МЕХАНИЗМЫ ИНТОКСИКАЦИЙ

УДК 615.9:616.36-099.576.2.24

ЕНЕРГЕТИЧНИЙ ОБМІН ТА ПРООКСИДАНТНО-АНТИОКСИДАНТНИЙ ГОМЕОСТАЗ ПЕЧІНКИ ЗА УМОВ РУБОМІЦИНОВОЇ ІНТОКСИКАЦІЇ ТА ВВЕДЕННЯ СУФАНУ

І.В.Ніженковська, к.м.н., І.С.Чекман, д.м.н., чл.-кор. НАН та АМН України,
С.А.Олійник, к.б.н., І.В.Порало

Національний медичний університет ім. О.О. Богомольця

Корекція наслідків побічної дії лікарських засобів є гострою проблемою сучасної фармакотерапії. Побічні ефекти багатьох препаратів звужують галузь їх застосування, вимагають від лікаря особливої обережності з призначенням та ретельного контролю ходу лікування [20]. Одним з таких препаратів є відомий в онкологічній практиці протипухлинний антибіотик рубоміцин, який зумовлює розвиток пластичної серцевої недостатності, що проявляється в першу чергу виникненням у хворих кардіоміопатії [16]. Разом з тим, рубоміцину гідрохлорид справляє негативний вплив на біохімічні системи всього організму. Крім того, зумовлені кардіоміопатією зміни загальної гемодинаміки призводять до порушення кровопостачання різних органів та тканини, розвитку гіпоксії та застійних явищ [16]. Рубоміцинова інтоксикація супроводжується виразливими порушеннями з боку багатьох ферментних систем, передусім, енергетичного обміну та окислювального гомеостазу [6, 15, 16]. В літературі є дані про спроби зниження кардіотоксичної дії рубоміцину гідрохлориду при сумісному його застосуванні з лікарськими засобами, що нормалізують енергетичний обмін, а також підвищують резистентність організму до гіпоксії [10, 17]. В цьому плані нашу увагу привернув суфан — новий вітчизняний неглікозидний кардіотонік (похідне янтарної кислоти і триптофану), здатний впливати на енергетичний обмін серцевого м'язу і проявляти кардіопротекторні властивості [21], антигіпоксичний та антиоксидантний ефекти [7]. Попередніми дослідженнями було встановлено, що суфан ефективно запобігає розвитку морфологічних порушень в міокарді при рубоміциновій інтоксикації [12].

Метою даної роботи стало вивчення можливості фармакологічної корекції порушень енергетичного обміну та стану окислювального гомеостазу в печінці щурів при рубоміциновій інтоксикації за допомогою суфану.

Матеріали та методи

Досліди проведені на 120 щурах-самцях лінії Вістар масою тіла 150—200 г. Тварин розподілили на 4 групи: 1 — контрольна; 2 група — тварини, які отримували суфан щодобово внутрішньом'язево в дозі 35 мг/кг протягом 5 тижнів; 3 група — тварини, яким щотижнево протягом 5 тижнів внутрішньом'язево вводили рубоміцину гідрохлорид в дозі 5 мг/кг [16]; 4 група — тварини, які отримували ін'єкції рубоміцину гідрохлорида на фоні суфану.

Досліджували печінку, а в окремих дослідах — стінку тонкого кишечника щурів. З тканин печінки та частини стінки тонкої кишки готували 10 % гомогенати на 0,05 М тріс-буфері (рН 7,4); іншу частину тонкого кишечника промивали цим же буфером, механічно відокремлювали слизову оболонку, з неї готували (на тому ж буфері) суспензії ентероцитів шляхом гомогенізації в нещільно притертому гомогенізаторі. Всі маніпуляції з тканинами проводили при температурі +4°С.

В тканині печінки визначали вміст нікотинамідних коферментів флюориметрично [23], активність NAD-гідролази — ензиматичним методом [18]. Компоненти аденілової системи оцінювали за допомогою спектрофотометрії [24]. В гептан-ізопропанольних екстрактах з гомогенату тканини печінки та суспензії ентероцитів визначали вміст первинних продуктів перекисного окислення ліпідів (ПОЛ) — дієнових кон'югатів (ДК) (Е232220) в гептановій та ізопропанольній фазах [5] та вторинних продуктів ПОЛ — ТБК-активних продуктів, переважно, малонового диальдегіду (МДА) [2]. В тканинах печінки та стінки тонкого кишечника щурів визначали також вміст відновленого глутатіону [11]. В отриманих за загальноприйнятою методикою постмітохондріальних фракціях цих же тканин визначали активність ферментів глутатіонового циклу — глутатіонредуктази та глутатіонпероксидази [11].

Отримані дані обробляли статистично з використанням критерію Ст'юдента [8].

