Біорізноманіття, екологія та експериментальна біологія

The present article illustrates the experimental results of investigation of antiradical defense system state at conditions of crown-ethers action upon the organism of warm-blooded animals. The research program used sub-acute toxicological experiment on sexually mature white male rats of WAG population (body mass - 180-220 g). The animals were administered with water emulsion of investigated crown-ethers (12-crown-4, 15-crown-5, and 18-crown-6) in 1/100 and 1/1000 LD50 daily, within 30 days perorally. The animals of the control group were given water at the same conditions. On the 30th day of the experiment the rats of all groups were anesthetized by sodium thiopental (50 mg/kg) and slaughtered by decapitation with the Guillotine knife. Oxidantantioxidant interaction was evaluated using the following indexes: SH-groups, vitamin C, vitamin E contents; haptoglobin, MDA, and DC concentrations; ceruloplasmin, catalase, peroxidase, SOD, GP activities. All crown-ethers 1/1000 LD50 (subtoxic dose) increased blood serum contents of DC by 80.1; 75.4; 70.2% and MDA 108.9; 130.8; 82.4% for 12-crown-4, 15-crown-5, 18-crown-6, respectively. Their action also resulted in enhancing the activity of investigated antioxidant system enzymes – blood catalase (by 35% on average), blood peroxidase (by 80% on average), blood GP (by 60% on average) and blood SOD (by 40% on average). Crown-ethers significantly increased concentrations of serum ceruloplasmin (by 85% on average) and haptoglobin (by 82% on average). The concentration of the main antioxidant peptide glutathione (reduced form) was higher in blood of the experimental rats, whereas the general contents of SH-groups became diminished. The contents of adrenal gland vitamin C got increased (by more than 40%) in the action of crown-ethers on the background of decreasing in serum vitamin E concentration. The action of 12-crown-4, 15-crown-5 and 18-crown-6 1/100 LD50 resulted in the pronounced increase in blood serum contents of DC by 152; 138; 144% and MDA by 178; 162; 154%, respectively. The blood contents of SH-groups did not significantly changed at the influence of the investigated compounds. This dosage of crown-ethers further activated free-radical processes and lipid peroxidation, inhibiting antioxidant system, which was connected with membranes pathology development being at the base of structure-metabolic disturbances in different organs and tissues of the organism.

Key words: crown-ethers, free-radical oxidation, lipid peroxidation, antioxidant system.

В роботі викладені результати експериментів з вивчення стану системи антирадикального захисту за умов дії краун-етерів на організм теплокровних тварин. Програма дослідження базувалася на використанні підгострого токсикологічного експерименту на статевозрілих білих щурах-самцях популяції WAG масою тіла 180-220г. Тваринам вводили водну емульсію досліджуваних речовин (12-краун-4, 15-краун-5, 18- краун-6) у 1/100 та 1/1000 LD50, щоденно, перорально впродовж 30-ти днів. Тварини контрольної групи одержували воду за аналогічних умов. На 30-й день експерименту тварин усіх груп анестезували тиопенталом натрію (50 мг/кг) і забивали декапітацією гільйотинним ножем. Оксидант антиоксидантна взаємодія оцінювалася за допомогою наступних індексів: вміст SH-груп, вітаміна Е, вітаміна С; концентрації ДК, МДА, гаптоглобіну; активності церулоплазміну, каталази, пероксидази, СОД, глутатіонпероксидази. Всі досліджувані краун-етери в 1/1000 LD50 (субтоксична доза), підвищували у сироватці крові вміст ДК на 80.1; 75.4; 70.2% та МДА на 108.9; 130.8; 82.4% для 12-краун-4, 15-краун-5, 18-краун-6 відповідно. Їх дія також призводила до підвищення активності досліджуваних ферментів антиоксидантної системи: каталази крові (в середньому на 35%), пероксидази крові (в середньому на 80%), ГП крові (в середньому на 60%), СОД крові (в середньому на 40%). Краун-етери достовірно підвищували концентрації церулоплазміну (в середньому на 85%) та гаптоглобіну (в середньому на 82%) у сироватці крові. Концентрація основного антиоксидантного пептиду – глутатіону (відновлена форма) була вище у крові експериментальних груп щурів, у той час, як загальний вміст SH-груп зменшувався. Вміст вітаміну С в наднирниках підвищувався (більш ніж на 40%) при дії краун-етерів, на фоні зниження концентрації вітаміну Е в сироватці крові. Дія 12-краун-4, 15-краун-5 та 18-краун-6 у 1/100 LD50 призводила до достовірного підвищення в сироватці крові вмісту ДК на 152; 138; 144%, та МДА на 178; 162; 154% відповідно. Вміст SH-груп в крові суттєво не змінювався під впливом досліджуваних речовин. Ця доза краун-етерів в подальшому активувала вільнорадикальні процеси та перекисне окислення ліпідів, інгібуючи антиоксидантну систему, що було пов’язано з розвитком мембранної патології, яка лежить в основі структурно-метаболічних порушень в різних органах та тканинах організму.

