ХЕМИЛЮМИНЕСЦЕНЦИЮ МИТОХОНДРИЙ ПЕЧЕНИ ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ САХАРНОМ ДИАБЕТЕ > Полезные советы
Тысяча полезных мелочей    

ВЛИЯНИЕ ОСТРОЙ АЛКОГОЛЬНОЙ ИНТОКСИКАЦИИ НА ХЕМИЛЮМИНЕСЦЕНЦИЮ МИТОХОНДРИЙ ПЕЧЕНИ ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ САХАРНОМ ДИАБЕТЕ

ВЛИЯНИЕ ОСТРОЙ АЛКОГОЛЬНОЙ ИНТОКСИКАЦИИ НА ХЕМИЛЮМИНЕСЦЕНЦИЮ МИТОХОНДРИЙ ПЕЧЕНИ ПРИ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ САХАРНОМ ДИАБЕТЕ

Жукова О.Ю. Высокогорский В.Е. Статья в формате PDF 138 KB В настоящее время накоплен обширный экспериментальный и клинический материал, свидетельствующий о важной роли нарушений свободно - радикальных процессов в возникновении и развитии различных патологических состояний [1]. Классическим примером экспериментальной модели свободнорадикальной патологии является аллоксановый сахарный диабет [2]. Метаболизм этанола также сопровождается генерацией свободных радикалов, мишенью которых становятся, в первую очередь, мембраны митохондрий в результате подавления окислительного фосфорилирования, разобщения окисления и фосфорилирования, деэнергизации митохондриального матрикса [3,4]. С другой стороны, существуют литературные данные о способности этанола оказывать антиоксидантное действие за счет нейтрализации ОН-радикалов и пpaктика использования алкоголя для профилактики реперфузионных поражений сердца и повреждающего действия ионизирующей радиации [4,5]. Однако основной метаболит этанола - ацетальдегид обладает выраженной способностью вступать в ковалентное взаимодействие с амино- и сульфгидрильными группами белков, образуя т.н. основания Шиффа и нарушая функционирование этих белков [4]. Поскольку внутренняя мембрана митохондрий содержит большое количество (до 75% от общего содержания) белков, то считается, что они, а не липиды, являются одной из первичных мишеней АФК в митохондриях [6]. Показано, что тиоловые группы мембранных белков подвержены сильному окислению в условиях окислительного стресса в митохондриях [7]. В связи с чем, не решен вопрос о возможном повреждении митохондрий при употрeблении алкоголя на фоне имеющегося окислительного стресса с целью получения антиоксидантного эффекта.

Результаты исследований, проведенных в нашей лаборатории с использованием хемилюминесцентного анализа, позволили выявить некоторые особенности свободно-радикальных процессов в митохондриях при алкоголизации на фоне окислительного стресса, сопровождающего течение сахарного диабета.

Материалы и методы.

Эксперимент выполнен на 40 самцах белых беспородных крыс. Сахарный диабет моделировали интраперитонеальным введением аллоксана (160мг/кг). Через 2 недели отбирали животных, имевших стойкую гипергликемию выше 11,1 ммоль/л, без кетонурии. Алкогольную интоксикацию вызывали однократным интраперитонеальным введением 25% этанола в дозе 2г/кг после кормления. Животные были разделены на 4 группы: 1 группа - крысы, получавшие инъекци 0,9% раствора NaCl (группа контроля - К), 2 группа - крысы с алкогольной интоксикацией (А), 3 группа - животные с сахарным диабетом (СД), которым также вводился 0,9% раствор NaCl вместо алкоголя, 4 группа - животные с алкогольной интоксикацией на фоне сахарного диабета (СДА). Через сутки после введения алкоголя животных декапитировали под общим эфирным наркозом. Митохондрии печени выделяли методом дифференциального центрифугирования. Исследовали Fe2+ - индуцированную хемилюминесценцию (ХЛ) по Ю.А.Владимирову [1974] c использованием хемилюминометра ХЛМ1Ц01. Оценивали светосумму ХЛ за 1,5 мин (S), латентный период от момента введения ионов железа до начала медленной вспышки (r), амплитуду быстрой вспышки (h), амплитуду медленной вспышки (H) и тангенс угла наклона медленной вспышки (tgα). Кинетику хемилюминесценции обpaбатывали с помощью компьютерной системы Counter-2004. Статистическую обработку полученных данных проводили с помощью пакета программ SPSS 11.5 и StatSoft Statistica 6.0. Использовали непараметрический критерий Манна-Уитни (U), нормальность распределения проверяли по критерию Шапиро-Уилкса.

Результаты исследований.