Результати та їх обговорення

Встановлено, що суфан у дозі 35 мг/кг щоденно при внутрішньом'язевому веденні протягом 5 тижнів практично не впливає на обмін нікотинамідних коферментів, вміст компонентів аденілової системи, неорганічного фосфату та глікогену в печінці дослідних тварин (табл. 1, 2), вміст в тканинах печінки та ентероцитах первинних та кінцевих продуктів ПОЛ, відновленого глутатіону та ферментів глутатіонового циклу в печінці та стінці тонкого кишечника (табл. 3).

Рубоміцинова інтоксикація супроводжується різким зрушенням майже всіх досліджуваних показників енергетичного обміну печінки, а саме: в системі нікотинамідних коферментів знижується рівень окислених та збільшується кількість відновлених форм коферментів відповідно на 19,1 % та 11,6 %. Внаслідок цього коефіцієнт окислені/відновлені форми знижується на 27,4 % (табл. 1). Активність nad-гідролази при цьому підвищується на 44,5 % (табл. 1). Склад та розподіл аденілових нуклеотидів під впливом введення рубоміцину гідрохлориду при 5-тижневому введенні теж зазнає істотних змін — на 34,6 % зменшується рівень atp, на 30,3 % — збільшується вміст adp з одночасним підвищенням amp на 28 %, а співвідношення adp/atp зростає у 2 рази (табл. 2). Про порушення енергетичного обміну в тканині печінки під впливом рубоміцину гідрохлориду свідчить також підвищення неорганічного фосфату на 23,9 % та зниження глікогену на 59,1 % (табл. 2). Введення рубоміцину гідрохлориду щурам призводить також до суттєвих порушень прооксидантно-антиоксидантного гомеостазу в печінці та стінці тонкого кишечника щурів (табл. 3). Так, вміст МДА в печінці зростає в 2,5 рази, а в ентероцитах — знижується на 30,0 %; вміст відновленого глутатіону в печінці знижується майже наполовину, а в стінці тонкого кишечника   в 6,9 рази; активність ферментів глутатіонового циклу в обох досліджуваних тканинах практично не змінюється.

Суфан, який вводили тваринам, що отримували рубоміцину гідрохлорид протягом п'яти тижнів, збільшує вміст глікогену в печінці в порівнянні з тваринами, що отримували лише рубоміцин, на 30,6 % (табл. 2). У тварин, яким вводили рубоміцину гідрохлорид на фоні суфану, на 12,9% підвищується в печінці вміст окислених форм нікотинамідних коферментів в порівнянні із щурами, які отримували тільки антрацикліновий антибіотик, на 14,8 % — коефіцієнт окислені/відновлені форми (табл. 1). Система аденілових нуклеотидів теж зазнає менших зрушень в печінці тварин, які отримували рубоміцин разом з суфаном. Так, вміст atp збільшується на 23,2 %, adp та amp — зменшується на 26,0 та 22,9 % відповідно (табл. 2). Суфан на фоні рубоміцинової інтоксикації виявляє значний нормалізуючий вплив на прооксидантно-антиоксидантний гомеостаз, особливо в ентероцитах та в тканині тонкого кишечника, де всі показники практично не відрізняються від контрольних значень (табл. 3). В печінці ж вміст ТБК-активних продуктів лишається підвищеним лише на 37,1 %; вміст відновленого глутатіону та глутатіонпероксидазна активність знижуються на 23,3 % та 16,6 % відповідно. Таким чином, під дією суфану в печінці практично нормалізується вміст глікогена, відновлених нікотинамідних коферментів, а також сумарного вмісту коферментів та компонентів аденілової системи.