Ключові слова: краун-етери, вільно-радикальне окислення, перекисне окислення ліпідів, антиоксидантна система.

В работе представлены результаты экспериментов по изучению состояния системы антирадикальной защиты в условиях действия краун-эфиров на организм теплокровных животных. Программа исследования базировалась на использовании подострого токсикологического эксперимента на половозрелых белых крысах-самцах популяции WAG массой тела 180-220г. Животным вводили водную эмульсию исследуемых веществ (12-краун-4, 15-краун-5, 18-краун-6) в 1/100 та 1/1000 LD50, ежедневно, перорально на протяжении 30-ти дней. Животные контрольной группы получали воду при тех же условиях. На 30-й день эксперимента животных всех групп анестезировали тиопенталом натрия (50 мг/кг) и забивали декапитацией гильотинным ножом. Оксидант-антиоксидантнае взаимодействие оценивалось с помощью следующих индексов: содержание SH-групп, витамина Е, витамина С; концентрации ДК, МДА, гаптоглобина; активности церулоплазмина, каталазы, пероксидазы, СОД, глутатионпероксидазы. Все исследуемые краун-эфиры в 1/1000 LD50 (субтоксическая доза), повышали в сыворотке крови содержание ДК на 80.1; 75.4; 70.2% и МДА на 108.9; 130.8; 82.4% для 12-краун-4, 15-краун-5, 18-краун-6 соответственно. Их действие также приводило к повышению активности исследуемых ферментов антиоксидантной системы: каталазы крови (в среднем на 35%), пероксидазы крови (в среднем на 80%), ГП крови (в среднем на 60%), СОД крови (в среднем на 40%). Краун-эфиры достоверно повышали концентрации церулоплазмина (в среднем на 85%) и гаптоглобина (в среднем на 82%) в сыворотке крови. Концентрация основного антиоксидантного пептида – глутатиона (восстановленная форма) была выше в крови экспериментальных групп крыс, в то время, как общее содержание SH-групп уменьшалось. Содержание витамина С в надпочечниках повышалось (более чем на 40%) при действии краун-эфиров, на фоне снижения концентрации витамина Е в сыворотке крови. Действие 12-краун-4, 15-краун-5 та 18-краун-6 в 1/100 LD50 приводило к достоверному повышению в сыворотке крови содержания ДК на 152; 138; 144%, и МДА на 178; 162; 154% соответственно. Содержание SH-групп в крови существенно не менялось под влиянием исследуемых веществ. Эта доза краун-эфиров в дальнейшем активировала свободнорадикальные процессы и перекисное окисление липидов, ингибируя антиоксидантную систему, что было связано с развитием мембранной патологии, которая может лежать в основе структурно- метаболических нарушений в разных органах и тканях организма.