В миохондриях печени крыс с алкогольной интоксикацией без сахарного диабета наблюдалась активация свободно-радикальных процессов наряду с мобилизацией антиоксидантных резервов. Показатель h, хаpaктеризующий содержание гидроперекисей в препарате был выше по сравнению со всеми группами: К - в 2 раза (р=0,01), СД - на 25,4% (р=0,049), СДА - на 45,2% (р=0,034). Величина светосуммы, показывающая способность субстратов к развитию цепных процессов окисления, также была максимальна: по сравнению с К на 22,9% (р=0,049), СД - на 35,4% (р=0,001), СДА - на 40,4% (р=0,001). Скорость окисления в зависимости от содержания прооксидантов (tgα) выше на 50,8% (р=0,005), 31,4% (р=0,005) и 72,7% (р=0,001) соответственно. Интенсивность хемилюминесценции (величина Н), косвенно указывающая на содержание субстратов, способных к переокислению, достоверно различалась только по сравнению с животными, стадающими сахарным диабетом: выше СД на 27,8% (р= 0,001), СДА - на 37,6% (р=0,001). Вероятно, это связано с истощением субстратов окисления у больных крыс, либо привлечением их в печень под действием алкоголя у относительно здоровых животных. А показатель r, выражающий скорость окисления в зависимости от содержания антиоксидантов (антиоксидантные резервы), у обеих групп алкоголизированных животных оказался также выше. Для группы А на 45,1% по сравнению с К (р=0,021) и на 17,6% по отношению к СД (р=0,034).

Группа СД отличалась от А меньшим количеством гидроперекисей, меньшей интенсивностью цепных процессов переокисления, меньшим запасом субстратов окисления и меньшим содержанием как прооксидантов, так и антиоксидантов в митохондриях печени. Однако по сравнению с контролем, животные, больные сахарным диабетом без алкогольной интоксикации, не имели достоверных различий в содержании про- и антиоксидантов, а также субстратов окисления, а S хемилюминесценции была ниже контрольной группы на 20,7% (р=0,034). Возможно, в митохондриях печени крыс с аллоксановым сахарным диабетом развиваются компенсаторные процессы, но повышена генерация супероксидного аниона и, соответственно, Н2О2, т.к. показатель h все же выше уровня контроля на 52,1% (р=0,026).

Введение алкоголя на фоне сахарного диабета не привело к увеличению гидроперекисей как в группе А, более того, показатель h имел тенденцию к снижению, по сравнению с группой СД. Величина светосуммы на 26,8% (р=0,013) и амплитуда медленной вспышки на 25,2% (р=0,006) ниже группы контрольных животных. Снижена скорость окисления, зависящая от содержания прооксидантов, по сравнению со всеми группами: К на 58,8% (р=0,019), СД - на 60,2% (р=0,023), А - на 72,7% (р=0,001). А латентный период, наоборот, больше, чем в группе контроля и у крыс с сахарным диабетом без алкогольной интоксикации: на 45,1% (р=0,034) и 17,6% (р=0,041) соответственно, но не длиннее, чем у крыс группы А. Таким образом, через сутки после введения алкоголя на фоне сахарного диабета мы наблюдали отчетливое снижение интенсивности свободно-радикального окисления в митохондриях крыс. Однако это может быть свидетельством истощения как антиоксидантов, так и прооксидантов.