Отже, при інтоксикації рубоміцину гідрохлоридом спостерігаються порушення енергетичного обміну (зниження вмісту окислених та підвищення кількості відновлених форм нікотинамідних коферментів, зменшення коефіцієнту окислені/відновлені форми, зменшення вмісту АTP та підвищення рівня ADP, АМР, співвідношення АDP/ATP, неорганічного фосфату та потенціалу фосфорилювання) в печінці експериментальних тварин, що узгоджується з даними літератури [6]. Крім того, має місце активація ПОЛ в чутливих до інтоксикацій органах щурів, насамперед, в печінці. Що ж до глутатіонової системи, то за умов рубоміцинової активації ПОЛ спостерігається її виснаження, що проявляється в зниженні вмісту відновленого глутатіону в печінці та стінці тонкого кишечника. Ці дані свідчать на користь високої чутливості глутатіонової системи до дії ксенобіотиків і узгоджуються з відомими даними [19]. Окремого пояснення потребує значне зниження вмісту ТБК-активних продуктів в ентероцитах. Такого роду парадоксальна, на перший погляд, реакція ентероцитів щурів має місце при дії не тільки хімічних, але й інших стресових факторів: фракціонованого рентгенівського опромінення в сумарній дозі 1,0 Гр [13], імобілізації [13], максимального фізичного навантаження [1]. Це, вірогідно, може бути пов'язаним з інтенсивним функціонуванням антиоксидантних систем ентероцитів (так, в стінці кишечника практично не знижується активність ферментів глутатіонового циклу, але значно зменшується вміст відновленого глутатіону внаслідок його інтенсивного використання у відновних реакціях) і узгоджується з нашими попередніми даними [13]. Однак слід мати на увазі, що стан глутатіонової захисної системи в стінці тонкого кишечника в цілому не може повною мірою відбивати її стан саме в ентероцитах; крім того, активація інших антиоксидантних систем (наприклад, супероксиддисмутази, каталази тощо) може бути більш виразливою. Проте, і за умов певної компенсації процесів ПОЛ рубоміцин виявляє цитотоксичну дію на епітелій травного каналу, про що свідчить пригнічення синтезу ДНК в його клітинах [22]. Прооксидантні властивості рубоміцину гідрохлориду відіграють певну роль в реалізації його фармакологічної дії [4]. Так, механізм дії антрациклінового антибіотика пов'язаний з індукцією утворення однонитьових розривів в ДНК [4], чому сприяють вільні радикали, що утворюються в процесі біотрансфоромації рубоміцину в мікросомах гепатоцитів в присутності NADPH [3]. Вільні радикали, в свою чергу, активують процеси ПОЛ. Слід зазначити, що характер змін окислювального гомеостазу при рубоміциновій інтоксикації нагадує такий при променевому ураженні [13], що узгоджується з даними про радіосенсибілізуючу дію рубоміцину гідрохлориду [14]. Застосування суфану на фоні введення токсичних доз антрациклінового антибіотика виявило значну захисну дію його щодо більшості показників енергетичного обміну. Гепатопротекторна дія суфану може бути пов'язана з наявністю в його будові залишків янтарної кислоти, яка може включатися в цикл Кребса і збільшувати енергетичний потенціал гепатоцитів [9]. Крім активації утворення енергодонорних сполук, під впливом янтарної кислоти підвищується відновленість піридиннуклеотидів в циклі Кребса, тим самим стимулюються відновні синтези в клітині. Янтарна кислота відіграє специфічну роль у відновленні функціональної активності тканин, при чому найбільш активне її використання збігається за часом з періодом посиленого ресинтезу основних джерел енергії — кратинфосфату і глікогену [9]. Важливим моментом фармакологічної дії суфану є також те, що його активність проявляється лише за умов окислювального стресу.

Таким чином, рубоміцинова інтоксикація спричиняє виразливі порушення енергетичного обміну та прооксидантно-антиоксидантного гомеостазу в печінці. Порушення окислювального гомеостазу в ентероцитах є значною мірою компенсованими. Застосування суфану паралельно з антрацикліновим антибіотиком зменшує метаболічні прояви токсичного ураження гепатоцитів. Все вищезазначене вказує на перспективність використання суфану як засобу корекції структурно-метаболічних порушень в печінці та інших органах, які виникають при рубоміциновій інтоксикації.

Висновки

1. Експериментальна рубоміцинова інтоксикація у щурів характеризується порушенням енергетичного обміну та активацією процесів ПОЛ в тканині печінки. В стінці тонкого кишечника порушення окислювального гомеостазу носить компенсований характер.

2. Суфан при щоденному внутрішньом'язевому введенні в дозі 35 мг/кг за умов рубоміцинової інтоксикації попереджає порушення енергетичного обміну та окислювального гомеостазу печінки та стінки тонкого кишечника тварин.