Ключевые слова: краун-эфиры, свободнорадикальное окисление, перекисное окисление липидов, антиоксидантная система.

The peroral administration of crown-ethers in 1/1000 LD50, within one month stimulate free radical processes, lipid peroxidation and activate the system of antiradical and antiperoxide defence.

The higher dosage of crown-ethers (1/100 DL50) further activates freeradical processes and lipid peroxidation, inhibiting antioxidant system, which is connected with membranes pathology development being at the base of structuremetabolic disturbances in different organs and tissues of the organism.

Барабой В.А., Сутковой Д.А. Окислительно-антиоксидантный гомеостаз в норме и патологии. К.: Наукова думка, 1997. 420 с.

Бурнусус З.М., Сурай П.Ф., Бурнусус К.Г. Определение альфа-токоферола в сыворотке крови. Лаб. дело. 1999. № 4. С. 49–51.

Гуревич В.С., Конторщиков К.Н., Шатилина Л.В. Сравнительный анализ двух методов определения активности СОД. Лаб. дело. 1990. № 4. С. 44–47.

Дубинина Е.Е., Ефимова С.А., Сафронова Л.Н. Методы определения активности каталазы. Лаб. дело. 1983. № 3. С. 25–28.

Жукова Т.В. Адаптационные реакции организма как критерии регламентации химических загрязнителей окружающей среды. Гигиена и санитария. 1997. № 6.С. 66–68.

Каухин А.Б., Ахметова Б.С. Экстракция липидов смесью гептан-изопропанол для определения диеновых конъюгатов. Лаб. дело. 1987. № 6.

С. 335–337.

Ланг С.М., Уилсон Р.П. Лабораторная крыса. Лабораторные животные. 1993. № 2. С. 101–110.

Лакин К.М., Крылов Ю.Ф. Биотрансформация лекарственных веществ. М.: Медицина, 1981. 304 с.

Лемешко В.В. Система микросомального окисления при развитии и старении организма. Биохимия. 1980. № 11. С. 1964–1969.

Лошинский А.В., Афанасенко Г.А., Гудкова Е.Г. Определение активности ферментов фибринолитической системы с использованием фибриногена, конъюгированного с пероксидазой. Лаб. дело. 1991. № 11. С. 27–31.

Луцевич И.Н. Изучение токсичности продуктов трансформации химических веществ в условиях острого опыта. Здоровье населения и окружающая среда. Саратов: СГУ. 1986. С. 68–70.

Мейн М.В. Простой и специфический метод определения глутатионпероксидазы в эритроцитах. Лаб. дело. 1986. № 12. С. 724–727.

Мошков К.А. Определение ферментативной активности и иммунореактивности церулоплазмина в сыворотке крови человека. Лаб. дело. 1985. № 7. С. 390–395.

Практикум по биохимии. Под ред. С.Е. Северина, Т.А. Соловьевой. М.: Изд-во МГУ, 1989. 236 с.

Тимочко Л.Ф., Єлисеєва О.П., Кобилянська Л.І. Метаболітні аспекти формування кисневого гомеостазу в екстремальних станах. Львів, 1998. 141 с.

Федорова Т.Н., Коршунова Т.С., Ларский Э.Г. Реакции с тиобарбитуровой кислотой для определения малонового диальдегида крови методом флюориметрии. Лаб. дело. 1988. № 8. С. 11–16.

Чевари С. Роль СОД в окислительных процессах клетки и метод определения ее в биологическом материале. Лаб. дело. 1985. № 11. С. 678–680.

Kratenko R.I. Crown-ethers toxicity parameters and their cumulative properties in short-term experiments. Біологія та валеологія. 2016. № 18. С. 38–43.

Kratenko R.I. Crown-ethers – xenobiotics which possess membranotropic activity. Біологія та валеологія. 2014. № 16. С. 21–28.