Основной путь превращения этанола в ацетальдегид с участием алкогольдегидрогеназы требует наличия достаточного количества акцептора водорода НАД+. При сахарном диабете повышенный липолиз и окисление ВЖК в β-цикле производит избыток протонов, связывающихся с коферментом НАД+. В результате направление реакции этанол↔ацетальдегид смещается влево, т.е. окисление этанола замедляется (увеличение латентного периода). Этанол, обладая мембранотропным действием, оказывает прямое токсическое действие на митохондрии, так как взаимодействует с длинноцепочечными жирными кислотами мембран, образуя эфиры жирных кислот, которые поступают в митохондрии, деэтерифицируются, угнетают тканевое дыхание, разобщают окисление и фосфорилирование, активируют ПОЛ [4]. Липиды митохондриальных мембран буквально «сгорают», что отражается уменьшением амплитуды медленной вспышки и показателя светосуммы через сутки от момента введения алкоголя. Снижение рН за счет увеличения пула свободных жирных кислот в митохондриях способствует протеканию реакции Фентона, т. е. гидроперекиси, накопившиеся в ходе ПОЛ, подвергаются неферментативному распаду с образованием ОН-радикалов (уменьшение амплитуды h), а гидроксильный радикал, возможно, действительно захватывается молекулой этанола, что препятствует увеличению прооксидантов (tgα). Как показано ранее, при повреждении тканей наблюдается свечение, которое снижено у тканей, потерявших жизнеспособность. В ходе поcмepтных изменений ослабляется медленная вспышка и увеличивается латентный период [8]. Учитывая роль свободных радикалов в физиологических процессах [9], снижение показателей ХЛ ниже уровня контрольных является нeблагоприятным фактором, позволяющим определить наблюдавшиеся изменения как снижение жизнеспособности митохондрий.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. http://en.wikipedia.org/wiki/Free-radical%20theory
  2. Szudelski T. The mechanism of alloxan and streptozotocin action in B-cells of the rat pancreas//Physiol.Res., 2001.-50.- P.536-546
  3. Defeng Wu., Cederbaum A.I. Alcohol, oxidative stress, and free radical damage//Alcohol Research&Health.- 2003
  4. http://www.nrca.ru/
  5. Ewing D., Walton H.L. Do.OH scavenger secondary radicals protect by competing with oxygen for cellular target sites?//Radiat.Res.- 1991.-V.128, №1.- P.29-36
  6. Kowaltowski A.J., Vercesi A.E. Mitochondrial Damage Induced by Conditions of Oxidative Stress //Free Radical Biology & Medicine. 1999. V. 26. P. 463-471
  7. Kowaltowski A.J., Castilho R.F., Bechara E.J.H., Vercesi A.E. Effect of Inorganic Phosphate  Concentration on the Nature of Inner Mitochondrial Membrane Alteration Induced by Ca2+ Ions: a Proposed Model for Phosphate-Stimulated Lipid Peroxidation //J. Biol. Chem. 1996. V. 271. P. 2929-2934.
  8. Тафельштейн Э.Е., Козлов Ю.П., Владимиров Ю.А. Хемилюминесценция, сопряженная с образованием липидных перекисей в биологических мембранах III//Биофизика.-1970.-Т.XV,вып.3.- 488-491.
  9. Дубинина Е.Е. Роль активных форм кислорода в качестве сигнальных молекул в метаболизме тканей при состояниях окислительного стресса//Вопросы медицинской химии.- 2001.- Т.47,№6.- 561-581.


ПРОБЛЕМА ШУМА В СОВРЕМЕННОМ ГОРОДЕ

ПРОБЛЕМА ШУМА В СОВРЕМЕННОМ ГОРОДЕ Статья в формате PDF 93 KB...

20 04 2024 9:15:53

PROSPECTS OF THE COAL INDUSTRY IN KUZBASS

PROSPECTS OF THE COAL INDUSTRY IN KUZBASS Статья в формате PDF 358 KB...

19 04 2024 18:13:15

УСТАНОВКА ДЛЯ ВЗРЫВНОГО МЕТАНИЯ СТРУИ ЖИДКОСТИ

УСТАНОВКА ДЛЯ ВЗРЫВНОГО МЕТАНИЯ СТРУИ ЖИДКОСТИ Статья в формате PDF 764 KB...

14 04 2024 6:19:49

ИННОВАЦИОННАЯ СТРАТЕГИЯ РЕГИОНАЛЬНОГО УРОВНЯ

ИННОВАЦИОННАЯ СТРАТЕГИЯ РЕГИОНАЛЬНОГО УРОВНЯ Статья в формате PDF 131 KB...

03 04 2024 14:17:25

ХАРАКТЕРИСТИКА ОВЦЕВОДСТВА РЕСПУБЛИКИ ТЫВА ПО ПОРОДНОМУ СОСТАВУ И ЗОНАЛЬНО-ТЕРРИТОРИАЛЬНОМУ РАЗМЕЩЕНИЮ ПОГОЛОВЬЯ ОВЕЦ

ХАРАКТЕРИСТИКА ОВЦЕВОДСТВА РЕСПУБЛИКИ ТЫВА ПО ПОРОДНОМУ СОСТАВУ И ЗОНАЛЬНО-ТЕРРИТОРИАЛЬНОМУ РАЗМЕЩЕНИЮ ПОГОЛОВЬЯ ОВЕЦ Представлены породный состав, структура и концентрация поголовья овец в разрезе природно-экономических зон Республики Тыва. ...

24 03 2024 13:39:48

ФЕНОТИПИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА СЕЛЬСКОЙ МЕСТНОСТИ

ФЕНОТИПИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА СЕЛЬСКОЙ МЕСТНОСТИ Статья в формате PDF 321 KB...

23 03 2024 1:31:42

ОПТИМАЛЬНЫЕ УСИЛИЯ РЕЗАНИЯ КОРНЕПЛОДОВ

ОПТИМАЛЬНЫЕ УСИЛИЯ РЕЗАНИЯ КОРНЕПЛОДОВ Статья в формате PDF 311 KB...

22 03 2024 4:55:23

ИННОВАЦИИ: ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА

ИННОВАЦИИ: ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА Статья в формате PDF 93 KB...

17 03 2024 5:38:37

Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::