ЛІТЕРАТУРА
1. Барабой В.А., Олійник С.А., Білоконь Ю.М. та ін. Динаміка процесів перекисного окислення ліпідів в крові і органах щурів в умовах максимального фізичного навантаження та фракціонованого опромінення в низьких дозах // Доп. НАН України. —1995. —N 7. —С. 127—129.
2. Барабой В.А., Орел В.Э., Карнаух И.М. Перекисное окисление и радиация. —К.: Наук. думка, 1991. —256 с.
3. Богуш Т.А., Ситдикова С.М. Монооксигеназы печени и фармакодинамика карминомицина и рубомицина // Антибиотики. —1984. —Т. 29, N 6. —С. 446—450.
4. Булкина З.П. Противоопухолевые препараты: Справочник. —К.: Наук. думка, 1991. —304 с.
5. Волчегорский И.А., Налимов А.Г., Яровинский Б.Г., Лифшиц Р.И. Сопоставление различных методов к определению продуктов перекисного окисления липидов в гептан-изопропанольных экстрактах крови // Вопр. мед. химии. —1989. —Т. 35. —Вып. 1. —С. 127-131.
6. Гольберг Е.Д., Новицкий В.В., Фурсов С.Е. и др. Изучение механизмов действия и побочных эффектов противооопухолевых антибиотиков антрациклинового ряда (рубомицин, карминомицин, адриамицин) // Актуальные проблемы фармакологии и поиска новых лекарственных препаратов. —Т. 1. —Томск, 1984. —С. 5—22.
7. Горчакова Н.А., Олейник С.А., Чекман И.С. и др. Антигипоксическая и кардиотоническая активность суфана при различных путях введения // Актуальные проблемы экспериментальной и клинической фармакологии: Матер. Всероссийской науч. конф. —СПб: Политехника, 1999. —С. 53—54.
8. Иванов Ю.И., Погорелюк О.Н. Статистическая обработка результатов медико-биологических исследований на микрокалькуляторах по программам. —М.: Медицина, 1990. —224 с.
9. Кондрашова М.Н. Выявленные и наметившиеся вопросы на пути исследования регуляции физиологического состояния янтарной кислотой // Терапевтическое действие янтарной кислоты. —Пущино, 1976.—С. 8—30.
10. Лимаренко А.Ю., Молоковский Д.С., Давыдов В.В. Раздельное и сочетанное применеие фитоадаптогенов и рубомицина гидрохлорида при лечении острого лейкоза // Актуальные пробл. Эксперимент. и клинич. Фармакол.: Матер. Всероссийской науч. конф. —СПб: Политехника, 1999. —С. 125.
11. Методы биохимических исследований (липидный и энергетический обмен): Учеб. пособие / Под ред. М.И. Прохоровой. —Л.: Изд. Ленинградского университета, 1982. —272 с.
12. Ніженковська І.В., Чекман І.С., Писарєв О.А., Горчакова Н.О. Вплив кардіотонічних лікарських засобів на морфологічну структуру міокарду в умовах рубоміцинової серцевої недостатності // Вісник фармації. —1996. —N 3—4. —С. 118—120.
13. Олійник С.А. Стан і корекція процесів перекисного окислення ліпідів та активності систем антиоксидантного захисту організму при впливі радіації різної інтенсивності: Автореф. дис. ... канд. біол. наук. —К., 1995. —23 с.
14. Рябченко Н.И., Сморызанова О.А., Деденков А.Н. Радиосенсибилизирующее действие рубомицина и его комплекса с ДНК // Мед. радиол. —1981. —Т. 26, N 7. —С. 46—50.
15. Сапрыкина Э.В., Сальник Б.Ю. Роль нарушений липидного метаболизма в механизмах гепатотоксических эффектов рубомицина // Антибиотики и химиотерапия. —1988. —Т. 23, N 6. —С. 452—455.
16. Семенова Л.А., Непомнящих Л.М., Семенов Д.Е. Морфология пластической недостаточности мышечных клеток сердца. —Новосибирск: Наука, Сибир. отдел., 1985. —241 с.
17. Семиглазов В.Ф. Предупреждение кардиотоксического действия антрациклинов с помощью кардиоксана // Вопр. онкологии. —1997.—Т. 43, N 6. —С. 569—574.
18. Телепнева В.И., Исаева И.В. Ферментативное превращение НАД в клеточных фракциях скелетных мышц в норме и при денервации // Вопр. мед. химии. —1967. —Т. 13. —С. 242—247.
19. Тиунов Л.А., Иванова В.А. Роль глутатиона в процессах детоксикации // Вестник АМН СССР. —1988. —N 1. —С. 62—69.
20. Чекман И.С. Осложнения фармакотерапии. —Киев: Здоров'я, 1980. —236 с.
21. Чекман І.С., Гудивок Я.С., Горчакова Н.О., Румянцева Ж.М., Козоріз С.М. Вплив неглікозидного кардіотоніку суфану на перебіг гострої серцевої недостатності // Ліки. —1994. —N 5—6. —С. 36-41.
22. Formelli F., Zedeck M., Sternberg S.S., Philips F.S. Effects of adriamycin on DNA synthesis in mouse and rat heart // Cancer Res. —1978. —Vol. 38. —P. 3286-3292.
23. Huff J., Perlzweig W. The fluorescent condensation product of N-methylnicotinamide and acetone // J. Biol. Chem. —1949. —V. 167, N1. —P. 157-167.
24. Sato T.R., Thomson J., Dauforth W. Electrochromatografic separation of Inorganic Phosphate, Adenosine Diphosphate, Adenosine Monophosphate and Adenosine Triphosphate // Anal. Biochem. —1963. —N 5. —P. 542—547.


| Содержание |